Форумы paraplan.ru ParaForum Теория Вопросы по мотивам переписки с Одним Очень Специальным Пользователем
theoretic
АвторТемы
18 Сен 2013
Вопросы по мотивам переписки с Одним Очень Специальным Пользователем
Вопрос 1. Параплан Red Devil площадью 100 кв.м. имеет полётный вес 1000 кг -- это пилот + 10 парашютистов. Параплан летит в спокойном воздухе без ветра и термичности в установившемся балансировочном режиме. Затем все парашютисты отделяются от параплана, пилот дожидается установления балансировочного полётного режима и продолжает полёт. Что произойдёт с углом атаки параплана после завершения переходного процесса?

а) угол атаки будет существенно больше исходного -- возможно, вплоть до срыва потока;
б) угол атаки будет существенно меньше исходного;
в) угол атаки никак не изменится.

Вопрос 2. Пилот выполнил энергичный выход из крутой спирали, что привело к "горке". В исходный момент времени параплан находится над пилотом в пространственном положении, соответствующем установившемуся полёту на балансировочном режиме. Воздушная скорость при этом полностью потеряна -- равна нулю. Что произойдёт с парапланом?

а) параплан войдёт в один из срывных режимов полёта;
б) параплан перейдёт в горизонтальный полёт без существенных изменений тангажа и угла атаки;
в) параплан совершит клевок, разгонится, наберёт скорость, после чего перейдёт в горизонтальный полёт.

Вопрос 3. Параплан А парит в динамическом потоке, создаваемым ветром, который настолько силён, что параплан, будучи сориентирован против ветра, начинает сноситься назад. Пилот выжимает акселератор на полный ход и получает установившийся режим с нулевой скоростью относительно земли. Что происходит при этом с углом атаки параплана?

а) угол атаки увеличивается вплоть до срывных значений -- ведь скорость относительно земли упала до нуля;
б) угол атаки уменьшается до значений на грани сложения -- ведь акселератор уменьшает угол атаки;
в) угол атаки существенно не изменяется.
Редактировалось: theoretic (10 Окт 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
переЛетчик
22 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Цитата:
Вопрос 1. Параплан Red Devil площадью 100 кв.м. имеет полётный вес 1000 кг -- это пилот + 10 парашютистов. Параплан летит в спокойном воздухе без ветра и термичности в установившемся балансировочном режиме. Затем все парашютисты отделяются от параплана, пилот дожидается установления балансировочного полётного режима и продолжает полёт. Что произойдёт с углом атаки параплана после завершения переходного процесса?

а) угол атаки будет существенно больше исходного -- возможно, вплоть до срыва потока;

б) угол атаки будет существенно меньше исходного;

в) угол атаки никак не изменится

10 парашютистов дают заметное сопротивление воздуху, после их отделения угол атаки Red Devil должен слегка увеличиться, но вариант А не подходит.
Редактировалось: переЛетчик (22 Сен 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
vsv
Гость
11 Окт 2013
Re: Вопросы для Игоря С
10 парашютистов дают заметное сопротивление воздуху, после их отделения угол атаки Red Devil должен слегка увеличиться, но вариант А не подходит.

Уменьшится сопротивление следовательно увеличется качество,что уменьшит угол глисады,угол атаки уменьшися
bergen@ir
Гость
22 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
1-б):2-в):3-б):
Test
23 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Нужно было опросник поставить, народ бы хоть потренировался.

А вообще, идея хорошая, раз в неделю запускать тут теоретический вопрос.
Через неделю (плюс-минус) ответ. И короткое объяснение. Будет польза.

Например, по 1 вопросу, который является чисто теоретическим, я не совсем уверен в ответе.
Jnets
23 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Мой ответ на первый вопрос - в.
bergen@ir
Гость
24 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Истолкуй.
Jnets
24 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Угол атаки определяется настройкой стропной системы и от веса не зависит.
bergen@ir
Гость
24 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
А когда при входе в поток купол отклоняется назад ,а при выходе -вперёд,это не изменение угла атаки?Интересно как в данном случае влияет настройка стропной системы?
Jnets
25 Сен 2013
Re: Вопросы для Игоря С
Камрад, ты невнимательно читал условие задачи, так что садись - два!
Цитата:
Параплан летит в спокойном воздухе без ветра и термичности в установившемся балансировочном режиме. Что произойдёт с углом атаки параплана после завершения переходного процесса?
theoretic
АвторТемы
10 Окт 2013
Разбираем вопросы
Итак, вопрос 1. Одно из слабых мест теории Того Самого Пользователя (ТСП) -- предположение, что угол атаки определяется скоростью полёта (причём неясно, воздушной или путевой), и чем ниже скорость полёта -- тем выше угол атаки. При уменьшении удельной нагрузки в ~10 раз воздушная скорость параплана упадёт в (корень из 10) раз -- то-есть примерно втрое. Не знаю, как именно должны быть связаны воздушная скорость и угол атаки согласно теориям ТСП, но из его постов вроде как получается, что зависимость достаточно сильная, способная приблизить параплан к критическим значениям углов атаки при изменениях воздушной скорости, типичных для полётов в болтанку. Значит, можно предполагать, что при трёхкратном падении воздушной скорости угол атаки, согласно теориям ТСП, должен увеличиться очень сильно. Вероятнее всего, он должен даже зашкалить за срывные значения.

В реальности всё происходит не так. Угол атаки параплана задаётся конструктивно, может быть изменён пилотом с помощью органов управления, может изменяться в результате попадания параплана в вертикальные порывы ветра. Но изменения удельной нагрузки не могут изменить угол атаки в установившемся полёте*. Способность "Ред Девила" летать с одним пилотом на борту при штатной загрузке 10 человек и, более того, достаточно легко переносить отцеп 90% нагрузки -- тому хорошее практическое подтверждение.

Правильный ответ -- в. Переходные процессы не рассматриваем.

Вопрос 2. Направлен на то же самое слабое место теории ТСП. По той теории при падении скорости (неважно, воздушной или путевой) до нуля должен неизбежно наступить срыв потока.

В реальности правильно спроектированные, доведённые и технически исправные парапланы имеют хорошую устойчивость как по скорости, так и по углу атаки. При полной потере скорости параплан начнёт падать -- то-есть двигаться строго вниз. А это угол атаки 90 градусов. Да, это много больше предельно допустимых значений. Но в силу устойчивости параплана по углу атаки продолжаться этот ужас будет какие-то доли секунды -- потому что одновременно с началом движения вниз крыло параплана начнёт перебалансировку на более вменяемые углы атаки. Проще говоря -- клюнет вперёд. Полноценный срыв потока при этом никак не успеет развиться.

Замечу, что в акро продолжающаяся доли секунды полная потеря скорости используется как отправная точка для ввода параплана во всякие хитрые режимы полёта типа тейл-слайда (полёта "хвостом вперёд") или вертолёта. Но сам по себе исправный параплан в такие режимы не попадёт -- для этого нужно очень энергичное пилотирование в точно рассчитанные моменты времени.

Правильный ответ -- в.

Вопрос 3. В теории ТСП нет разницы между путевой и воздушной скоростью параплана, и вопрос сформулирован так, чтобы показать, насколько важно не путаться в этих двух скоростях. Если параплан имеет нулевую путевую скорость -- это значит, что воздушная скорость аппарата сравнялась со скоростью ветра. Если это произошло при полностью выжатом акселераторе -- значит, скорость ветра равна максимально достижимой воздушной скорости параплана. Угол атаки при этом близок к минимально-допустимому -- а по теории ТСП получается, что аппарат, наоборот, должен находиться на максимальных углах атаки или даже срываться при падении скорости (путевой скорости!) до нуля.

Правильный ответ -- б.

Засим благодарю всех участников дискуссии за внимание и интерес и прошу впредь относиться к сообщениям ТСП с крайней осторожностью.


-----------------------------------------------
* При резком изменении удельной нагрузки начнутся переходные процессы, при которых угол атаки может кратковременно меняться. Но практика показывает, что даже в случае с Ред Девилом переходные процессы не приводят к опасному возрастанию угла атаки.
Alex-taraz
пилот выходного дня
10 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Хорошо лишний раз повторить азы. Со всем можно согласиться, кроме
Цитата:
Угол атаки параплана задаётся конструктивно
,
где нужно поменять на Угол установки крыла
Цитата:
параплана задаётся конструктивно
A.Krapivin
10 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Справедливое замечание.
Однако, Алексей в чём-то прав, говоря что "угол атаки у параплана закладываеся конструктивно"...
Подумай! В отличии от ЛА(летательный аппарат), аэродинамически управляемых по трём осям(классический планер, например), мы на параплане не можем непосредственно управлять углом атаки. Акселератор невсчёт, поскольку это не средство управления а средство перебалансировки, наподобие переставного ГО(горизонтальное оперение), которое не отрицает присутствие РВ(руль высоты). Вот этого РВ у нас и нет... А, поэтому нам нечем произвольно(по собственному желанию) изменять в полёте угол атаки, изначально заложенный конструктивно...
Нууу, как-то так.
Редактировалось: A.Krapivin (10 Окт 2013), всего редактировалось 2 раз(а)
ЯнекРут
04 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
балансировочный угол атаки задается регулировкой вашего ЛА.
bergen@ir
Гость
13 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Уважаемый, постарайтесь в простой форме объяснить, почему люди имеющие взгляды отличающиеся от ваших, вызывают у вас личную неприязнь? Корона не жмёт? Считаю ,что основатели форума вполне могли бы вежливее обращаться со своими форумчанами, а не опускаться до детских обзываний, типа (ТСП).Не имея высшего образования попытаюсь доказать,что правильно ответил на первый вопрос.Параплан с большей нагрузкой на крыло будет иметь и большую скорость .чем менее нагруженный и соответственно большее сопротивление и меньшее качество.Другими словами один пилот улетит намного дальше, чем десять.Надеюсь это всем понятно и объяснять подробно нет необходимости.Угол атаки параплана задан конструктивно, но относительно земли, так как вектор аэродинамических сил R уравновешивается вектором веса G.А вот истинный угол атаки обоих парапланов будет равен углу планирования каждого конкретного параплана.Угол планирования параплана с одним пилотом будет меньше ,чем у параплана с десятью пилотами,соответственно и угол атаки менее нагруженного параплана будет меньше.Странно , что люди кичащиеся своим высшим образованием не в состоянии решить задачку для первокурсника.Если я неправ попробуйте аргументированно доказать мне это без перехода на личности.Сожалею, что основатели форума задают подобный тон общения. image162.gif
Редактировалось: bergen@ir (13 Окт 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
Igor C
13 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
bergen@ir,
при небольших изменениях полётного веса при неизменной площади параплана и прочих параметров, - будут только пропорционально изменяться обе скорости (горизонтальная и вертикальная); угол планирования (качество) и угол атаки меняться практически не будут.

При повышении полётного веса скорость увеличится, а с нею и сопротивление - однако оно будет скомпенсировано увеличением составляющей силы тяжести, направленной вдоль линии траектории.

По Ред Девилу есть такая ссылка:
Цитата:
НЛО:
На днях разглядывал журнал Cross Country за 199-лохматый год и прочитал про такой вот парапланчег:
В 1995г. на Stubai Cup был представлен параплан Red Devil с площадью крыла 100 кв.м. (размах крыла 26м., удлинение 7.5). Пилотировал его некий Andre Bucher. Полетный вес равнялся 100кг. Балансировочная скорость- 15км/ч, скорость снижения- 0.5м/с.
15 км/ч - это 4,16 м/с.
Можно посчитать качество: 4,16 : 0,5 = 8,32.
bergen@ir
Гость
13 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
На моём третьем рисунке, где разложены вектора подъёмной силы и сопротивления крыла чётко видно,что при изменении сопротивления изменяется и истинный угол атаки крыла.Мнение, что угол атаки крыла параплана задан конструктивно и не изменяется в полёте ошибочно.Подтягивая клеванты пилот изменяет сопротивление параплана тем самым наклоняя глиссаду планирования и увеличивая угол атаки крыла.Мы знаем, что у крыльевых профилей есть критический угол атаки ,после которого происходит срыв.Так вот, затягивая клеванты, мы и увеличиваем угол атаки крыла до срыва. Этот пример показывает как изменяется угол атаки крыла в полёте.Угол заданный стропной системой остаётся при этом неизменным.
Редактировалось: bergen@ir (13 Окт 2013), всего редактировалось 2 раз(а)
theoretic
АвторТемы
13 Окт 2013
Уточнение
Написанное выше почти правильно. Но есть как минимум одно важное уточнение. Bergenair неявно предположил, что в установившемся полёте угол тангажа при разном положении клевант не меняется. Однако в реальности это не так, на разных режимах полёта крыло может иметь разные углы тангажа, по-разному располагаться относительно пилота. Изменения угла тангажа при этом вроде бы и невелики, но всё же сравнимы с углом атаки.
bergen@ir
Гость
14 Окт 2013
Re: Уточнение
Согласен,положение крыла изменяется под воздействием изменения угла набегающего потока,например при входе в термик и выходе.
dima-san
пилот выходного дня
14 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Следую взятому вами тону.
Цитата:
Параплан с большей нагрузкой на крыло будет иметь и большую скорость .чем менее нагруженный и соответственно большее сопротивление и меньшее качество.Другими словами один пилот улетит намного дальше, чем десять.Надеюсь это всем понятно и объяснять подробно нет необходимости.
А вот если бы вместо того, чтобы хвастать собственной дремучестью и бросаться на задачки для первокурсников не овладев арифметикой за четвёртый и физикой за пятый классы, вы попытались таки объяснить (хотя бы для себя) это нелепое утверждение, то обнаружили бы, что площадь - функция второй степени от линейных размеров, а масса - третьей. Но, поскольку этот добрый совет я давал вам не единожды, а вы ему так и не удосужились последовать, понимаю, что и на этот раз это, увы, бесполезно. Мог бы дать совет провести натурный эксперимент (практика легко подтверждает теорию - более тяжёлый пилот при прочих равных улетает _дальше_, чем лёгкий), но, похоже, практикой вы пренебрегаете ещё в бОльшей степени, нежели теорией.
bergen@ir
Гость
14 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Дима-сан, видите ли в чём дело.Вы так увлеклись спором со мной, что решили сами себя загнать в бутылку, пренебрегая аэродинамическими законами и заменяя их физикой за пятый класс.Открою вам тайну - на физике в пятом классе не изучают аэродинамику, а функции второй и третьей степени здесь вообще не к чему.Есть такое понятие как качество параплана.Максимальное его значение находится примерно на угле атаки 4-6 градусов.При одинаковых парапланах более тяжёлому пилоту придётся лететь с большим углом атаки чем лёгкому.А профиль с большим углом атаки будет иметь меньшее качество и пролетит меньше.Возможен вариант, когда оба параплана будут лететь с одинаковым углом атаки, но при этом скорость более тяжёлого пилота будет больше.А большая скорость, это большее аэродинамическое сопротивление, и соответственно меньшее качество. image162.gif Дима -сан, практики вас засмеют, так как по вашему выходит, что тяжёлый пилот летит с меньшим углом атаки, чем лёгкий.Может вы ещё станете утверждать, что когда погода скисает тяжёлому пилоту при одинаковых парапланах выпаривать легче?Мне стыдно учить вас прописным истинам , откройте учебник по аэродинамике , а потом умничайте.
Редактировалось: bergen@ir (14 Окт 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
dima-san
пилот выходного дня
14 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
Дима -сан, практики вас засмеют, так как по вашему выходит, что тяжёлый пилот летит с меньшим углом атаки, чем лёгкий.
Дорогой товарищ, не желающий открыть таки физику за пятый класс и арифметику за четвёртый. Этого бреда я не утверждал и никогда утверждать не буду. Это вы придумали какую-то лажу и пытаетесь выдать за моё мнение. Моё утверждение - тяжёлый пилот летит с бОльшим углом _планирования_. Что там у него при этом происходит с углом атаки - известно одному Теоретику и для решения данной задачи не важно. И улетает тяжёлый пилот при этом дальше. Если бы вы удосужились проверить это на практике (я, кстати, такое проделывал) или, что лучше, наконец, включить мозг, то поняли бы почему (даже на вашей картинке написан ответ). Все исходные данные я вам предоставил. Степени очень даже "к чему", а лезть в те дебри аэродинамики в которые вы пытаетесь залезть не разобравшись с основами (и поэтому там тонете), для этого как раз не к чему. Ответ лежит куда ближе к поверхности. Ну, попытайтесь хоть раз подумать. Это очень полезно.
УПД. А, да, это всё относится к полёту без ветра и/или против ветра. По ветру, действительно, лёгкий пилот улетит дальше. Но не за счёт качества, а за счёт более длительного нахождения в воздухе.
Редактировалось: dima-san (14 Окт 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
bergen@ir
Гость
14 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Уважаемый Дима - сан, гораздо ранее меня, на первый вопрос точно так же ответил анонимный пользователь vsv. Почему вы не прокомментировали его сообщение, или вы просто его не поняли? И ещё, вы не оригинальны, опять переходите на личности ,пытаетесь оскорбить. Если вы хотите общаться на форуме - так делать не надо, или я буду считать вас неадекватным ,и общение с вами будет занижать мой социальный статус.
Редактировалось: bergen@ir (14 Окт 2013), всего редактировалось 2 раз(а)
dima-san
пилот выходного дня
14 Окт 2013
Re: Разбираем вопросы
Первое. Я не комментировал ваш (как и чей либо ещё) ответ на изначальный вопрос. Я комментировал только ваше очевидное заблуждение в конкретном вопросе, противоречащее как ненавидимой вами математике, так и наблюдаемым и легко проверяемым фактам.
Второе. Даже этого я не стал бы делать, если бы вы не стали бахвалиться вашей необразованностью и задавать уничижительный к собеседнику тон дискуссии. Ну, вот так сложилось, что воинствующее невежество причиняет мне невыносимые моральные страдания .
Igor C
14 Окт 2013
Тов. админы, снесите...
...пожалуйста, эту "тему". Она ведь удалялась уже, зачем её опять вытащили?

Сейчас тут начнётся (уже началось) долгое и нудное прохождение с уваж. Берген-эйром ВСЕГО курса аэродинамики и физики полёта. Сопровождаемое ироническими репликами, удивлениями по поводу осведомлённости друг друга, обидами, туманными намёками и важными замечаниями насчёт прописных истин.
Тем, кто более-менее разбирается в предмете, это не интересно; тем, кто хотел бы разобраться - не полезно, возможно, и вредно.
"Тема" - ни о чём, вот и выливается в такое.
Обычно на форуме - есть какой-то конкретный вопрос - он формулируется и обсуждается.
А какой конкретный вопрос этой "темы"? Его нет. Получается захламление.

bergen@ir, вы только не обижайтесь. Скачайте книгу А.Вотяков, Н.Каюнов "Аэродинамика и динамика полёта самолёта" и прочитайте главу VIII "Планирование самолёта". Хорошо всё изложено, с формулами.

Только там нет такого парапланерного нюанса - почему большой параплан летит лучше маленького.
Разобравшись с этим вопросом (он уже обсуждался на форуме) можно понять, почему при некотором увеличении веса пилота с подвеской параплан улетит немного дальше (по прямой).

Но это только один из многих вопросов. Вы если хотите обсудить что-то конкретное - или найдите соотв. тему/ветку, или если такой нет - создайте. Чтобы каши не было.

upd:
Цитата:
почему большой параплан летит лучше маленького.
Разобравшись с этим вопросом...
Можно почитать здесь
Редактировалось: Igor C (17 Окт 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
theoretic
АвторТемы
14 Окт 2013
Почему большой параплан летает лучше маленького?
Нет ничего проще. Почему велосипед-тандем едет быстрее одноместного велосипеда? И, кстати, почему параплан-тандем при прочих равных (удлинение, удельная нагрузка и т.п.) летает лучше одноместных парапланов?

Да потому, что уменьшается отношение площади "вредных" (не создающих подъёмной силы -- или тяги в случае велика-тандема) элементов конструкции к площади всей конструкции.

Совсем простой пример. На уровне FAI установлено ограничение 0,5 мм для диаметра строп параплана. Представим себе радикальный компетишен, у которого все стропы имеют диаметр 0,5 мм -- меньше уже некуда. А теперь ещё поднапряжём фантазию и представим, что этот супер-мега-компет существует в очень большом диапазоне размеров, самый маленький из которых -- 10 кв.м., а самый большой -- 100 кв.м.

При постоянном диаметре строп площадь стропления, омываемая потоком, будет пропорциональна высоте стропления (или размаху крыла, ибо речь идёт о разных размерах одной и той же модели параплана). А площадь нашего мега-компета с увеличением размаха растёт пропорционально... квадрату размаха!

Интересная получается картина. Площадь стропления -- и сопротивление строп! -- растёт как первая степень характерных размеров крыла. Площадь крыла -- и подъёмная сила крыла! -- растёт как квадрат характерного размера. Выходит, что при наших допущениях относительно диаметра строп доля сопротивления стропления с ростом размаха будет падать как 1/размах.

Настала пора разобраться с сопротивлением пилота -- с точки зрения аэродинамики он тоже "вредный" элемент конструкции. Площадь поперечного сечения пилота растёт как квадрат его габаритов, а масса -- как их куб. В то же время размеры крыла выбираются исходя из удельной нагрузки на крыло, и, грубо говоря, оптимальная площадь крыла зависит от массы пилота линейно. Получается, что чем крупнее пилот -- тем меньше отношение площади пилота к площади крыла, тем меньше вредного сопротивления он привносит в систему.

Круто, правда?

С прикладной точки зрения это означает, что чем больше площадь крыла -- тем меньше можно заморачиваться с "вылизыванием" конструкции. Поэтому мало кто ставит на тандемы безоплёточные стропы -- при площади крыла, типичной для тандема, можно добиться достаточно небольшого сопротивления стропления и с обычными стропами. Поэтому так сильно жалуются на жизнь худышки-компетиторши, вынужденные летать на совсем маленьких компетах -- диаметры строп у разных площадей одинаковые, предельно малые, но доля сопротивления строп для маленького крыла оказывается больше. Соответственно, маленькие компеты летают заметно хуже больших.

Кстати о тандемах. С точки зрения аэродинамики экипаж тандема -- это даже круче, чем толстый пилот в коконе. Масса -- двойная, а сопротивление -- примерно как у одного пилота. Если заменить слово "масса" на "мощность", то станет понятно, почему велосипеды-тандемы уделывают по скорости одноместные велосипеды.
Alex-taraz
пилот выходного дня
17 Окт 2013
Re: Почему большой параплан летает лучше маленького?
Цитата:
Да потому, что уменьшается отношение площади "вредных" (не создающих подъёмной силы -- или тяги в случае велика-тандема) элементов конструкции к площади всей конструкции.
Попробую развить. Мне кажется, что при размерах ЛА, соспоставимых с вихрями в атмосфере (турбулентности), она (турбулентность) влияет на ЛА сильнее, чем на ЛА крупных размеров. То есть, например, если вихрь в атмосфере диаметром 1м может поставить на карачки авиамодель с размахом крыла 1 м и менее, то авиамодель с размахом 2-3 метра он только качнёт, потому что ЛА больше самого вихря. Так же и в парапаланеризме и в большой авиации. Вывод практический, из наблюдений за изготовленными авиамоделями.
ЯнекРут
04 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
Моё утверждение - тяжёлый пилот летит с бОльшим углом _планирования_.
Аэродинамика утверждает, что изменение массы (веса) на угол качества не влияет.
Соответственно, теоретически, в штиль, что лёгкий пилот , что тяжелый сядут в одной точке.
Однако практически это может быть не всегда так. Если планирование осуществляется против ветра, то тяжелый пилот улетит дальше.
Это произойдет потому, что увеличение веса увеличивает скорость.
Соответственно, тяжёлого пилота будет слабее сносить.
ingener
пилот выходного дня
05 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
Аэродинамика утверждает, что изменение массы (веса) на угол качества не влияет.
Ну не уподобляйтесь хоть вы авторам альтернативной физики!
Не проглатывайте слова!
Полностью (и более правильно) это должно звучать так:

Аэродинамика утверждает, что изменение массы (веса) на угол планирования и аэродинамическое качество не влияет.

Угол качества тоже встречается в литературе, но гораздо реже.
dima-san
пилот выходного дня
05 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
Аэродинамика утверждает, что изменение массы (веса) на угол качества не влияет. 
Соответственно, теоретически, в штиль, что лёгкий пилот , что тяжелый сядут в одной точке. 
Это в случае, если пилот представляет собой материальную точку или если его линейные размеры не зависят от массы. В данном случае имелась в виду разница в скоростях роста квадратичной и кубической функций (то есть площади сечения и объёма-веса).
ЯнекРут
05 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
В данном случае имелась в виду разница в скоростях роста квадратичной и кубической функций (то есть площади сечения и объёма-веса).
Камрад! Выражайся так, чтобы хамоватое быдло (то есть я) всё понял.
Ты что имеешь в виду, что у тяжёлого пилота растёт мидель? Или давай тогда функции в студию с пояснениями.
theoretic
АвторТемы
14 Окт 2013
Оригинально!
Цитата:
Параплан с большей нагрузкой на крыло будет иметь большую скорость .чем менее нагруженный и соответственно большее сопротивление и меньшее качество.

Весьма оригинально!

Цитата:
Параплан с большей нагрузкой на крыло будет иметь большую скорость

Да, верно. В установившемся полёте параплана полная аэродинамическая сила (ПАС) компенсирует вес системы. Больше вес, больше удельная нагрузка -- больше должна быть и полная аэродинамическая сила. Все аэродинамические силы пропорциональны квадрату воздушной скорости -- следовательно, для компенсации возросшего полётного веса параплану придётся увеличить свою воздушную скорость.

Цитата:
...и соответственно большее сопротивление

Да, верно. Сопротивление, как и прочие аэродинамические силы, растёт как квадрат воздушной скорости.

Цитата:
...и меньшее качество

Неверно. Аэродинамическое качество -- это отношение подъёмной силы к сопротивлению. Судя по всему, bergen@ir неявно предположил, что при росте скорости подъёмная сила должна меняться иначе, чем сопротивление. Но и подъёмная сила, и сопротивление меняются как квадрат воздушной скорости. Следовательно, при росте воздушной скорости параплана обе эти силы изменятся в равное число раз. Не могу придумать никакой вменяемой причины для того, чтобы подъёмная сила при росте воздушной скорости менялась не так, как сопротивление. Подозреваю, что bergen@ir просто забыл о том, что подъёмная сила тоже как-то зависит от воздушной скорости.

Цитата:
Другими словами один пилот улетит намного дальше, чем десять

Про аэродинамику объяснил выше. Но есть и дополнительные соображения, подтверждающие неверность этого утверждения.

Во-первых, дальность полёта с фиксированной высоты сильно зависит от силы ветра и вертикальных потоков. При полёте по ветру лёгкий пилот при прочих равных действительно улетит дальше тяжёлого, но при полёте против ветра ситуация изменится с точностью до наоборот. Во-вторых, на практике аэродинамическое качество параплана зависит от удельной нагрузки очень слабо, и зависимость эта объясняется только тем, что при более высокой нагрузке поверхность параплана имеет меньше складок.

И напоследок -- давайте попробуем принять постулат Бергенейра на веру и обратимся к опыту спортсменов-компетиторов. Лёгкий пилот улетает дальше? Так давайте же наращивать площади крыльев и облегчать всё, что только можно! В лидеры соревнований выходят худосочные карлики на парапланах площадью 100 кв.м., а раскормленные владельцы Айспиков и Бумерангов нервно курят в стороне -- их эра окончилась... Что-то не сильно похоже на реальность, не правда ли? В реальности всё происходит ровно наоборот. Лёгкие пилоты проигрывают более тяжёлым по целому ряду причин, главная из которых -- недостаток удельной нагрузки. Чтобы хорошо нагрузить параплан, лёгкому пилоту нужен аппарат очень небольшой площади -- а чем мельче парапланы, тем более резко они себя ведут и тем хуже летают. Поэтому с точки зрения аэродинамики в нашем спорте выгодно быть огромным раскормленным дядькой и таскать с собой килограммов 30 балласта. Кстати, в Кодексе FAI давно уже есть ограничение на максимальный полный вес снаряжения -- и это неспроста. В погоне за большим, выгодным по аэродинамике, полётным весом пилоты одно время брали до 40 литров балласта, что делало старт и посадку весьма рискованными мероприятиями...
bergen@ir
Гость
14 Окт 2013
Re: Оригинально!
Для подтверждения своей правоты вы утрируете подаваемую информацию.Например это относится к лёгким пилотам на огромных парапланах.Есть понятие, весовая вилка крыла.Это значит, что как перегруз так и недогруз отрицательно влияют на аэродинамическое качество крыла.Происходит такое явление потому, что максимум аэродинамического качества находится в узком диапазоне углов атаки. Ещё вы часто опровергаете самого себя.Сначала пишете, что подъёмная сила и сопротивление с ростом скорости изменяются в равное число раз, а это говорит об одинаковых характеристиках парапланов с различной нагрузкой.А затем доказываете преимущество параплана с большей нагрузкой.Пример с велосипедом интересный, жаль не имеет к нашей тематике никакого отношения.Если честно ,я рад ,что вы пришли с Игорем к согласию.
Cruiser
Гость
14 Окт 2013
Re: Оригинально!

Подарите ему кто-нибудь. Ну пажааааалусто. Ну ведь сил больше нет такое читать... :censored:
Test
15 Окт 2013
Re: Оригинально!
А уточните, пожалуйста, по какой оси там откладывается вес пилота?
dima-san
пилот выходного дня
15 Окт 2013
Re: Оригинально!
Определите в каких-нибудь общеупотребительных терминах угол атаки параплана. Зафиксируйте условия (например, полностью отпущенные клеванты). Подумайте о влиянии веса пилота на угол атаки при прочих равных.
Подсказка: при правильном определении термина угла атаки, вы придёте к выводу об отсутствии влияния веса пилота на этот угол. Если получите какие-то иные результаты, то либо неправильно определили угол атаки, либо подменили этот термин каким-то другим. Goto самое начало.
theoretic
АвторТемы
15 Окт 2013
Уточнение
Цитата:
Сначала пишете, что подъёмная сила и сопротивление с ростом скорости изменяются в равное число раз, а это говорит об одинаковых характеристиках парапланов с различной нагрузкой.А затем доказываете преимущество параплана с большей нагрузкой.

А почитать внимательнее?

1. Я писал про преимущество больших парапланов перед маленькими, а не о том, что выгодно повышать удельную нагрузку. Иначе те самые компетиторы дружно пересели бы на спидфлайеры.

2. Описанные мной преимущества никак не связаны с вопросом об угле атаки.
Test
15 Окт 2013
Re: Уточнение
Алексей, погоди.
Стало чуть ли не нормой каждый раз ссылаться на эту самую кривую, оптимальный угол и прочие параметры.
Хлоп вставку картинки! И глядя на нее, каждый говорит о своем, о личном ... А картинка для интерьера.
Вот я и задал вопрос, где в этой кривой параметр веса? Если его нет, то и влияния нет. Верно?
theoretic
АвторТемы
15 Окт 2013
В рамках приведённой картинки -- ответ положительный, нет влияния
Я рассматривал более тонкие и менее очевидные вещи, которых нет в классических учебниках по аэродинамике. Однако тот факт, что маленькие крылья летают хуже независимо от удельной нагрузки, хорошо известен на практике, и объясняется он достаточно просто (расписал выше).
vsv
Гость
18 Окт 2013
Re: В рамках приведённой картинки -- ответ положительный, нет влияния
Просто для более больших парапланов качество будет возрастать.Если представить пилота в виде шарика то увелечение веса зависит от куба,а площадь от квадрата радиуса.
bergen@ir
03 Фев 2014
Re: Оригинально!
Надеюсь, что автор темы, уважаемый Теоретик не обидится на меня за Маленькое уточнение. Теоретик пишет:
Цитата:
Неверно. Аэродинамическое качество -- это отношение подъёмной силы к сопротивлению. Судя по всему, bergen@ir неявно предположил, что при росте скорости подъёмная сила должна меняться иначе, чем сопротивление. Но и подъёмная сила, и сопротивление меняются как квадрат воздушной скорости. Следовательно, при росте воздушной скорости параплана обе эти силы изменятся в равное число раз. Не могу придумать никакой вменяемой причины для того, чтобы подъёмная сила при росте воздушной скорости менялась не так, как сопротивление. Подозреваю, что bergen@ir просто забыл о том, что подъёмная сила тоже как-то зависит от воздушной скорости.
В принципе я согласен с данным высказыванием, за маленьким исключением. Данное предположение верно в случае, если каждый элемент системы, пилот, параплан, подвеска, стропы, имея сопротивление, создаёт при этом подъёмную силу. Применительно к самому крылу, всё верно- рост сопротивления компенсируется пропорциональным ростом подъёмной силы. Сопротивление же пилота и строп с ростом скорости увеличиваются, но не компенсируются ростом подъёмной силы, так как они её не создают. В итоге растёт общее сопротивление и падает качество. Возможно это и есть та вменяемая причина для роста общего сопротивления аппарата. Что же касается высказывания:
Цитата:
Во-первых, дальность полёта с фиксированной высоты сильно зависит от силы ветра и вертикальных потоков. При полёте по ветру лёгкий пилот при прочих равных действительно улетит дальше тяжёлого, но при полёте против ветра ситуация изменится с точностью до наоборот. Во-вторых, на практике аэродинамическое качество параплана зависит от удельной нагрузки очень слабо, и зависимость эта объясняется только тем, что при более высокой нагрузке поверхность параплана имеет меньше складок.
то в условии задачи этот момент чётко оговорен:
Цитата:
Вопрос 1. Параплан Red Devil площадью 100 кв.м. имеет полётный вес 1000 кг -- это пилот + 10 парашютистов. Параплан летит в спокойном воздухе без ветра и термичности в установившемся балансировочном режиме. Затем все парашютисты отделяются от параплана, пилот дожидается установления балансировочного полётного режима и продолжает полёт. Что произойдёт с углом атаки параплана после завершения переходного процесса?
С уважением, Геннадий.
Редактировалось: bergen@ir (03 Фев 2014), всего редактировалось 1 раз(а)
ingener
пилот выходного дня
03 Фев 2014
Re: Оригинально!
Цитата:
Сопротивление же пилота и строп с ростом скорости увеличиваются, но не компенсируются ростом подъёмной силы, так как они её не создают.
Неверно.
Для компенсации (сохранения постоянного аэродинамического качества) не нужно создавать подъемную силу в еще одном месте. Достаточно чтобы сумма всех сил сопротивления изменялась в зависимости от скорости по тому же квадратичному закону, что и подъемная сила.
Редактировалось: ingener (03 Фев 2014), всего редактировалось 2 раз(а)
bergen@ir
04 Фев 2014
Re: Оригинально!
Виктор Иванович, при всём уважении не могу согласиться с вашим утверждением. Возможно вы просмотрели свою ошибку из за того, что сложно делать математические расчёты в уме. Вы предположили, что сопротивления, параплана, строп и пилота в подвеске имеют одинаковый коэффициент Сх. На самом деле все эти коэффициенты имеют разное значение, к примеру крыло-0.04:пилот-0.35: а стропы-1, и считаются они по отдельности, а затем складываются. Это самая вероятная причина вашей ошибки. Если не убедил, завтра докажу математически, хотя если честно- лень.
Eskoff
04 Фев 2014
Re: Оригинально!
Да... Эт шедевр... Хоть бы Янек пришел, постебался, а то это уже даже не смешно...
ЯнекРут
04 Фев 2014
Re: Оригинально!
чтоб постебаться нужно почитать.
щас на занят, но дома в тепле.... ОБЯЗАТЕЛЬНО.
ingener
пилот выходного дня
04 Фев 2014
Re: Оригинально!
Цитата:
На самом деле все эти коэффициенты имеют разное значение, к примеру крыло-0.04:пилот-0.35: а стропы-1, и считаются они по отдельности, а затем складываются.
Вы какие коэффициенты имеете ввиду? Судя по упомянутым значениям индивидуальные, приведенные каждый к характерному параметру каждого элемента? Так их действительно перед сложением нужно приводить например к площади крыла. А потом складывать. Но эти коэффициенты не считают, их измеряют и заносят в таблицы. И это азбука. Неудобно даже напоминать.
Вы упорно не хотите замечать, что в формулах для расчета силы сопротивления и подъемной силы в зависимости от скорости коэффициенты Сх и Су - это постоянные коэффициенты и это единственное что не сокращается при определении аэродинамического качества К=Су/Сх. Как видите, скорости в этой формуле нет и аэродинамическое качество, определенное по ней, не может зависеть от скорости.

Конечно, если рассматривать более внимательно и учитывать, что Сх не постоянный коэффициент а функция от числа рейнольдса, то тогда некоторая зависимость от скорости просматривается. Но не та, о которой говорите вы.

Так что с моим утверждением вам просто придется согласиться.
theoretic
АвторТемы
05 Фев 2014
Ликбез
Цитата:
Вы предположили, что сопротивления, параплана, строп и пилота в подвеске имеют одинаковый коэффициент Сх. На самом деле все эти коэффициенты имеют разное значение, к примеру крыло-0.04:пилот-0.35: а стропы-1, и считаются они по отдельности, а затем складываются.

Придётся немножко позаниматься ликбезом.

Чего равно сила сопротивления, действующая на тело в потоке? Его можно выразить формулой

X = Cx * S * r * v^2/2

Здесь S -- площадь тела, r -- плотность воздуха, v -- скорость потока, набегающего на тело. Размерность величины X -- естественно, ньютоны. А Cx -- это безразмерный коэффициент, описывающий то, как сильно тело возмущает обтекающий его поток. С рядом допущений Cx для тела можно посчитать, смоделировав обтекание тела численными методами. Но на практике "це-иксы" обычно уточняют опытным путём, ибо расчёты не всегда достаточно точны.

Теперь рассмотрим конструкцию из нескольких механически связанных тел, разнесённых достаточно далеко, чтобы не влиять на обтекание друг друга. Силу сопротивления такой системы тел можно посчитать примерно так:

X = Cx1 * S1 * r * v^2/2 + Cx2 * S2 * r * v^2/2 + ... + CxN * SN * r * v^2/2

Эту формулу можно записать в более удобном виде:

X = r * v^2/2 * (Cx1 * S1 + Cx2 * S2 + ... + CxN * SN)

Теперь хорошо видно, что вклад каждого тела в общее сопротивление определяется не только коэффициентом Cx для этого тела, но и его площадью.

Вывод: складывать "це-иксы" в лоб -- занятие, лишённое смысла. Имеет смысл складывать произведения Cx на S.
bergen@ir
05 Фев 2014
Re: Ликбез
Алексей, ответьте на простой вопрос. Коэффициенты аэродинамического сопротивления крыла, пилота и строп имеют одинаковое значение? С уважением.Геннадий.
theoretic
АвторТемы
06 Фев 2014
Пожалуйста
Цитата:
Коэффициенты аэродинамического сопротивления крыла, пилота и строп имеют одинаковое значение?

Cх крыла может иметь довольно широкий диапазон значений (подробнее это можно узнать, изучая понятие "поляра крыла"). Навскидку -- примерно от нескольких сотых до единицы.

Усреднённый Cx строп, насколько я знаю, достаточно велик -- что-то около десятых, может, даже и близко к единице. Проблема в том, что стропы парапланов работают при очень невыгодных значениях чисел Рейнольдса.

Cx пилота сильно зависит от позы пилота и модели подвески. Правильнее говорить о Cx системы "пилот-подвеска". Данные продувок этой системы неоднократно появлялись на форуме, и там фигурировали значения в районе десятых -- примерно от 0,1 до 0,5.
bergen@ir
06 Фев 2014
Re: Пожалуйста
Уважаемый Алексей, ака Теоретик. Уповаю на вашу справедливость и беспристрастность, инженеру доверить не могу, так как он спор ведёт неаргументированно, а любые аргументы бездоказательно опровергает. Суть вопроса в том, что я прорсчитал качество одного и того же крыла для различной скорости полёта. Для упрощения сопротивлением строп пренебрегаем, если же учесть сопротивление строп, то качество более быстрого крыла упадёт дополнительно на 0.2-0.3 единицы. Итак имеем крыло площадью 30 метров, угол атаки постоянный Cу-0.7, Сх-0.07.Пилот в подвеске, площадь 0.5 метра квадратных Сх пилота 0.5. Скорость полёта в первом случае 7 метров в секунду, во втором 14 метров в секунду. Опускаю длинные и неинтересные вычисления. Общее качество системы параплан пилот для медленного режима 8.93, и для быстрого параплана 8.73. Вывод, с увеличением скорости параплана, хоть и не критически, но падает качество. Основную роль в этом играет Сх пилота, отличающийся от Сх крыла как Сх0.5 и Сх0.07.Если ошибаюсь, укажите на ошибку.
theoretic
АвторТемы
06 Фев 2014
Сказать нечего
Пока не увижу "длинные и неинтересные вычисления", ничего сказать не могу. Кроме одного простого слова: поляра. Рекомендую присмотреться к этому понятию повнимательнее -- глядишь, и не придётся делать "длинные и неинтересные вычисления".
bergen@ir
06 Фев 2014
Re: Сказать нечего
К сожалению у меня нет поляры параплана, если у вас есть возможность, вышлите мне на почту.
theoretic
АвторТемы
06 Фев 2014
Зачем на почту?
Всё просто. Конечно, не все приведённые картинки верны, но с точностью плюс-минус лапоть этого достаточно.
bergen@ir
06 Фев 2014
Re: Зачем на почту?
А вы даёте себе отчёт, что поляра даётся для крыла, но не для всего аппарата в целом? Поляра параплана со стропами и пилотом в подвеске немного отличается от поляры чисто крыла. Вы сами писали, что сами коэффициенты, без площадей и скорости крыла ничего не значат. Попробуйте сами просчитать крыло с различными скоростями полёта, с учётом сопротивления пилота и вы с удивлением обнаружите, что с ростом скорости крыла, качество падает(при одном и том же Су и Сх, но отличающихся скоростях полёта к примеру в два раза).Я вам преднамеренно дал фору, потому как в условии задачи присутствуют 10 пилотов, а сопротивление 10 в любом случае больше чем одного, и качество при этом упадёт ещё больше.( но в расчётах предлагаю для чистоты эксперимента принять сопротивление одного пилота в обоих случаях.)
... (есть еще ответы) ...
mmm
пилот выходного дня
09 Фев 2014
Re: Пожалуйста
чтобы не углубляться в формулы.

лобовое сопротивление (как суммарное, так и по отдельности) пропорционально квадрату скорости. и подъемная сила пропорциональна квадрату скорости. соответственно качество от скорости не зависит (в некотором приближении, конечно).
theoretic
АвторТемы
05 Фев 2014
Копаем дальше
Цитата:
Данное предположение верно в случае, если каждый элемент системы, пилот, параплан, подвеска, стропы, имея сопротивление, создаёт при этом подъёмную силу. Применительно к самому крылу, всё верно- рост сопротивления компенсируется пропорциональным ростом подъёмной силы. Сопротивление же пилота и строп с ростом скорости увеличиваются, но не компенсируются ростом подъёмной силы, так как они её не создают. В итоге растёт общее сопротивление и падает качество. Возможно это и есть та вменяемая причина для роста общего сопротивления аппарата.

И снова неверно. Штука в том, что при росте воздушной скорости подъёмная сила будет расти пропорционально квадрату той самой скорости. Равно как и сила сопротивления.

Стоп-стоп-стоп. А как же тогда получается, что один и тот же параплан может летать и медленно, и быстро? Выходит, что подъёмная сила у него всё-таки не зависит от скорости?

Ещё как зависит. Просто для управления скоростью пилот вынужден придавать крылу разные конфигурации и менять угол атаки крыла. Можно сказать, что для достижения нужной скорости пилот подбирает коэффициент подъёмной силы Cy таким образом, чтобы на требуемой скорости в системе возникло равновесие сил. А как при этом меняется Cx системы -- можно посмотреть на полярах парапланов. И вот тогда всё встанет на свои места.

Да, при уменьшении угла атаки крыла качество у него действительно падает. Причина этого очень проста: даже при нулевой подъёмной силе крыло создаёт некое ненулевое сопротивление. И по мере приближения к углу атаки и конфигурации крыла, обеспечивающей нулевое значение Cy, качество действительно снижается. Но напомню, что так получается именно при управлении углом атаки и конфигурацией крыла. А если рассматривать крыло с постоянным углом атаки и неизменной конфигурацией на разных скоростях, то аэродинамическое качество с хорошей точностью будет оставаться неизменным.
mmm
пилот выходного дня
09 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
Угол атаки параплана задаётся конструктивно

конструктивно задается угол тангажа (ближайший по смыслу термин из "большой" авиации).

угол атаки в некотором приближении жестко связан со скоростью и подъемной силой. если точнее, то подъемная сила зависит от скорости и угла атаки.

но т.к. в установившемся режиме, в некотором приближении, вес численно равен подъемной силе, а вес в свою очередь постоянен (в некотором приближении) на протяжении полета, то можно сказать, что угол атаки жестко связан со скоростью.

кстати, все органы управления параплана существенно меняют параметры профиля. по этому применять зависимости надо тоже с оговорками.
ingener
пилот выходного дня
09 Фев 2014
Re: Разбираем вопросы
Цитата:
конструктивно задается угол тангажа (ближайший по смыслу термин из "большой" авиации).
Есть термин еще ближе. Установочный угол. Это угол между хордой крыла центроплана и горизонтом на чертеже в положении крыла, изображенном на чертеже.
Обычно на чертеже параплан изображается в положении, когда над карабинами находится точка 25% хорды.

  Форумы paraplan.ru ParaForum Теория Вопросы по мотивам переписки с Одним Очень Специальным Пользователем



Перейти: