Автожир до 115 кг - «Дрозд»

Thread moderators: rotordive, vert
Руслан! У нас отличается конструкция головы ротора от обычной. Корпус подшипников - стальной, в нем два подшипника. Верхний - радиально-упорный, закрытый, сдвоеный 3206,(грузоподьемность статическая -2 тонны), нижний 6206 2RS, между ними 70мм высоты. Корпус подшипников является карданом управления,( см. ответ 123 на стр.7) качается по тангажу и к нему спереди стыкуется ручка управления. Вращающийся вал ротора - стальной, диаметром 30мм и к нему сверху жестко, болтом крепится дюралевая ступица несущего винта (ротора). Т.е. подшипники снаружи и внутри опираются на сталь. Если подшипник в дюрале, то лучше использовать твердое аннодирование. Можно и обычное аннодирование, но количество разборок тогда небольшое. Посадка наружного кольца Н7, или плотнее - К7. Под анодирование допуск не нужен, размер не меняется. Коэффициент запаса - побольше, от него зависит ресурс подшипника, надо конкретно считать от радиальной и осевой нагрузки.
А вообще, лучше использовать готовый прототип конструкции головки ротора известного летающего аппарата.
 
Всем привет! Лето в самом разгаре, пора отчитаться о проделанной работе.

Дрозд показал следующие результаты.

Максимальную «летнюю скороподъемность»получили 3м/с на скоростях 60-65 км/час. Максимальная скорость 95-100км/час, что удачно соответствует нормам до 115 кг FAR103 (не более 102 км/час). В крейсере при легком винте скорость 65 км/час и обороты двигателя-5600 об/мин. Минимальную скорость пока не замеряли, т.к. нужно по GPS в штиль. Чтобы поднять крейсерскую и максималку для перелетов, видимо нужен более мощный двигатель, типа Ротакс-503 и, наверное, облагородить фюзеляж, поставить обтекатели на пилон и колеса.

В полете очень удобно легким усилием ручки по изменению шага ротора выставлять для заданного режима нужные обороты. В видео это видно. Т.е. для взлета и малых скоростей шаг побольше, на максималке – шаг поменьше. Ограничение по увеличению шага – попадание в режим «срыв потока с лопастей». Начинается с ростом скорости ощутимая тряска ротора и приходится уменьшать шаг. Но максимальное качество ротора – это на границе срыва. Один раз, из-за ошибки летчика, который уменьшил сильно в полете шаг, обороты выросли до 440 об/мин, ощутимо пропала подъемная сила ротора и аппарат перешел в снижение на прежнем режиме мотора. Но зато испытали ротор на запас по флаттеру, до 440 об/мин.- все ок!

.................................................................................................................................................................

Информация по раскрутке. Намотка троса, требует некоторого времени.Наш аэродром сначала был не скошен от травы, пользовались тросовой раскруткой, получили результаты описанные ниже. Потом местные фермеры скосили траву на сено, затем оставили сено в рулонах на полосе, и использовать можно было только рулёжку длиной метров 400. Такая длина -400м позволяет легко взлетать без раскрутки даже в штиль, но надо пробежаться в один конец, набрав около 140 оборотов, быстро развернутся и обратно уже взлетать . При ветре в 8-10м/сек ротор раскручивается на месте до 130об/мин и дальше идет короткий разбег.Тросовую раскрутку, лучше использовать при взлете с ограниченных площадок. Время от запуска прогретого двигателя, с уже намотанным на шкив тросом, и до отрыва автожира на взлете занимает всего 40 секунд. Испытания были в почти штиль. Статтяга двигателя в летнюю жару упала до 126 кгс, по сравнению с зимней – 135 кгс. Обороты ротора при сходе 35м троса с шагом около 0 град. – уже взлетные 250 об/мин. Если сразу в начале раскрутки выставить рабочий полетный шаг, то обороты получаются гораздо меньше- около 200 (это для автожиров с фиксированным шагом ротора). Если есть встречный ветерок, то лучше использовать средний шаг, т.к. встречный ветер помогает раскрутке ротора. Общий разбег в штиль получается около 45м, т.е. трос длинной 35м и надо еще метров 10, чтобы набрать взлетную скорость около 35-40км/час. В момент схода троса имеем скорость автожира- 10 км/час, поэтому можно разбегаться с неподготовленных площадок и неровных просёлочных дорог. По длине троса в шкиве есть еще запас на увеличение, но был один нехороший случай, когда трос слетел с края полного шкива, намотался в щель между шкивом и валом,и порвался. Усилие разрыва троса 2мм –всего около 200 кгс, поэтому он не останавливает аппарат, а с легким толчком просто рвется, и автожир еще не набрав обороты, раньше времени начинает внезапно ускоряться. Для прыжкового взлета необходимо иметь запас по взлетным оборотам процентов на 40 выше, мы пока такого не достигли. Также общий шаг сильно влияет на продольную балансировку. При взлетном положении ротора при отрыве, дача большого шага вызывает резкое увеличение угла тангажа автожира, повышенное сопротивление, потерю скорости и оборотов, и грубое приземление снова на полосу. Поэтому с работой шагом, тренироваться надо постепенно и аккуратно.
 
Супер!!! 👍

Только вот над РУДом я бы подумал покрепШе...🙂 А так все СУПЕР - и конструкция и полеты.
 
Намотка троса, требует некоторого времени.

А что если вообще не наматывать трос а просто пропустить его через ролик типа блока и можно для лучшего трения делать не один оборот как на морской лебедке ?
 
Чтобы поднять крейсерскую и максималку для перелетов, видимо нужен более мощный двигатель, типа Ротакс-503 и, наверное, облагородить фюзеляж, поставить обтекатели на пилон и колеса.
Хм... попробуйте увеличить нагрузку на ометаемую (правда это будет много работы с ротором), зато увеличится крейсер, но и взлетная возрастёт.
Статтяга двигателя в летнюю жару упала до 126 кгс, по сравнению с зимней – 135 кгс.
т.е штатный вентилятор в жару не успевает охлаждать?
и этой тяги хватает?
но был один нехороший случай, когда трос слетел с края полного шкива, намотался в щель между шкивом и валом,и порвался. Усилие разрыва троса 2мм –всего около 200 кгс, поэтому он не останавливает аппарат, а с легким толчком просто рвется, и автожир еще не набрав обороты, раньше времени начинает внезапно ускоряться. Для прыжкового взлета необходимо иметь запас по взлетным оборотам процентов на 40 выше, мы пока такого не достигли.
Может всё таки уйти от тросовой раскрутки, тем более для прыжка она явно слабая. Вот вариант - лёгкий (см. рис.1), или тяжелее (см. рис.2).

P/S: музыку в видео я бы убрал, на мой взгляд она мешает слушать работу мотора, ротора и всего в целом.

рис.1.jpg


рис.2.jpg
 
Всем привет ! Спасибо за комментарии и интерес к нашей работе.

Отвечу по порядку.
А что если вообще не наматывать трос а просто пропустить его через ролик типа блока и можно для лучшего трения делать не один оборот как на морской лебедке ?

Если честно, к своему стыду не совсем понял что вы предлагаете ?

Хм... попробуйте увеличить нагрузку на ометаемую (правда это будет много работы с ротором), зато увеличится крейсер, но и взлетная возрастёт.

Именно малая взлётная скорость и была одной из целей при разработке Дрозда.

т.е штатный вентилятор в жару не успевает охлаждать?
и этой тяги хватает?

Вентилятор тут не причём у нас он регулируемый. просто зимний морозный воздух плотнее. Тяги хватает на то что описано в отчёте, только всем и всегда хочется её по больше. 🙂

Может всё таки уйти от тросовой раскрутки, тем более для прыжка она явно слабая. Вот вариант - лёгкий (см. рис.1), или тяжелее (см. рис.2).

P/S: музыку в видео я бы убрал, на мой взгляд она мешает слушать работу мотора, ротора и всего в целом.

У нас была задача войти в 115 кг. Выбрали такую раскрутку , лёгкую и предвидели возможность экстренных взлётов с троса с коротких и мало пригодных площадок, за счёт малой скорости разбега. Пойти другим путём если у Вас есть желание, почему бы и нет, только эти 115 килограмм сильно приземляют полёт конструкторской мысли.
На вкус и цвет как говорится товарища нет. Я вот наоборот , если мягко сказать , ОЧЕНЬ НЕЛЮБЛЮ ролики где меня заставляют слушать треск мотора. он и так надоел уже. Поэтому два вечера, лично монтировал ролики и подбирал музыку, кстати дело весьма хлопотное. Поэтому и впредь, обязуюсь выкладывать ролики те которые будут от моего имени, только с музыкой. 😉 Что можетбыть лучше красивого полёта под красивую музыку.
С уважением.
 
Последнее редактирование:
Именно малая взлётная скорость и была одной из целей при разработке Дрозда.
Понятно.
Вентилятор тут не причём у нас он регулируемый. просто зимний морозный воздух плотнее. Тяги хватает на то что описано в отчёте, только всем и всегда хочется её по больше. 🙂
Насчёт плотного зимнего воздуха - я в курсе 🙂
АЖ тяги нужно больше 😉, чем другим типам ЛА, в связи с его низким АК.
У нас была задача войти в 115 кг. Выбрали такую раскрутку , лёгкую и предвидели возможность экстренных взлётов с троса с коротких и мало пригодных площадок, за счёт малой скорости разбега. Пойти другим путём если у Вас есть желание, почему бы и нет, только эти 115 килограмм сильно приземляют полёт конструкторской мысли.
На вкус и цвет как говорится товарища нет.
Согласен, в 115 кг. вписать, да ещё с двиг. P-503/РМЗ-500 сложная задачка. Сам пытался (см. рис.1 - основа взята у Ч.Бити), но там я переусердствовал и набрал лишнего веса (в оригинале Чак вписал его в тот вес). На досуге, если выкрою время, можно над ним пошаманить (убрать лишнее, то может и влезет в этот вес).
Я вот наоборот , если мягко сказать , ОЧЕНЬ НЕЛЮБЛЮ ролики где меня заставляют слушать треск мотора. он и так надоел уже.
Ясненько.
 
попробуйте увеличить нагрузку на ометаемую (правда это будет много работы с ротором), зато увеличится крейсер, но и взлетная возрастёт.

Отрезать лопасти дело не хитрое, но у автожиров немного другая зависимость скоростей от нагрузки на ометаемую площадь, чем у самолетов. При уменьшении диаметра ротора его качество упадет и диапазон скоростей будет еще меньше. Можете убедится в том же финском калькуляторе. Большой диаметр ротора ограничен весом и еще наверное в болтанку чуствительнее будет. Дроз с нагрузкой 5,8 кг/кв.м летал в порывистый ветер при 10 м/сек. В воздухе было без проблем, а вот на посадке порывы не дают нормально без кренов посадить. В то же время летал Птенец-2 с нагрузкой 35 кг/кв.м, его болтало еще хуже. Про дельталет в ветер лучше и не вспоминать. Кстати управление Дроздом полностью аналогично дельталетному, на вираже даешь крен и немного ручку от себя (на кабрирование). Педалей не касаешься и шарик стоит в центре. Кто летал на дельтиках- освоит легко.
По поводу раскрутки - я лично убеждаюсь, что тросовый вариант для аварийного взлета с малой площадки - самая постая и легкая конструкция. А так как штиль бывает редко, то при полетах в ветер 4-10 м/сек автожир легко обходится и без предварительной раскрутки, просто пробежаться туда сюда лишний раз.
 
Отрезать лопасти дело не хитрое, но у автожиров немного другая зависимость скоростей от нагрузки на ометаемую площадь, чем у самолетов. При уменьшении диаметра ротора его качество упадет и диапазон скоростей будет еще меньше. Можете убедится в том же финском калькуляторе. Большой диаметр ротора ограничен весом и еще наверное в болтанку чуствительнее будет. Дроз с нагрузкой 5,8 кг/кв.м летал в порывистый ветер при 10 м/сек. В воздухе было без проблем, а вот на посадке порывы не дают нормально без кренов посадить. В то же время летал Птенец-2 с нагрузкой 35 кг/кв.м, его болтало еще хуже. Про дельталет в ветер лучше и не вспоминать.
Зависимость есть 😉
Допустим будет не Птенец-2, а Cessna-150 и у неё нагрузка кг/кв.м уже будет 48,4 кг/кв.м и она будет лететь лучше и болтать её при том же 10 м/сек. будет меньше. 🙂
Вот см. данный ролик с 13-ой мин. (про нагрузку) 😉
По поводу раскрутки - я лично убеждаюсь, что тросовый вариант для аварийного взлета с малой площадки - самая постая и легкая конструкция. А так как штиль бывает редко, то при полетах в ветер 4-10 м/сек автожир легко обходится и без предварительной раскрутки, просто пробежаться туда сюда лишний раз.
Хм... простая и лёгкая - да, но эффективность малая. Предположим, что при определённых обстоятельствах есть только одна попытка раскрутки и взлёта (и бегать туда-сюда не получится), что делать тогда? 🤔
 
По нагрузке на ометаемую и ее влияние на болтанку, на летучесть и снижение взлетной скорости при снижении нагрузки на ометаемую, уважаемый А.Ламеко был прав, а вот о максимальной скорости, к сожалению, он ошибался. Там зависимость другая, чем у самолетного крыла. При увеличении диаметра и уменьшении нагрузки увеличивается качество ротора и вырастает диапазон скоростей полета. См. картинку финский калькулятор при диаметре 7м и 6м. К сожалению, не получается взломать эту программку для мелких исправлений и снятия ограничений, но зависимость она выдает правильную.
Хм... простая и лёгкая - да, но эффективность малая. Предположим, что при определённых обстоятельствах есть только одна попытка раскрутки и взлёта (и бегать туда-сюда не получится), что делать тогда?
Бегать туда -сюда - это без раскрутки, а нашу тросовую раскрутку для 115 кг с длиной разбега 45м считаем простой и эффективной, т.к. в отличии от других передает сразу всю взлетную мощность двигателя с учетом к.п.д. винта. Другие аппараты до 115 с механической и электрической раскруткой взлетают с большим разбегом.

Снимок2.PNG
 
Последнее редактирование:
По нагрузке на ометаемую и ее влияние на болтанку, на летучесть и снижение взлетной скорости при снижении нагрузки на ометаемую, уважаемый А.Ламеко был прав, а вот о максимальной скорости, к сожалению, он ошибался. Там зависимость другая, чем у самолетного крыла.
Я считаю, что А.Ламеко правильно все рассказал (+ у него был большой опыт по АЖ). 🙂 Тут вопрос, кто как поймет. 😉
Аэродинамическое качество (АК) аппарата в целом (в том числе и ротора) - это зелёная линия.
См. рис. ниже, там будет прирост его (АК), но он не такой уж и большой (при 6 м. роторе: от 1 до 4, а при 7м. роторе: от 1 до где-то 4,3), и максим. скорость прибавится, но на чуть-чуть (у начальной прибавка больше), ещё возрастёт скороподъёмность (где-то с 2,2 м/с до 2,7 м/с).
Бегать туда -сюда - это без раскрутки, а нашу тросовую раскрутку для 115 кг с длиной разбега 45м считаем простой и эффективной, т.к. в отличии от других передает сразу всю взлетную мощность двигателя с учетом к.п.д. винта. Другие аппараты до 115 с механической и электрической раскруткой взлетают с большим разбегом.
На мой взгляд, я бы переделал раскрутку на другую. Но ваше дело согласиться или остаться при своем. 😎

3.jpg
 
Последнее редактирование:
Тут вопрос, кто как поймет.
В отличии от самолета, где с повышением нагрузки на крыло (при уменьшении площади крыла) увеличивается взлетная и максимальная скорость, у автожира же с обрезанными лопастями (увеличенной нагрузкой на ометаемую) все наоборот - максималка будет еще меньше, и взлетная выше. В этом и весь парадокс зависимости диапазона скоростей автожира от нагрузки на ометаемую и он правильно отображается на графиках. Т.е. для увеличения максималки нужно увеличивать диаметр ротора.
Наша вся система раскрутки весит около 0,7 кг, передает около 30 л.с. . Какую по весу, мощности, сложности и стоимости изготовления Вы можете предложить взамен?
 
Последнее редактирование:
Наша вся система раскрутки весит около 0,7 кг, передает около 30 л.с. . Какую по весу, мощности, сложности и стоимости изготовления Вы можете предложить взамен?
Всегда есть что предложить, а почему Вы не используете взлет после раскрутки ротора маршевым винтом? Именно такой способ использовали на первых автожирах. Интересно отметить, что раскрутка ротора от маршевого винта начинается с некоторой временной задержкой. При этом и не не нужна пробежка по взлетке туда сюда. Конструкция Дрозда очень оригинальна!
1659676992593.png
 
Раскрутка от маршевого винта всегда используется для трогания ротора с места в штиль и дальнейшего разбега. Но если стоять на месте обороты ротора получаются небольшие - около 20% от взлетных. Т.к. схема толкающая, то при полном отклонении ротора назад, поток от маршевого проходит через ротор, и отклоняемый стабилизатор не нужен. Но дело в том, что лопасти ускоряют вращение только в малой зоне в потоке, а в остальных азимутах идет их торможение об стоящий воздух. Изменяемый шаг ротора позволяет подобрать оптимальное положение в зависимости от оборотов. Для трогания- отрицательный шаг и далее увеличиваешь. При фиксированном шаге ротора думаю обороты будут еще меньше. А вот при ветре поток идет через весь наклонный ротор и он быстро раскручивается.Только надо на тормозах держать, или тягу маршевого использовать для удержания автожира на месте. Специальных замеров не делали, но при ветре 8 м/с раскручивался до 50% от взлетных. А при ветре равном взлетной скорости - на Дрозде это 35- 40 км/час, т.е. при 12 м/сек будет уже видимо взлетать вертикально, как вертолет.
 
В отличии от самолета, где с повышением нагрузки на крыло (при уменьшении площади крыла) увеличивается взлетная и максимальная скорость, у автожира же с обрезанными лопастями (увеличенной нагрузкой на ометаемую) все наоборот - максималка будет еще меньше, и взлетная выше. В этом и весь парадокс зависимости диапазона скоростей автожира от нагрузки на ометаемую и он правильно отображается на графиках. Т.е. для увеличения максималки нужно увеличивать диаметр ротора.
Если следовать Вашей логике, тогда сделайте его (диаметр ротора) ещё больше, чем у вас сейчас установлен (не забудьте тогда проверить нагрузку на ометаемую). 🤔
Я бы лучше боролся с зелёной линией (поднять её надо бы 😉), а там и другие линии подтянутся куда надо. 🙂
Наша вся система раскрутки весит около 0,7 кг, передает около 30 л.с. . Какую по весу, мощности, сложности и стоимости изготовления Вы можете предложить взамен?
Я в посте № 209 показал их.
На первом рисунке: между редуктором (правда там шестер. редуктор) и винтом ставится проставка в виде пластины (Д16Т 305мм на 6 мм.), к ней прижимается ролик с трубкой, которая (трубка) идёт от бендикса на голове ротора. Можно попробовать проставку поставить в начале коленч. вала и отбор производить там. По весу на моей той модели было где-то 2.6 кг, система не сложная, стоимость не считал. Тут через трение ролика о пластину передается вращение на голову ротора.
Вот есть видео (старенькое оно правда уже), где стоит такая система (Ч.Бити). Там и голова на 3-ротора и шаг есть и мотор R-447 на 40 л.с. 😉
На втором рисунке: 2-а шкива (Д16Т), ремень, прижимной ролик, угловой редуктор, трубка с карданами с дух сторон и со внутр. шлицевым соединением. Вес тяжелее, сложнее, ну и дороже (тут конечно зависит от стоимости самого редуктора). Тут получ. карданная раскрутка.
Были у меня ещё фотки разн. видов раскрутки, но их так сходу не найду.
 
Если следовать Вашей логике, тогда сделайте его (диаметр ротора) ещё больше, чем у вас сейчас установлен (не забудьте тогда проверить нагрузку на ометаемую). 🤔
Я бы лучше боролся с зелёной линией (поднять её надо бы 😉), а там и другие линии подтянутся куда надо. 🙂
Это не моя логика, это наука - аэродинамика несущего винта.🙂 Можете посчитать по " А.Сатаров. Упрощенный расчет автожира" в интернете есть.
Увеличение диаметра ротора поднимает его качество (зеленую линию) максимальную скорость и скороподьемность, соответственно, но вызывает рост высоты мачты, габаритов автожира, рост его сопротивления фермы, рост веса лопастей, втулки ротора и всего аппарата, также ухудшает полет в болтанку из-за уменьшения нагрузки на ометаемую. Поэтому всегда нужен разумный компромисс. Мы остановились на диаметре 7м.
По предлагаемой Вами раскрутках - во первых вес в 3,7 раза больше😢, во вторых малая передаваемая мощность через фрикционную шайбу и ее быстрый износ. Мне больше нравиться - с коленвала через сцепление и угловой редуктор, как на воронежском автожире Барсик. Но вес тоже большой получается и вываливается за 115 кг.

Фото 9.jpg
 
Последнее редактирование:
Назад
Вверх