Обдув крыла пропеллером и подъёмная сила

[Kot-pilot]

Господа офицеры. Прошу всяк сюда входящему бросить 10-15-20 копеек, кто сколько сможет, связанные с возрастанием подъёмной силы при обдуве крыла (крыльев) набегающим потоком от пропеллера. Очень желательно бросать эти копейки в виде картинок, из книг, других форумов или нарисованные самостоятельно. То, что прикрепил нарисованное ниже я сам, никакой полезной информации не несёт, а только привлекает внимание к теме. Я хотел сравнить высокоплан и биплан. Низкопланы интересуют мало, а с задним расположением двигателя (и соответственно, винта) схема в смысле подъёмной силы невыгодная. Так что хотел бы, чтобы знающие старшие товарищи сравнили эти две схемы.

Меня шокировало видео посадки Пайпер Кабов вертолётным способом (плюхнулся сверху и всё) Возможно, в это время дул  встречный ветер, который на видео незаметен, но всё равно не подлежит сомнению польза поддува пропеллером под крыло.
[media]http://www.youtube.com/watch?v=qHD2R8DrIZI[/media]

Как себя ведёт бипланная коробка при обдуве её потоком от пропеллера? А именно не могу понять, какому из двух крыльев мешает, а какому помогает набегающий поток? Что с давлением/разрежением на нижней, что на верхней стороне каждого крыла? Вопрос возник после прочтения нескольких книг про По-2. Думал, что можно было бы ещё улучшить в этой героической машине, да и вообще, как можно улучшить любой биплан, и обратил внимание на то, что ветер дует не под крыло, а между ними. Куда в теории нужно поместить ось воздушного винта по отношению к бипланной коробке, чтобы получить максимальную эффективность работы набегающего потока?

Прошу каментить с картинками

 

[albert]

Ну, в качестве первого приближения.
Пусть надо использовать струю винта для увеличения подъемной силы. Нижнее крыло - состыковано с фюзеляжем, отсюда провал в распределении подъемной силы по размаху. Учтем и потери на трение на фюзеляже.
Выгоднее расположить винт на верхнем крыле (ну как на Ш-2).

Знатоки, продолжайте.

 

[гульков]

Я, конечно, могу ошибаться, но это напоминает мне вариант, когда вентилятор расположен на плавсредстве и дует на парус. Ну или Мюнхгаузен, вытаскивающий себя из болота. 🙂

 

[Mихалыч]

Я, конечно, могу ошибаться, но это напоминает мне вариант, когда вентилятор расположен на плавсредстве и дует на парус. Ну или Мюнхгаузен, вытаскивающий себя из болота. 🙂

Вы можете. И вы ошибаетесь.  🙂
Реверс как по-вашему работает?

 

[Добрый Монстр]

На видео именно ветер.

 

[Kot-pilot]

На видео именно ветер.

Вопрос не про конкретный случай с Пайперами, а на знание теории аэродинамики. Обдув крыла потоком от пропеллера научно доказан, если я не ошибаюсь.

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1259317733/14#14 - отсюда

(про Шторьх) """....была у этого самолета еще одна особенность , которая произвела большое впечатление на пилотов - методика посадки, выполнявшаяся не с планирования с задросселированным мотором, а с парашютирования на полном газу. При этом интенсивная обдувка крыла воздушным потоком от винта позволяла устойчиво парашютировать на скорости чуть выше 30 км/ч, против обычной для “Шторха” посадочной около 60 км/ч""""

Что мне не нравится в бипланах, это образование разрежения у верхнего крыла на нижней стороне. Фактически, нижнее крыло ворует подъёмную силу у верхнего, чем выше скорость, тем более выражено воровство. Возьмите 2 листа бумаги и подуйте между ними. Притягиваются. Даже стойки бипланной коробки не крепятся мощными болтами, т.к. они поджимаются сближением друг к другу. (По аналогии с этим корабли, близко идущие параллельным курсом, притягиваются и могут столкнуться бортами.)
Значит, верхнее крыло плохо работает из-за влияния нижнего, разница в скоростях потока на нём сверху и снизу уменьшается. Если дать полный газ, увеличив кол-во поступающего воздуха (его скорость), то по закону Бернулли разрежение будет ещё больше и эффективность верхнего крыла упадёт ещё сильнеее, так как снизу скорость потока будет выше, чем над ним и верхнее крыло в средней части потеряет в подъёмной силе. Я неправ? В чём именно?
С моей логикой надо обдувать каждое крыло отдельным вентилятором. Нет, механизация крыла рулит, не спорю, меня интересует именно, что там с обдувом крыла от винта. Обратите внимание, где у Пайперов посадочные щитки. Они впритык к борту фюзеляжа, т.е. максимально стараются использовать влияние напора воздуха от пропеллера

 

[Айрат]

У Шторха интенсивная обдувка играла роль, но не крыла, а оперения, позволяя эффективно управлять самолётом на посадке. Смею утверждать, что обдувка оперения играет гораздо большую роль (на взлёте) чем прирост от неё подъёмной силы Ну конечно речь идёт о самолётах у которых диаметр винта в пять и более раз меньше размаха крыла, соответственно и мощности разумные.
Эффект прироста подъёмной силы на крыле от винта не значителен. :IMHO И тем меньше, чем больше скорость самолёта.
А ещё для понимания процессов. Диаметр струи  от винта примерно вдвое меньше чем диаметр винта уже на расстоянии метра от плоскости винта (вернее говорить о площади сечения струи - она очень маленькая). Делайте выводы.

 

[m.arat]

Что мне не нравится в бипланах, это образование разрежения у верхнего крыла на нижней стороне. Фактически, нижнее крыло ворует подъёмную силу у верхнего, чем выше скорость, тем более выражено воровство. Возьмите 2 листа бумаги и подуйте между ними. Притягиваются. Даже стойки бипланной коробки не крепятся мощными болтами, т.к. они поджимаются сближением друг к другу. (По аналогии с этим корабли, близко идущие параллельным курсом, притягиваются и могут столкнуться бортами.)

Не совсем так. На грамотно спроектированных бипланах верхнее и нижнее крыло имеют разный установочный угол и обычно смещены относительно друг друга, как раз для того чтоб избежать вредного влияния. Моё дилетантское мнение.

 

[Айрат]

На грамотно спроектированных бипланах верхнее и нижнее крыло имеют разный установочный угол и обычно смещены относительно друг друга, как раз для того чтоб избежать вредного влияния. 

Но вредное влияние всё равно есть. Не избежать, а минимизировать - нормальный подход к проектированию.
У бипланной коробки свои достоинства...
Если вернуться к теме ветки то я бы не акцентировал вопрос влияния обдувки на подъёмную силу. Ну если (повторюсь)
тяговооружённость самолёта не очень высокая и размах по отношению к диаметру существенный.
А вот влияние СУ на характеристики управляемости на взлёте - это да, существенно, и можно много аспектов обсуждать.

 

[Юрий Ер]

Возможно, в это время дул  встречный ветер, который на видео незаметен, но всё равно не подлежит сомнению польза поддува пропеллером под крыло.

Не возможно а точно. Хотя и не отрицается обдувка. Но проанализируйте.... каков диаметр винта. Какая часть плоскости попадает в обдувку. Мало того поток не прямой а кручёный. Значит каждая полуплоскость обдувается по разному. Я недавно гонял двигатель не снимая чехлов скрыла так вот на правой плоскости чехол прижимало а на левой полоскало как флаг пришлось заглушить дабы не изорвало чехол. На длину разбега влияет больше динамика набора скорости. есть мощность есть короткий старт. Замет те тяга даёт газу и на месте держит хвост в воздухе. Вот и весь фокус. А обратили внимание, дистанция, что биплан, что моноплан. А всё просто, видимо нагрузка на метр и удельная тяга одинаковы или близки.

 

[Kot-pilot]

На грамотно спроектированных бипланах верхнее и нижнее крыло имеют разный установочный угол и обычно смещены относительно друг друга, как раз для того чтоб избежать вредного влияния. Моё дилетантское мнение

Они смещены не для этого. При кабрировании и внезапной остановке мотора нижнее крыло даёт реактивный момент возврата биплана в горизонтальное положение, препятствует заваливанию назад и падению на планету Земля хвостом вниз (лучше падать носом вперёд)


Я и эту тему хотел обсудить, но ответов по делу мало...
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1389520025

Не возможно а точно. Хотя и не отрицается обдувка. Но проанализируйте.... каков диаметр винта. Какая часть плоскости попадает в обдувку

Хорошо, тогда так:

"Жирная пчела" не могла бы летать, если бы не обдув пропеллером. Автор расположил по-хитрому все 3 крыла и сделал угол установки каждого и взаимное расположение не просто так. Поставьте винт сзади и на всех плоскостях создастся разрежение. Разрежение у заднеприводных такое, что мотор не развивает обороты. Я сам испытывал движок 50 см.куб., чтобы сделать заднеприводную модель, но с палкой мотор работал нормально, а как ставишь пропеллер, больше 3.000 оборотов никак. Я думал, пропеллер тяжёлый, оказывается, он просто высасывал горючую смесь из карбюратора наружу! Поэтому я так оцениваю работу винта (как на давление, так и на разрежение)

У Шторха интенсивная обдувка играла роль, но не крыла, а оперения, позволяя эффективно управлять самолётом на посадке

И как от обдува стабилизатора возрастала подъёмная сила?  😱. Винт всё-таки поддувал снизу, и даже у высокоплана есть влияние земли на создание небольшой, но подушки, благодаря которой снижалась посадочная скорость. Эту подушку надувал винт в какой-то мере. Я смотрел все видеозаписи Ю-Тубе видео про Шторьх - там в момент взлёта и посадки как раз везде штилевая погода. Ну не мог он на 30 км/ч садиться без винта. Уверен, если бы его буксировали как планер, взлётная скорость была бы больше

 

[Геннадий2]

Обдув фюзеляжа, снижает КПД ВМУ, а обдув ничтожного участка крыла, почти не влияет на подъемную силу.

Я, конечно, могу ошибаться, но это напоминает мне вариант, когда вентилятор расположен на плавсредстве и дует на парус. Ну или Мюнхгаузен, вытаскивающий себя из болота. Улыбка

 

[Геннадий2]

Винт всё-таки поддувал снизу, и даже у высокоплана есть влияние земли на создание небольшой, но подушки, благодаря которой снижалась посадочная скорость. Эту подушку надувал винт в какой-то мере.

Мой самолет летал на экране, на холостых оборотах (2000) двигателя, тяга при этом была 30 КгС.

 

[KAA]

@ Serg_P
Есть, есть-таки эффект обдувки!
См. выдержку из книги "Аэродинамика самолётов Як-52 и Як-55". Есть и другие,например-опыты Прандтля (из книги Б.Н.Юрьева "Воздушные винты"
@ urii
Юрий, а у вашего самолёта, какие скорости сваливания на МГ и на номинале, например? 😉

 

[Kot-pilot]

@ Serg_P
Есть, есть-таки эффект обдувки!
См. выдержку из книги "Аэродинамика самолётов Як-52 и Як-55". Есть и другие...

Спасибо КАА, хоть какая-то теория в печатном виде

Мой самолет летал на экране, на холостых оборотах (2000) двигателя, тяга при этом была 30 КгС.

Геннадий2, респект и уважуха за аэроплан. Мне кажется, при такой схеме винт создаёт разрежение над крылом, что и требуется при взлёте-посадке. Благодаря среднему расположению винта (среднему расположения области разрежения) воздух с плоскостей не утекает к концам крыла, стремится в центр, что улучшает его аэродинамическое качество (имхо) Думаю, наша инерция мышления не даёт понять, что происходит с потоками и их скоростями, поскольку воздух не видно

 

[Юрий Ер]

Юрий, а у вашего самолёта, какие скорости сваливания на МГ и на номинале, например? 

Я думаю вы догадываетесь, что я этих замеров не делаю приходится ориентироваться лишь на характеристики профиля. Да обдувка слегка отодвигает срыв но лишь слегка так как улучшает условия обтекания ближе к фюзеляжу примерно как крутка. Только к чему  этот вопрос. Я понимаю вопрос был поставлен на сколько эффективна обдувка. Я её не отрицаю.... читайте внимательно. Но и не говорю на сколько. Мало того на больших углах атаки думаю больший эффект даёт не обдувка а сила тяги винта направленная в верх.

 

[Юрий Ер]

Хорошо, тогда так:

Ну конечно же не за счёт обдувки... при стыкуйте нижнее крыло к верхнему и вы поймёте что он имеет вполне приличную площадь. И конечно же летал он плохо иначе бы не стоял в музее как экземпляр ещё одной бредовой конструкции. В ней достоинств лишь оригинальность остальное недостатки. 🙂

 

[candid]

Обдув фюзеляжа, снижает КПД ВМУ, а обдув ничтожного участка крыла, почти не влияет на подъемную силу.

Влияет и поэтому учитывается в расчётах. Обдув крыла винтом также влияет и на срывные характеристики, что учитывается на пилотаже.
Вообще-то, это "азбука" :IMHO

 

[Юрий Ер]

нижнее крыло даёт реактивный момент возврата биплана в горизонтальное положение

Не соглашусь..... смещение крыльев лишь раздвигает диапазон допустимых центровок. А в принципе работает как одно крыло.Не мешая друг другу а лишь расширяя его возможности. На По 2 не кто или почти не кто перед вылетом не считал центровку. Иногда было просто не до этого (стрелляли...) просто грузили взлетали. Так как фокус самолёта находился далеко за ЦТ это позволяло легко справляться с задней центровкой. Самолёт при потере скорости просто вешал нос и разгонялся.

 

[Юрий Ер]

Мой самолет летал на экране, на холостых оборотах (2000) двигателя, тяга при этом была 30 КгС.

И почему именно летал..... что отлетался 🙂 И как вы это замеряли в смысле килограм сила.