Янв 20 2008

Махолеты и мускулолеты. Машущий полет, мифы и перспективы

Автор: | 18:58 | В рубриках История техники

 Это тоже миф. Работа машущего крыла на всех скоростях, кроме малых, достаточно хорошо (это проверено опытом) оценивается так называемой квазистационарнои теорией, которая учитывает все параметры движения, кроме ускорений. Влияние ускорений сказывается через так называемые присоединенные массы, и оно заметно лишь тогда, когда масса среды (жидкости или raзa) в объеме тела сравнима с массой самого тела. Поэтому неучет ускорений может внести заметную ошибку при расчете дпижения водоплавающих животных, во-доизмещающнх судов и аппаратов легче воздуха. Для аппаратов тяжелее воздуха ошибка на обычных режимах полета пренебрежимо мала.
 Эта простая теория объясняет многое. Пользуясь ею, можно сразу видеть, что тяга крыла, движущегося только вверх и вниз, без поворота сечении, недостаточна для полета. Чтобы получить нужную тягу, необходимо так называемое бинарное (двойное) движение — мах с одновременным закручиванием крыла на некоторый угол. Такое движение нетрудно осуществить на модели, но очень сложно нааппарате, и уже одно это объясняет неудачу многих попыток. Можно, прав¬да, осуществить его на мягком крыле, типа дельтапланпого, но аэродинамические качества такого крыла будут невысоки. Проще всего достичь его на крыле, движущемся как единое твердое тело , что вполне выполнимо при высокопланной схеме. Такое крыло по величине тяги в 3—3,5 раза эффектив¬ней птичьего и несколько лучше его по КПД.  Вообще же машущее крыло имеет высокий аэродинамический КПД (п,аэ) и в этом смысле не уступает лучшим тянущим винтам, а при описанной схеме даже несколько превосходит их. Дело осложняется тем, что машущее крыло представляет собой колебательную систе¬му со своим собственным КПД, и что¬бы этот «колебательный КПД» (т)кол.) был достаточно высок, должны соблю¬даться определенные условия. Он может быть очень близок к единице, если сис¬тема содержит упругий элемент (пружи¬ну или пневмоцилиидр) и работает в ре¬зонансном режиме; при отходе от резо¬нанса 1] кол. резко падает. Крыло без упругого элемента — таково, в частно¬сти, крыло птицы — имеет г)кол. за¬метно меньше единицы, особенно на ма¬лых скоростях. Таким образом, в прин¬ципе может быть создано искусственное крыло, существенно превосходящее кры¬ло птицы по общему КПД: T] = TJKO.I. • т;аэ (и, как мы видели, по тяге).  Обсудим, наконец, еще одну, не столь уж малочисленную категорию поступаю¬щих проектов: мускулолеты с несущим винтом.  Любой аппарат тяжелее воздуха (самолет, вертолет, махолет), а также и птица получают свою подъемную силу за счет отбрасывания вниз некоторой массы воздуха. При этом количество движения отбрасываемого воздуха (произведение его массы на скорость отбрасывания) в точности равно получаемой подъемной силе,  N  = 0,03 с,
 где Q — вес в кгс, D — диаметр винта в м. Для иллюстрации приведем таблицу потребной индуктивной мощности при общем весе аппарата с пилотом 80 кгс: 

D м 5 10 15 20 25 30

N л. с. 4,30 2,15 1,43 1,08 0,86 0,72

За счет влияния близости земли эта мощность может быть снижена, но для того, чтобы снижение было существенным, высота над землей не должна пре¬вышать 0,1 D. Таким образом, — а ведь мы не принимаем во внимание других затрат мощности — оторваться от земли па винте диаметром меньше 20—25 м человеку не под силу; другими слова¬ми, этот путь нереален.  

Страницы: 1 2 3 4 5

Еще статьи

Отзывов пока нет

Комментарии RSS

Оставьте отзыв


Зачем это?