Украинский Авиационный Форум Crewshop
Добро пожаловать, Гость.
Вам не пришло письмо с кодом активации?
 
 
26.04.2024, 00:24:44 am
   Начало   Поиск Календарь Тэги Войти Регистрация  
Страниц: 1 2 3 4 » |   Вниз
  Печать  
Автор Тема: Как определить высоту вертикального подьема аппарата с двумя соосными винтами?  (Прочитано 22089 раз)
sieur
*

Karma: +3/-0
Offline


« : 13.05.2017, 12:39:45 pm »

Есть ли какая то самая простая и "грубая" формула, по которой можно определить на какую высоту поднимется летательный аппарат с двумя соосными (коаксиальными, один над другим) винтами, имея диаметр винта (в метрах), общий вес аппарата вместе с пилотом (в кг) и мощность электродвигателя (в кВт) как силовой установки?
« Крайнее редактирование: 13.05.2017, 12:48:32 pm от sieur » Записан
Кацо
*****

Karma: +375/-104
Offline




« Ответ #1 : 13.05.2017, 15:29:41 pm »

Есть ли какая то самая простая и "грубая" формула, по которой можно определить на какую высоту поднимется летательный аппарат с двумя соосными (коаксиальными, один над другим) винтами, имея диаметр винта (в метрах), общий вес аппарата вместе с пилотом (в кг) и мощность электродвигателя (в кВт) как силовой установки?

Если грубо - то гуглите "формула тяги винта", там кроме прочего будет плотность, считаете при какой плотности воздуха тяга = весу ЛА и через стандартную атмосферу переводите ее в высоту.
Записан
sieur
*

Karma: +3/-0
Offline


« Ответ #2 : 17.05.2017, 15:05:01 pm »

Если бы я в Гугле нашел, сюда бы не обращался. Все что нашел это номограмма Юрьева (тяга, диаметр винта и мощность мотора), как раз то что нужно, но хотелось бы формулой и чтобы еще высота подьема присутствовала. Кроме того, два соосных винта (в отличии от одного несучего вместе с рулевим) наверное имеют еще какой то ньюанс.
Записан
Toris
Зачарований небом
*****

Karma: +1515/-707
Offline



Toris.Україна


« Ответ #3 : 17.05.2017, 15:18:57 pm »

Другими словами, плотность атмосферы и коеффициент динамической (кажется) вязкости должны быть такими, чтобы винт мог развивать тягу, достаточную для удержания летательного аппарата на той высоте.

"Грубой" формулы под Ваши данные не будет, поскольку там куча данных требуется: профиль/семейство лопасти, хорда/хорды, частота вращения.

Номограмма Юрьева даёт идеальные данные, недостижимые. Мощность мотора на практике потребуется бОльшая. И там не надо "грубой" формулы. Улыбающийся

Кроме того, два соосных винта (в отличии от одного несучего вместе с рулевим) наверное имеют еще какой то ньюанс.
Главный нюанс - отсутствие перехлёста лопастей разных винтов при любых режимах, перегрузках и резонансах. Ну и ещё нижний винт на пару процентов больше в диаметре. Но это будет уже потом, на практике.

И вообще, забацайте синхроптер: http://www.ukraviaforum.com/index.php/topic,8355.msg162395.html#msg162395

« Крайнее редактирование: 17.05.2017, 15:43:50 pm от Toris » Записан

Секта свідків підіймальної сили
Кацо
*****

Karma: +375/-104
Offline




« Ответ #4 : 17.05.2017, 19:38:36 pm »

Если бы я в Гугле нашел, сюда бы не обращался.


ну вот - http://www.***/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1340961571
Записан
Toris
Зачарований небом
*****

Karma: +1515/-707
Offline



Toris.Україна


« Ответ #5 : 17.05.2017, 21:19:23 pm »

Стырил оттуда картинку, чтобы не бороться со звёздами в ссылке (все картинки сохраняем на диск, а потом смотрим):



Только там всё равно коеффициенты экспериментальные, т.е. топикстартеру бесполезные.

О! Полезное картинко от сеньёра ddn:

« Крайнее редактирование: 17.05.2017, 21:22:52 pm от Toris » Записан

Секта свідків підіймальної сили
Кацо
*****

Karma: +375/-104
Offline




« Ответ #6 : 17.05.2017, 21:30:57 pm »

Только там всё равно коеффициенты экспериментальные, т.е. топикстартеру бесполезные.

Он же просил грубо - вот и пусть принимает что винт по КПД похож на винт от Як-52 (а в принципе и любой другой).
Хотите точно - считайте КПД конкретного винта с конкретными размерами, кол-вом лопастей, круткой, профилями и т.п. - а это уже целая наука - и все равно в конце эксперимент Улыбающийся
Промежутка боюсь нет.
Записан
подвашник
A U S T E R
*****

Karma: +1259/-467
Offline



Федір Новіков.


« Ответ #7 : 17.05.2017, 23:00:29 pm »

Высотность электромотора  больше чем у лопастей и актуальны только лопасти, а у них такая же максимальная высотность как и простых ненагруженных вертолетов.
 Вам на туманный вопрос ,ясно туманный ответ.
Записан

..Працюй так, ніби все залежить від тебе, а молися так, ніби все залежить від Бога".

Не їла душа часнику, не буде й смердіти

 Не роби як   я ,роби краще мене.
sieur
*

Karma: +3/-0
Offline


« Ответ #8 : 20.05.2017, 10:45:39 am »

Номограмма Юрьева даёт идеальные данные, недостижимые. Мощность мотора на практике потребуется бОльшая. И там не надо "грубой" формулы. Улыбающийся
Но хотя бы приблизительные данные номограмма все же дает, не с потолка же она взята. Надо же знать хотя бы приблизительно с какой мощности начинать эксперименты или подбор параметров винта. Например в номограмме которую вы привели (наверное это та же номограмма Юрьева) если взять тягу в 110 кг, то нужен мотор мощностью 25 л.с. и диаметр винта 2 м. Разумеется свою роль играют другие параметры (хорда, обороты, коеффициенты, плотность атмосферы и т.д.), но по крайней мере сразу видно что нужно 25 пусть будет 30 л.с., но не 50 или 100 л.с. Разве нельзя остальные параметры условно взять как "стандартные"? Меня интересовала взаимосвязь между тягой, диаметром винта и мощностью в виде формулы, а не в виде номограммы. И плюс еще высоту подьема чтобы можно было определять.

Реальный пример: японское кресло-вертолет Gen H-4. Диаметр винта 4 м, тяга чуть больше 200 кг и 4 мотора общей мощностью 40 л.с. С номограммой опять же совпадает (да еще пишут что если два мотора перестанут работать то двух остальных т.е. 20 л.с. достаточно чтобы успешно приземлиться).

По ссылке reaa . ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1396465700/11#11 тоже предлагают использовать номограмму Юрьева (цитирую) "для предварительного определения необходимой мощности. А вдруг у будущего изобретателя в гараже уже стоит  двигатель, который как раз выдает потребную мощность? Вот тогда и наступит момент необходимости расчета КОНКРЕТНЫХ геометрических размеров лопасти и их количества".

Главный нюанс - отсутствие перехлёста лопастей разных винтов при любых режимах, перегрузках и резонансах.
Я имел в виду ньюанс например в диаметре винта. Если по той же номограмме для подьема 110 кг нужен мотор 25 л.с. и несущий винт диаметром 2 м, то возможно в случае двух соосных винтов диаметр можно брать меньше двух метров (размышления вслух) и возможно это тоже можно как то формулой просчитать...

В общем не гневайтесь если вопросы и размышления глупые, только начинаю знакомиться с данной сферой
Записан
подвашник
A U S T E R
*****

Karma: +1259/-467
Offline



Федір Новіков.


« Ответ #9 : 20.05.2017, 13:46:58 pm »

1 лошадиная сила это мощность потребная  для  подьема  массы в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Все остальное  это кпд и рациональность.
Записан

..Працюй так, ніби все залежить від тебе, а молися так, ніби все залежить від Бога".

Не їла душа часнику, не буде й смердіти

 Не роби як   я ,роби краще мене.
Toris
Зачарований небом
*****

Karma: +1515/-707
Offline



Toris.Україна


« Ответ #10 : 20.05.2017, 14:13:25 pm »

В общем не гневайтесь если вопросы и размышления глупые, только начинаю знакомиться с данной сферой
Ага, значит, мы Вас правильно направляли. Улыбающийся Без теоретических основ работы аэродинамического профиля будете топтаться на месте долго, а результат достигать слепо и дорого.

...Где-то лет 8-9 назад проснулось во мне тяга к полёту и я точно так же начинал, коллега. Всё хотел сделать из мотоцикла вертолёт. Излазил весь совкоязычный интернет в поисках простых и дешёвых путей достижения вертикального взлёта. Клон GEN H-4 из китайских бензопил с базара и деревянно-пенопластовых лопастей стал навязчивой идеей. Немного поостыв, понял, что начинать следует с книг, т.е. с понимания работы аэродинамического профиля в атмосфере. Для начала взял довоенную книжку А.Кравец "Характеристики авиационных профилей", там доходчиво объясняется, с простыми формулами. Построил в Экселе таблицу для анализа параметров прямоугольного крыла профиля RAF-38, потом удлинил крыло, разбил его на 100 секций и начал в таблице "вращать" его как лопасть (для каждой секции задаётся своя скорость), пренебрегая удлинением лопасти, её формой, краевыми эффектами, числом Рейнольдса для каждой секции и другими параметрами атмосферы. Потом все силы приводились "к общему знаменателю" и суммировались. Так я получал подъёмную силу лопасти (винта), необходимый момент вращения и мощность. Меняя профили, хорды, углы атаки, частоту вращения и плотность атмосферы, получал совершенно разные результаты, понимая при этом, что на практике будет всё хуже раза в 2-3, исходя из характеристик реальных изделий.

Кстати, простой "грубой" формулой там не пахнет даже близко. Там набор простых формул с десяткой входных данных, условий и ограничений, к которым я добавил ещё переводы в моменты и размножил на 100 строчек, по количеству сегментов. Собственно, люди потому и пользуются номограммами, чтобы представлять примерный порядок величин без вычислений.

Я имел в виду ньюанс например в диаметре винта. Если по той же номограмме для подьема 110 кг нужен мотор 25 л.с. и несущий винт диаметром 2 м, то возможно в случае двух соосных винтов диаметр можно брать меньше двух метров (размышления вслух) и возможно это тоже можно как то формулой просчитать...
Так в чём проблема? Смотрим на 55 кг и получаем 10 лошадок при том же диаметре или 20 лошадок при 1 м диаметра. Ставим два винта и умножаем мощность на 2. Т.е. получаем соосник диаметром 1 м с потребной мощностью 40 л.с. С учётом потерь смело добавляем не менее 50% (лучше 100%) к мощности и получаем 60 (80) л.с. Осталось лишь узнать параметры лопастей и углов атак, под которые это всё считалось. Улыбающийся

Но это ещё не окончательно. Поскольку у нас соосник, то поворачивать мы собираемся с помощью реактивного момента, т.е. уменьшая тягу на одном винте одновременно увеличивая тягу на другом. Это означает необходимость избыточной тяги каждого винта, т.е. каждый из винтов в режиме висения без разворотов будет работать не в режиме максимальной тяги.

Для движения нужно наклонять диски вращения роторов, чтобы появился горизонтальный вектор полной силы. Вертикальный вектор тяги соосника при этом не должен уменьшиться, что опять означает запас тяги (мощности).

Но не тягой единой жив вертолёт. Изучая учебники по вертолётам, обнаружил там условную величину "нагрузка на диск ротора". Смысл величины в том, что с уменьшением этой нагрузки растёт конструктивная надёжность вертолёта и безопасность в воздушных потоках атмосферы. А это означает увеличение диаметра ротора, снижение оборотов и мощности. Вместе с тем со снижением оборотов упадёт горизонтальная скорость либо увеличатся потери на сопротивление.

Движок должен иметь запас мощности для поддержания постоянных оборотов при резком изменении нагрузки. А если запас не очень - ещё увеличиваем диаметр роторов. В моём проекте ротор никогда не получался в диаметре меньше 3 м. В российском "Микроне" 4.5 м при 50 л.с. тоже не просто так поставили.

Сплошные компромиссы и куча вычислений...

sieur, а что за аппарат Вы хотите получить в результате?
« Крайнее редактирование: 20.05.2017, 14:22:01 pm от Toris » Записан

Секта свідків підіймальної сили
nomad
**

Karma: +37/-15
Offline


« Ответ #11 : 20.05.2017, 15:38:16 pm »

Да оставьте вы эту коцепцию с малогаборитными вертолётами в покое. Вам что, жить надоело?Пустая трата времени и средств. Мясорубка опасная для жизни, и не только для  Вас.
Записан
Toris
Зачарований небом
*****

Karma: +1515/-707
Offline



Toris.Україна


« Ответ #12 : 22.05.2017, 11:27:12 am »

nomad, любое воздушное перемещение по умолчанию враждебно к человеку.
А до "мясорубки" ещё дойти надо.
Улыбающийся
Записан

Секта свідків підіймальної сили
sieur
*

Karma: +3/-0
Offline


« Ответ #13 : 22.05.2017, 18:00:48 pm »

sieur, а что за аппарат Вы хотите получить в результате?
Да оставьте вы эту коцепцию с малогаборитными вертолётами в покое.
Вот собственно человек вместо меня и ответил. Я бы только добавил что не вертолет, а летающее средство. И пока не знаю к стати где лучше размещать винт(ы): сверху как у вертолетов или снизу как у ховербордов / ховербайков. Точнее не знаю преимущества и недостатки каждого варианта.

А вобще если уже затронули безопасность тогда вопрос: безопаснее летать на маленькой высоте например 2-3 м или же наоборот на высотах в несколько десятков или сотень метров? Ибо на первый взгляд логика подсказывает что чем ближе к земле тем меньше травмоопасность в случае падения (например если мотор откажет), но с другой стороны пишут что вблизи земли наоборот опаснее летать, ибо даже если не врежешся в какой то дом или дерево, то всякие завихрения вокруг них могут навредить (хотя может это только планеризма касается). Кроме того на большой высоте в случае отказа мотора должна бы сработать авторотация, которой на высоте 2-3 м насколько понимаю просто не существует. Так на какой же высоте летать наиболее безопасно?
Записан
nomad
**

Karma: +37/-15
Offline


« Ответ #14 : 22.05.2017, 19:09:30 pm »

У летающих средств, типа вертолёта, практически ни какой авторотации нет.Есть медленное или быстрое падение оборотов ротора.Это зависит от многих параметров.Чтобы принудительно заставить вертолётный ротор авторотировать, Вам необходимо пустить вертолёт в пике, с последующим выходом в горизонт или слегка вверх, чтобы создать перегрузку.На перегрузке ротор увеличивает обороты.И так несколько раз, пока не встретитесь с поверхностью земли.Хорошо, если выход совпадёт с поверхностью.Авторотируют только автожирные роторы.Чем отличаются вертолётные лопасти от автожирных, я думаю Вы знаете.Я так понял из Вашего поста , что Вы хотите сотворить, что-то вроде ховербайка?
Записан
  Печать  
Страниц: 1 2 3 4 » |   Вверх
Тэги:
 
Перейти в:  

Powered by SMF 1.1.7 | SMF © 2006-2008, Simple Machines LLC | v1.2 © Крылья 2004