Роторы из Ижевска

[Инспектор]

Давайте не путать процессы статические и динамические. То есть как это для изгиба лопасти не надо совершать работу??? А лопатить воздух - это не работа? Рессора автомобиля опирается на неподвижную землю, а ротору, чтобы опереться на свою "воздушную землю", приходится переработать и толкнуть вниз кучу атмосферы. И еще. Даже если лопасти сверхжесткие, это вовсе не значит, что деформации нет. Ведь деформирующая сила никуда не делась, а величина самой по себе деформации будет зависеть от модуля Юнга.
  Поясню картинкой.
Для начала примем некоторые допущения для наглядности, то есть считаем, что ЦТ и ЦД лопасти совпадают. На практике такое вряд ли встретится, но в данном случае это не важно.
   Теперь представим себе, что мы подвесили автожир на верёвочках за ЦД лопастей к потолку, а чтобы сымитировать центробежную силу, растянем лопасти вбок. Получим модель расклада сил, определяющих угол конусности ротора.
Здесь Fп - половина веса аппарата, а Fц - центробежная сила, а лопасти направлена по результирующей.

 

[Инспектор]

Теперь представим себе, что хаб у нас прямой, а лопасти абсолютно жесткие. Получается, что наш автожир "отжался" на лопастях как гимнаст, выполняющий на кольцах "крест". Расклад сил при этом не изменился (кроме индукционных потерь, о чем речь будет позже).
Ток что же изменилось?

 

[Инспектор]

Чтобы это увидеть надо совместить два рисунка.

 

[GRAMOPHONKEN]

Автомобиль, допустим Волга, стоит на месте.
Задние рессоры слегка разогнуты.
Какая сила разогнула эти рессоры?

Всё смешалось в доме...
Я конечно извиняюсь. Но по аналогии осталось сравнить с катком асфальтоукладчиком.
Ваш пример (вопрос) - статика. И к нашему вопросу не имеет ни какого отношения.
А работу ротора надо рассматривать в динамике, изменяющейся в каждую единицу времени.
Не в начали полосы и в её окончании, а в микросекундах, ну, хотя бы в миллисекундах. И многое станет на свои места.
Кстати. Не правильно выбранная (предварительно заданная для конкретных условий) конусность ротора, не только съедает дополнительную мощность СУ, но и ресурс ротора, причем, в геометрической прогрессии.
Я так думаю.
С уважением, Николай.

 

[Инспектор]

А изменилась высота полёта аппарата относительно точек опоры (то есть ЦД лопастей) на величину h.
Дальше всё просто: раз изменилась высота, значит изменилась потенциальная энергия аппарата. А откуда она берётся? От двигателя.
  Если посмотреть всё это в реальных числах, то получается, что на прямом хабе и сверхжестких лопастях автожир будет лететь сантиметров на 15 выше оптимальной траектории, перманентно отбирая у двигателя около одной лошадиной силы.
   И вот тут было бы очень интересно узнать, а на сколько увеличится эффективность ротора за счет уменьшения индуктивных потерь. Я такие расчеты сделать не сумею, кто может - помогайте.

PS. Прошу прощения за многочисленные сообщения, никак не научусь продолжать текст после рисунка.

 

[GRAMOPHONKEN]

Я такие расчеты сделать не сумею, кто может - помогайте.

Возьму на себя смелость предположить. Что сделать такие расчеты, с приемлемым приближением, мог бы уважаемый Jon Su, в миру Евгений Сутормин. Да, видно, устал он от "народной" математики. И его можно понять.
С уважением.

 

[ВМГ]

Тратится ли какая нибудь мощность на то, чтобы рессоры оставались в разогнутом состоянии, когда Вплга продолжает стоять на месте?

Некий силач сгибает рессору на некоторую величину и передает ее тебе в этом согнутом состоянии. Твоя задача удержать эту рессору в согнутом состоянии безконечно долгое время. Т.о. система находится в статическом состоянии. Тратится ли тобой какая-либо мощность на то, чтобы рессора оставалась в согнутом состоянии? Я считаю, что тратится. А как считаешь ты?

 

[goodwin13]

Получается, что наш автожир "отжался" 

Далее следуя вашей логике получается, что в обоих случаях (гибкие лопасти и жесткие) мощность тратится одинаково. С жесткими на отжатие, с гибкими на изгибание.
Приходим к тому же результату - энергозатраты от формы хаба не зависят. 🙂

 

[Orca]

Нужно сузить задачу до двух вариантов : прямой хаб и хаб с конусностью не зависимо от гибкости лопастей. Я имел ввиду задачу для умозрительного эксперимента , рассуждения .

 

[ВМГ]

Ток что же изменилось?

А изменилась высота полёта аппарата относительно точек опоры (то есть ЦД лопастей) на величину h.
Дальше всё просто:

Дальше как раз, в Вашей итерпретации,  все неправильно.
Рядом стоят два одинаковых автожира за исключением их роторов. Один ротор с неким углом конусности и нежесткими лопастями. Другой ротор с углом конусности равным 0 и с абсолютно жесткими лопастями. Центры тяжести автожиров находятся на одной высоте от ВПП. Автожиры одновременно начинают раскручивать лопасти. Какой из автожиров взлетит быстрее?
Превый автожир будет затрачивать часть энергии на подъем Ц.Т. лопастей от угла свеса до угла конусности, а также некая часть энергии уйдет на переход лопастей из выпуклого состояния перед раскруткой до вогнутого состояния в конце раскрутки. К тому же у первого автожира ометаемая площадь ротора будет  несколько меньше, чем у автожира с жестким  ротором.
У автожира с жестким ротором таких потерь не будет. Поэтому затраты на взлет у автожира с жестким ротором будут меньше и он взлетит быстрее.

 

[GRAMOPHONKEN]

Нужно сузить задачу до двух вариантов : прямой хаб и хаб с конусностью не зависимо от гибкости лопастей.

Тем самым снова стать в начало пути обнадёживающих проб и бесконечных ошибок. С мечтой: "А вдруг получится"...
С уважением.

 

[GRAMOPHONKEN]

У автожира с жестким ротором таких потерь не будет. Поэтому затраты на взлет у автожира с жестким ротором будут меньше и он взлетит быстрее.

Только мировая практика говорит об обратном.
Вспомните старые времена и клеенные деревянные лопасти.
Они,благодаря своим свойствам проще находили в пространстве своё оптимальное местоположение и не требовали таких мощностей, как нынешние жесткие, у некоторых производителей.
И лишь единицы поймали эту золотую середину в этом не простом деле.
С уважением.

 

[goodwin13]

И лишь единицы поймали эту золотую середину в этом не простом деле.

Единицы ловили эту середину не столько в конструкции лопастей, сколько в нагрузке на ометаемую.

 

[slavka33bis]

А изменилась высота полёта аппарата относительно точек опоры (то есть ЦД лопастей) на величину h.
Дальше всё просто: раз изменилась высота, значит изменилась потенциальная энергия аппарата. А откуда она берётся? От двигателя.
  Если посмотреть всё это в реальных числах, то получается, что на прямом хабе и сверхжестких лопастях автожир будет лететь сантиметров на 15 выше оптимальной траектории, перманентно отбирая у двигателя около одной лошадиной силы.
   И вот тут было бы очень интересно узнать, а на сколько увеличится эффективность ротора за счет уменьшения индуктивных потерь. Я такие расчеты сделать не сумею, кто может - помогайте.

PS. Прошу прощения за многочисленные сообщения, никак не научусь продолжать текст после рисунка.

Вы это серьезно?
Или, всетаки, стопроцентной уверенности нет!

 

[ВМГ]

Только мировая практика говорит об обратном. 

Я не обсуждаю мировую практику. Я обсуждаю физику процесса. А если быть точнее, то энергетический баланс для двух типов роторов.
Вы согласны с тем, что для ротора с углом конусности и гибкими лопастями энергетические затраты на этапе раскрутки выше, чем на жестком роторе?

 

[Orca]

Только мировая практика говорит об обратном. 

Я не обсуждаю мировую практику. Я обсуждаю физику процесса. А если быть точнее, то энергетический баланс для двух типов роторов.
Вы согласны с тем, что для ротора с углом конусности и гибкими лопастями энергетические затраты на этапе раскрутки выше, чем на жестком роторе? 

Может ошибаюсь , но мне кажется вы упустили из внимания момент инерции лопасти и ротора в целом . Гибкие лопасти очевидно имеют меньший вес и меньший момент инерции и затраты энергии именно в первый момент для таких лопастей меньше чем для жестких экструдерных  . Тут Юра Корнеев выкладывал данные по своим лопастям , так там вес 15 кг на одну лопасть . У нас 25ф ротор с лопастями в районе 14 кг.

 

[GRAMOPHONKEN]

Вы согласны с тем, что для ротора с углом конусности и гибкими лопастями энергетические затраты на этапе раскрутки выше, чем на жестком роторе?

Уважаемый ВМГ. На этот вопрос у меня нет ни теоретического, ни тем более практического ответа.
С уважением.

 

[[=Djeki =]]

Я лично не согласен!  И по одной простой фактической причине -- Ротор с жосткими лопастями, всегда тяжелее

 

[goodwin13]

Ротор с жосткими лопастями, всегда тяжелее

На столько, что на него придется потратить весь имеющийся избыток мощности?
Первоначальный источник обсуждения-то, был именно в этом посыле.
Но в результате обсуждения выясняется, что утверждение было мягко говоря не очень корректным.

 

[ВМГ]

Может ошибаюсь , но мне кажется вы упустили из внимания момент инерции лопасти и ротора в целом . Гибкие лопасти очевидно имеют меньший вес и меньший момент инерции и затраты энергии именно в первый момент для таких лопастей меньше чем для жестких экструдерных.

Ну это вопрос материала, из которого сделаны лопасти. Если возьмем крылья стрекозы или крыло кленового семечка, то там конструкция крыльев достаточно жесткая и легкая. Может в будущем г-н Чубайс или его дружок Гозман и выдадут нам что-то подобное на основе нано-технологий и мы уровняем моменты инерций гибкой и жесткой лопасти.