FPV на вертолетах классической схемы.
Пришли лопасти и голова и наконец провел испытания по вопросу что лучше 4 лопасти или 2… что имеем. тушка 480 ка, мотор скорпион 8 ка. ,батареи 3 S обороты одинаковые в обоих случаях.
Получается, что тест не корректный. Обороты на 4х-лопастной голове надо было бы снизить. Не помню только, во сколько раз. Причем правильно было бы их снижать не опуская % газа, а уменьшая KV мотора или пиньон.
Обороты снизить там особо не получится… каждая лопасть тоненькая… у меня обороты выведены на отдельную крутилку… поэтому летаю при минимально комфортных… чтоб оставался небольшой запас по тяге… в итоге что на 2-х что на четырех у меня получилась примерно одинаковая тяга… взлет на 75 -80% ручки газа… то есть углы близки к предельным 8-10 градусов (мах -12).
Дмитрий, странноватые у Вас результаты…
Я тоже проводил подобный тест, но на стандартных - симметричных лопастях…
Суть: ОШ исходно ставим в “+” максимум (у меня 11 градусов), а затем постепенно добавляя только газ смотрим когда оно взлетит… Так вот мой явно не лёгкий верт взлетает при 35-40% газа…
Что-то тут не так…
Я немножко от обратного шел… задача… получить максимально низкие обороты, поэтому замиксовал обороты на отдельную крутилку.
Далее раскручиваем ротор, переходим в айдл, обороты минимальные, шаги на ручке газа линейно -12/+12 градусов.
Поднимаем шаги до 70-80 процентов по ручке газа, вертолет стоит, а далее добавляю оборотов пока вертолет не взлетит, как то так.
Получилось при этом запас по тяге как раз на этих 20% по шагам. К сожалению не стоит датчик оборотов но телефоном показывал что-то от 2000 до 2400.
то есть углы близки к предельным 8-10 градусов
Это висение на 4 ассиметриках при шаге 9 градусов и 2200 оборотов?
Или лыжи не едут, или мотор выдаёт только половину мощности… И надо искать компромисс шага-оборотов. При минимальных оборотах и максимальном шаге будет слишком большое лобовое сопротивление.
…надо искать компромисс шага-оборотов. При минимальных оборотах и максимальном шаге будет слишком большое лобовое сопротивление.
Искать не надо.😃 До срыва потока на лопасти будет расти не лобовое сопротивление, а индуктивное, - т.е. полезная работа.
До срыва потока на лопасти будет расти не лобовое сопротивление, а индуктивное, - т.е. полезная работа.
Ну да, а после срыва потока лопасть с этим срывом будут представлять из себя тело с почти каплевидным профилем и начнёт резко расти уже сопротивление давления…
На срача ради, а точности терминологии для.
Лобовое сопротивление - сопротивление движению крыла (а лопасть в первую очередь тоже крыло) в воздухе. Складывается из сопротивления трения, сопротивления давления, индуктивного и волнового сопротивлений.
Индуктивное сопротивление - львиная доля лобового сопротивления представляющая из себя потери на создание спутного следа, вихря перетекающего через законцовку крыла с нижней кромки на верхнюю.
Индуктивное сопротивление конечно пропорционально подъёмной силе, но полезной работой его назвать сложно.
кстати о перетекании с нижней части на верхнюю, законцовки лопастей с винглетами, как на крыльях современных лайнеров, возможно, могли бы сильно увеличить эффективность ротора.
Индуктивное сопротивление - львиная доля лобового сопротивления представляющая из себя…
…затраты на создание индуктивного потока, скорость и масса воздуха в индуктивном потоке и являются источниками импульса подъемной силы.
А то по Вашему получается что крыло только “сопротивляется”, а где же собственно полезная работа и откуда же берется энергия для выполнения этой работы (поддержание ЛА в воздухе) не понять…😉
кстати о перетекании с нижней части на верхнюю, законцовки лопастей с винглетами, как на крыльях современных лайнеров, возможно, могли бы сильно увеличить эффективность ротора.
Увы… На лопасти вертолёта таких вихрей два - на законцовке и у основания, и средств борьбы в истории вертолётостроения не наблюдается…
Вертушку восстановил, в выходные попробую продолжить эксперименты по оборотам и времени полета на 4-х лопастях.
❗
законцовки лопастей с винглетами, как на крыльях современных лайнеров, возможно, могли бы сильно увеличить эффективность ротора.
На висении.
Лопасти всё-таки немного на других режимах работают.
Вот если бы винглеты меняли форму в зависимости от положения лопасти, шага и направления движения… 😒
…затраты на создание индуктивного потока, скорость и масса воздуха в индуктивном потоке и являются источниками импульса подъемной силы.
И опять утыкаюсь в стену отличия используемых терминов от общепринятых… или с заменой причины следствием.
И индуктивное сопротивление, и подъёмную силу вызывает разница давления над и под несущей плоскостью, но их механика и направление действия в корне отличаются. Да и тяга вентилятора ТРДД от практически нулевого индуктивного сопротивления только выигрывает.
Если интересно, самый низ страницы. Довольно простым языком расписано лобовое сопротивление.
А то по Вашему получается что крыло только “сопротивляется”, а где же собственно полезная работа и откуда же берется энергия для выполнения этой работы (поддержание ЛА в воздухе) не понять…
Да, движению вперёд крыло только сопротивляется. И сопротивляется ровно с той силой с которой его вперёд толкают. Третий закон Ньютона в макро мире абсолютен.
Энергия для поддержания ЛА в воздухе берётся мотором из батарейки. Выполняет эту работу вертикальная составляющая сил действующих на несущую плоскость, для простоты зовётся подъёмной силой. Горизонтальная составляющая этих сил съедает вторую половину энергии выделенной мотору и называется лобовым сопротивлением. “Третью половину” уходящую на нагрев проводов и треск шестерней опустим.
Вы же понимаете, что к вертолёту не привязан железный вектор с надписью “полезная сила”. Вокруг него твориться сотня процессов разной природы вызывающих сотню разных сил и моментов тянущих вертолёт каждый в свою сторону. Ни один из них не совпадает по направлению с четырьмя нарисованными в учебнике (сила тяжести, сила трения, тяга, реакция опоры) и полезность каждой из них определяется исключительно контекстом.
Например штука результат действия которой называют индуктивным сопротивлением меняет направление набегающего потока со всеми вытекающими, а не тупо тянет лопасть назад.
Андрей (kimu), спасибо за предоставленный материал. Это можно сравнить с потоком свежего воздуха в сильно задымленной среде. А то я уже начал было стремительно терять интерес к теме (вернее не к теме FPV, а к характеру обсуждений здесь 😢) Мы тут с “нашими домашними теоретиками немного засиделись” 😃
В этой теме я больше практик, но подвести теоретическую базу под результаты нескольких конкретных практических опытов будет очень кстати, потому как правильное понимание происходящих на роторе процессов поможет определить пути к повышению его эффективности для FPV.
Основная цель - увеличение времени полета вертолета. С этой точки зрения и оцениваю эффективность ротора или его КПД.
Уже озвучивал результаты тестов, но повторюсь для конкретики:
- увеличение длинны лопасти существенно увеличивает грузоподъемность.
- использование широкого, ассиметричного профиля позволяет значительно увеличить грузоподъемность, снизить обороты и за счет этого дополнительно экономить энергию.
- использование четырех лопастей, вместо двух, приводит к ощутимым и совершенно неприемлемым потерям.
Дополнительно и специально сравнивал расходы на двух и четырех лопастях при нулевом шаге ОР - потери очень значительны.
Поэтому серия практических опытов говорит о безусловной эффективности второго варианта (т.е. длинные и широкие).
Обсуждение в теме очень часто соскальзывает из практической, конкретной плоскости в обобщенную, что мало интересно для использования в FPV. Поэтому напомню, что речь о модели, в 450-м классе, размер лопасти 350мм, вес примерно 1,5кг.
Андрей (kimu), отсюда вопрос, чисто в теоретическом плане, какой ротор может быть наиболее эффективным?
- две стандартные лопасти 350мм
- две ассиметричные, широкие 350мм
- четыре узкие лопасти 325мм
- четыре стандартные лопасти 325мм
- четыре стандартные лопасти 350мм
- четыре ассиметричные, широкие 350мм
Энергия для поддержания ЛА в воздухе берётся мотором из батарейки.
– Ну, это совсем гениально! А то я искренне думал, что истинным первоисточником энергии полёта вертолёта является реакция ядерного синтеза на Солнце…😁
Ладно, закончим это словоблудие.
Теорию аэродинамики крыла Вы читали… Я, представьте, тоже.
Цель была другая: как я ни пытался «столкнуть» Вас (точнее тему разговора) с уровня элементарной теории крыла в теорию более практически-прикладную, вертолетную, не получилось…
Крыло самолёта, о котором Вы так увлеченно рассуждаете, - это лишь элементарная основа, физика же полёта вертолета - это несколько иные, более специфичные понятия, о которых Вы упорно не хотите говорить - скорость индуктивного потока, его же затенение фюзеляжем, площадь ометания, коэффициент заполнения ротора, боковой или вовсе обратный обдув ротора…
Ротор вертолёта, хоть его лопасти и крылья, но работают они в иных, нежели крыло самолета, условиях (только основных режимов обдува около десятка) и от того элементарная аэродинамика профиля имеет лишь весьма опосредованное отношение к практическому вертолёту, его энергетике полёта. Получается нечто похожее на то, что Вы «за деревьями не видите леса»…
Вернемся к началу разговора:
И надо искать компромисс шага-оборотов. При минимальных оборотах и максимальном шаге будет слишком большое лобовое сопротивление.
А что его искать? - Оптимальный угол атаки конкретного профиля, с точки зрения сопротивлений, элементарно рассчитывается из его поляры (см. картинку). Свои профили/поляры смотрите в справочниках по профилям. Вот только это просто для самолетного крыла… Каков же он – угол атаки в реальном роторе вертолёта, при каком обдуве, для какого сегмента лопасти - ???..
Крутка лопастей в нашей практике не применяется, изготавливать самостоятельно нужные лопасти, с нужными/оптимальными характеристиками (удлинение, количество, процентная толщина профиля, коэффициент заполнения…) Вы не готовы – это «удел богов из Элайна»😈…
Кроме того, не следует забывать что ни о каких максимальных (предсрывных) углах речь разумеется не идет! – Необходим запас угла для циклического шага без срыва потока.
Все это в конечном итоге приводится к конкретному автомату перекоса наших моделей с его доступными углами…
Что же до оборотов – то их величина из общеэнергетических соображений должна лишь обеспечивать приемлемо-комфортные условия пилотирования (запас по тяге), т.е. они должны быть по возможности минимальны.
Вот такая получается «расшифровка» того что я сказал о «максимальности углов» и «минимальности оборотов».
P.S. Не помню кому (кому-то из великих вертолётных конструкторов), на заре вертолётостроения, был задал вопрос:
«Пожалуйста, объясните нам, по возможности коротко и понятно, так как же летают эти машины – вертолёты?»
Понимая, что на заданный вопрос ответить просто не возможно, респондент ответил шуткой:
«Понимаете, вертолёт столь ужасен и уродлив (имелось ввиду по сравнению с самолетом), что земля его просто отталкивает – вот потому он и летает!»😉
Получается нечто похожее на то, что Вы «за деревьями не видите леса»…
И чем дальше в лес, тем больше дров 😃 (шутка). Занятная эта штука - форум… столько всего… Андрей, ну согласитесь, только одна фраза "энергия берется из батарейки " чего стоит! Нет правда - я смеялся до слез… все очевидное - просто 😉 претендует на фразу года 😃
Я уж молчу про технические термины и определения, которые Вы используете в диалогах по теории аэродинамики… просто в определенный момент понимаешь, что не стоит соваться в эту тему “на легке”. Но с другой стороны, не всегда имеешь возможность охватить все, а летать, то все равно будем. Так почему не использовать “коллективный разум” форума, чтобы делать это лучше? Ведь порой проскакивает много чего интересного и в теории и в практике… Бывает очень познавательно, надо только научиться видеть важное и его использовать.
Мы тут с "нашими домашними теоретиками
*Достал с полки бубен дикого теоретика*
напомню, что речь о модели, в 450-м классе, размер лопасти 350мм, вес примерно 1,5кг.
А меня в свою очередь интересуют лопасти 430 и 515 мм на пятисотку весом ~2,5 кг, при том что ассиметрики 515 размера идут с толщиной комеля и болтом как у 550+ лопастей и не влезут в родную голову…
По делу ничего нового наверно не скажу. Из цифр есть только вот это, + мой Атом в крайний раз летал год назад, а ассиметрики и стреч кит на 510 будут минимум через месяц.
- чем меньше лопастей, тем выше КПД. Одна лопасть почему-то не прижилась… толи слишком длинная, толи просто некрасиво. (тыц и тыц)
- по идее чем длиннее и уже лопасть, тем лучше, но узких нет => хз так ли оно с широкими которые есть.
- при одинаковом размере ассиметрики эффективнее.
- при одинаковой длине и толщине профиля более широкие лопасти едят меньше тока. Видимо работают на меньших углах атаки с меньшим сопротивлением.
- про обороты и шаг: есть зависимость затрат на поддержание постоянной подъёмной силы при разной скорости (в случае вертолёта - от оборотов), зовётся кривой потребной тяги и выглядит почти как парабола => есть некоторые средние обороты на которых лобовое сопротивление лопастей минимально, а при меньших и больших оборотах сопротивление только растёт. Однако чем быстрее летит вертолёт, тем меньше скорость потока на отступающей лопасти и тем выше должны быть минимально допустимые обороты (с чем кто-то уже сталкивался страниц 10 назад).
- про влияние центровки лопасти (как продольной так и поперечной) данных нет, но по идее экономичнее должны быть неагрессивные лопасти с центром тяжести ближе к законцовке и передней кромке. Агрессивные лопасти для 3Д слишком резко реагируют на управление и создают лишнее сопротивление. С другой стороны для ФБЛ лучше максимально нейтральные лопасти не мешающие её работе.
А то я искренне думал, что истинным первоисточником энергии полёта вертолёта является реакция ядерного синтеза на Солнце…
Вы в таком ключе спросили, я в том же ключе ответил. Привычка у меня такая плохая, давать ответ в соответствии с серьёзностью вопроса.
Или надо было описать как центробежная сила складываясь с подъёмной образует вектор под углом градусов 0,5-1 к горизонту, и вот его то вертикальная составляющая через цапфу тянет вертолёт вверх?
Однако “в каждой шутке есть доля шутки”(с)
как я ни пытался «столкнуть» Вас (точнее тему разговора) с уровня элементарной теории крыла в теорию более практически-прикладную, вертолетную, не получилось…
К чему теорию не прикладывай, а фраза:
До срыва потока на лопасти будет расти не лобовое сопротивление, а индуктивное, - т.е. полезная работа.
не имеет смысла. Сила направленная назад никогда не станет полезной работой направленной вверх.
Что вы имели в виду под словосочетанием “индуктивное сопротивление” я могу только догадываться, но весь мир понимает его так как написал я, будь то вертолёт, самолёт или турбина ядерного реактора.
Идём дальше:
скорость и масса воздуха в индуктивном потоке и являются источниками импульса подъемной силы.
Ну да, яндекс объяснил смысл этой фразы:
Одним из популярных объяснений принципа действия крыла является ударная модель Ньютона: частицы воздуха, сталкиваясь с нижней поверхностью крыла, стоящего под углом к потоку, упруго отскакивают вниз («скос потока»), толкая крыло вверх. Данная модель учитывает закон сохранения импульса, но полностью игнорирует обтекание верхней поверхности крыла, вследствие чего она даёт заниженную величину подъёмной силы.
Для 17-го века это прорыв, но мы с вами живём в 21-ом.
Источник подъёмной силы - вязкость, инертность и сплошность среды, именно они вызывают разность давлений. Эта разность давлений тянет несущую поверхность вверх.
Индуктивный поток (это замкнутый вихрь вращающийся вокруг закоцовки) вызван той же разницей давлений, но является одним из следствий (кстати паразитным), а не причиной. Воздух перетекает из зоны высокого давления (снизу) в зону низкого давления (сверху). Масса потока в вихре зависит от силы тяжести несущей поверхности. Скорость потока в вихре высокая в центре и нулевая с краю. Скорость и форма вихря зависит от формы несущей поверхности, что фиолетово вертолёту и с успехом применяется в самолётах (винглеты, прямая и обратная стреловидность, наплывы у основания крыла).
А что его искать? - Оптимальный угол атаки конкретного профиля, с точки зрения сопротивлений, элементарно рассчитывается из его поляры (см. картинку).
“Смотреть картинку” это и называется “искать”…
И советую также посмотерть на приведённую выше картинку кривой потребной тяги, она объединяет в себе обороты, угол атаки и сопротивление, а не только угол атаки+сопротивление.
Вы не готовы – это «удел богов из Элайна»…
А вот это вы зря, это фраза принадлежит DemidSPb. Я всего лишь написал как во всём мире получают две идеально подходящие друг к другу детали при допусках на изготовлении ±5%.
Необходим запас угла для циклического шага без срыва потока.
Тогда вы темболее должны понимать об разнице условий возникновения срыва при висении и при горизонтальном полёте, а искать этот срыв предлагаете на висении.
Что же до оборотов – то их величина из общеэнергетических соображений должна лишь обеспечивать приемлемо-комфортные условия пилотирования (запас по тяге), т.е. они должны быть по возможности минимальны.
Смотрим рисунок выше, получаем сказанное мной в первом посте. Будут вопросы, объясню смысл кривой потребной тяги подробнее (кстати вполне вертолётный термин, есть в Инструкции экипажу вертолета Ми-2).
Понимая, что на заданный вопрос ответить просто не возможно, респондент ответил шуткой:
А мне вот этот вопрос интересен, а с интересными мне вещами я серьёзен и терпеливо ищу правду среди шуток про силу отторжения земной поверхности и гироскопическую прецессию. Благо полученная в универе база позволяет задавать гуглю правильные вопросы.
Мне кажется, что наши вертолеты имеют очень много отличий от полноразмерных, так что теоретические выкладки не совсем корректны…
Настолько, что даже любителям теории более правильно будет получить данные о потреблении и экономичности экспериментальным путем и уже потом привязывать полученные данные к теории.
Андрей, дальнейшие поиски «теоретической правды» бессмысленны, и вот почему: очевидно мы говорим на/о разных уровнях вертолётной теории…
Это примерно как семиуровневая модель TCP/IP…
Вы говорите о элементарной аэродинамике (применительно – физическом уровне транспорта), я говорю на уровне импульсной теории винтов-роторов-вертолётов (применительно – где-то на уровне протоколов, а может и того выше)… потому и значения слова «индуктивный» в наших пониманиях рознятся… (с.м. импульсную теорию винтов).
Так что лучше вернуться на бренную землю (пока она нас ненароком не отторгла в следствии гироскопической прецессии:)😉) и заняться собственно FPV…
Теория теорией, а накопившийся по результатам сезона список доработок делать надо руками – для этого время требуется…
При массовом производстве лопастей достаточно выбрать из тысячи схожую пару…, при изготовлении «прототипов» – тщательной доводке до полной идентичности подлежит каждый элемент…😉
Аэродинамика полноразмерных вертолетов похоже так сложна (не исследована), что конструкторы пользуют наработки полученные в ходе опасных испытаний и проверенных за все время эксплуатации.
Да, и вообще, наверное лучше все же подкреплять разговоры делом, и не до, а после собственно проверки идей реально своими руками. Нет ни чего лучше, чем посмотреть как все работет на самом деле. А так, по сути разговоров тут много, а реальных дел (видимых) почти нет. Свободно владеет полетом на классике FPV пока только -SAV- и еще 2-3 пилота, которые и не спорят тут.