Search in topic

Болен мечтой

Какая сила будет выводить модель из равновесия в первом случае и возвращать во втором?

Сила тяготения третьей планеты солнечной системы:)

У меня получается, что повернуть модель можно только вектором тяги.

Если речь идет о повороте (право - лево) то либо вектором тяги, либо изменением компенсации реактивного момента винтов (как на вертолете)
если о горизонтальном перемещении, то к вектору можно добавить горизонтальное перемещение ЦТ. (теоретически).

Как вариант можно установить дополнительную силовую установку (или управляемое сопло) для поворота и горизонтального перемещения (представляю такое чудо 😃)

Сила тяготения третьей планеты солнечной системы:)

Рассмотрим вертикальную ось модели. Если модель будет стоять на земле(ЦТ выше) или будет подвешена на нити которая прикреплена к потолку ( ЦТ ниже ) то тогда сила тяготения будет ее ронять или стабилизировать, а вот в полете, сила тяготения будет придавать одинаковое ускорение всем точкам модели и, в чем собственно вопрос, как возникнет сила, которая будет отклонять вертикальную ось в ту или другую сторону. У меня получается, что сила тяжести никак не ухудшает и не улучшает ситуацию в зависимости от положения ЦТ. 😵 Хотя очень хочется что бы стабилизировала.

Кажется мы уходим в сторону от основной темы.
Все и так очевидно. Простая аналогия берем воздушный шар напоненый гелием или горячим воздухом (тяга винта).

Пока гондола внизу (нижний цт) все довольны и весело глядят вниз.
Но стоит гондолу расположить сверху шара (верхний ЦТ). Как шар будет стремиться опрокинуться и все летят вниз, движение переворота прекратится когда гондола окажется внизу (вектор тяги поменяется на обратный).

Начальным толчком к этому может послужить что угодно: команда пилота, неуравновешенный ЦТ, порыв ветра…
Вы же не взлетаете ради того, чтобы аккуратно повисеть и вернуться вниз. И воздушная среда не всегда стабильна.

Кажется мы уходим в сторону от основной темы.
Все и так очевидно. Простая аналогия берем воздушный шар напоненый гелием или горячим воздухом (тяга винта).

В основной теме главный вопрос как оторваться от земли, а вот следующий вопрос будет, как висеть и не падать на землю:) , т.е. вопрос стабилизации аппарата. В аналогии с воздушным шаром есть неточность. У шара вектор тяги всегда направлен в сторону пониженного давлениея, т.е. вверх (если нет ветра, турбулентностей и прочее.) причем независимо от положения оси шара, проходящей из гондолы(пусть гондола внизу) через центр шара. Когда возникает отклонение этой оси от вертикали, вектор тяги остается направленным в прежнюю сторону(т.е. вверх) и сила тяжести действительно пытается скомпенсировать это отклонение. Но в случае с пропеллером(импеллером, реактивным двигателем), вектор тяги при отклонении геометрической оси от вертикали отклоняется также и в этом случае никакой компенсации отклонения не происходит. Т.е. опять роль силы тяжести в стабилизации либо дестабилизации такой системы неочевидна.

Ну если такая пьянка пошла ,собрались весеть и летать на воздушной струе читайте здесь:o 😵 😎 😃
vif2ne.ru/nvk/stuff/svirin/j5/vector/1.htm
во время чтения двигайтесь по стрелочкам в верху и внезу страницы статья большая 9-ть страниц, много схем по компановке .☕
😈

Спасибо почитал. Но в статье указано наличие неусточивости и методы борьбы с ней, не не указана причина неустойчивости (кроме срывных характеристик). Но срывные харарактеристики в статье касаются крыла. В данном случая (аля Терминатор) крыльями и не пахнет.

вектор тяги при отклонении геометрической оси от вертикали отклоняется также и в этом случае никакой компенсации отклонения не происходит. Т.е. опять роль силы тяжести в стабилизации либо дестабилизации такой системы неочевидна.

В том-то и дело, что компенсации не происходит, впридачу отклоняется не только вектор тяги, но и центр масс. Аппарат-то цельный. Модель начнет съезжать в сторону вектора тяги стремясь перевернуться. А т.к. ЦТ находится выше потока, то это будет только помогать вектору тяги перевернуть аппарат.

Конечно до какого-то момента аппарат будет бороться за вертикальное положение благодаря вектору тяги, силы которого будут в наклонном положении разложены на две составляющие: горизонтальную (в сторону наклона) и вертикальную (вверх).Это будет происходить до момента сваливания, когда либо вертикальная составляющая уже не сможет удерживать массу аппарата в воздухе (и аппарат не прекратив скольжения рухнет вниз), либо горизонтальная завалит его набок (результат еще хуже). Тащить вниз его будет наша сила тяготения, и она же будет всячески помогать в опрокидывании. Ну не любит она ничего летающего.

Почему вы так упорно не берете в расчет силу тяжести не понятно. Ведь сам вертикальный взлет - сила противоположная силе тяжести. С ней и боремся изначально со времен Икара. А вы так просто сбрасываете ее со счетов.

Я конечно не спец в теории вертикального взлета. Но нельзя же отметать очевидное.

Почему вы так упорно не берете в расчет силу тяжести не понятно. Ведь сам вертикальный взлет - сила противоположная силе тяжести. С ней и боремся изначально со времен Икара. А вы так просто сбрасываете ее со счетов.

Добый день. Я силу тяжести уважаю и пренебречь ею никак не могу. Уронить модель она может, а вот развернуть нет. Во вложении картинка с силами действующими на модель. Вращение модели возможно только если сумма моментов сил к ней приложенных не равна нулю. Вектор тяги F момент вращения не создает, т.к. его тангенциальная составняющая относительно центра масс (ЦТ) равна нулю. А моменты создаваемые тангенциальными составляющими силы тяжести относительно центра масс F1t и F2t равны по значению но противоположны по направлению, (например для m1=m2 |F1t|=|F2t|) и так же не создают момент вращения. Следовательно сила тяжести во вращении не участвует( а отклонение от вертикали есть не что иное как вращение). А вектор тяги можно приложить выше, ниже либо в центре масс. Для стабильности я никакой разницы не вижу. И поверьте я не упорствую. Буду только рад, если я не прав.

Честно говоря я уже подумал, что вам просто нравиться спорить 😃.
Но раз дело дошло до графиков, значит человек не поленился подготовиться и Вас действительно интересует истина. Собственно я сам так думал (про график) , поэтому и начал свой эксперемент пост 46.

Видимо дело в том, что Вы берете за точку отчета центр масс (ЦТ), и от него отталкиваетесь. Вокруг него у вас крутится аппарат, как концы пропеллера вокруг его оси.
Это и есть основная ошибка. Дело в том, что у нас пропеллер с одной лопастью, расположенной вверх (верхний ЦТ) А центр оси координат расположен между аппаратом и потоком от винта. Я пририсовал к вашему рисунку новый центр координат Проверните теперь аппарат с новыми условиями, и думаю все станет понятно.☕

И не забывайте, что точка опоры на горизонтальную ось координат, всего-лишь воздушный поток от винта. Вещь существенная, но не имеющая жесткой привязки к горизонтали. Т.е. координатный ноль по оси Х плавающий. А вот по оси У почти стационарный, если не учитывать изменение силы тяги (газ).

Хорошо. Рассмотрим перемещение модели за время Т. Все уравнения в векторной форме.Вектор перемещения S вызванный вектором силы тяги F равен S=((F/(m1+m2)) *T^2 )/2 . Вектор перемещения S1g для точки m1 вызванный вектором силы тяжести F1g равен S1g=((F1g/m1) *T^2 )/2. Вектор перемещения S2g для точки m2 вызванный вектором силы тяжести F2g равен S2g=((F2g/m1) *T^2 )/2. Полный вектор перемещения S1 для точки m1 равет сумме векторов S и S1g S1 = S+S1g. Полный вектор перемещения S2 для точки m2 равет сумме векторов S и S2g S2 = S+S2g . Учитывая, что F1g/m1 = F2g/m2 =g получим S1g =S2g= (g*t^2)/2, следовательно S1 = S2 = S + (g*t^2)/2. Т.е. модель переместится паралельно направлению вектора тяги. Угол Betta будет соответственно равен углу Alpha. Т.е. вращения опять нет.

Не буду проверять векторные выкладки, поверю вам на слово.
Тем более, что скольжение вы уже получили. Заметьте не поворот, а скольжение.
И помимо векторов придется вспомнить о силе тяги СУ, при наклоне аппарата ветикальная составляющая силы тяги падает.
Теперь вернемся назад. Не люблю цитировать сам себя, но лень печатать.

Конечно до какого-то момента аппарат будет бороться за вертикальное положение благодаря вектору тяги, силы которого будут в наклонном положении разложены на две составляющие: горизонтальную (в сторону наклона) и вертикальную (вверх).Это будет происходить до момента сваливания, когда либо вертикальная составляющая уже не сможет удерживать массу аппарата в воздухе (и аппарат не прекратив скольжения рухнет вниз), либо горизонтальная завалит его набок (результат еще хуже).

Слушайте, я не понимаю, вы чего хотите доказать: что аппарат будет устойчивым? или что на его переворот сила тяжести никак не влияет?
Если аппарат устойчив, то о чем мы разговариваем, кидаемся все делать (кроме меня, я пробовал). Если неустойчив, то что еще кроме силы тяжести может завалить висящий в пространстве аппарат. Даже вертолет более устойчив. Там хотя-бы корпус аппарата находится в потоке от винта (ЦТ пониже).

Если честно, то удивляюсь, что до сих пор никто не возмутился по поводу того, что два человека забили всю ветку теоретическими выкладками.😎

Если честно, то удивляюсь, что до сих пор никто не возмутился по поводу того, что два человека забили всю ветку теоретическими выкладками.😎

А может всем интересно почитать. Мне например интересно. А если серьезно, из моих выкладок следует,что сила тяжести к заваливаннию аппарата никакого отношения не имеет.К падению имеет, а вот к развороту нет. Соответственно не имеет значения для устойчивости точка приложения вектора тяги,выше центра масс или ниже. Если не рассматривать случайных возмущений, то имеет место неточное ориентирование вектора тяги по отношению к центру масс.На практике точно соориентировать вектор тяги невозможно, всегда будет оставаться тангенциальная составляющая силы разворачивающая аппарат, этот разворот и призвана скомпенсировать автоматическая система управления подстройкой направления вектора тяги. В случае вертолета не забывайте про весьма большой гиромомент вертолетного винта, который добавляет устойчивости. Практический вывод , который можно слелать - это что лучшее место приложения вектора тяги это центр масс. В этом случае управление поворотом наиболее эффективное. И вертолет действительно более устойчив.

Все сдаюсь. Похоже вы правы. и сила тяжести действительно не влияет на заваливание аппарата данной схемы. Почему похоже?
Раз сдался, то теперь я задам задачку.
Дело в том что если теоретически винты вынести на приличное расстояние вверх, а ЦТ сильно вниз. То сила тяжести, будет успевать перенести центр масс под вектор тяги, даже если он (вектор тяги) будет неравномерен. Как это вписывается в ваши выкладки?
Теоретически можно создать аппарат вообще не склонный к переворачиванию.

Чтобы было понятнее. Берем аппарат из Терминатора, увеличиваем тягу СУ для дополнительного груза, который весит намного больше самого аппарата.
А груз подвешиваем на длинной жесткой штанге жестко приделанной к днищу аппарата.
И получаем аля воздушный шар с гондолой (схема устойчивая к перевороту).
Правда на Терминатора предется установить дополнительную СУ для поворота и горизонтального перемещения.😉

Правда груз будет раскачиваться при ускорении и торможении. Но в целом схема анипереворота должна работать. И заметьте за счет силы тяжести. Видите как я развернул свое мнение благодаря Вам 😃.

Дело в том что если теоретически винты вынести на приличное расстояние вверх, а ЦТ сильно вниз. То сила тяжести, будет успевать перенести центр масс под вектор тяги, даже если он (вектор тяги) будет неравномерен. Как это вписывается в ваши выкладки?
Теоретически можно создать аппарат вообще не склонный к переворачиванию.

Вектор перемещения S вызванный вектором силы тяги F равен S=((F/(m1+m2)) *T^2 )/2, А вектор перемещения S1g и S2g для точки m1 b m2 вызванный вектором силы тяжести F1g b F2g соответственно равен S1g =S2g= (g*t^2)/2. Как видите тут масса вообще не входит в уравнение, поэтому перемещение вызванное силой тяжести не будет зависеть от распределения масс в самой модели . Т.е. если масса мотора с пропеллером равна m1 , а масса груза равна m2 и пусть m1<<m2(т.е. описанный вами случай) не ноль, но около нуля, то тогда вектор перемещения S вызванный вектором силы тяги F равен S=((F/m2) *T^2)/2, а вот вектор перемещения S1g и S2g для точки m1 и m2 вызванный вектором силы тяжести F1g и F2g соответственно все равно равен S1g =S2g= (g*t^2)/2. Т.е сила тяжести никак не влияет на угловую стабильность аппарата не зависимо от распределения масс. А в воздушном шаре совсем другой механизм. Там вектор тяги всегда направлен при нормальных условиях в верх и не связан с осью аппарата. Поэтому, когда ось аппарата отклоняется от вертикали сила тяжести и вектор тяги создают вращательный момент, который эту ось на место возвращает .

Не вижу принципиальной разницы, и там и здесь вектор тяги направлен вверх. Только в случае с шаром сила тяжести сдвигает центр масс, а в случае с Терминатором она же поворачивает вектор тяги.
Два винта превращаются практически в один. Так как малое плечо разнотяга винтов просто не в состоянии опрокинуть большое плечо находящегося на штанге груза.

Не вижу принципиальной разницы, и там и здесь вектор тяги направлен вверх.

Вот как раз это принципиально . В случае с шаром вектор тяги всегда направлен в сторону противоположную силе тяжести. Ближайшая аналогия это грузик на нитке.

Только в случае с шаром сила тяжести сдвигает центр масс

полность согласен, сдвигает его в точку когда центр масс будет распологаться строго на линии проведенной из точки приложения вектора тяги шара вертикально, пусть в нашем случае, вниз. т.е устойчивое равновесие.

а в случае с Терминатором она же поворачивает вектор тяги.

Не поворачивает . Не взаимодействует сила тяжести с угловыми характеристиками модели. Задача вертикальной стабилизации начинается с того , что у нас должен быть прибор, который знает как изменяются угловые позиции модели. Для свободно падающей или летающей модели существует только один способ определения углового положения - гироскопы. Причем заметим, что гироскопы о силе тяжести понятия не имеют. Они с ней не взаимодействуют, поскольку она никак не влияет на угловые положения модели. Если бы это было не так, мы бы использовали что то типа маятников для определения угла отклонения от вертикали.

Спасибо Вам за неподдельный интерес!!
Простите, очень не хотелось вмешиваться, ведь нет ничего зрелищнее борьбы умов.
Но всё же.
В рамках разгоревшейся дискуссии:
в далёком начале ветки товарищ ADF изрёк мудрую мысль о том, что нельзя отводить центр приложения тяги от центра тяжести куда бы то ни было.
Это заставило меня глубоко задуматься и я живо представил себе такое развитие событий: Если опустить центр тяжести вниз, то при горизонтальном ускорении/торможении инерция массы создаёт крен или тангаж соответственно, что мгновенно приводит к изменению вектора тяги в обратную сторону, процесс зацикливается в виде раскачивания, которое заканчивается неполным сальто и, как следствие, фееричным крушением Агрегата. А если центр тяжести увести вверх - мы не увидим даже праздного раскачивания, а крушение произойдёт не об пол, а об стену и будет носить скорее катастрофический, чем фееричный характер.
И мне кажется, даже самые мажорские гироскопы его не спасут. Поэтому мне подумалось, что центр тяжести во всех проекциях лучше совместить с центром приложения тяги.
Ну. Это так. “имхо”.
Если проект падёт крахом или претерпит непоправимые изменения на теоретической стадии - мне будет намного горче, чем если эта штука будет построена и не полетит: в конце концов - детали найду куда вставить 😉
Поэтому категорически напоминаю, что мне бы очень хотелось узнать ваш совет по практической части, а не по теоретической.
Например:

1. Импеллеры - какие
2. Аккумуляторы - сколько, какие
3. Корпус, скелет, отдельные подвижные узлы (передача тяги от серв и крепление движков, ездящий взад-вперёд аккумулятор внутри корпуса)
4. Аппаратура - приёмник, сервы, гироскопы, микшеры - какие выбрать, как это всё подключать и программировать
5. (!!!) Где это всё искать/покупать
6. Поскольку считается, деньги - это время, денежный вопрос поднимать не хотелось бы, так как я не спешу. поэтому будем ориентироваться допустим на 20000 рублей. Если есть идеи, как сэкономить не на импеллерах - обязательно напишите.
7. что будем пить на банкете в честь первого запуска

Вы меня удивили… Орфография не в счет

А вы, батенька, позвольте узнать, Арфографист али моделист? 😃

Даже правила узнать захотелось.

Правила простые. Обдув плоскостей, скорость срыва и т.д. Здесь это уже не будет работать. Т.к. потов воздуха идет по каналам в сопла.

Я просто сгенерил мыслю, а так как у меня вся нутрянка для такой шняги есть, то буду попробовать построить из потолочки прототип. Я же написал, что я не специалист.
Просто летаю… иногда…

По гироскопам. С чего вы взяли, что они так необходимы?

Т.е. ЦТ модели находится выше отбрасываемого потока. И модель будет стремиться к сваливанию.

Не потока, а ПОТОКОВ! Трех потоков, расположенных ввиде треугольника.

Если при прочих равных давление всех трех одинаково, то почему должна свалиться табуретка на 3-х ножках, даже если ее ЦТ выше точек касания ножками пола?

Ув.seagsm, под давлением общественности со своей стороны прекращаю наш теоретический консилиум, т.к. общественность интересует практическое исполнение, а не сухая теория. Было приятно пообщаться. Думаю не в последний раз.😃

Предлагаю вниманию общественности простой аппарат вертикального взлета (не мой) взято от сюда. Аппарат не имеет гироскопов и даже серв: этакая летающая силовая установка. Автор говорит, что в безветренную погоду может летать долго. Собрать можно за один вечер.
Интересно, а если в носки положить грузики.😉
А если поставить два импеллера.
А если с управляемым вектором тяги.
А если вместо носок использовать какой либо корпус.
Думаю самое оно для начальных эксперементов без всяких теоретических выкладок. И ломаться нечему, ну разве винт. И весело.

а если в носки положить грузики.😉
А если поставить два импеллера.
А если с управляемым вектором тяги.
А если вместо носок использовать какой либо корпус.

Спасибо, Native! Кажется, русло выравнивается.)
Так что уважаемое сообщество думает по поводу перечисленных мной выше 7-ми пунктов? 😉

PS: Простите, наверное, с моей стороны очень борзо взваливать львиную долю разработки на Вас, товарищи… но если получится - это будет во многом Ваша заслуга. И пункт 7 - хоть и последний по списку, всё же имеет большое значение!

Я покупаю все тут:
www.hobbyking.com/hobbycity/store/uh_index.asp

Импеллер:2 шт
www.hobbyking.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
$26
Test data; @ 11.2v
Current: 46A
Thrust: 1100g
Weight: 141g
Inner Diameter: 69.90mm
Outer Diameter: 92.66mm

Brushless контроллер:
2X$45
www.hobbyking.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…)
Cont Current: 60A
Burst Current: 62A
BEC Mode: Switchmode
BEC : 5v / 3A
Voltage: 5.6v ~ 22v
Weight: 49g
Size: 80x31x15mm
Supported motor speed for all TURNIGY ESCs is;
(Maximum): 210000 RPM (2 poles), 70000 RPM (6 poles), 35000 RPM (12 poles).

Batteries :
2x$30
www.hobbyking.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
ZIPPY Flightmax 4000mAh 3S1P 20C
Spec.
Capacity: 4000mAh
Voltage: 3S1P / 3 Cell / 11.1v
Discharge: 20C Constant / 30C Burst
Weight: 306g (including wire, plug & shrink wrap)
Dimensions: 146x52x20mm
Balance Plug: JST-XH
Discharge Plug: Bullet Connector

Итого:
Пиковая тяга силовой установки - 2200 грамм. Реально я бы 30% заложим в управление
и маневрирование,итого тяги остается 1540.
Вес силовой установки с болтиками 1000 грамм.
Минимальное полетное время около 5 минут.
Итого полезной тяги остаётя 540 грамм.
Стоимость силовой установки 2*26+2*45+2*30 = $172 (без доставки)

Далее потребуются:
Приемник(пусть 50 грамм с проводами)
Сервы( для выбора серв надо знать конечную конструкцию, но можно
скажем заложить минимум 2 сервы по 50 грамм на каждую)
Три гироскопа 3*20= 60 грамм.
Итого на корпус и прочие ненужности остаётся 330 грамм.

Все расчеты весьма грубы но в строну ухудшения.

Вот!! Спасибо огромное! Это гениально.
Ну что ж. Попробую соорудить эскизный чертёжик. 😃
Кстати, при открытии сстраницы этого магазина у меня вылазит окошко с требованием какого-то сертификата. Это нормально?
И ещё меня мучают вопросы, которые могут показаться Вам просто неприличными:

• Как программировать приёмник?
• Что такое микшеры и как их подключать/настраивать?
• Стоит ли использовать модули экспоненты для серв?
  Прошу, не заморачивайтесь по поводу разъяснений - если Вы знаете, где найти такую информацию на дилетантском языке - просто дайте ссылку. Спасибо!