Как определить высоту вертикального подьема аппарата с двумя соосными винтами?
Toris:
Цитата: sieur от 20.05.2017, 10:45:39 am
В общем не гневайтесь если вопросы и размышления глупые, только начинаю знакомиться с данной сферой
Ага, значит, мы Вас правильно направляли. :) 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.
Цитата: sieur от 20.05.2017, 10:45:39 am
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. :)
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?
nomad:
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.
Toris:
nomad, любое воздушное перемещение по умолчанию враждебно к человеку.
А до "мясорубки" ещё дойти надо.
:)
sieur:
Цитата: Toris от 20.05.2017, 14:13:25 pm
sieur, а что за аппарат Вы хотите получить в результате?
Цитата: nomad от 20.05.2017, 15:38:16 pm
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?
nomad:
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?
Навигация