Помогите рассчитать подъёмную силу винта

[JohnDoe]

Да, это по красивее звучит. 👍

Дык это даже в Википедии написано.😉

 

[JohnDoe]

Силы "вкатывание" на горб меньше сил "скатывания". Поэтому и возникает отрицательный момент на профиле, стремящийся задрать заднюю кромку профиля.
А разность этих сил и будет результирующей подъемной силой.

С чего? Из-за "разницы высот" от угла атаки? Дык там мизер, а при нулевом угле атаки и вовсе отсутствует, а ПС имеется все равно(на плоско-выпуклом профиле). Согласно все тому же Закону сохранения сколько затратили энергии "на подъём", столько и получили при спуске. Откуда прибавка?
Если чисто о Ньютону, то точкой приложения силы дожна быть задняя кромка и именно там, или очень близко к ней должен располагаться центр тяжести аппарата. В реальности точка приложения ПС, центр давления обычно расположен на 1/3 САХ. Нет?

 

[JohnDoe]

А вот про какую:
По одной теории подъемная сила равна проинтегрированной силе давления на поверхность обтекаемого тела и не учитывает скоса потока образовавшегося за крылом.
По другой теории подъемная сила вычисляется с учетом скоса потока за крылом и совершенно не учитывает силы давления на поверхности.
По обеим теориям эти подъемные силы равны и направлены в одну сторону.
Невозможно отрицать наличие сил давления так же как и отрицать явного скоса потока за крылом.
Если эти два явления присутствуют одновременно и в одном и том же месте, то их действия складываются.
Вот про это удвоение идет речь.

Анатолий, а если предположить, что в реальности просто обоим этим силам принадлежит своя доля создания части подьемной силы, которые, каждая, меньше единицы, но в сумме дающие ту самую величину/единицу. Причем в зависимости от многих причин/условий(угол атаки, тип профиля и т.д.) эти пропрции могут менятся и даже прямо в полёте. Скажем, на взлете/посадке в основном работает лопатой Ньютон, а на крейсере у него расслабуха и на трудовую вахту заступает Бернулли.😁

 

[Вячеслав Атнагулов]

С чего? К потоку ИЗВНЕ подводится энергия с помощью крыла/лопасти и эта подведенная энергия тратится на создание ПС с определенным КПД, т.к. КПД любого реального процесса не равен единице, то часть подведенной энергии будет потрачена на увеличение внутренней энергии газа, т.е. его температуру а затем рассеяна в окр.среде. Никаким ВД здесь и близко не пахнет.

Аэродинамическое качество планера 50-60 единиц. Посчитайте сколько энергии нужно для создания подъёмной силы, на разгон масс воздуха и сколько энергии даст скатывание планера с горки с качеством 50.

 

[JohnDoe]

Аэродинамическое качество планера 50-60 единиц. Посчитайте сколько энергии нужно для создания подъёмной силы, на разгон масс воздуха и сколько энергии даст скатывание планера с горки с качеством 50.

Ну и сколько? Причем АК для конкретного аппарата и режима его полета величина практически постоянная, а масса, как параметр влияющий на потребную ПС может менятся. На планера, по слухам, иногда грузят балласт. В этом случае планер хуже парит в слабых термиках, но зато летает быстрее, для некоторых видов соревнований это важно.😉

 

[Anatoliy.]

Анатолий, а если предположить, что в реальности просто обоим этим силам принадлежит своя доля создания части подьемной силы, которые, каждая, меньше единицы, но в сумме дающие ту самую величину/единицу

Вы не правы.
Каждая теория создания подъемной силы точно дает значение величины подъемной силы без учета действия другой теории.

 

[niksann]

Дык это даже в Википедии написано.

Ради интереса заглянул в Википедию. И сразу закрыл. Там все написано математическим языком, а я его не понимаю (ограничиваюсь только вычислительной математикой). Это для меня тоже самое, что читать Английский текст.

Зато наткнулся на другой источник. Почитал с удовольствием. По началу импонировало каждое слово, но потом узрел явные ошибки, которые сам лично уже раньше проходил. Но все равно дочитал с интересом.
Там собственно и про математический язык тоже. Предисловием можно считать "За что физики не любят математиков

Можете посмотреть по запросу «Парадокс шмеля», как математики из NASA и британские учёные вычисляли подъёмную силу. Ужас! Знание математической физики сделало их ещё глупее, чем когда они родились.

Закон Бернулли для чайников и учёных (Виктор Бабинцев) / Проза.ру

 

[JohnDoe]

Вы не правы.
Каждая теория создания подъемной силы точно дает значение величины подъемной силы без учета действия другой теории.

Ну, дык, ключевые слова "без учёта действия другой теории". Т.е. каждая теория приписывает себе полностью все заслуги, а встретившись в реальности они их поделят в зависимости от ситуации. Впрочем, ладно, это неважно.

 

[Anatoliy.]

Аэродинамическое качество планера 50-60 единиц. Посчитайте сколько энергии нужно для создания подъёмной силы, на разгон масс воздуха и сколько энергии даст скатывание планера с горки с качеством 50.

А Вы сами ответ знаете?

Посчитаем.
Допустим скорость полета планера равна 76 км/час или 20 м/с.
Это для простоты расчета.
Следовательно, величина объема воздуха отбрасываемого в секунду будет равен: 10^2*(ПИ)*20 = 6280 кубометров в секунду.
Пусть на некоторой высоте плотность воздуха будет равна 1.2 кг на кубометр.
Тогда секундно отбрасываемая масса воздуха составит 7536 килограмм в секунду.
Если планер будет весить для простоты 300 кг, то для создания подъемной силы в 350*9,8= 2940 Ньютон потребуется придать той секундной массе отбрасываемого воздуха вертикальную скорость равную 2940 / 7536 = 0,39 м/с
Если поделить горизонтальную скорость 20 м/с на вертикальную скорость отбрасывания равную 0,39 м/с,
то получим отношение 20 / 0,39 = 51,26
Следует помнить, что максимальное аэродинамическое качество всегда проявляется только при определенном весе и скорости полета.
Теперь смотрим какие там мощности вырабатываются при снижении и потребляются при отбрасывании воздуха.
За секунду планер с качеством 50 при скорости 20 м/с снизится на 0,4 метра.
Следовательно, будет "вырабатываться" мощность при снижении равная 300*9,8*0,4 = 1176 Вт.
А какую мощность "потребляет" процесс отбрасывания воздуха?
P = (m/t)*V^2 / 2 = 7536*(0,39)^2 / 2 = 573,11 Вт.
КПД процесса составит 573,11 / 1176 = 0,487.
Так что всё в порядке, процесс явно не 100 процентный.

 

[Anatoliy.]

Ну, дык, ключевые слова "без учёта действия другой теории". Т.е. каждая теория приписывает себе полностью все заслуги, а встретившись в реальности они их поделят в зависимости от ситуации. Впрочем, ладно, это неважно.

Вы опять не поняли.
Те кто интегрирует все силы давления по поверхности с учетом направления в каждой точке дают весьма точное значение подъемной силы до последнего миллиграмма совершенно не вспоминая о такой же силе с точностью до миллиграмма от действия отбрасывания воздушных масс по Ньютону.

 

[niksann]

но потом узрел явные ошибки, которые сам лично уже раньше проходил. Но все равно дочитал с интересом.

Все таки задела эта статья. Вот в чем узрел ошибку.
цитата из текста, которая по сути стержнем проходит по всему повествованию " Повторяем только что доказанный вывод: «Давление потока на параллельную ему поверхность всегда тем меньше давления в самом потоке, чем больше скорость этого потока и чем больше хаос в движении частиц пограничного слоя потока».
Из этого определения следует, что можно построить вот такой движитель (не поленился нарисовать). Но это же чушь! Не правда ли?
Вот и верь потом всему что читаешь.
В детстве выписал книжку Ацюковского " Общая эфиродинамика", так помню до дыр дочитывал, вникал в формулы и т.д. А как стал старше нашел грубейшую ошибку, которая делала всю работу бессмыслицей. А именно: винтовой тороидальный вихрь, являющийся основой теории Ацюковского, не может существовать в реальности из-за гироскопического момента. Вращаться твердое тело одновременно относительно двух осей может, а газовое тело нет, потому что не может передавать силы и моменты на другие части непосредственно.

 

[JohnDoe]

Все таки задела эта статья. Вот в чем узрел ошибку.
цитата из текста, которая по сути стержнем проходит по всему повествованию " Повторяем только что доказанный вывод: «Давление потока на параллельную ему поверхность всегда тем меньше давления в самом потоке, чем больше скорость этого потока и чем больше хаос в движении частиц пограничного слоя потока».
Из этого определения следует, что можно построить вот такой движитель (не поленился нарисовать). Но это же чушь! Не правда ли?
Вот и верь потом всему что читаешь.
В детстве выписал книжку Ацюковского " Общая эфиродинамика", так помню до дыр дочитывал, вникал в формулы и т.д. А как стал старше нашел грубейшую ошибку, которая делала всю работу бессмыслицей. А именно: винтовой тороидальный вихрь, являющийся основой теории Ацюковского, не может существовать в реальности из-за гироскопического момента. Вращаться твердое тело одновременно относительно двух осей может, а газовое тело нет, потому что не может передавать силы и моменты на другие части непосредственно.

Посмотреть вложение 448613

Никакой тяги пакета не будет. Внутренние диски вообще смысла не имеют, а крайние создают "тягу" в противоположных направлениях. Между тем, если вращаться будет лишь один диск, а второй будет служить ему НЕПОДВИЖНОЙ подложкой/основанием с минимальным зазором, то тяга появиться. Это древняя фенька-загадка про "потерю веса" при быстром вращении маховика/гироскопа. На это СТОЛЬКО народа купилось пытаясь создать "антигравитатор" из маховика!😁😁😁

 

[Вячеслав Атнагулов]

А Вы сами ответ знаете?

Посчитаем.
Допустим скорость полета планера равна 76 км/час или 20 м/с.
Это для простоты расчета.
Следовательно, величина объема воздуха отбрасываемого в секунду будет равен: 10^2*(ПИ)*20 = 6280 кубометров в секунду.
Пусть на некоторой высоте плотность воздуха будет равна 1.2 кг на кубометр.
Тогда секундно отбрасываемая масса воздуха составит 7536 килограмм в секунду.
Если планер будет весить для простоты 300 кг, то для создания подъемной силы в 350*9,8= 2940 Ньютон потребуется придать той секундной массе отбрасываемого воздуха вертикальную скорость равную 2940 / 7536 = 0,39 м/с
Если поделить горизонтальную скорость 20 м/с на вертикальную скорость отбрасывания равную 0,39 м/с,
то получим отношение 20 / 0,39 = 51,26
Следует помнить, что максимальное аэродинамическое качество всегда проявляется только при определенном весе и скорости полета.
Теперь смотрим какие там мощности вырабатываются при снижении и потребляются при отбрасывании воздуха.
За секунду планер с качеством 50 при скорости 20 м/с снизится на 0,4 метра.
Следовательно, будет "вырабатываться" мощность при снижении равная 300*9,8*0,4 = 1176 Вт.
А какую мощность "потребляет" процесс отбрасывания воздуха?
P = (m/t)*V^2 / 2 = 7536*(0,39)^2 / 2 = 573,11 Вт.
КПД процесса составит 573,11 / 1176 = 0,487.
Так что всё в порядке, процесс явно не 100 процентный.

Слишком много написано. Мощность затрачиваемая на создание подъёмной силы = вес х вертикальную скорость потока за крылом (она не известна). Вертикальная скорость снижения 0,58 м/с при скорости 63 км/час или 17,5 м/сек. Вес не интересует, так как он сокращается. В установившемся полёте мощности располагаемая и потребляемая равны. Значить вертикальная скорость скоса равна скорости снижения. Отсюда усреднённый угол скоса =ATAN(0.58/17.5)=0.0331/
Все цифры отсюда.

 

[Вячеслав Атнагулов]

С чего? К потоку ИЗВНЕ подводится энергия с помощью крыла/лопасти и эта подведенная энергия тратится на создание ПС с определенным КПД, т.к. КПД любого реального процесса не равен единице, то часть подведенной энергии будет потрачена на увеличение внутренней энергии газа, т.е. его температуру а затем рассеяна в окр.среде. Никаким ВД здесь и близко не пахнет.

Поток не только отклоняется,но ещё подтормаживается и закручивается.

 

[JohnDoe]

Поток не только отклоняется,но ещё подтормаживается и закручивается.

На это тоже тратиться энергия, подводимая к потоку крылом, только проходит уже по графе "потери", я ж писал про КПД процесса.

 

[niksann]

Никакой тяги пакета не будет

Так ясно что не будет, и яж про это. Вообще это информация для тех, кто прочитал статью по моей ссылке выше. Причем здесь маховики? Тяги здесь не будет вообще никакой и нигде.

 

[JohnDoe]

Так ясно что не будет, и яж про это. Вообще это информация для тех, кто прочитал статью по моей ссылке выше. Причем здесь маховики? Тяги здесь не будет вообще никакой и нигде.

Быстровращающийся плоский диск(маховик, гироскоп) работает как центробежный дисковый(вязкостной) насос(см.как пример подобного устройство "турбина Теслы"). Если с одной стороны он будет ограничен близкорасположенной неподвижной поверхностью, например, столом, то возникнет разность давлений над диском И ПОД СТОЛОМ. Если стол будет стоять при этом на весах, то весы зафиксируют уменьшение веса системы "стол-диск".

 

[niksann]

Если стол будет стоять при этом на весах, то весы зафиксируют уменьшение веса системы "стол-диск".

А понял! Не, здесь подразумевалось, что с внешней стороны диски с атмосферой не взаимодействуют.

 

[niksann]

Значить вертикальная скорость скоса равна скорости снижения. Отсюда усреднённый угол скоса =ATAN(0.58/17.5)=0.0331/

Если речь идет о Ньютоновских силах, то какая связь между вертикальной скоростью "скоса" и скоростью снижения планера?
И как вы определяете, сколько воздуха срезает крыло и направляет на скос?
Как и в ракетном движении. Можно считать импульс (сколько там чего массы отбросилось и с какой скоростью), а можно просто замерить давление в камере сгорания и площадь выходного отверстия. Ну еще сопло, чуть сложнее посчитать. Дальше банально - убывающая масса, растущая перегрузка. Все считается на калькуляторе (в теории конечно). Так и здесь - надежнее определять взаимодействие крыла с потоком, а про то что там отбрасывается - пусть это волнует того кто летит следом. 🙂

 

[Anatoliy.]

Если речь идет о Ньютоновских силах, то какая связь между вертикальной скоростью "скоса" и скоростью снижения планера?

Планер снижается для того, чтоб обратить выделяемую мощность при снижении для создания отбрасываемого потока воздуха.
И этот процесс почти в два раза затратнее.

И как вы определяете, сколько воздуха срезает крыло и направляет на скос?

На это ответила вторая теория о возникновении подъемной силы.
Секундно отбрасываемая масса воздуха численно равна весу цилиндра воздуха с диаметром равным размаху крыла и длиной численно равной расстоянию пройденному за секунду полета.
Это наглядно можно представить на примере несущего винта в режиме зависания.

Можно считать импульс (сколько там чего массы отбросилось и с какой скоростью), а можно просто замерить давление в камере сгорания и площадь выходного отверстия

А вот тут я не понял.
На каком расстоянии надо измерять давление газов?
В центре камеры сгорания?
Непосредственно на срезе сопла? Но там давление много меньше давления чем в камере.
Или на расстоянии равном десятикратному диаметру сопла?