Беседы о теории машущего полёта.

izrail11 сказал(а):
какие лучше применить узлы соединения,так чтобы на одном уровне было? 
Шарнирные соединения (вложение), широко используемые в жестких системах управления ЛА и СУ, конструкциях шасси. Вариметов исполнения много, многие узлы стандартизированы.
Ваша конструкция (на будущее) обладает одним существенным недостатком: плоастины очень плохо работают на сжатие (не устойсивы). Выход - замена на трубки или ферменные конструкции.
 

Вложения

  • JEl-ty_upr_LA_i_SU.JPG
    JEl-ty_upr_LA_i_SU.JPG
    28,7 КБ · Просмотры: 82
Бывалый, спасибо.
Да я понимаю что есть такие узлы. Вопрос в том, как сделать из имеющихся под рукой (продающ.в любом строительном магазине)матерьялов.
Есть такой вариант,взять готовый узел,и к нему уже прикрепиться,но я не встречал подходящего.
 
Anatoliy. сказал(а):
Но предварительно могу сказать только то, что если если крыло будет совершать движение с переменной скоростью относительно среднего значения, то потери возрастут, так как  скорость в квадрате влияет на величину сопротивления.
Возрастают не потери в квадрате от скорости, а аэродинамические силы. А уж куда их повернуть, это наше дело =). Поэтому не обязательно потери возрастут, могут и уменьшиться. Дело в том, что даже летящий равномерно объект задействует значительный окружающий воздух (ну вы и сами это знаете, вязкость, трение, инерция).

Если же двигаться с переменной скоростью, то можно задействовать больший объем окружающего воздуха. А это больше масса, значит ее можно отбрасывать с меньшей скоростью. Вот вам и профит.

Это можно сравнить со струйкой воздуха из трубки. Первый случай когда вы ей дуете с постоянной скоростью. Одна вылетает на такое-то расстояние, скажем, 0.5 м. А второй случай, когда вы дуете ей в пульсирующем режиме. Резко дунули на 1 м, а потом столько же времени вообще не дуете. В среднем у вас получается такая же струйка, как была постоянная на 0.5 м. Только в импульсном режиме вы "дотянулись" до расстояния в 1 м, а значит задействовали окружающий воздух и там. На большем расстоянии.

Пример со струйкой некорректен в физическом смысле, прошу его не разбирать)), я только хотел показать что в импульсном режиме потенциально можно задействовать больший объем окружающего воздуха. Струйка это просто первая аналогия, которая пришла в голову. Сам принцип.

Так же и махолет при махах задействует больший объем, чем с неподвижными крыльями, lav тут прав. И при полете по волне тоже ометаемый объем выше. Все это снижает индуктивное сопротивление, так как бОльшую массу воздуха отбрасываем с меньшей скоростью.

Но вопрос в конкретных цифрах. При полете птиц в горизонте эффект возможного снижения индуктивного сопротивления из-за импульсных махов, вероятно, не оказывает заметного влияния. По крайней мере приборные замеры их энергозатрат соответствуют стационарной самолетной аэродинамике (есть разногласия только при висении на месте). Даже не смотря на малые птичьи Re. Сам был удивлен, что у 20 граммовой птички в полете не оказалось никаких нестационарных эффектов, о которых тут махолетчики столько времени вешали лапшу на уши.

Про человеческий махолет и говорить нечего, он по своим летным параметрам стопроцентный планер.
 
argentavis сказал(а):
Ну так я и хочу поставить этот эксперимент и замерить эти характеристики.

А Вы не пробовали в статике как-то помахать / померить тягу?

Даже если аппарат не заточен под такой режим просто для интереса?
 
argentavis сказал(а):
Не думаю что на англоязычном сайте он получит то что хотел получить здесь.
Может быть да, а может быть нет: на тех сайтах меньше "шума" и больше конкретики. Тем более, что сейчас там махолетческий бум.
Вот сосед дарит вам всем ссылку на англоязычный документ, "малость" ушедший от "универсальной" формулы N=F*V  http://drum.lib.umd.edu/bitstream/1903/8968/1/Harmon_umd_0117N_10011.pdf
Но, если набрать в Поиске "ornшthopter theory" и перейти в Гугл, то будет вам счастье - кладовая "мудрости" последних лет. Даже со ссылками на Торопова. Но на тех языцех.
Удачи в Ваших делах.

ЗЫ: Все-таки сейчас я бы сосредоточился на осуществлении моторного полета. Есть достаточно легкие редукторы и двигатели (ДВС), которые можно приспособить к вашим наработкам в металле-пластике - исчезнет масса причин для головной боли. И постарайтесь объелинить усилия на каком-то одном более продвинутом варианте (Кащеи Бессмертные повывелись давно)..
 
А в это время лопасти равномерно вращающегося воздушного винта с меньшим диаметром раз в 5 чем размах крыльев трудился создавая бОльшую равномерную без дрыганья тянущую силу 
Равномерность ещё не не доказательство бОльшей эффективности. Об этом уже вы спорили с Николаем. Благодаря бОльшему размаху  и бОльшей секундной массе отбрасываемого воздуха тяга машущего крыла будет больше, даже если усреднить пики и провалы в тяге машущего крыла. Вам ли не знать, что у винта наибольшей эффективностью обладают две трети лопасти. Корневая часть тягу создаёт мизерную, если вообще создаёт. Всё так же как и у машущего крыла, с той лишь разницей, что корневая часть у машущего крыла несёт функцию по созданию подъёмной силы.  Так что вопрос об эффективности винта и машущего крыла остаётся открытым. По этой же причине эффективность винтов мускульного квадрокоптера так же под вопросом, потому и такие размеры с футбольное поле.
 
.
argentavis сказал(а):
Равномерность ещё не не доказательство бОльшей эффективности.


А на мой взгляд доказательств уже достаточно!

Мускульные самолёты летают уже давно.

Их вона создавали уже в шестидесятых годах.

И при чём они самостоятельно взлетают,
нибирают высоту, 
перелетают огромное расстояние,
при этом способны маневрировать,
и самостоятельно приземляются.

Что ещё нужно доказывать ?

argentavis сказал(а):
По этой же причине эффективность винтов мускульного квадрокоптера так же под вопросом,

Ну Вы даёте !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Он самостоятельно взлетает,
набирает высоту
и висит пока не закончится намотанныё шнурок.

А Канадский орнитоптер, построенный с использованием наинасовременнейших материалов
с огромным аэродинамическим качеством
с минимально возможной удельной нагрузкой на крыло
с пневмоусилителями (это же тот же двигатель)
с горем пополам
в маховом режиме пролетел всего лишь пару сотен метров метров,
взлетев не самостоятельно.
 
К вопросу об управлении крыльями вперед-назад, чтобы крутить ими в полете на 90 град к потоку как птицы и т.д.... Основная нагрузка на машущих крыльях это при махе вниз. Потому что нужно не просто опустить крыло, а сделать это на скорости полета. Когда есть набегающий поток. Из-за него при опускании крыла на нем создается подъемная сила, поэтому опускать крылья приходится преодолевая ее.

Именно поэтому мощность на опускание крыльев в полете нужна N=F*v, где F - это развиваемая при махе подъемная сила (в 1.5-2 раза выше взлетного веса), v - скорость опускания крыла.  Упрощенно, но суть именно в этом. Поэтому в полете нужна такая большая мощность, намного больше чем просто опустить крыло стоя на месте. Махолетчики видимо не понимают вклад скорости полета (скорости набегающего потока), поэтому и не могут адекватно оценить требуемые усилия для махов, чтобы аппарат мог полететь. Не раз встречал даже в этой ветке удивление и неверие, что чтобы махнуть крылом человеческого махолета в полете, потребуется усилие под тонну. С чего бы это, если просто стоя на месте, лист фанеры можно опустить/поднять почти без усилий, да? Особенно если это делать медленно, скажем за десяток секунд, а не за четверть секунды, как машут птицы 😉. Но мне надоело все это объяснять, пусть разбираются сами.

Возвращаясь к управлению, птицы уже имеют в своем распоряжении такой мощный привод в виде мышц. Поэтому раз им хватает усилия, чтобы опустить крыло в полете, то уж точно хватит на любые повороты крыла в пространстве. Изменять угол атаки при махах, ставить под 90 град к потоку для торможения и т.д.. Мощность птичьих мышц при сокращении достигает 270 Вт/кг (масса здесь кг самих мышц, а не всей птицы, ссылки на замеры и доказательства уже приводил).

То есть если возьмем человека 70 кг и у него на груди был бы 20% веса комок мышц как у голубя, то это было бы 14 кг только самих мышц. Тогда при рывке за 0.5 сек с ходом 20 см (т.е. один мах крылом), эти мышцы могли бы развить усилие F=N/v = 275*14/(0.2/0.5) = 9625 Н, или почти 900 кг. Вы только представьте, какой у птиц мощный привод для их размера! Плюс сам размер птицы небольшой, это тоже важно в плане инерции и т.д..

Поэтому птицы могут в полете своими крылья крутить как хотят. В человеческом махолете с этим сложнее... Хотя если обеспечить достаточное усилие привода, для птичьих маневров с крыльями это будет где-то несколько тонн, а может и десятков тонн (из-за инерции), то вы тоже сможете двигать своими крыльями в полете как захотите.

Но так как для самого полета (без птичьей маневренности) достаточно намного меньше мощности, то для опускания крыльев  в человеческом махолете для полета будет достаточно усилия где-то в 400 кг. Правда только для горизонтального полета, без набора высоты. С набором получится штатная тонна, которая взята за образец.

Но в этом случае управляемость придется делать самолетную. Которая сводится к тому, что летательный аппарат уравновешен в полете сам по себе. Летит не трогая его. А для управления достаточно лишь чуть-чуть отклонить его от равновесия. С помощью хвостового оперения на длинном рычаге как в самолете, с помощью небольшого изменения угла атаки при махах (для махолета это лучше) или смещением веса пилота как в дельтаплане. Обратите внимание, что тот же дельтапланерист смещает трапецию на плече где-то в полтора метра, а угол атаки при обычном управлении в полете меняется буквально на единицы градусов, а вовсе не на десятки как у птиц. Ни у одного дельтапланериста просто не хватит усилия мышц, чтобы сделать это быстро. Повернуть крыло на 90 град за четверть секунды, как это делают птицы. Люди в своих ла маневры делают плавно, в каждый момент угол крыла изменяется всего лишь на пару градусов, поэтому развороты получаются с таким большим радиусом (там еще примешивается аэродинамика для высоких Re со срывами потока и т.д.).

Короче. Если делать махолет с минимальной необходимой для полета мощностью, чтобы он только летел (для ранцевого махолета это где-то 5-7 кВт), то маневренность у него однозначно будет как у самолета. Никаких резких движений крыльями делать просто не получится.

Однако хорошая новость в том, что все эти пиковые усилия кратковременные. Поэтому в далеком будущем (которое никогда не наступит с таким уровнем грамотности здешних махолетчиков, предпочитающих верить в волшебные спасающие вихри, вместо того чтобы почитать учебник физики), на борту можно иметь мотор мощностью только на средний полет. Но при этом должен быть аккумулятор энергии, либо сам мотор должен уметь кратковременно выдавать намного большую мощность (таких на данный момент не существует, надо сказать). То есть лететь он будет на своих 5 кВт, но если на полсекунды может выдать под 30 кВт, то вы вполне сможете двигать крыльями как птицы. Приземляться как птицы, взлетать с коротким подпрыгом как птицы. В общем, все это давно известно и упирается в обычную физику. Которую махолетчики так упорно игнорируют. Хотя чуть больше мозгов, и вполне могли бы на первом этапе сделать что-то вроде махающего дельтаплана, летящего по прямой, а в будущем довести до настоящей птичьей маневренности (придумав источник кратковременной мощности для этого).
 
Нашел таки я журнал "Наука и Жизнь" в котором была статья "МАХОЛЁТ-МЕЧТА ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ Кандидата технических наук В. Кожохина
Вот он.
 

Вложения

  • oblozhka_002.jpg
    oblozhka_002.jpg
    78,6 КБ · Просмотры: 77
На цветной вкладке журнала размещен график, при помощи которого можно легко вычислить параметры любого летательного аппарата.
 

Вложения

  • Grafik_001.jpg
    Grafik_001.jpg
    94,2 КБ · Просмотры: 81
Назад
Вверх