Щаз как взлечу!!
Mar. 13th, 2010 01:01 am
Union Aircraft Co. Rotorplane
Этот странного вида аппарат был построен в Нью-Йорке в 1931 году фирмой Union Aircraft Co. Обычный воздушный винт у него на месте, а вот вместо крыльев - четыре вращающихся цилиндра, для привода которых на самолет пришлось установить еще два двигателя по 28л.с.. Изобретатель обещал, что переоснащенный таким образом самолет будет взлетать и садиться на вдвое меньшей дистанции, ведь подъемная сила вращающегося цилиндра, теоретически, куда больше, чем у обычного крыла. Тут, кстати, есть маленький подвох - пока скорости малы - да, у крутящегося цилиндра (не такой формы, разумеется) подъемная сила больше, но по мере роста скорости сопротивление конструкции становится уже совершенно непристойным. В принципе, можно прикинуть диапазон выгодных скоростей для такого "крыла", но полагаю, что диапазон будет несерьезный..
Впрочем, даже безотносительно к этому, конструкция самих цилиндров более чем сомнительна (летавшие машины с цилиндрическим крылом имеют здоровенные концевые шайбы для предотвращения срыва вихрей), а о полетах аппарата сведений не сохранилось....
Впрочем, даже безотносительно к этому, конструкция самих цилиндров более чем сомнительна (летавшие машины с цилиндрическим крылом имеют здоровенные концевые шайбы для предотвращения срыва вихрей), а о полетах аппарата сведений не сохранилось....
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 10:51 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 10:54 pm (UTC)Причем, современные системы механизации крыла дают вполне сравнимый, если не больший, эффект на взлете, и это при нормальных значениях лобового сопротивления.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 11:06 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 11:12 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 11:19 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 11:25 pm (UTC)Для Ми-2 имеем примерно 0.2 л.с./кг и прекрасно летающий вертолет.
Вот и сравнивайте, учитывая что ЭТО летать не пожелало. Ж8-)))
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-12 11:57 pm (UTC)Вот я грубо прикинул исходя из формул http://galileo.phys.virginia.edu/classes/311/notes/aero/node2.html :
Lift = rho*4*pi^2*radius^2*F*length*V_flow , где rho - плотность воздуха, F - частота вращения ротора, а V_flow - скорость набегающего потока.
V_flow = (300 * 10) / (1.2 * 4 * (pi^2) * (0.5^2) * 3 * 8) ~= 10.5 м/с ~= 37 km/h
Итого, движок должен раскрутить роторы до 8*60 = 480 об/мин и одновременно нагнать на них поток воздуха в 40 км/ч. Имея 150 л.с., либо парни крупно напортачили, либо формулы говорят не обо всем...
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 12:20 am (UTC)Опять же, винт обдувает только небольшую часть роторов, остальные нужно разгонять сквозь воздух, а они будут этому сопротивляться со страшной силой. С учетом расхода мощности на магнус-эффект - почти как перепендикулярные потоку пластины.
В общем, не самый хороший вариант.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 12:59 am (UTC)> Да плюс ферменная конструкция свою лепту в ухудшение картины вносит.
угу. задние конусы я бы выкинул к е..ням, фермы туда же. вместо них плоскости для поддержания горизонтального полета и чтобы спланировать был шанс если вся хрень заклинит посреди дороги :)
ротор интегрировать в плоскость, в компоновке типа <:O:>, где O - ротор, а двоеточие - несущие нагрузку балки, упрятанные под обтекаемую обшивку.
сам ротор сделать "сдуваемый", чтобы вся конструкция переходила в более-менее аэродинамическую форму <:oo:>
еще ИМХО можно попробовать вспомогательные двигатели тоже выбросить нафиг, а вместо них поставить компрессор и воздух выдувать в упор на роторы по всей длине: http://www.google.com/patents?id=DWsfAAAAEBAJ&zoom=4&rview=1&pg=PA2#v=onepage&q=&f=false
П.С: Все равно птеродактиль получится тот еще, но зато может хоть взлетит разок... :)
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 01:03 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 01:14 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 06:35 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 08:55 am (UTC)Ротор
Прандтль в своей статье пытался оценить теоретический предел Су и получил Су_max=12.5
В эксперименте удалось достичь Су_max=10.
О Сх ничего не сказано. Однако, известно, что для ламинарного обтекания цилиндра Сх=1,2, для турбулентного Сх=0,3. Стороны вращающегося цилиндра обтекаются в разных режимах. Я бы брал среднее арифметическое, что приведет к L/D=15, но даже оценка сверху даст аэродинамическое качество L/D=30.
Сравним с незатейливым симметричным профилем NACA 0012
http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0259c.shtml
L/D~100 на 10 градусах
Ротор проигрывает то ли в три, то ли в шесть раз.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:02 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:25 am (UTC)Отрывать от земли легче крылом, потому что крыло двигать вперед проще: у крыла выше аэродинамическое качество.
А если возникает желание получить ответ на другой вопрос, "а чему будет равна подъемная сила цилиндра?", то можно поступить так.
Нужно на глазок оценить диаметр и размах цилиндров.
Далее предположить, что все идеально: цилиндры раскручены до оптимальных оборотов, а на торцах цилиндров никакого перетекания нет (будто бы большие шайбы надеты). И получить оценку сверху подъемной силы этой конструкции по формуле из статьи Прандтля.
Подъемная_сила_max ~ 10 диаметров цилиндра * длину цилиндра * 1/2 rho V^2,
где rho - плотность воздуха (1,3 кг/м3), V - скорость самолета.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:30 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:41 am (UTC)Пусть цилиндры вращаются "бесплатно".
Пусть цилиндры с приводами весят столько же, сколько обычное крыло, т.е. масса переоборудованного самолета не возрастет.
Тогда, цилиндрам нужно будет создать ту же подъемную силу, что и обычному крылу.
Аэродинамическое качество цилиндров по крайней мере в 3 раза ниже, чем у стандартного крыла. Значит, потребуется тащить конструкцию вперед с, по крайне мере, 3 раза большей силой.
Соответсвенно, потребуется более чем в 3 раза увеличить мощность главного двигателя.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:47 am (UTC)...учитывая нелинейную зависимость сопротивления воздуха от скорости - выходит не так однозначно... Впрочем, всяко хуже, чем у нормального крыла.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 10:06 am (UTC)Но если тупо увеличим площадь обычного крыла так, чтобы и с ним самолет взлетал на этой же маленькой скорости, то получим 3 кратную разницу.
Сама идея абсолютно правильная - если мы начинаем увеличивать площадь крыла, то можем летать медленнее и нам нужен менее мощный двигатель.
Прикидочная оценка - вращающийся цилиндр эквивалентен крылу с хордой профиля ~ 10 диаметров цилиндра.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 10:12 am (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 10:37 am (UTC)Предположим, мы ставим довольно большой цилиндр, чтобы уменьшить взлетную скорость.
Этот цилиндр нужно сравнить с "традиционной" альтернативой - поставить большое неподвижное крыло, которое обеспечивает ту же скорость.
Если считать, что вес в обоих вариантах одинаковый, то неподвижное крыло выиграет: у него будет выше аэродинамическое качество на больших углах атаки (актуально на взлете / посадке), выше аэродинамическое качество на малых углах атаки (полет с большой скоростью), и выше во всех промежуточных вариантах.
Cделали же по крайней мере 2 корабля с роторами Флеттнера вместо парусов, и эти корабли благополучно плавали. Но, вроде как, хуже, чем в "стандартном" парусном оснащении.
<q>Но, вроде как, хуже, чем в "стандартном" парусном оснащ
Date: 2010-03-13 04:50 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 08:37 am (UTC)Нет ничего плохого в том, чтобы писать какие-то выдуманные байки на сайт наподобие anekdot.ru
Но запихивать девичьи мечты в домен .edu, это - перебор.
Статья Прандтля: http://ufn.ru/ru/authors/prandtl_l/
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 01:55 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 09:01 am (UTC)Именно так. Авторы сайта "неасилили" формулу для подъемной силы цилиндра, но имели наглость запихнуть свои домыслы на эту тему в домен edu.
Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 04:48 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 04:53 pm (UTC)Re: теоретически, куда больше, чем у обычного крыла
Date: 2010-03-13 05:41 pm (UTC)no subject
Date: 2010-03-13 10:20 am (UTC)IMHO - единственный способ забронировать крыло - существенно сократить площадь поверхности при сохранении той же подъемной силы. Вот ротор это и обеспечивает :-)
no subject
Date: 2010-03-13 10:32 am (UTC)Мы таки схлопотали пробоину в крыле. ИЛы привозили такие дыры, что смотреть страшно, и ничего. А что будет при малейшем дисбалансе (кусок оторвало) или перекосе вращающегося цилиндра?
З.Ы. про вынужденную посадку на пузо тоже придется забыть...
no subject
Date: 2010-03-13 10:42 am (UTC)Я просто пытался придумать, в какой ситуации ротор может быть лучше крыла.
Ротор проигрывает по всем характеристикам, кроме одной. При той же подъемной силе у ротора существенно меньше поверхность. Это будет актуально в 2 случаях: если материал поверхности крыла страшно дорогой, или страшно тяжелый :-)
no subject
Date: 2010-03-13 01:55 pm (UTC)