Устойчивость вертолета
Суть заблуждений в том, что Нету у вектора Подъёмной Силы Точки Приложения - Потому как направление ентого вектора ВСЕГДА совпадает с осью главного ротора (пока эта ось не сломалась - для зануд). Иными словами, под Точкой приложения вектора ПС можно брать ЛЮБУЮ точку на оси вращения ГР - только НЕ ЗАБЫВАТЬ ПоворачиваТЬ вектор ПС ВМЕСТЕ с вертом - и Откуда тогда возьмётся Выравнивающий Момент ?
Отсюда ПОСТУЛАТ: Карандаш с FP проп-ом (или двумя встречными для зануд) на конце НИКОГДА не будет устойчиво висеть даже в полный штиль при сколь угодно БОЛЬШОЙ длинне карандаша и веса АКБ на нижнем конце карандаша - причины выше по тексту.
ЛЕТЕТЬ вертикально будет при наличии развитого стабилизирующего оперения на нижнем конце - но это будет стабилизация ВНЕШНИМ потоком воздуха. А висеть - НЕТ.
. . .
Так что как ни крути - а Тоха знает, откуда ветер дует. Хотя излагать ленится.
интересно было бы узнать мнение Toxa об этом утверждении и ПОСТУЛАТЕ…😉
интересно было бы узнать мнение Toxa об этом утверждении и ПОСТУЛАТЕ…😉
А.М.Загордан “Элементарная теория вертолета”. Не вижу причин не доверять учебнику.
Суть заблуждений в том, что Нету у вектора Подъёмной Силы Точки Приложения - Потому как направление ентого вектора ВСЕГДА совпадает с осью главного ротора (пока эта ось не сломалась - для зануд). Иными словами, под Точкой приложения вектора ПС можно брать ЛЮБУЮ точку на оси вращения ГР - только НЕ ЗАБЫВАТЬ ПоворачиваТЬ вектор ПС ВМЕСТЕ с вертом - и Откуда тогда возьмётся Выравнивающий Момент ?
Вопрос был: в какой точке приложена подъёмная сила ГР на вертолёт в целом или в какой точке действует результирующая сила ГР на вертолёт. Лопасти соединены с валом вертолёта держателями лопастей и воздействуют посредсвом вала на него в целом. Т.е. как и было мной сказано выше: подъёмная сила ГР и результирующая сила воздействуют на вертолёт в точке пересечения оси ГР и его плоскости. В чём я неправ? Добавлю, точка ПС может быть выше вследствии конусности ГР вследствии прогибания лопастей.
Отсюда ПОСТУЛАТ: Карандаш с FP проп-ом (или двумя встречными для зануд) на конце НИКОГДА не будет устойчиво висеть даже в полный штиль при сколь угодно БОЛЬШОЙ длинне карандаша и веса АКБ на нижнем конце карандаша - причины выше по тексту.
Это кто такой постулат вывел? Ссылку дайте пожалуйста. Это с каких пор ЦПС и ЦТ перестал учитываться в устойчивости системы?
Тогда почему пропеллер на карандаше не запускают карандашом вверх? Попробуйте на практике, потом расскажете… Как Вы прокомментируете приложенный классический рисунок с приложенными силами действующими на вертолёт согласно Вашего Постулата?
ЛЕТЕТЬ вертикально будет при наличии развитого стабилизирующего оперения на нижнем конце - но это будет стабилизация ВНЕШНИМ потоком воздуха. А висеть - НЕТ.
Вы путаете ракету с вертолётом. У ракеты ЦТ находится в головной части и стабилизируется ракета нижним ЦД (Центром давления) в движении, для чего и служит оперение. Чем больше расстояние от ЦТ до ЦД, тем ракета считается стабильнее и устойчивее в полёте. Противоположная система (пассивная) - бомба, у которой ЦТ внизу а ЦД вверху и падает вниз под своим собственным весом. Аналогию вертолёта можно провести скорее тогда с бомбой, т.к. у вертолёта ПС (аналог ЦД) вверху, ЦТ внизу.
Соответсвенно, по аналоги, чем больше расстояние от ПС (ЦД у бомбы) и ЦТ, тем больше выравнивающий момент, тем больше устойчивость.
А вот увеличение оборотов ГР на моем Елитере действительно значительно увеличивает устойчивость - проверил и сегодня тоже. И кстати - мой FP ДрыгаФлай менее устойчив чем Елитер - ручкой дергать приходится чаще/амплитуднее. Но тут дело скорее всего ИМЕННО в оборотах ГР - потому как на ДрыгаФлае они гораздо меньше. А вот когда на подпиленных лопастях с увеличением оборотов - то и Дрыгафлай становится устойчивее.
Так что как ни крути - а Тоха знает, откуда ветер дует. Хотя излагать ленится.
Гироскопический эффект никто не отрицал.
Насколько понимаю, основное разногласие- как рассматривать ротор вертолета. Psw и toxa настаивают на учете влияния серволопастей и если я правильно понял, на переменном направлении вектора ротора под воздействием тарелки перекоса.
Мне более понятны рассуждения dmitryu, поскольку изначально я рассматривал задачу следующим образом- вертолет висит наклонившись например на 45%, тарелка перекоса стоит горизонтально по отношению к вертолету. Никакой динамики в управлении вертолетом не происходит. Разве в этой ситуации нельзя рассматривать систему как карандаш с пропеллером и грузом?
Спорить интересно, но действительно не всегда.
Это кто такой постулат вывел?
Что нам скажет Википедия про Постулат ?
Утверждение БЕЗ доказательства - если в кратце.
Иными словами - я Вас явно ПРОВОЦИРУЮ ОПРОВЕРГНУТЬ ентот Постулат - на ОПЫТЕ.
Ну то есть построить тот самый карандаш с двумя встречными пропами БЕЗ циклического шага/серволопаток/прочих Вертолетных изысков на одном конце и тяжёлой АКБ на другом, и провисеть на нем в спортзале пока АКБ не разрядится (минуток 10) управляя ТОЛЬКО тягой/оборотами пропов в 1-2 метрах от пола.
Взлетать можно как угодно - с руки, с шасси, или ещё как - не имеет значения. Главное - отвисеть минуток 5-10 на таком карандаше.
Самый простой/быстрый способ построить такой карандаш - это УБРАТЬ с любой соосной модели верта ВСЕ вертолетные изыски. Что-бы лишить оба его винта ЛЮБЫХ механизмов управления циклическим шагом.
И если Вам удастся разрядить АКБ на площади школьного спортзала не коснувшись карандашом стен/потолка/пола управляя ТОЛЬКО тягой роторов, то в качестве компенсации понесенных затрат на создание такого карандаша я вышлю на Ваш адрес тот самый новенький соосный верт - на память об ОПРОВЕРГНУТОМ постулате.
Psw и toxa настаивают на учете влияния серволопастей и если я правильно понял, на переменном направлении вектора ротора под воздействием тарелки перекоса.
Вы не понимаете, как работает механизм стабилизации серволопастей. Он управляет циклическим шагом главных лопастей ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ от положения тарелки автомата перекоса. Это происходит, когда плоскость вращения серволопастей не совпадает (отклоняется) от плоскости вращения главного ротора. А происходит это, когда вертолет произвольно отклоняется от некоторого установившегося положения.
Мне более понятны рассуждения dmitryu, поскольку изначально я рассматривал задачу следующим образом- вертолет висит наклонившись например на 45%, тарелка перекоса стоит горизонтально по отношению к вертолету. Никакой динамики в управлении вертолетом не происходит. Разве в этой ситуации нельзя рассматривать систему как карандаш с пропеллером и грузом?
Нельзя. Это недопустиое упрощение. К тому же, висеть с наклоном 45 градусов вертолет не может, он будет двигаться, а это уже не висение а динамика.
Но можно расматривать не вертолет, а именно карандаш с пропеллером и грузом. Он не будет висеть (именно висеть, а не лететь, например, вверх).
. Это происходит, когда плоскость вращения серволопастей не совпадает (отклоняется) от плоскости вращения главного ротора.
Ответ неверный( не корректный).
Серволопасти понятия не имеют в каком положении плоскость вращения главного ротора.
Они(сер.лоп) шеволят лопастями Гл.Рот. так, чтобы Глав.Несущ.Ось стала попендикулярно плоскости
вращения сер.лоп. Если этого им не удаётся, то через какое-то время плоскость вращения серворотора
принимат положение “попендикулярно” ГНО(конечно, если серво лопастями не управляют).
Ось вращения серво ротора,главного ротора и главной оси не есть одно и тоже. Смысл работы автомата перекоса и состоит в том, чтобы свести эти три составляющие в одну линию.
P.S.
И всётаки, почему “вертолёт муха” летает? Может потому , что не знает про автомат перекоса.
Если ему рассказать, то ротор точно с оси соскочит.
Спорить интересно, но действительно не всегда.
Что нам скажет Википедия про Постулат ?
Утверждение БЕЗ доказательства - если в кратце.
Иными словами - я Вас явно ПРОВОЦИРУЮ ОПРОВЕРГНУТЬ ентот Постулат - на ОПЫТЕ.
Ну то есть построить тот самый карандаш с двумя встречными пропами БЕЗ циклического шага/серволопаток/прочих Вертолетных изысков на одном конце и тяжёлой АКБ на другом, и провисеть на нем в спортзале пока АКБ не разрядится (минуток 10) управляя ТОЛЬКО тягой/оборотами пропов в 1-2 метрах от пола.
Взлетать можно как угодно - с руки, с шасси, или ещё как - не имеет значения. Главное - отвисеть минуток 5-10 на таком карандаше.
Самый простой/быстрый способ построить такой карандаш - это УБРАТЬ с любой соосной модели верта ВСЕ вертолетные изыски. Что-бы лишить оба его винта ЛЮБЫХ механизмов управления циклическим шагом.
И если Вам удастся разрядить АКБ на площади школьного спортзала не коснувшись карандашом стен/потолка/пола управляя ТОЛЬКО тягой роторов, то в качестве компенсации понесенных затрат на создание такого карандаша я вышлю на Ваш адрес тот самый новенький соосный верт - на память об ОПРОВЕРГНУТОМ постулате.
Вы это серьёзно? Можно объявить кто практически это сделает, тому Вы подарите новый вертолёт соосник? Как доказательство видеосъёмка устроит? Я думаю можно упростить задачу: отвисеть на движке и простом пропеллере с рейкой на нижнем конце которой будет АКБ 5-10 минут. Устроит?
Ответ неверный( не корректный).
Серволопасти понятия не имеют в каком положении плоскость вращения главного ротора.
Они(сер.лоп) шеволят лопастями Гл.Рот. так, чтобы Глав.Несущ.Ось стала попендикулярно плоскости
вращения сер.лоп. Если этого им не удаётся, то через какое-то время плоскость вращения серворотора
принимат положение “попендикулярно” ГНО(конечно, если серво лопастями не управляют).
Ось вращения серво ротора,главного ротора и главной оси не есть одно и тоже. Смысл работы автомата перекоса и состоит в том, чтобы свести эти три составляющие в одну линию.P.S.
И всётаки, почему “вертолёт муха” летает? Может потому , что не знает про автомат перекоса.
Если ему рассказать, то ротор точно с оси соскочит.
Полностью согласен, серволопатки просто вносят инерционность в поведение вертолёта. Шлюттер первые свои модели делал без них и управление было очень чувсвительным, что делало управление очень трудным и даже почти невозможным по реакции, помойму он даже разбил свою первую модель…
Это уже из истории…
Ответ неверный( не корректный).
Александр, вы невнимательно читаете то, что я пишу. 😃
Серволопасти понятия не имеют в каком положении плоскость вращения главного ротора.
Они(сер.лоп) шеволят лопастями Гл.Рот. так, чтобы Глав.Несущ.Ось стала попендикулярно плоскости
вращения сер.лоп. Если этого им не удаётся, то через какое-то время плоскость вращения серворотора
принимат положение “попендикулярно” ГНО(конечно, если серво лопастями не управляют).
Ось вращения серво ротора,главного ротора и главной оси не есть одно и тоже.
Пост. пис. так, чтобы был. пон. даж. так. туп. польз. как я. Я вас понял с трудом, при том что хорошо представляю, как это работает. Расхождения с моими словами нет! Плоскость перпендикулярна оси, или две плоскости параллельно… Что пеньком об сову, что совой об пенек.
Поясню: я не говорю, что серволопасти “имеют понятие”. Предположим, какое-то положение _установилось_. При этом “плоскость вращения серворотора
принимат положение “попендикулярно” ГНО”. Дальше, предположим, вертолет сам собой начинает крениться. Перпендикулярность нарушается (или, моими словами, плоскости отклоняются). И дальше уже кто кого: либо за счет изменения циклического шага (то что вы называете “шеволят лопастями Гл.Рот.”) вертолет вернется, либо со временем плоскость вращения серволопастей примет новое положение (“Если этого им не удаётся, то через какое-то время плоскость вращения серворотора принимат положение “попендикулярно” ГНО”). Я доступно изложил?
Смысл работы автомата перекоса и состоит в том, чтобы свести эти три составляющие в одну линию.
Смысл работы автомата перекоса - управление вертолетом. Если считать механизм стабилизации частью автомата перекоса, то да, несомненно.
Полностью согласен, серволопатки просто вносят инерционность в поведение вертолёта. Шлюттер первые свои модели делал без них и управление было очень чувсвительным, что делало управление очень трудным и даже почти невозможным по реакции, помойму он даже разбил свою первую модель…
Исходя из вашей логики, ему всего-то для решения всех проблем было необходимо подвесить внизу кирпич. А он что-то с серволопастями стал заморачиваться…
Исходя из вашей логики, ему всего-то для решения всех проблем было необходимо подвесить внизу кирпич. А он что-то с серволопастями стал заморачиваться…
Как экстенсивный путь И смещение ЦТ вертолёта влияет на его управление тоже, как одна из составляющих. Другое дело что устойчивость при данном способе начинает противоречить с управляемостью.
Другое дело что устойчивость при данном способе начинает противоречить с управляемостью.
первые вертолеты делались явно не для 3д. если бы он был устойчив настолько, что при максимальном отклонении ручки просто медленно плыл в сторону а при возврате в нейтраль - останавливался, то это был бы супер успех!
более того, это то что надо для съемки и бпла. не нужны будут системы стабилизации по 10 килобаксов за штуку.
Я думаю можно упростить задачу: отвисеть на движке и простом пропеллере с рейкой на нижнем конце которой будет АКБ 5-10 минут. Устроит?
Устроит. Я приведу другой пример - 3d самолет-фанфлай. То что нужно. 😃 Пропеллер, предельно задняя центровка. Что-то он сам не висит, а чтобы висел - надо очень активно работать рулями-лопатами. Стоит перестать это делать - мгновенно сваливается.
первые вертолеты делались явно не для 3д. если бы он был устойчив настолько, что при максимальном отклонении ручки просто медленно плыл в сторону а при возврате в нейтраль - останавливался, то это был бы супер успех!
Первые устройства, назовём их так, не имели серволопаток, так как их ещё не придумали, ни циклического шага, тоже не изобрели и летали без управления, т.к. не придумали тогда радиоаппаратуру, как же они летали? Только на гироэффекте ротора? почему же ротор делали сверху а не снизу выше ЦТ?
более того, это то что надо для съемки и бпла. не нужны будут системы стабилизации по 10 килобаксов за штуку.
Устроит. Я приведу другой пример - 3d самолет-фанфлай. То что нужно. 😃 Пропеллер, предельно задняя центровка. Что-то он сам не висит, а чтобы висел - надо очень активно работать рулями-лопатами. Стоит перестать это делать - мгновенно сваливается.
Если бы небыло ветра и внешних воздействий, то рулить приходится не так активно и атмосфера неоднородна… А бпла в виде вертолётов с низким ЦТ будет просто уносить ветром как парашютистов…
Т.е. по Вашему где находится ЦТ у вертолёта, получается значения не имеет вообще?
Первые устройства, назовём их так, не имели серволопаток, так как их ещё не придумали, ни циклического шага, тоже не изобрели и летали без управления, т.к. не придумали тогда радиоаппаратуру, как же они летали?
Пока Юрьев не придумал автомат перекоса, особо никак не летали. Если вы про свободнолетающие модели вертолетов (двигатель, бачок и стабилизатор как у ракеты), то они неспособны висеть!
Если бы небыло ветра и внешних воздействий, то рулить приходится не так активно и атмосфера неоднородна… А бпла в виде вертолётов с низким ЦТ будет просто уносить ветром как парашютистов…
В зале тоже? По вашему, вертлет с низким центром тяжести находится в состоянии устойчивого равновесия. Почему, спрашивается, небольшие возмущения и неоднородость атмосферы выводит 3д-самолет-фанфлай из равновесия, хотя вроде бы, опять же по-вашему, он должен возвращаться к висению сам собой, ведь равновесие устойчивое?
Т.е. по Вашему где находится ЦТ у вертолёта, получается значения не имеет вообще?
Имеет, только при чем тут устойчивость? Если вертолет хуже/лучше управляется это не значит, что он устойчивее/не устойчивее соответственно. Вам привели пример с полетом вверх ногами. Получается по-вашему, опять же, что он в таком положении должен быть КРАЙНЕ неустойчив. На самом деле нет.
А бпла в виде вертолётов с низким ЦТ будет просто уносить ветром как парашютистов…
Дерижабли же не уносит… Ну поставить ему систему управления как на дерижабле.
Че то у вас тут путаницы аж на три страницы. Смешали все в коктейль.
Во-первых, надо различать винт в жестко закрепленными на оси лопастями и винт с шарнирным креплением лопастей и автоматом перекоса для управления им. У первого винта вектор тяги действительно всегда направлен вдоль оси ротора и в этом смысле его точка приложения роли не играет. Сколь не опускай ЦТ вниз по этой оси - на устойчивости это никак не скажется. Это о винте с карандашом. Если у винта с карандашом карандаш будет вверху, то устойчивость его полета никак не изменится. Не делают так только по неудобству запуска - руки остаются на земле, а карандаш летит вверх.
Теперь к винту с шарнирным креплением лопастей. У такого винта тяга всегда направлена вдоль оси конуса лопастей. А вот эта ось может легко не совпадать с осью главного ротора (автомат поэтому и получил имя перекоса). Поэтому тут абсолютно правомерно говорить о точке приложения тяги ротора которая и находится в пересечении линий, соединяющей горизонтальные шарниры лопастей с осью ротора - т.е. в головке ротора.
Но и в этом случае понижение ЦТ вертолета лишь косвенно сказывается на его устойчивости. Кстати, сразу замечу, что вертолет с симметричным профилем лопастей одинаково устойчив в прямом и перевернутом полете. Ту разницу, которую отмечали выше дает не положение ЦТ, а профили лопастей.
Так вот, к вопросу об устойчивости. Она бывает двух типов - статическая и динамическая. При статической устойчивости имеет место при выведении системы внешним воздействием из устойчивого положения появление сил, возврашщающих вертолет к исходному положению. А динамическая устойчивость заключается в появлении сил, ослабляющих дестабилизирующее воздействие внешних сил. Разница в порядке производной воздействия. Шарнирный ротор обладает собственной динамической устойчивостью. Механизм серволопаток может ее усилить. Когда же смотрим на статическое стабилизирующее воздействие пары сил - силы тяжести и тяги ротора на соответствующем плече - возникает иллюзия - чем больше плечо (т.е. расстояние от головки ротора до ЦТ), тем больше выравнивающий возникший крен момент. Иллюзия это потому, что в динамической системе, угловое перемещение, компенсирующее возникший крен, пропорционально выравнивающему моменту, поделенному на момент инерции вертолета по горизонтальной оси. Обе величины - и числитель и знаменатель пропорциональны расстоянию от головки ротора до ЦТ. Поэтому, в первом приближении, устойчивость вертолета от положения ЦТ не зависит. 😎
Когда же смотрим на статическое стабилизирующее воздействие пары сил - силы тяжести и тяги ротора на соответствующем плече - возникает иллюзия - чем больше плечо (т.е. расстояние от головки ротора до ЦТ), тем больше выравнивающий возникший крен момент. Иллюзия это потому, что в динамической системе, угловое перемещение, компенсирующее возникший крен, пропорционально выравнивающему моменту, поделенному на момент инерции вертолета по горизонтальной оси. Обе величины - и числитель и знаменатель пропорциональны расстоянию от головки ротора до ЦТ. Поэтому, в первом приближении, устойчивость вертолета от положения ЦТ не зависит. 😎
Вроде красиво изложено, не знаю как возразить.
А что вы скажете про китайские фейрверки? К палке сверху привязана ракета. Сила тяги- паралельно палки. Однако эта штука летит практически вертикально независимо от того под каким углом ее запуситли. Для того и палка, чтоб под действием силы тяготения, направлять ракету.
Чем отличается система от того, что у Вас, если не учитывать гироскопический момент ротора?
Чем отличается система от того, что у Вас, если не учитывать гироскопический момент ротора?
сдается мне, что в указанном случае сравнение несколько неправильное, так как скорость ракеты выше, и палка играет роль стабилизатора. причем не столько из-за своей массы, но и за счет сопротивления встречному потоку воздуха. причем, мне кажется, что сопротивление потока воздуха тут играет большую роль, нежели масса палки.
сдается мне, что в указанном случае сравнение несколько неправильное, так как скорость ракеты выше, и палка играет роль стабилизатора. причем не столько из-за своей массы, но и за счет сопротивления встречному потоку воздуха. причем, мне кажется, что сопротивление потока воздуха тут играет большую роль, нежели масса палки.
У меня друг дарит мне эти ракеты пачками. Так вот повторяю она летит вертикально вверх, независимо от направления запуска (ну если не в землю пускать).
Говорю про большие ракеты с деревянной палкой почти как ручка швабры, а не маленькие с картонным стабилизатором.
Вы никогда не были ракетомоделистом…
[offtop]
Albert, если речь обо мне - да. не был 😃
таки-кому была предназначена фраза?
[/offtop]
2 AleksG
Я имел в виду, что китайские ракеты с палкой летают, как и все неуправляемые, т.е. вовсе не разворачиваются вверх, а летят в направлении пуска. Гравитация их вверх не разворачивает.
2 AleksG
Я имел в виду, что китайские ракеты с палкой летают, как и все неуправляемые, т.е. вовсе не разворачиваются вверх, а летят в направлении пуска. Гравитация их вверх не разворачивает.
Моделистом не был. Но глазам своим верю. Сейчас специально выду на улицу, пущу под низким углом, проверю, не мерещилось ли раньше.
Так. Эксперимент дал неоднозначный результат. Валялось дома две ракеты. Одна с небольшой рейкой но пиротехническая часть большой массы. Вторая- значительно легче рейки к которой привязана. Обе были вотнуты палками в снег под углом градусов 30% к горизонту. Тяжелая- ушла куда и была направлена. Легкая завернула вверх.
Мораль- развесовка имеет значение.