Подлетнуть на 6-7 метрах площади крыла. Реально?

[chuffed88]

Ну вот тут пишут что вроде бы на полетной скорости уже вдвое меньше, то есть не так уж и сильно

[Олег из Саратова]

Тот , кто это написал, наверное не в курсе, что при увеличении скорости ЛА шаг винта (читай УА элемента лопасти) уменьшается. Мы знаем, что при уменьшении УА Сх уменьшается, следовательно уменьшается и сопротивление лопасти винта. А если сопротивление вращению винта уменьшается, то обороты винта увеличиваются. На практике я заметил, что при увеличении скорости с 0 до 90 км\ч двигатель с редукцией 2,3 прибавляет 200 об\мин. А если обороты винта увеличиваются, то и тяга увеличивается. Однако, величины статической тяги не достигает. Но чтобы тяга упала в два раза надо разогнаться гораздо сильнее.

[Volking]

Вот еще один интересный подход к дельту с мотором https://www.youtube.com/watch?v=mAjbeDfO5Zg, мотор кстати тут 1 и не больше 20кг тяги, а высоту набирает очень резво и с запасом, нам собственно нужно тоже самое только с меньшим крылом и лететь невысоко

[An.Petrovich]

маскимальная скороподъёмность будет как раз на предсрывных режимах

при одинаковой величине тяги скороподъёмность на УА близкому к критическому будет больше, чем на УА максимального АК.

Олег, дружище, это заблуждение.
Можно даже не особо разбираться в динамике полёта, чтобы убедиться в этом - достаточно просто вспомнить про самолёты, летающие несколько быстрее дельтапланов. Ты же ведь не станешь утверждать, что сверхзвуковой истребитель обладает наибольшей скороподъёмностью на предсрывных режимах? Вот, например, П-42 (специальная версия облегчённого Су-27, созданная для установления различных рекордов) после взлёта, за счёт охрененной тяговооружённости (т.е. отношения тяги двигателей к весу самолёта, у П-42 этот коэффициент достигал значения почти 2 ед.) переходил к вертикальному набору высоты, и в вертикальном наборе, продолжая разгон, преодолевал скорость звука! Как ты думаешь, на каких УА он летел вертикально вверх?

Ну, а если обратиться к динамике полёта, то во многих учебниках, в разделе про установившийся набор высоты, можно встретить так называемую "поляру скоростей набора высоты" - это график, на котором приводится типичная зависимость вертикальной скорости ЛА от горизонтальной, при заданном режиме работы силовой установки. Выглядит как холмик. На этом графике есть характерные точки.

Например, если провести к этому "холмику" касательную из начала координат (где скорость 0) - то та точка на графике, где касательная коснётся "холмика", будет соответствовать набору высоты с максимально крутым углом по отношению к горизонту. Это та точка, в которой избыток тяги (на этой вот скорости) по отношению к сопротивлению самолёта (на этой же скорости) максимален. Скорость в этой точке называется "экономической" и угол атаки тоже называется "экономическим". Если тяга силовой установки не зависит от скорости полёта (например, ракетный двигатель) то экономическая скорость и экономический угол атаки совпадают с наивыгоднейшей скоростью и наивыгоднейшим углом атаки, в котором аэродинамическое качество максимально. Но у винтомоторных силовых установок тяга с увеличением скорости полёта уменьшается (об этом чуть ниже), поэтому экономическая скорость оказывается чуть меньше наивыгоднейшей, а экономический угол атаки - чуть больше наивыгоднейшего. Эта же самая точка делит "холмик" на две части - так называемые первые и вторые режимы набора высоты. При скоростях менее экономической (вторые режимы) - уменьшение угла набора высоты приводит к уменьшению скорости полёта. При скоростях более экономической (первые режимы) - уменьшение угла набора высоты приводит к увеличению скорости полёта. И скороподъёмность во всей области "вторых режимов" уменьшается при увеличении УА. Так что, на УА близком к критическому скороподъёмность будет, как раз, меньше, чем на УА максимального АК.

Другая характерная точка на этом графике - это как раз, точка, где достигается максимальная вертикальная скорость, т.е. точка максимальной скороподъёмности, о которой идёт речь. Это - вершина "холмика". Из графика совершенно очевидно, что она находится на скорости больше экономической. Т.е. вершина "холмика" находится дальше от начала координат, чем точка, в которой касательная проведённая из начала координат касается "холмика". Из этого следует, что УА в точке максимальной скороподъёмности меньше экономического УА. И меньше наивыгоднейшего. И он будет тем меньше (а скорость полёта тем выше), чем больше тяговооружённость и чем более скоростной ЛА. Например, у гиперзвукового ЛА режим максимальной скороподъёмности будет где-то далеко на гиперзвуке. Ну уж точно не на околокритических УА и предсрывных режимах.

Если что-то непонятно, то почитать можно, например, тут:
http://www.pandia.ru/text/77/191/15439.php
(там же есть "поляра скоростей набора высоты", о которой речь)

[An.Petrovich]

Теперь про винт.

Тот , кто это написал, наверное не в курсе, что при увеличении скорости ЛА шаг винта (читай УА элемента лопасти) уменьшается.

"Тот, кто это написал" в курсе и про шаг винта, и про УА элемента лопасти.
Например, я в курсе, что шаг винта у винта фиксированного шага (ВФШ) или у винта регулируемого (на земле) шага (ВРШ) остаётся неизменным на любых режимах полёта. Это исключительно конструктивный параметр винта, определяющий его геометрию. Как размах крыла, или хорда. Вот у винта изменяемого (в полёте) шага (ВИШ) шаг может меняться (за счёт поворота лопастей) автоматически или лётчиком, посредством рычага.

Что же касается углов атаки лопастей - то вот они да, меняются, и в зависимости от оборотов винта, и в зависимости от скорости полёта. Но это не шаг уменьшается, это появляется скольжение винта, возникающее вследствие его поступи (кому интересно, про шаг, поступь и скольжение можно почитать, например, здесь).

Мы знаем, что при уменьшении УА Сх уменьшается, следовательно уменьшается и сопротивление лопасти винта. А если сопротивление вращению винта уменьшается, то обороты винта увеличиваются.

Чаще всего верно, но есть нюанс.
Сх элементов лопасти уменьшается, а скорость ЛА (и скоростной напор) растёт, и будет ли сопротивление вращению винта уменьшатся (за счёт уменьшения Сх) или расти (за счёт увеличения скоростного напора) - зависит от того, на каких УА по отношению к УА максимального качества работают основные элементы лопасти. И раскрутка винта (увеличение оборотов) при увеличении скорости полёта ЛА может быть не всегда. Есть такие винты (и самолёты), у которых при увеличении скорости ЛА обороты винта сначала "проседают", и только потом (на бОльшей скорости) начинают расти.

А если обороты винта увеличиваются, то и тяга увеличивается.

Это если обороты винта увеличиваются за счёт дополнительной мощности мотора - то тогда да.
А при раскрутке винта за счёт энергии набегающего потока - ничего подобного не происходит. Как раз наоборот: при увеличении скорости полёта обороты винта растут, а тяга падает.

Есть типовые режимы работы винта. Они объясняются в теории винтов (опять же, есть куча книжек, кури - не хочу).

Сначала, вращающийся винт к которому мотором подводится некий крутящий момент, работает на неподвижном ЛА в режиме так называемой "статической тяги" (т.е. тяги, создаваемой винтом на V=0). Энергия двигателя тратится при этом и на преодоление сопротивления вращения винта, и на создание силы тяги.

Затем, при увеличении скорости полёта ЛА, винт, оставаясь в режиме "положительной тяги" (он же называется "пропеллерным" или "геликоптерным") за счёт появления скольжения винта и уменьшения УА лопастей начинает дополнительно раскручиваться набегающим на него потоком воздуха, при этом теряя силу тяги (т.к. УА лопастей уменьшаются). И с дальнейшим ростом скорости винт достигает так называемого режима "нулевой тяги" (когда УА лопастей таковы, что полная аэродинамическая сила каждой лопасти оказывается в плоскости вращения винта, и мощность мотора тратится только на сопротивление вращение винта, хотя и дополнительно подкрученного набегающим потоком воздуха). Этого режима невозможно достичь в горизонтальном полёте - т.к. в ГП винт должен создавать хоть какую-то тягу, чтобы преодолевать сопротивление ЛА. Но этого режима можно легко достичь в пикировании, когда скорость полёта может быть увеличена не за счёт тяги силовой установки, а за счёт действия силы тяжести.

При дальнейшем разгоне (в пикировании), винт уже начинает создавать отрицательную тягу, т.е. наоборот, тормозить собой ЛА. Этот режим называется "реверс тяги". Но тем не менее, винт всё ещё создаёт сопротивление вращению, и на его преодоление нужно тратить мощность мотора. Но по мере дальнейшего увеличения скорости полёта УА лопастей становятся такими, что полная аэродинамическая сила каждой лопасти направлена строго назад, вдоль вала винта. Это режим "нулевой мощности", когда вращающийся от набегающего потока винт уже не имеет сопротивления вращению, и мощность от мотора ему уже не нужна.

Если скорость полёта ЛА и дальше продолжать увеличивать, то винт переходит в режим "ветряка" или "авторотации" - когда набегающий поток воздуха сам раскручивает винт, при этом винт создаёт отрицательную тягу, тормозя ЛА. Вот на этом режиме "летают" семена клёнов - так называемые "вертолётики". На этом же режиме выполняется посадка вертолёта с отказавшей силовой установкой.

Но чтобы тяга упала в два раза надо разогнаться гораздо сильнее.

Когда конструктор решает, какой винт (с какими геометрическими и аэродинамическими характеристиками) поставить на данный ЛА с данным мотором (тебе, Олег, это должно быть знакомо) есть, как правило, 3 взаимоисключающих критерия подбора винта:

1. Либо винт подбирают для достижения максимальной статической тяги (тогда мы получаем хорошие взлётные характеристики, но на бОльших скоростях полёта винт работает не оптимально, и его тяга будет не ахти)

2. Либо для достижения максимальной скороподъёмности (тогда винт работает оптимально на скорости полёта, соответствующей максимальной скороподъёмности ЛА, но на других скоростях тянет не очень)

3. Либо для достижения максимальной скорости полёта ЛА в горизонтальном полёте (тогда страдает и статическая тяга, и скороподъёмность).

Как не трудно догадаться, в третьем случае винт меньше всего теряет тягу с увеличением скорости полёта ЛА. Но даже в этом случае, его тяга на максимальной скорости горизонтального полёта ЛА примерно равна лишь половине статической тяги. Потому, что в данном 3-ем случае стараются максимизировать КПД силовой установки именно на Vmax, а КПД силовой установки равен произведению тяги (P) на скорость полёта (V). Т.е. КПД равен нулю на двух скоростях: в точке, где V = 0, и на той (очень большой) скорости, где P = 0. Между ними это снова "холмик", у которого есть вершина - точка максимального КПД = Р*V. А с учётом того, что тяга винта (ВФШ и ВРШ, конечно) убывает по мере увеличения скорости монотонно (не скажу что линейно, но в первом приближении можно считать, что почти), то оказывается, что максимальное значение КПД силовой установки (вершина "холмика") достигается примерно посередине между скоростью V=0 и скоростью, где P=0. Т.е. в точке максимального КПД силовой установки (соответствующей Vmax ГП, исходя из условия подбора винта) как раз оказывается, что тяга винта примерно вдвое меньше статической.

Если же винт подбирать из условий 1) или 2) то всё ещё хуже - винт теряет тягу с ростом скорости ещё сильнее.

[Дмитрий]

volking,
ветку не читал, извините, но сразу вопрос: а зачем это все?
Хочется скоростей побольше и с мотором, так мотодельт есть. Хочется еще больше - самолет. А подлет на 5-6 квадратно-метровом дельте - это ж самоубийство. А если даже взлетите, то скорость на посадке будет "мама не горюй!"

[Volking]

volking,
ветку не читал, извините, но сразу вопрос: а зачем это все?
Хочется скоростей побольше и с мотором, так мотодельт есть. Хочется еще больше - самолет. А подлет на 5-6 квадратно-метровом дельте - это ж самоубийство. А если даже взлетите, то скорость на посадке будет "мама не горюй!"

Хочу промежуточное звено между высокими прыжками ( в прямом смысле этого слова) и полетом на простейшем ЛА ( параплане скажем) Что то что может поднять человека в воздух и пронести хотя бы несколько десятков метров. Что тут опасного скорость до 40 км , высота до 5 метров??? что то типо этого https://www.youtube.com/watch?v=75Izl46iTqQ

[Khromushin]

Действительно бежать со скоростью 11,11м/сек это гораздо легче мирового рекорда 10,44 м/сек. Высота уже значения не имеет.

[asterix20]

Вот еще один интересный подход к дельту с мотором https://www.youtube.com/watch?v=mAjbeDfO5Zg, мотор кстати тут 1 и не больше 20кг тяги, а высоту набирает очень резво и с запасом, нам собственно нужно тоже самое только с меньшим крылом и лететь невысоко

Это из серии что чукча не читатель. Не пробовал посмотреть видео этого проекта?
Мотор там, кстати мощный и дает ~26кг тяги с правильным винтом, что минимально получается необходимо для взлета, да и то бежать надо очень и очень долго. И это не на перегруженном крыле, а на крыле с подходящей площадью.
То, что у тебя крыло очень маленькое и для того, чтобы оно летело тебе нужна очень большая воздушная скорость, ты, по всей видимости, не читаешь.
Возьми спидглайдер и наслаждайся им. А то какие-то моторы и прочее.

[Volking]

Вот видите к чему то да пришли, значит выхода 2 увеличивать площадь крыла или скорость полёта. Просто это всё уже как бы есть нужно только адаптировать, вот к примеру дельт с площадью http://www.deltaplan.in.ua/our_deltas/sting-118/ 10 метров всего-то, и летает без мотора, поэтому и было догадкой что если не нужен полноценный полет то можно еще уменьшить площадь крыла, так что бы человек мог планировать какое-то время но не мог взлетать слишком высоко, популяризировать полёты таким образом, летать на дельте не каждый сможет а вот подлететь возможно захотят многие, так же как и с ракетным ранцем летали единицы https://www.youtube.com/watch?v=qoHn8jNW6JA, но вот какой-то чувак сделал водный джет пак https://www.youtube.com/watch?v=E53EX3T0yyg или как там его и он уже за 2-3 года расплодился по всему миру...

[chuffed88]

Вот еще один интересный подход к дельту с мотором https://www.youtube.com/watch?v=mAjbeDfO5Zg, мотор кстати тут 1 и не больше 20кг тяги, а высоту набирает очень резво и с запасом, нам собственно нужно тоже самое только с меньшим крылом и лететь невысоко

Это из серии что чукча не читатель. Не пробовал посмотреть видео этого проекта?
Мотор там, кстати мощный и дает ~26кг тяги с правильным винтом, что минимально получается необходимо для взлета, да и то бежать надо очень и очень долго. И это не на перегруженном крыле, а на крыле с подходящей площадью.
То, что у тебя крыло очень маленькое и для того, чтобы оно летело тебе нужна очень большая воздушная скорость, ты, по всей видимости, не читаешь.
Возьми спидглайдер и наслаждайся им. А то какие-то моторы и прочее.

В комментариях автор видео указывает, что минимальная взлетная мощность 28 кг, а для горизонтального полета достаточно 16.
Если правильно понимаю, то крыло площадью в 10 м кв - это для хрупких, легких девушек, потому что на соревнованиях им не достает скорости. Мужик 70 кг + мотор + подвеска на этом крыле полетит уже быстрее и будет не так комфортно. Увеличить площадь крыла - это значит купить дельтаплан и другой мотор, вы вроде как не этого хотели. Увеличить тягу мотора если я правильно поняла можно, но сильно придется увеличивать, т.к. чем больше скорость, тем меньше выдаваемая тяга. То есть по расчетам для крыла с качеством 5 и весом в 100 кг нужна тяга на скорости около 40 кмч 20 кг. Какая будет при этом тяга на земле могут посчитать авиаинжинеры.
Да, и вопрос: все-таки как садиться будете на такой скорости? На ноги? Все кайтвингеры садятся на лыжи/колеса

[Олег из Саратова]

Дорогой An.Petrovich ! Снимаю шляпу перед Вашими познаниями в динамике полёта Су-27, а так же перед Вашим пылом в стремлении доказать прописные истины. Мне только жаль что Вы потратили столько времени, пытаясь втолковать мне, те постулаты, которые я усвоил давным-давно. Ни сколько на оспариваю приведённые Вами доводы. Однако, Вы упустили один аспект в моих постах. Я изучал аэродинамику дельтаплана и дельталёта не по книжкам которые Вы рекомендуете, в тёплом кабинете, а в реальных условиях на реальных крыльях, реальных моторах и реальных винтах. Вы можете сколько угодно мне приводить примеры из продувок каких-то обстрактных крыльев и профилей, любых самолётов и планеров, я признаю только результаты своих испытаний конкретного крыла с конкретным мотором и винтом. С результатами которых я Вас уже познакомил.
В конце отмечу, что все мои посты в этой теме направлены не на подрыв Вашего авторитета как знатока аэродинамики, но на то , чтобы удержать топикстартера от суицида в особо извращённой форме.
PS Как вы считаете. Может ли один и тот же мотор, с одним и тем же редуктором, на одних и тех же оборотах, с винтом бОльшего шага давать тягу меньше чем другой винт с меньшим шагом?

[urry_buh]

Можно ещё позанудствовать?
...можно посчитать точнее, по диаметру винта...

... оборотам, заполнению и шагу.

[air_stivale]

Олежка - непробиваемый нигилист!

[chuffed88]

Дорогой An.Petrovich ! Снимаю шляпу перед Вашими познаниями в динамике полёта Су-27, а так же перед Вашим пылом в стремлении доказать прописные истины. Мне только жаль что Вы потратили столько времени, пытаясь втолковать мне, те постулаты, которые я усвоил давным-давно. Ни сколько на оспариваю приведённые Вами доводы. Однако, Вы упустили один аспект в моих постах. Я изучал аэродинамику дельтаплана и дельталёта не по книжкам которые Вы рекомендуете, в тёплом кабинете, а в реальных условиях на реальных крыльях, реальных моторах и реальных винтах. Вы можете сколько угодно мне приводить примеры из продувок каких-то обстрактных крыльев и профилей, любых самолётов и планеров, я признаю только результаты своих испытаний конкретного крыла с конкретным мотором и винтом. С результатами которых я Вас уже познакомил.
В конце отмечу, что все мои посты в этой теме направлены не на подрыв Вашего авторитета как знатока аэродинамики, но на то , чтобы удержать топикстартера от суицида в особо извращённой форме.
PS Как вы считаете. Может ли один и тот же мотор, с одним и тем же редуктором, на одних и тех же оборотах, с винтом бОльшего шага давать тягу меньше чем другой винт с меньшим шагом?

Если вы правы, почему для крыла на последнем видео нужна тяга 16 кг для горизонтального полета, а не 8-9, как тут посчитали?
И правильно ли я понимаю, что у самолета, летящего вверх вертикально например угол атаки будет не очень большим, потому что у него при этом есть скорость благодаря двигателю, а поскольку угол атаки это угол между набегающим потоком и крылом, то он будет не очень большим и вообще на предсрывных углах атаки будет тяжело летель за счет двигаеля из-за сильно возрос его сопротивления?