О скорости и управляемости...

[cysis]

Мой впрос касается, собственно, точности физической модени в игре "Ил-2", но и просто интересно знать мнение специалистов.
Что больше влияет на перекладывание с клыла на крыло - длина элерона или его ширина? У Зеро элероны узкие, но длинные, на вид в 3/4 длины крыла. А у Дикой Кошки - наоборот, они короткие, но по ширине в два раза больше, чем у Зеро.
Вот что мне ответили в форуме:

Col. Cyberdemon said:
Вот что говорил сам Сакаи: "...маневренность Зеро была невероятной, но на скорости не выше 250 миль в час (~400км/час). На более высокой скорости, ручка управления становилась слишком тяжелой из-за того, что площадь уравляющих поверхностей была очень велика. Вы видели эти фильмы, где камикадзе падали прямо вниз, в воду, вдали от любого американского судна, правда? Парни в этих самолетах, вероятно, начали пикирование слишком рано, и прежде чем они осознавали свою ошибку, они развивали слишком большую скорость, чтобы выйти из пике. Они, вероятно, погибали, отчаянно, изо всех своих сил налегая на ручку управления. Когда я обучал этих парней, я говорил им: “Если вы собрались умереть, вы, по крайней мере, должны хотеть поразить свою цель, правильно? Если это так, тогда идите низко, прижимаясь к воде. Не пикируйте на свою цель. Вы потеряете управление в пикировании. Вы будете рисковать быть сбитыми истребителем, но у вас будет больший шанс поразить свою цель.”

Итак, что и как влияет на управляемость? Видимо, кроме площади элеронов есть и другие параметры. Видимо, существует зависимость между площадями управляющих поверхностей и управляемостью, а также скоростью, при которой эта управляемость достижима?

[Серж]

в школе на уроках физики всё рассказывали, где ж был когда проходили силы и моменты?

[Fox]

Шарнирные моменты, добавлю, в данном контексте

[cysis]

Спасибо. Очень развернутый ответ. Даже не знаю, как на это реагировать...

[Fox]

Лана, попытаюсь...
Хоть и не спец в этом.
Значится так, попробуем порассуждать... Эффективность элеронов, зависит от многих факторов, но в вашем вопросе, наверное следует принять во внимание:
1.Плечо приложенной равнодействующе силы от элерона до ЦМ
2. Величина приложенной сила
3. Шарнирный момент на элероне.

Пусть у нас имеется 2 иденнтичных крыла. (в смысле равной площади, профиля и т.п)
На обоих стоят элероны одинаковой площади, с одинаковыми углами отклонения. Для простоты примем крыло и элерон - прямоугольной формы в плане.
На одном крыле элерон занимает всю заднюю кромку, на другом - только половину.
Грубо представим что при отклонении элероны развивают одинаковую равнодействующую силы. Равнодействующая при наших допущениях будет приложена на геометрическом центре элерона. Нетрудно предположить, что плечо силы будет выше на крыле с элероном на половине размаха задней кромки.
Но. Т.к у нас элероны у нас равной площади, то элерон с меньшим размахом будет иметь большую хорду, а следовательно шарнирные моменты возникающие при его отклонении будут выше.

[Dmut]

ещё можно порассуждать о собственно аэродинамике - управляющие плоскости имеют свойство затеняться крыльями и корпусом при различных углах атаки. более-менее точный ответ об эффективности управляющих плоскостей даёт продувка.

[O'DA]

Лана, попытаюсь...
Хоть и не спец в этом.
Значится так, попробуем порассуждать... Эффективность элеронов, зависит от многих факторов, но в вашем вопросе, наверное следует принять во внимание:
1.Плечо приложенной равнодействующе силы от элерона до ЦМ
2. Величина приложенной сила
3. Шарнирный момент на элероне.

Пусть у нас имеется 2 иденнтичных крыла. (в смысле равной площади, профиля и т.п)
На обоих стоят элероны одинаковой площади, с одинаковыми углами отклонения. Для простоты примем крыло и элерон - прямоугольной формы в плане.
На одном крыле элерон занимает всю заднюю кромку, на другом - только половину.
Грубо представим что при отклонении элероны развивают одинаковую равнодействующую силы. Равнодействующая при наших допущениях будет приложена на геометрическом центре элерона. Нетрудно предположить, что плечо силы будет выше на крыле с элероном на половине размаха задней кромки.
Но. Т.к у нас элероны у нас равной площади, то элерон с меньшим размахом будет иметь большую хорду, а следовательно шарнирные моменты возникающие при его отклонении будут выше.

В принципе все верно. Но...
нужно уточнить про шарнирный момент. Его величина зависит от конструктивной особенности управляющей поверхности (в нашем случаи элерона). Этот момент возникает из несовпадения оси вращения поверхности и точки приложения аэродинамической силы. Усилие на ручке управление воспринимается как разность шарнироного мемента и усилия от системы управления так же прикладываемого на определенном расстоянии от оси вращения. Для снижения усилия на ручке применяются аэродимические компенсаторы или триммеры.

[Fox]

Ну-да ну-да, все что вы упомянули все-все это влияет, и в значительной степени. Товарищ просто просил поговорить о длине и ширине:-)

Вот я в своем посте и обезопасил себя "допущениями", а то пост был бы раза в 4 больше.

[cysis]

Длина и ширина! А также форма! Ведь, как имхо совершенно справедливо было замечено, эти параметры находятся в прямой связи с аэродинамикой конструтивных элементов или всего ЛА! То есть, конструкторы тех или иных самолетов знали, как аппарат с выбранной формой и размерами элеронов (а также рулей высоты и направления) будет вести себя в полете на определенных скоростях и высотах. Вот это мне интересно выяснить. Ясно, что любой набор характеристик будет более эффективен при одних параметрах полета чем при других, т.к. на самолет влияют разные силы (в смысле, разная их величина). Ведь не зря же одни самолеты затачивали под маневр, а другие под скорость...

[Fox]

О!
Теперь вы ввели еще и форму. Это сложнее гораздо. Ну в смысле описать влияние формы элерона и крыла.... За это не возьмусь.
Ну конечно конструкторы выбирали площадь управляющих поверхностей, угол их отклонения, конструкцию и пр. исходя из требуемого компромиса устойчивости/управляемости.

Можно еще добавить, что на поперечную управляемость крыла влияет еще и жесткость всего крыла на кручение, да и кроме нее есть ще много прчностных факторов.

И если мы гворим о самолетах ВМВ, то с тогдашними методами прочностных расчетов было довольно сложно определить критическую корость реверса элеронов без испытаний (да и сейчас тоже в этом вопросе полной и 100% ясности нет).

[RB]

в школе на уроках физики всё рассказывали, где ж был когда проходили силы и моменты?

Сергей если ты такой умный почему тебя в школе не научили терпению а главное умению объяснить другим? Если нечего сказать путного лучше ничего не писать..Считай это устным предупреждением себе
- в следующий раз я просто тебя накажу за флуд.

[cysis]

Ладно, форму пока оставим. Попробую еще раз закинуть удочку. Есть такая штука как шаблоны проектирования. Они представляют собой типовое решение, позволяющее добиться гарантированного результата. Со своими плюсами и минусами. Я думал, что в авиастроении такая вешь тоже существует. То есть закладывая в конструкцию те или иные параметры формы и размеров крыльев, элеронов, рулей, киля, конструкторы рассчитывают получить определенные характеристики управляемости. Если это не так - то какой же ужас каждый раз делать все с нуля, если старые наработки не работают!

PS: RB, спасибо за участие.

[Fox]

Нет, ну конечно же есть!
За более чем 100 лет проектирования методом проб и ошибок были выведены какие - то рекомендуемые параметры, и их соотношения.

В некоторых особо важных вопросах они даже задокументированы.

И наверняка где-то есть книги, даже в открытом доступе, где прописаны рекомендуемые относительные площади управляющих поверхностей.

Не знаю, может у Егера в книге есть, может у Житомирского.

[Chernov]

Ладно, форму пока оставим. Попробую еще раз закинуть удочку. Есть такая штука как шаблоны проектирования. Они представляют собой типовое решение, позволяющее добиться гарантированного результата. Со своими плюсами и минусами. Я думал, что в авиастроении такая вешь тоже существует. То есть закладывая в конструкцию те или иные параметры формы и размеров крыльев, элеронов, рулей, киля, конструкторы рассчитывают получить определенные характеристики управляемости. Если это не так - то какой же ужас каждый раз делать все с нуля, если старые наработки не работают!

PS: RB, спасибо за участие.

Есть конечно шаблоны и методики. Есть "Руководство для конструкторов" (РДК) в котором обобщен опыт конструирования и даны обширные рекомендации по всем вопросам конструирования ЛА. В сети есть РДК-43 (то есть 1943г издания). Мне еще указывали на значительно более современные документы, типа РДК-1500 (или 15.000) но он скорее всего ДСП и в сети я не нашел. Наверняка есть еще другие отраслевые издания содержащие и методику и примеры конструирования как отдельных узлов и частей так и разных типов ЛА в целом.

[O'DA]

Не знаю, может у Егера в книге есть, может у Житомирского.

Приятно видеть, что еще помнят тех кто нас учил

[grOOmi]

Вообщето первый этап - сбор статистики, т.е. кто, где, когда, с какими ТТХ. А вот уже после анализа всего этого и начинают думать.

[Fox]

Приятно видеть, что еще помнят тех кто нас учил

Вы на возраст мой посмотрите:-)
Забыть еще не успел:-)

[cysis]

Так как насчет того, что для чего лучче?

[Fox]

Так как насчет того, что для чего лучче?

Корректней вопрос пожалуйста.

На ваш вопрос в первом посте ответили. как могли исходя из условий, которые вы поставили.

Теперь вопрос еще пространней

[Mijailo]

то что я знаю:

в основном геометрия крыла должна рассматриваться в общем. аэродинамика элеронов обычно стандартная: профиль НАКА 0018 без кривизны, тоесть работает как плоская пластина: CL=2*ПИ*угол атаки. а сила = F = Ф(CL,скорость,проэкция площади по паралели полёта, плотность боздуха) Ето резултантная сила. Относительно крепления плоскости создаётся небольшой момент.

В общем сила получается за счёт линейного увеличения CL по углу атаки плоскости тоесть её отклонения.

Скорость переворота самолёта зависит от его характеристик стабильности.. уесняю:

когда есть все данные по всем силам и моментам аэродинамицеского происхождения в зависимости от разных действий на управление, находятся частные производные по етим углам, и ето как раз и скорости поворота. Потом ети скорости изучаются матричными методами и находится стабильность.

Тоесть: скорость переворота сильно зависит от геометрии, но так-же зависит от режима полёта, от системы управления и от характеристик стабильности самолёта.

В случае ЗЕРО, получается что он достаточно стабильный и быстро крутится: по этому на нём так и гасили америкашек.

НО: стабильность противоположна скорости вращения ... и на самолётах с системой FLY-BY-WIRE стабильность отсутствует чтобы быстрее крутиться , но без этой системы на них летать нельзя, потомучто актуации будут постоянно идти на предел при минимальной пертурбации (нестабильность).
На цамолётах без FLY-BY-WIRE надо искать наивыгодную комбинацию между стабильностью и манёвренностью.

[Fox]

[QUOTE=Mijailo;947551]

В случае ЗЕРО, получается что он достаточно стабильный и быстро крутится: по этому на нём так и гасили америкашек.

QUOTE]

В корне неверное утверждение.

Припроектировании самолета всегда находится компромисс между устойчивстью и управляемостью.

Каким самолет сделать - решают конструкторы.

[cysis]

Снова! Ну вот снова же! О чем думали японцы, когда делали такие элероны? Кто-нибудь объяснит мне? Можно "в тензорной форме" )

[Hammer]

Итак, что и как влияет на управляемость? Видимо, кроме площади элеронов есть и другие параметры. Видимо, существует зависимость между площадями управляющих поверхностей и управляемостью, а также скоростью, при которой эта управляемость достижима?

Есть еще например такая вещь как жесткость крыла.
Если крыло в недостаточной мере ей обладает, то на больших скоростях эффективность элеронов снижается и может начаться реверс элеронов.
Когда самолет начинает вращаться в сторону противоположную отклонению ручки.

Влияет еще и расположение элернов чем ближе аэродинамический центр элерона к законцовке крыла тем больший момент он создаст при одинаковых аэродинамических силах.
Потому например элиптические законцовки на том же 109F в сравнении с 109E скорей всего вызвали снижение скорости крена.

[Hammer]

В случае ЗЕРО, получается что он достаточно стабильный и быстро крутится: по этому на нём так и гасили америкашек.

Вы о чем вообще ?
Зеро отличался как раз низкой скоростью крена особенно падавшей с ростом скорости полета. Превосходил он американские машины прежде всего по горизонтальной маневренности. Когда американцы в этом разобрались, Зеро посыпались с неба как листья сакуры в период окончания цветения

НО: стабильность противоположна скорости вращения ... и на самолётах с системой FLY-BY-WIRE стабильность отсутствует чтобы быстрее крутиться , но без этой системы на них летать нельзя, потомучто актуации будут постоянно идти на предел при минимальной пертурбации (нестабильность).
На цамолётах без FLY-BY-WIRE надо искать наивыгодную комбинацию между стабильностью и манёвренностью.

Бросайте курить

[cysis]

2 Hammer:
В первую очередь хочу призвать Вас к терпимости. Курение, безусловно, вредная привычка, но я чувствую сарказм в высказываниях. Возможно я и ошибаюсь.
А во вторую очередь, хочу предложить вырезку с "Уголка неба":

В декабре 1944 года проводились сравнительные испытания F6F-5 с трофейным A6M5 "Зеро". Было выявлено, что "Хеллкэт" обладаем большей горизонтальной скоростью на всех высотах - на 66 км/ч на уровне моря, на 100 км/ч на высоте 4572 м. на 106 км/ч на высоте 9144 м. Однако "Зеро" имел лучшую скороподъемность на 3 м/сек на высотах до 2743 м, скороподъемность F6F и А6М5 были примерно одинаковы до 4267 м, выше "Хеллкета" был лучше на 2.5 м/сек. "Японец" лучшую скорость крена. особенно на скоростях до 370 км/ч, на больших скоростях выигрывал "Хеллкэт". В установившемся вираже А6М5 имел существенное преимущество, особенно на малых скоростях и высотах (3,5 полных виража давали ему преимущество в 1 оборот). В любых маневрах со снижением предпочтительнее был "Хеллкэт".

Полный текст статьи - http://airwar.ru/enc/fww2/f6f.html

Какие будут мнения?