Os dois primeiros artigos causaram um grande número de perguntas e comentários céticos, aos quais responderei nisto. Todos os dados utilizados neste artigo são o resultado da análise de testes e cálculos da teoria geral do voo do voo.
1. Por que é necessário? É eficaz?
A eficácia de qualquer veículo só pode ser avaliada no contexto de uma tarefa semelhante, características semelhantes e apenas comparativamente.
Por exemplo, se você pegar as características do nosso modelo e compará-lo com seus colegas de classe no peso de decolagem (helicóptero
Voron 333 e
Dozor-50 ), mesmo sem comparar a tarefa de transporte, é óbvio que não é
eficaz na comparação, simplesmente por causa da pequena carga útil que ele pode transportar (5 kg). Portanto, sim, o modelo mostrado no vídeo não é eficaz, e vou dizer mais, ele foi projetado exclusivamente como um suporte experimental projetado para demonstrar a implementação do voo de agitação e estudar suas características, por isso é ingênuo esperar dele indicadores de qualidade.
É possível fazer um volante eficaz? Para responder a essa pergunta, devemos considerar o que já ganhamos.
- Mecânica e inércia. Não é possível criar um machel com uma manivela com uma massa superior a 40 kg. Isso é fácil de provar: o fato é que a transferência de força para a asa, no caso de um mecanismo de manivela, é tal que, nos pontos extremos da trajetória, a asa possui uma tremenda energia que é suprimida pela deformação do corpo e da asa. A sobrecarga na ponta da asa atinge ao mesmo tempo 20g. Tudo isso afeta o recurso e a força, o que significa peso. Ao mesmo tempo, as cargas inerciais aumentam proporcionalmente à quarta potência da dimensão linear, a força é proporcional à segunda, o que significa que essas curvas têm um ponto de interseção após o qual a franja é simplesmente impossível de construir. I.e. o acionamento da manivela não é adequado para franjas; portanto, precisamos procurar outras maneiras de realizar movimentos de ondulação mais eficientes em termos de energia, que tentaremos implementar no novo modelo. A implementação do novo inversor nos permitirá avaliar a eficiência do makhelet do ponto de vista energético, ou seja, qual é a eficiência desse tipo de inversor e pode ser interessante do ponto de vista da operação comercial? A segunda tarefa do novo acionamento é provar que é possível remover as barreiras associadas aos efeitos inerciais negativos, ou seja, fazer um volante tripulado. E a terceira tarefa é minimizar vibrações e vibrações, ou seja, se os machinettes serão confortáveis para as pessoas.
- Aerodinâmica e dinâmica. Aqui tudo é muito mais complicado. Para entender como aumentar a eficiência aerodinâmica, você precisa entender bem como as forças aerodinâmicas são criadas pela asa de uma foice e, na ausência de túneis de vento, suportes de fumaça e células de carga, isso não é fácil, portanto, o novo modelo oferece a capacidade de alterar um grande número de parâmetros de giro para selecionar ângulos e frequências para cada modo de voo. Mas agora deve-se dizer que o mogno não possui características aerodinâmicas ruins: a qualidade K = 10-12, y atinge 4 em grandes ângulos de ataque.
I.e. potencialmente, um avião pequeno pode se tornar bastante eficaz se for possível fazer um acionamento confiável com eficiência de energia e utilizar ao máximo a aerodinâmica da asa. É isso que faremos no novo modelo.
2. Onde está o modelo antigo, posso vê-lo, e qual é a história do prof. Kiselev?
Vou contar brevemente a história completa de como construímos o macho.
Eu construí meu primeiro makholet aos 12 anos. Aos 16 anos, criei um esquema com o qual os consoles estão se movendo na antifase. Como descobri mais tarde, esse esquema também foi usado por Kiselev V.A. e Toporov V.M.
Em 2004, entrei no Instituto de Aviação de Moscou, onde o destino me uniu ao respeitado professor Kiselev V.A., que estava envolvido em menores. Comecei a trabalhar nele para coletar um modelo em 22kg, pois esse tópico era muito interessante para mim, além disso, eu era um bom modelador.
O trabalho no modelo foi realizado de 2005 a 2010 por diferentes equipes, entrei em algumas delas e outras não. Mas o resultado de todas as tentativas foi um - o modelo fez jogs, mas não mostrou sinais de vôo. E ela quebrou com constância catastrófica. Os nós foram suficientes para um máximo de 2-3 execuções. Ao mesmo tempo, o gerente do projeto não fez nenhuma alteração no modelo.
Em 2011, Valentin Afanasevich encontra outro patrocinador e contrata eu e Shuvaova D.G. pelo trabalho no projeto. Por mais um ano, fazemos o mesmo que nos últimos 5 anos. Como resultado, o patrocinador decidiu abandonar o trabalho neste projeto. Ele pega um modelo construído com seu dinheiro. Depois de pensar um pouco, decidimos oferecer ao patrocinador, por uma taxa mínima, para tornar o modelo da maneira que julgávamos certo. Como resultado, depois de meio ano, fazemos o primeiro voo incerto - o modelo é mal controlado e não ganha altitude. Devido à nossa inexperiência, decidimos que é aerodinâmica e prosseguimos para a criação de asas seccionais.
O mais surpreendente é que conseguimos realizar o trabalho de asas seccionais com uma confiabilidade suficientemente alta, mas fomos confrontados com o fato de que o inversor não suportava. No começo, pecamos com cargas aerodinâmicas. Porém, mais tarde, pela natureza das deformações das manivelas, descobrimos que tudo é inércia. I.e. por um longo tempo, ficamos baseados na teoria do prof. Kiseleva (provado a propósito) que os máximos das forças aerodinâmicas e inerciais estão em diferentes pontos da trajetória da asa e não são resumidos - isso acabou sendo fundamentalmente errado - eles são resumidos e como.
Nesse sentido, revisamos o design das asas e do acionamento e tentamos minimizar as cargas inerciais. Como resultado, retornamos ao ponto de partida. O dispositivo saiu, mas não estava controlado e não queria ganhar altura. Após vários testes com diferentes ângulos e frequências, conseguimos descobrir qual era o motivo - na dinâmica e, mais precisamente, no foco aerodinâmico da asa do majolete. Ele não estava onde deveria estar. Daí a falta de controlabilidade. Como resultado, finalizamos o modelo de acordo com nossos cálculos e finalmente conseguimos realizar o voo. I.e. a maioria das teorias do prof. Kiseleva não era fiel. A partir de ângulos de vôo ideais e terminando com dinâmica. No entanto, as teorias do professor deram uma base, embora não a correta, da qual pudéssemos adiantar, pelas quais ele é muito grato e respeitado.
Com base nos resultados dos testes, garantimos ao patrocinador que eram necessários estudos aprofundados de aerodinâmica, dinâmica e mecânica de vôo para seguir em frente, no entanto, ele queria prosseguir imediatamente com a construção de um veículo tripulado. É claro que nos recusamos a participar dessa loucura. Como resultado, o modelo permaneceu com ele, e ainda temos experiência.
Durante dois anos, tentei resolver os problemas que foram revelados no design da franja e, ao mesmo tempo, reuni uma equipe de engenheiros para implementar vários projetos.
No final, como me parece, eu consegui encontrar uma solução para todas as contradições. Para construir o modelo, uma empresa foi realizada no Boomstarter, mas não deu nenhum resultado.
Como resultado, nossa equipe decidiu desenvolver de forma independente um modelo com o mínimo envolvimento de fundos de terceiros. O que estamos implementando agora.
3. O que estou fazendo na comunidade Geek?
Devo dizer imediatamente - não há desejo de relações públicas. Há um desejo de encontrar pessoas que desejam participar do projeto ou se envolverem seriamente em um tópico.
Também são necessárias boas fresadoras e torneadores. Não recusarei se alguém tentar fazer uma limpeza usando o FEM no FLUENT ou qualquer outro programa. Em dobro, ficarei feliz se alguém se comprometer a entender a aerodinâmica, meus cálculos e teorias - usar materiais para escrever candidatos e diplomas - não é uma pena.
Sou designer, não aerodinâmico, nem palestrante, nem economista - todas essas indústrias são necessárias apenas para descobrir se o pequeno tem o direito de existir ou se é apenas um brinquedo. Portanto, o nível de minhas qualificações nessas indústrias é exatamente o mesmo para entender o básico e os princípios.
4. Como ele voa?
A resposta mais fácil para esta pergunta é:
Imagine uma trajetória de parafuso - isso é uma espiral. Como a hélice puxa o avião, sua espiral é mais comprimida do que o tom total da hélice.
Agora, vamos pegar e desenrolar a espiral e dobrá-la para que fique harmônica.
Acontece que, com a ajuda do avião, somos capazes de criar força de tração e força de elevação a qualquer momento da trajetória, mas com valores absolutos diferentes. Por exemplo, ao levantar, a asa cria mais força de elevação e, ao abaixá-la, cria tração.
I.e. a asa ideal do majole deve em cada seção ter um ângulo ideal para o fluxo, ou pelo menos estar na zona do fluxo estacionário. Porém, no caso de asas rígidas, apenas uma pequena área, dependendo da velocidade do dispositivo, está no fluxo estacionário em torno da zona, mas a maior parte da asa está na zona de estol de fluxo. E agora, se calcularmos os índices de sustentação e empuxo de uma asa rígida que se move em harmônica, acontece que essas oscilações criam mais resistência do que o empuxo, ou seja, de acordo com a aerodinâmica clássica, nosso modelo não pode voar. Deveria gastar a maior parte da energia na criação inútil de vórtices. No entanto, ela voa. Portanto, assumimos que, devido ao movimento irregular da asa, ocorra o efeito de um aumento local na viscosidade do ar e o estol seja atrasado para ângulos de 40 a 50 graus, atingindo Cy = 5-7. No entanto, isso é apenas uma hipótese. Mais pesquisas podem mostrar como é verdade.
Agora, as críticas.
"Por que fazer isso e é tão claro que isso é um absurdo completo".
Aqui a resposta é simples - o tópico não é discutido, subitamente enterrado nele, o que ninguém espera.
Veja bem, a aerodinâmica instável não é muito previsível, e nossos dados mostram que a asa do vôo está quase inteiramente em um fluxo instável, sem sinais de sopro laminar, enquanto o tamanho dos vórtices tem escopo muito diferente. Ao mesmo tempo, o volante voa e não diz que é absolutamente terrível. Talvez na aerodinâmica do mogno esteja a chave para melhorar a aerodinâmica de todas as aeronaves. De qualquer forma, como qualquer tópico pouco estudado, o vôo agitado é muito interessante.
"Tudo precisa ser feito de maneira diferente"
Se você for capaz não apenas de dar à luz a idéia “conforme necessário”, mas sim descrevê-la matematicamente, calcular e mostrar sua viabilidade com base em leis conhecidas, ficaremos muito felizes e prontos para realizar suas idéias.
"Isso não é ciência, é um brinquedo"
Nós não fingimos ser cientistas, então deixe que seja apenas nosso hobby - engenharia.
Obrigado a todos que não ficaram indiferentes ao tópico, assim que tivermos dados sobre o novo modelo, definitivamente o compartilharemos. Se alguém quiser participar do projeto, escreva de forma pessoal.