Влияние удельной нагрузки крыла на скорость самолета

[CAPILATUS]

уважаемые! Не могли бы вы помочь советом. Есть небольшая дилемма, освежил память источниками из интернета, но по существу не нашел.

Задача в следующем. Создание самолета для достижения максимальной скорости полета (скорость будет около 300 км/ч). Крыло выбрано, профиль тоже. Ввело в ступор значение удельной нагрузки на крыло. Не много не хватает мозгов. По идее с увеличением удельной нагрузки на крыло возрастает скорость. Грубо говоря из двух внешне абсолютно одинаковых самолетов быстрее полетит тот, у которого масса уд.нагрузка на крыло больше (больше масса самолета). А почему? Помогите пожалуйста обосновать, ибо следствие зашло в тупик

[ZMIY]

Потому, что увеличение нагрузки - следствие уменьшения площади крыла. Уменьшение площади => меньше сопротивление => больше скорость. Но хуже взлётно-посадочные характеристики и манёвреность со скороподъёмностью.

[CAPILATUS]

Потому, что увеличение нагрузки - следствие уменьшения площади крыла. Уменьшение площади => меньше сопротивление => больше скорость. Но хуже взлётно-посадочные характеристики и манёвреность со скороподъёмностью.

Так в том-то и оно, что размеры крыла остаются неизмеными. Грубо говоря имеем самолет с массой 10кг и максимальную скорость 290 км/ч. Добавляем 1кг в конструкцию, не изменяя геометрических параметров самолета и теперь уже получаем максимальную скорость в 295 км/ч

Может это объястнить кто-нибудь пожалуйста?

[Seal]

Так в том-то и оно, что размеры крыла остаются неизмеными. Грубо говоря имеем самолет с массой 10кг и максимальную скорость 290 км/ч. Добавляем 1кг в конструкцию, не изменяя геометрических параметров самолета и теперь уже получаем максимальную скорость в 295 км/ч

Может это объястнить кто-нибудь пожалуйста?

А профиль крыла? Или ты профиль не меняешь? А скорость у тебя в горизонте или сказывается земное притяжение?

[CAPILATUS]

А профиль крыла? Или ты профиль не меняешь? А скорость у тебя в горизонте или сказывается земное притяжение?

Два клона самолета. Один тяжелее (удельная нагрузка на крыло выше), другой легче. Все одинаковое

[sla111]

Два клона самолета. Один тяжелее (удельная нагрузка на крыло выше), другой легче. Все одинаковое

Если мы не меняли планер и силовую установку, то сопротивление и сила тяги должны остаться одинаковыми. Т.е. максимальная скорость должна остаться той же.

[LeonT]

Грубо говоря из двух внешне абсолютно одинаковых самолетов быстрее полетит тот, у которого масса уд.нагрузка на крыло больше (больше масса самолета).

ПМСМ что-то тут не так... Нельзя увеличить макс. скорость с-та, загружая его мешками с песком. Ибо тогда придётся увеличить угол атаки, и соответственно, возрастёт индуктивное сопротивление... ПМСМ.

[F74]

Если мы не меняли планер и силовую установку, то сопротивление и сила тяги должны остаться одинаковыми. Т.е. максимальная скорость должна остаться той же.

Не совсем так. Если увеличить вес, то потребуется увеличить подъемную силу->увеличится индуктивное сопротивление->уменьшится скорость.

Правда есть участки, где увеличение Су уменьшает Сх (это если угол атаки побольше 35 градусов), но на таком режиме на дальность не летают

[CAPILATUS]

ПМСМ что-то тут не так... Нельзя увеличить макс. скорость с-та, загружая его мешками с песком. Ибо тогда придётся увеличить угол атаки, и соответственно, возрастёт индуктивное сопротивление... ПМСМ.

хорошо, а если тяга двигателя больше 1 в обоих случаях и угал атаки в ноль - тогда как?

[LeonT]

Профиль симметричный?
PS Хотя, неважно. Одно и то же крыло при одинаковом УА даст одинаковую подъёмную силу.
Значит, разница в загрузке будет компенсироваться изменением вертикального вектора тяги двигателя.
Поскольку тяга двигателя тоже одинакова, увеличение вертикальной составляющей, возможно только за счёт уменьшения горизонтальной. Т е. опять таки, горизонтальная скорость уменьшится. ПМСМ

[Moroka]

... По идее с увеличением удельной нагрузки на крыло возрастает скорость. Грубо говоря из двух внешне абсолютно одинаковых самолетов быстрее полетит тот, у которого масса уд.нагрузка на крыло больше (больше масса самолета). А почему? Помогите пожалуйста обосновать, ибо следствие зашло в тупик

Два клона самолета. Один тяжелее (удельная нагрузка на крыло выше), другой легче. Все одинаковое

Некорректно Если их вес различен ,то они уже настолько неодинаковае, что говорить просто о разнице нагрузок на крыло будет неверно

Площадь крыла выбирается из потребной подъёмной силы для заданного режима полета. Т.е. исходными данными являются вес и скорость ,а площадь крыла - ответ в этой задачи. При известных характеристиках профиля можно оценить потребную площадь крыла. См. поляры

[F74]

Некорректно Если их вес различен ,то они уже настолько неодинаковае, что говорить просто о разнице нагрузок на крыло будет неверно

Почему? Если рассматривать горизонтальный полет, центровка не сместилась, добавочная масса процентов 10 от исходной, угол атаки существенно меньше допустимого, вполне можно так считать. Просто увеличится угол атаки и индуктивное сопротивление.

[BOBAH_59]

хорошо, а если тяга двигателя больше 1 в обоих случаях и угал атаки в ноль - тогда как?

Тогда крылья можно ваще отпилить и летать на получившейся ракете, управляя только направлением тяги.

[CAPILATUS]

Тогда крылья можно ваще отпилить и летать на получившейся ракете, управляя только направлением тяги.

можно и крылья отпилить, но тогда нельзя вписаться в ТЗ. Вообще-то тяговооруженность у самолета где-то в районе 3-4.
Немножко освежил свою память по аэродинамике разными книжками, но нигде не мог найти, что с увеличением веса растет скорость. Только наоборот. Причина - при большей удельной нагрузке на крыло усиливается перетекание вихря с нижней части на верхнюю, читай будет больше значение индуктивного сопротивления.

[LeonT]

Тяговооружённость 3-4 при максимальной скорости 300 км/ч... я даже боюсь спрашивать, что это за аппарат такой...

[Прочнист]

При прочих равных условиях с ростом веса максимальная скорость г.п. падает.
И дело не столько в индуктивном сопротивлении, сколько в необходимости повышении угла атаки и связанным с этим ростом сопротивления.

Если держать вес примерно постоянным, то уменьшение площади крыла создает положительную обратную связь по скорости, максимальная скорость будет расти за счет снижения сопротивления. Поэтому у правильно спроектированных самолетов с ростом нагрузки на крыло максимальная скорость растет. Увеличение нагрузки на крыло не должно быть самоцелью. Увеличивать ее, увеличивая вес самолета, - верх идиотизма. Надо просто грамотно рассчитать самолет на заданную макс скорость. А удельная нагрузка - уж как получится.

Но автор, видимо, еще тот специалист. Если тяговооруженность самолета 3, то ему крылья не нужны, только рули.

[CAPILATUS]

Тяговооружённость 3-4 при максимальной скорости 300 км/ч... я даже боюсь спрашивать, что это за аппарат такой...

тяга статическая. 3-4 это еще немного На моих самолетах около 7

---------- Добавлено в 04:32 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 04:30 ----------

Если держать вес примерно постоянным, то уменьшение площади крыла создает положительную обратную связь по скорости, максимальная скорость будет расти за счет снижения сопротивления. Поэтому у правильно спроектированных самолетов с ростом нагрузки на крыло максимальная скорость растет. Увеличение нагрузки на крыло не должно быть самоцелью. Увеличивать ее, увеличивая вес самолета, - верх идиотизма. Надо просто грамотно рассчитать самолет на заданную макс скорость. А удельная нагрузка - уж как получится.

спасибо за грамотный ответ

[BOBAH_59]

тяга статическая. 3-4 это еще немного На моих самолетах около 7

Шибко напоминает древний анекдот про косинус, «...в военное время порой доходивший и до пяти!»

[wind]

При прочих равных условиях с ростом веса максимальная скорость г.п. падает.
И дело не столько в индуктивном сопротивлении, сколько в необходимости повышении угла атаки и связанным с этим ростом сопротивления.

- Однако, мон шер, дело тут как раз в росте именно индуктивной компоненты сопротивления при росте требуемых углов атаки. Остальные составляющие вырастут крайне незначительно...

---------- Добавлено в 12:27 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 12:22 ----------

Тяговооружённость 3-4 при максимальной скорости 300 км/ч... я даже боюсь спрашивать, что это за аппарат такой...

- У некоторых ракет "воздух-воздух" тягоовооружённость при работе двигателя в стартовом режиме может достигать 80-ти...

[LeonT]

тяга статическая... около 7
300 км/ч
можно и крылья отпилить, но тогда нельзя вписаться в ТЗ

Похоже на кордовую гоночную модель. Угадал?

[Прочнист]

Кордовая - вряд ли будет 10 кг весить, то при таком весе и тяговооруженности - это определенно модель самолета.

Но это тоже самолет, и вся наука будет той же.

---------- Добавлено в 17:47 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 17:32 ----------

- Однако, мон шер, дело тут как раз в росте именно индуктивной компоненты сопротивления при росте требуемых углов атаки. Остальные составляющие вырастут крайне незначительно...[COLOR="Silver"]

Михаил Исакович, для скорости важно не собственный процент увеличения компоненты, а общий рост сопротивления.

Для дозвуковых самолетов (по крайней мере) при малых углах атаки (режим большой скорости) коэффициент профильного сопротивления в разы больше коэффициента индуктивного сопротивления. Поэтому, если профильное сопротивление при небольшом увеличении угла атаки вырастет на 10%, а индуктивное - на 50%, все равно последнее будет много меньше профильного.

Конкретно надо смотреть профиль и параметры данного крыла.

[Mikhael]

Если написать ещё более корректно, то есть такой параметр - качество. Он определяет, на сколько эффективно данный ЛА преобразует свой Сх в Су. =)

У правильно спроектированного самолёта полёт с нормальным весом происходит на Kmax. Как только вес увеличивается - от Kmax мы отходим в сторону более высокого Су, и соответственно получаем более высокий Сх.

[wind]

Михаил Исакович, для скорости важно не собственный процент увеличения компоненты, а общий рост сопротивления.

Для дозвуковых самолетов (по крайней мере) при малых углах атаки (режим большой скорости) коэффициент профильного сопротивления в разы больше коэффициента индуктивного сопротивления. Поэтому, если профильное сопротивление при небольшом увеличении угла атаки вырастет на 10%, а индуктивное - на 50%, все равно последнее будет много меньше профильного.

- Это всё абсолютно верно, но если мы возьмём любой самолёт и для одной и той же скорости полёта увеличим его вес, например, на 30%, то именно приращение индуктивного сопротивления даст максимум от общего приращения сопротивления.

[Прочнист]

Михаил Исакович, непонятно, что вы понимаете под максимумом от общего приращения сопротивления. Если говорить об абсолютных численных значениях прироста коэффициента сопротивления, то это строго зависит от абсолютной величины коэффициента подъемной силы. Или скорости, если хотите. Потому что коэффициенты Су и Сх связаны нелинейно - см. поляру крыла (можно самолета, но там появляется еще одна компонента). Общего случая нет.

Поэтому прирост индуктивного сопротивления будет заметен где-то при Су больших 0.5. Речь о дозвуке. Но это не режим полета с большой скоростью. При больших скоростях (Су где-то 0.2 - 0.3 и меньше) вклад индуктивного сопротивления будет мал. Идея примерно такая:
http://www.rcdesign.ru/var/rcd/stora...-rus-RU/41.gif

[Seal]

Похоже на кордовую гоночную модель. Угадал?

Угадал У него их до и больше. С новым уфолётом возится