Utilizator obișnuit Tassadar

Aerodinamică pentru începători absolut.

mania

Pentru a deveni hobby - pilot RC nu trebuie să știți exact cum și de ce zboară avionul. A se ridica bun Cu toate acestea, pilotul RC și proiectantul unor modele de zbor excelente va trebui să intre într-o oarecare măsură în această parte complexă și încă insuficient studiată a mecanicii fluidelor numită Aerodinamică. Aerodinamica este o disciplină care se ocupă de legile mișcării gazelor, în special atmosferice. aerul, atunci când interacționează cu solidele. Și pentru că un avion, real sau controlat radio, este în esență un corp solid care se mișcă în aer, aerodinamica este alfa și omega aviației.
Scopul acestui subiect este de a oferi modelului de aeronavă novice o înțelegere foarte simplă și simplă a modului în care zboară avionul, ce forțe îl afectează în zbor, cum sunt aplicate comenzile și să se familiarizeze cu conceptele de bază pe subiect.

Dacă arunci o piatră, aceasta va cădea. Dacă îl puneți în apă, acesta se va scufunda. Acest lucru se datorează faptului că piatra este mai grea decât aerul și apa. Pentru a înota, trebuie să fie mai ușor decât fluidul în care este plasat. Este adevărat că mii de tone de nave metalice plutesc în ocean și baloane uriașe plutesc singure în aer. Ele sunt de fapt mai ușoare decât fluidul pentru volumul lor respectiv și au așa. Plutire. Cu toate acestea, pentru ca un monstru de 300 de tone precum Boeing 747 să zboare, trebuie să valorificăm în mod corespunzător cele patru forțe principale din aerodinamică: împingere, tragere, ridicare și greutate.


Știm din fizică că un corp este în repaus sau într-o mișcare rectilinie uniformă atunci când rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra lui este egală cu zero. Adică pentru a face piatra aruncată să stea în aer, trebuie să echilibrăm forța gravitațională care o face să cadă cu o altă forță egală cu gravitația, dar în direcția opusă. Vom numi această putere magică forța de ridicare. Nicio problemă - punem un motor rachetă îndreptat în jos și gata. Bine, rachetele merg bine în acest fel, dar energia extraordinară de care au nevoie le face ineficiente.

Natura a sugerat o soluție - păsările zboară fluturând membrele ciudate numite aripi. Unii dintre ei fac mii de kilometri doar cu energia câtorva pumni de mâncare. Din păcate, aripile păsărilor sunt dispozitive teribil de complexe, iar încercările umane de a le imita (timp de secole) și de a crește ridicând bătând aripile lor nu s-au bucurat până acum de mult succes practic (ornitoptrii). Experimentele continuă.

La un moment dat, cineva a crezut că forța de ridicare ar putea fi creată de o aripă fixă ​​cu un profil special raționalizat (aripă).

Pentru a funcționa, trebuie să asigurăm un flux continuu de aer la o anumită viteză adecvată prin secțiunea transversală a aripii. În școala elementară, am fost învățați că aripa creează ridicarea datorită principiului lui Bernoulli că creșterea vitezei unui fluid este însoțită de scăderea presiunii sale. Astfel, atunci când curge un profil similar cu cel din imaginea de mai jos, fluxul de deasupra aripii capătă o viteză mai mare decât cea de sub aripă. Aceasta creează o presiune mai mică deasupra aripii în comparație cu presiunea de sub aripă și diferența dintre ele creează o forță ascendentă sau ridicarea mult râvnită! Cool a?

Cu toate acestea, există o problemă - cum putem explica atunci cum mai zboară Deproni cu aripi plate (avioane ușoare controlate radio din materialul Depron)? Când înfășurați un profil plat, nu va exista nicio diferență în debitele, deoarece partea superioară și inferioară a profilului plat sunt aceleași? De acolo nu avem nicio diferență de presiune și de acolo nu avem forță de ridicare. De acolo, depronii nu ar trebui să zboare. Dar zboară degeaba. Și după cineva destul de bine.


Domnul Bernoulli și Sir Newton împreună au făcut posibilă producerea unei flotabilități suficiente pentru a ține chiar și avioane grele imense în aer. Ei bine, ponderea principiului lui Bernoulli în producția de putere de ridicare este de multe ori mai mică decât ponderea celei de-a treia legi, dar niciun proiectant serios de aeronave nu își poate permite să îl ignore.

Sunt foarte conștient de faptul că controversa dintre capacitățile mari în știință cu privire la modul în care are loc ridicarea continuă până în prezent. Apărătorii lui Bernoulli, Newton (a treia lege a sa, alții ai celei de-a doua legi), termodinamica și multe altele sunt implicați. Adevărul nu a fost încă clarificat. Totuși, important este că aplicarea principiului lui Bernoulli și a celei de-a treia legi a lui Newton nu vă va induce în eroare în pilotarea și proiectarea modelelor de aeronave. (cel puțin la viteze subsonice).



Aici avem deja o forță care ne permite să creăm un lift și avionul pare gata să zboare. În general - da. Cu toate acestea, există câteva detalii mai enervante. Deoarece nimic din natură nu vine gratuit, același aer din care vrem să ridicăm avionul creează frecare în aripi și în fuselaj, iar această frecare acționează ca o forță înapoi. O numim rezistență la profil și depinde de forma și suprafața avionului. Pentru a face lucrurile și mai distractive la crearea unui lift, se creează o rezistență specială suplimentară. Se numește rezistență indusă și este o „pedeapsă” pentru energia luată din aer sub formă de forță de ridicare. Aceste rezistențe în combinație cu câteva rezistențe mai specifice, dar nu atât de semnificative, se formează rezistență frontală. Aceasta este forța care împiedică avionul să zboare, astfel încât proiectanții depun toate eforturile pentru ao reduce, astfel de eforturi trebuie făcute de pilot, deoarece el, cu acțiunile sau inacțiunile sale în zbor, poate provoca, de asemenea, rezistență frontală suplimentară. Ei bine, uneori se dorește o rezistență sporită la unele tipuri de aeronave pentru a atinge calități de zbor specifice - de exemplu la acrobați.

Aici ne-am făcut strâmb o idee despre principalele forțe care afectează aeronava în zbor. Pentru a le rezuma: împingere, tragere, ridicare și greutate. Să ne amintim, de asemenea, direcțiile în care operează:

Astfel, așa cum am menționat, pentru ca avionul să se miște uniform și rectiliniu, suma vectorială a tuturor forțelor trebuie să fie zero. Deci, tracțiunea trebuie să fie egală cu tracțiunea și ridicarea trebuie să fie egală cu greutatea aeronavei. Da, dar probabil că vom dori să accelerăm, să încetinim, să creștem și să cădem. Și de ce să nu te întorci? Deci, trebuie să găsim o modalitate de a schimba raportul acestor forțe de bază pentru a schimba și direcția de mișcare. Nu există o modalitate ușoară de a schimba greutatea și partea principală a rezistenței frontale. Rămâne să ne dăm seama cum să schimbăm forța și ridicarea. Cel puțin este ușor. Schimbăm forța schimbând puterea motorului. Schimbăm forța de ridicare schimbând unghiul de atac. Schimbarea poziției aeronavei în spațiu se face prin comenzile pe care le vom discuta mai jos.

În timpul evoluției îndelungate a construcției aeronavelor, s-a format o schemă standard pentru construirea unei aeronave cu următoarele componente principale:

Corp, fuselaj(fuzelaj) - folosit pentru a găzdui echipament, sarcină utilă și pilot (i) și ce nu.
Aripi (aripi): pentru a crea lift
Stabilizator vertical (Stabilizator vertical): o aripă mică în partea din spate a corpului, plasată vertical. Servește pentru stabilizarea aeronavei în direcția/axa verticală Z /.
Stabilizator orizontal(Stabilizator orizontal): o aripă mică în partea din spate a corpului, plasată orizontal. Servește pentru stabilizarea aeronavei în înălțime sau/axă Y transversală /.
Cârma verticală(Ruder): Suprafață deflectabilă mecanic, parte a stabilizatorului vertical. Prin devierea într-o direcție sau alta creează un moment de rotație a aeronavei în direcția/axa verticală Z/(gălăgie, curs).
Ghidon orizontal(Elevator): Suprafață deviată mecanic, parte a stabilizatorului orizontal. Prin devierea într-una sau alta direcție se creează un moment de rotație a aeronavei pe verticală/axă Y transversală/(pas, pas).
Eleronele(Eleron): Suprafață deviată mecanic, parte expusă, câte una pe fiecare aripă. Se abat sincron în direcții diferite. Creați rotația aeronavei pe o rola/axa longitudinală X/(rola, rola)
Tracţiune(Accelerație): pârghie pentru a schimba tracțiunea motorului.

Și astfel, manipulând cu pricepere comenzile, putem controla cu succes o aeronavă în aer. Există ceva extrem de important care nu este evident din cele spuse mai sus. Este subiectul următorului subiect, dar trebuie menționat acum.

Ascensorul depinde de factor de ridicare aripii, aria aripii, densitatea aerului și viteza pătrată! Coeficientul de ridicare este un produs al multor parametri, dintre care cei mai importanți sunt deja cunoscuți de noi - profilul aripii și unghiul de atac. Dintre toți acești parametri, în zbor putem afecta doar unghiul de atac și viteza. Mărim viteza - mărim forța de ridicare, mărim unghiul de atac - mărim forța de ridicare. Există totuși un detaliu foarte neplăcut - creșterea unghiului de atac crește ridicarea numai în anumite limite înguste. De la 0 la aproximativ 15-20 de grade. După acest unghi numit unghiul critic de blocare, coeficientul de ridicare începe să scadă brusc și tragerea continuă să crească. Avionul începe să piardă viteza și altitudinea. Avionul s-a prăbușit. Dacă pilotul nu acționează pentru a-l controla prin reducerea unghiului de atac și creșterea vitezei, va exista o întâlnire grea cu solul și un accident! Unghiul critic de atac nu va fi depășit dacă nu facem manevre ascuțite. și au suficientă viteză!

Deci, nu uitați:

"Păstrați-vă viteza aerului, ca nu cumva să se ridice solul și să vă lovească!„,
"Păstrați viteza, astfel încât pământul să nu se ridice și să vă lovească! ”

Există modele de avioane care zboară în principal în modul crash - deci. Avioane 3D. Au o forță mai mare decât greutatea lor și suprafețe de control puternice. Trebuie să fii un pilot avansat pentru a te distra cu ei. Iar avioanele 3D sunt de fapt o încrucișare între un avion și o rachetă ghidată.

Deoarece acesta este un forum pentru modele controlate radio (RC, RC), voi oferi câteva informații practice. Avimodelele RC folosesc de obicei o telecomandă de tip similar:

Comenzile principale sunt amplasate pe două pârghii, prin înclinarea pe care suprafețele de control ale modelului aeronavei sunt deviate proporțional. În latitudinile noastre folosim în principal un aranjament de tip MODE 2 cu următoarele scopuri:

Maneta stanga:
- Sus: creșteți tracțiunea
- Jos: reducerea tracțiunii
- Stânga: cârma verticală la stânga, virează la stânga
- Dreapta: cârma verticală la dreapta, întoarce-te la dreapta
Maneta dreapta:
- Sus: cârma orizontală în jos, coborârea
- Jos: cârma orizontală în sus, ridicarea în sus
- Stânga: eleron stâng în sus, eleron drept în jos; înclinați spre stânga
- Dreapta: eleron dreapta sus, eleron stâng jos; înclinați spre dreapta


================================================= =
Atât de mult deocamdată că este prea târziu.