Вопрос к СПЕЦИАЛИСТАМ по практической аэродинамики

[avenger1_1]

Недавно сильно "подвис" на симуляторе ИЛ2 ЗС и для большего понимания летных процессов решил изучить практическую аэродинмику. В результате столкнулся со следующим феноменом в игре: Когда выпускаются закрылки нос самолета поднимается, т.е. по мнению разработчиков возникает кабрирующий момент.

Насколько я понимаю, кабрирующий момент может возникнуть 1)только когда точка приложения на крыле(центр давления на крыле) УВЕЛИЧИВШЕЙСЯ в результате выпуска закрылок подъемной силы лежит впереди центра тяжести (И)ИЛИ ЖЕ 2)выпуск закрылок увеличивает угол скоса потока за крылом на
стабилизатор и увеличивает отрицательную подъемную силу на нем(кабрирует самолет), тем самым пересиливая пикирующий момент на крыле.
На многих самолетах центровка была достаточно передняя (<=25%САХ) и, следовательно, центр давления ВСЕГДА находился сзади центра тяжести(а при выпуске закрылок смещение ЦД назад еще усиливается вследствии удлинения хорды крыла).Т.е. выпуск закрылок обязан создавать ПИКИРУЮЩИЙ момент.
Далее, так как стабилизатор находился на многих
самолетах достаточно удаленно от крыла и главное ВЫШЕ(например BF-109), то усиление отрицательной подъемной силы на стабилизаторе вследствии увеличения угла скоса потока ВРЯД ЛИ перевешивало увеличенный пикирующий момент на крыле при выпуске закрылок. Кстати, подтверждение того, что при выпуске закрылок нос должен был опускаться можно найти в РЛЭ ЛА5:

"Перед выпуском щитков создать давление на ручку (кабрирующий
момент) триммером руля высоты." Зачем же создавать
дополнительный кабрирующий момент, как не для компенсации
возникающего ПИКИРУЮЩЕГО МОМЕНТА при выпуске закрылок!!!!

Подобное можно найти и в РЛЭ ЛА-5ФН:

"Глиссада планирования с выпущенными щитками круче, чем с убранными, и самолёт ТЯНЕТ НА НОС(висит на ручке).
После выпуска щитков взять триммер руля высоты на себя (создать кабрирующий момент)."

Заметьте, я не утверждаю, что при выпуске закрылок нос любого самолета должен опускаться, это естественно не так и зависит от перечисленных выше обстоятельств. Просто в этом симуляторе у всех самолетов(по крайней мере тех которых я посмотрел: истребители ЯКи, миг-3, Лагг3, Ла-5,ЛА-5ФН, BF-109) нос поднимается, хотя в реальности дело обстояло похоже ровно наоборот.

Поправьте меня, пожалуйста, если я ошибаюсь.

На мой взгляд для ТАКОГО симулятора это СУЩЕСТВЕННЫЙ НЕДОСТАТОК в летной модели самолета....


Кстати, я задавал этот вопрос на форуме для ИЛ-2, но к сожалению научно-обоснованого ответа не получил.

Пожалуйста, подтверждайте Ваше мнение математически или хотя бы с пониманием физики процесса.
Заранее спасибо.

[Han]

Да бага это наверное. Че тут объяснять-то...

[Maximus_G]

А НЕспециалисту комментировать можно?

Originally posted by avenger1_1
На многих самолетах центровка была достаточно передняя (<=25%САХ) и, следовательно, центр давления ВСЕГДА находился сзади центра тяжести(а при выпуске закрылок смещение ЦД назад еще усиливается вследствии удлинения хорды крыла).Т.е. выпуск закрылок обязан создавать ПИКИРУЮЩИЙ момент.

Во-1, при выпуске щитков/закрылков САХ не удлиняется, зато увеличиваются эффективный угол атаки крыла и кривизна (вогнутость) его профиля (оба эффекта увеличивают подъёмную силу).

Во-2, увеличение УА автоматически приводит к смещению ЦД вперед.

Таким образом, смещение ЦД вперед и увеличение подъёмной силы стремятся создать противоположные моменты, и вопрос только в том, кто кого раньше компенсирует

Однако, с общим выводом я согласен - при выпуске щитков/закрылок, ЛА, имеющие хорошую переднюю центровку должны "вспухать" и как минимум - сохранять угол тангажа, никак не увеличивая его. На докритике, конечно.

[Olgerd]

Из нижеприведенного текста следует, что как правило момент на пикирование, но может быть и на кабрирование, если крыло стреловидное, например.

[Olgerd]

.

[Olgerd]

3

[Olgerd]

4

[Olgerd]

5

[BBC24]

В ЗС не играл, но могу предположить откуда "уши растут".
При выпуске закрылков увеличивается подъемная сила, а значит, появляется вертикальная составляющая скорости (предполагаем, что до выпуска были в ГП). А значит, вектор скорости направлен уже не горизонтально (набор высоты).
Самолеты в Ил-2 все устойчивые в продольном канале, поэтому обязаны держать нос по потоку - вверх :p

Все это с оговорками, например, скорость должна быть большая, иначе уже другие эффекты будут важнее.

Кстати, похожая по смыслу вещь, когда из ГП с оттриммированной ручкой добавляешь оборотов, тоже нос задирается

[Olgerd]

А причем здесь прирост вертикальной скорости? Речь идет о моменте тангажа.

[Olgerd]

Только если... при возникновении положительной вертикальной скорости появляется сила действующая вниз, и соотв. момент стремящийся опустить хвостовую часть. БОльшая часть крыла находится ведь позади центра масс. Вопрос тогда в величине этого момента.

[BBC24]

Например, тангаж ноль и набор высоты => отрицательный угол атаки. Что странно для устойчивого самолета с ручкой возле нейтрали
Это если этот отрицательный угол большой, потому что маленький отрицательный с выпущенными закрылками может быть.

[Dim]

Интересная дискуссия !

Не бейте больно, но... вопрос такой: а в Ил-2 ЗС моменты инерции (ну там по тангажу, по крену) вообще расчитываются, или как-то более-менее правдиво параметризованы?

То есть, сам предмет (расчёты возникающих моментов при отклонении управляющих поверхностей, определяющих движение не центра масс ЛА, а изменение положения по осям) ЕСТЬ в модели динамики?

Никого не хотел обидеть

[avenger1_1]

2 Maximus_G

В случае с невыдвигающимися щитками/закрылками(какие и были на истребителях WW2) Вы правы: CАХ не увеличивается, однако кривизна профиля растет и центр давления всеж таки сместится назад по хорде.Хотя наверное увеличение угла атаки и компенсирует в какой то степени это смещение. Так как не имеем конкретных значений оставим тогда центр давления крыла на месте))

2BBC24 и 2 Olgerd
Согласен, что повышение вертикальной составляющей скорости будет способствовать опусканию хвоста, однако скорость эта в начальный момент не существенна(еще не разогнались вверх ), а момент уже будет действовать. Соглашусь здесь с Olgerd:

"Только если... при возникновении положительной вертикальной скорости появляется сила действующая вниз, и соотв. момент стремящийся опустить хвостовую часть. БОльшая часть крыла находится ведь позади центра масс. Вопрос тогда в величине этого момента."

Кстати, ускоряющееся движение вверх с опущенным носом просто приведет к уменьшению угла атаки на крыло, подъемная сила уменьшиться и пикирующий момент естественным образом снизиться, а следовательно и отрицательный тангаж уменьшится.

2Dim
Я к сожалению, не имею представления о том как реализуется полетная модель в ИЛ2 ЗС. Можно задать этот вопрос ТАМ

Спасибо Всем за интересные мнения!!!
Очень приятно вести конструктивную дискуссию.

Обобщая Вашу информацию и найденную мной на буржуйских аэро-сайтах пришел к тем же выводам, что я сделал вначале топика:
Для того, чтоб понять куда будет разворачиваться нос вверх или вниз, важно знать:

1) Компоновку самолета, его центровку, положение центра тяжести относительно центра давления на крыле.И самое главное: момент подъемной силы при выпущенных закрылках и без них относительно центра тяжести

2) Влияние скоса потока на хвостовое ГО и насколько увеличивается момент подъемной силы на ГО за счет увеличения скоса потока при выпуске закрылок. Очевидно это влияние усиливается со скоростью полета и тягой двигателя(если не учитывать момент при децентрации оси двигателя отностительно ЦТ).

От соотношения этих моментов и будет зависит поднимется или опустится нос.

Чем выше и дальше относительно крыла находится ГО, тем меньше влияние скоса потока крыла на ГО, и при нормальной балансировочной схеме такой самолет будет опускать нос(посмотрите на большие гражданские и транспортные самолеты где ГО находиться значительно выше крыла, они однозначно пикируют при передней центровке при выпуске закрылок)

Также самолеты с высоким расположением крыла(high wing), очевидно имеют очень сильное влияние на ГО, на таких самолетах кабрирующий момент более вероятен. Обратное утверждение имеем для саолетов с низким расположением крыла(low wing).

Многие самолеты WW2 (хотя конечно не все)имели переднюю центровку или такую когда цт был впереди цд, низкое расположение крыла, ГО размещалось как правило выше крыла, хотя все таки недостаточно высоко и недостаточно удаленно для исключения влияния скоса потока.
Я так понимаю, что каждый самолет требует отдельного разбирательства какие моменты у него перевешивают.
Очень трудно найти такую информацию в сети. Видимо надо спрашивать тех кто летал на них.
Но судя по приведенным мною выдержкам из РЛЭ Ла-5, Ла-5фн(см. начало топика) иначе, чем пикирущим моментом при выпуске закрылок я объяснить не могу. Хотя в игре и Ла5 стабильно кабрирует при выпуске закрылок на всех режимах полета.
ГДЕ ИСТИНА!!!

P.S.Я приатачил материалы которые удалось собрать по этой теме

[D@n&L]

Originally posted by avenger1_1


"Перед выпуском щитков создать давление на ручку (кабрирующий
момент) триммером руля высоты." Зачем же создавать
дополнительный кабрирующий момент, как не для компенсации
возникающего ПИКИРУЮЩЕГО МОМЕНТА при выпуске закрылок!!!!

Подобное можно найти и в РЛЭ ЛА-5ФН:

"Глиссада планирования с выпущенными щитками круче, чем с убранными, и самолёт ТЯНЕТ НА НОС(висит на ручке).
После выпуска щитков взять триммер руля высоты на себя (создать кабрирующий момент)."

Заметьте, я не утверждаю, что при выпуске закрылок нос любого самолета должен опускаться, это естественно не так и зависит от перечисленных выше обстоятельств. Просто в этом симуляторе у всех самолетов(по крайней мере тех которых я посмотрел: истребители ЯКи, миг-3, Лагг3, Ла-5,ЛА-5ФН, BF-109) нос поднимается, хотя в реальности дело обстояло похоже ровно наоборот.

Поправьте меня, пожалуйста, если я ошибаюсь.

На мой взгляд для ТАКОГО симулятора это СУЩЕСТВЕННЫЙ НЕДОСТАТОК в летной модели самолета....

Да вроде все правильно сделано. Вот например в Як-52, на самом деле, выпустил щиток, самолет вспух, т.к. подъемная сила увеличилась, отсюда и подъеьм носа, НО скорость то начинает падать, поэтому потом самолет стремится опустить нос, отсюда и давление на ручке, особенно это чувствуется, когда начинаешь самостоятельно летать, центровка вперед смещается.

[avenger1_1]

2 D@n&L :
Если в ИЛ2 ЗС сделать также как написано в инструкции(т.е. увеличить кабрирующий момент), то выпуск закрылок заканчивается сваливанием.

[D@n&L]

Надо будет попробовать.
Значит эту фичу они не до конца доработали

[D@n&L]

Щас на скоряк два кружка на Ла-5фн сделал, нормально не свалился. Быть может после выпуска щитков ты РУД не добавил?, или триммирнул слишком сильно?. Я вообще на посадке в Ил-2:ЗС не триммирую, особо не напрягает 10 секунд ручку подержать.
Запиши трек, гляну на досуге.

[avenger1_1]

D@n&L

Блин, заэкспериментировался! действительно РУД не добавил...Больше не сваливается. Однако на ручке никак не виснет...и глиссада на планировании при свободной ручке с щитками более пологая, чем без них при одинаковом положении РУД(примерно 30-40.
Вообще я только за чтобы это был не баг, а то уж второй день летать не могу не будучи уверен, что все так, как в реале
На самом деле чтобы ответить на вопрос как самолет себя должен вести предстоит решить системочку диф. уравнений. Только составляя ее уже представил через ЧТО пришлось пройти разработчикам

[D@n&L]

Если триммируешь, он и не должен виснуть, виснет он без триммирования. По крайней мере в реале, а в Ил-2 я не чувствую, джой то не передает.
По поводу глиссады, это может и баг, но скорее всего это просто твоя неточность расчета на посадку.

Ну вы, прям батенька педант , все вам прям как в реале нужно, советую дифуры не решать, а это время потратить на реальный полет, больше пользы будет . Будешь в Казани - милости просим

[RB]

Originally posted by D@n&L
Если триммируешь, он и не должен виснуть, виснет он без триммирования. По крайней мере в реале, а в Ил-2 я не чувствую, джой то не передает.
По поводу глиссады, это может и баг, но скорее всего это просто твоя неточность расчета на посадку.

Ну вы, прям батенька педант , все вам прям как в реале нужно, советую дифуры не решать, а это время потратить на реальный полет, больше пользы будет . Будешь в Казани - милости просим

А я вот заметил что кроме всего прочего если не отриммируешь
самолет на скорость то соотвественная посадочная скорость будет выше. Это правило практически работает для всех самолетов на которых я летал кроме
аэробатических Citabria/Decathlon..У последних триммер очень чувствительный (kстати на 52м тоже..) и закрылок нету

[D@n&L]

Все правильно, самолет на ручке висит, тебе мешает скорость вертикальную держать держать.

P.S. Слово "последний" мне режет слух и глаз, особенно в авиационных темах.

[RB]

Originally posted by D@n&L
Все правильно, самолет на ручке висит, тебе мешает скорость вертикальную держать держать.

P.S. Слово "последний" мне режет слух и глаз, особенно в авиационных темах.

Да не верю я в эти штуки. Фотографируюсь перед взлетом, называю "last flight" и т.д.

[An.Petrovich]

Ух ты, какую тему пропустил!..

Originally posted by avenger1_1

ГДЕ ИСТИНА!!!

Истина - в вине!

Не являясь специалистом по аэродинамике позволю себе добавить 5 копеек:

Во-1, рассуждая о продольной статической устойчивости ЛА по перегрузке (углу атаки), удобнее говорить о фокусе по УА, нежели о ЦД. Тем не менее, для самолёта нормальной схемы, фокус, как и ЦД, также находится позади ЦТ. Ответ на вопрос - куда он "ползёт" у самолёта при выпуске механизации (вперёд или назад, уменьшая или увеличивая при этом запас продольной статической устойчивости, и соответственно, изменяя балансировку) зависит не только от соотношения увеличения собственного пикирующего момента изолированного крыла и угла скоса потока на ГО, но и от того, как при этом меняется картина обтекания фюзеляжа (а это очень немаловажно). Кроме того, нельзя забывать о дополнительной обдувке ГО воздушным винтом, а она прилично может усилить эффект скоса потока на ГО при малых скоростях полёта.

Если говорить об изолированном крыле малой стреловидности (или о профиле), обтекаемом при заданном (докритическом) УА, то отклонение закрылка вниз всегда увеличивает пикирующий момент, не смотря на увеличение эффективного УА за счёт увеличения угла скоса потока за крылом (это ответ Maximus_G). Это происходит потому, что помимо смещения ЦД вперёд, растёт подъёмная сила, и в совокупности момент тангажа относительно носка профиля (или 0.25 САХ) уменьшается.

Далее.

Давайте всё-таки отделять мух от котлет: есть понятия короткопериодического (углового) движения самолёта, и длиннопериодического (траекторного). Даже если выпуск закрылков даст пикирующий момент, и повлечёт за собой перебалансировку самолёта в сторону уменьшения углов атаки (при "зажатой" ручке), то общее увеличение подъёмной силы (даже при уменьшенных углах атаки) вполне может привести к увеличению перегрузки, и переходу самолёта к кабрированию (т.е. траектория уйдет вверх, и как справедливо было замечено, нос тоже поднимется - вследствие всё той же продольной статической устойчивости по УА). Еще веселее дела обстоят при "свободной" ручке (т.е. в случае, когда лётчик не прилагает к ней усилий): как изменится шарнирный момент на рулях высоты - зависит от конкретной АД-компоновки. Вполне вероятна ситуация, когда ручка просто "уйдет" вперед, и от лётчика потребуется дополнительное усилие на кабрирование, хотя это никак не будет связано с реальным изменением УА или перегрузки.

Тем не менее, я больше склонен предполагать тенденцию рассматриваемых самолётов к пикированию, нежели к кабрированию при выпуске закрылков с "зажатыми" рулями. В особенности, при больших скоростях полёта. Косвенно это подтверждается некоторыми экспериментами, проведёнными в ED. "Виснет" на ручке ещё как.

Удачи!
An.Petrovich, =103= ЦПВЛ

[RB]

Originally posted by An.Petrovich
Ух ты, какую тему пропустил!..


'' Еще веселее дела обстоят при "свободной" ручке (т.е. в случае, когда лётчик не прилагает к ней усилий): как изменится шарнирный момент на рулях высоты - зависит от конкретной АД-компоновки. Вполне вероятна ситуация, когда ручка просто "уйдет" вперед, и от лётчика потребуется дополнительное усилие на кабрирование, хотя это никак не будет связано с реальным изменением УА или перегрузки.

Петрович я немного не понял концепцию "зажатой" и "свободной " ручки По моему опыту от этого ничего не зависит.. Соглашусь что чем больше скорость тем больше эффект кабрирования/пикирования при выпуске механизации..Но при этом держу я ручку или нет ничего не меняет ..