Сравнительные характеристики Спитфайр (V - XIX)

[Hammer]

Originally posted by Polar
[B]Тут такая петрушка. Ограничение по паспорту - это одно, а сколько реально конструкция выдержит - это несколько другое.
Спит Vb, например, мог выдержать и 500 mph.
Могу показать фотографию Спит-а PR.IX, разогнавшегося до скорости 0.94М.

И как они меряли такие скорости ? На этих скоростях стандартные приборы тех лет могли и 1.02M показать
Но вообще в мануале писали то что могло быть гарантировано в прочем как и совсем остальным. Т.е гарантиии развалится он или нет никто не давал.

[Hammer]

Originally posted by Slash

Вообще cопротивление пропорционально квадрату скорости при дозвуковух скоростях.
__________
Просто я не написал, при каких условиях данное явление возникает ... торопился.

Если речь о индуктивном составляющей то с ростом скорости ее доля становится все менее значительной на максимальных скоростях вообще малозаметной.
Но изменяется оно пропорционально Cy^2 т.е оно в основном важно на малых скоростях.

Судя по статьям-мемуарам пилотов, фоккер быстрее набирал скорость в начале, чем спитфайр. Потом наоборот, медленнее, так как капот имел "худшие" аэродинамические обводы...

У спита главным тормозом было его здоровое крыло особенно это сказывалось на больших сокростях.

УЗЛЫ
(выписка из американского пособия!!)
Knot - это коротко для Миль/час.
Одна морская миля (NM) = 6,076 футов = 1,15 statute mile.

100 узлов=115 миль/час=185 км/час
150 узлов=172 миль/час=278 км/час
200 узлов=230 миль/час=370 км/час
400 узлов=460 миль/час=740 км/час

На всякий случай есче уточню что лошадинные силы тоже разные бывают PS метрические и HP англо-американские
Первая это 735.75 Вт (75кгс*м/с) вторая 746.6 Вт
(550 lb *ft/s)
Но часто их переводят буквально потому например в Музее OM на английском все движки получаются мощнее немного

[Slash]

Originally posted by Hammer
Посмотри дату испытаний, в это время у же во всю SpitIX летали

Спитфайр 5б, по отдельным данным использовался до 1944 года, как и мой любимый Спитфайр HF VII.

[Slash]

Originally posted by Hammer
У спита главным тормозом было его здоровое крыло особенно это сказывалось на больших сокростях.
На всякий случай есче уточню что лошадинные силы тоже разные бывают PS метрические и HP англо-американские
Первая это 735.75 Вт (75кгс*м/с) вторая 746.6 Вт
(550 lb *ft/s)
Но часто их переводят буквально потому например в Музее OM на английском все движки получаются мощнее немного

Спитфайр ... ну да, потому и были созданы законцовки крыла LF и HF.
Ксати, на Восточном фронте, чаще всего, как я читал, использовали LF крыло. Оно и понятно, скоростные характеристики выше ...

Те самый "жгуты" возникали в основном на высоких скоростях (в основном - с 250-300 миль в час, многое зависело от "профиля" и "плана" крыла. Так например, крыло Мустанга, имеющее большую относительную длину, обладало меньшим индуктивным сопротивлением.), - признак возрастающего индуктивного сопротивления.

******************************
Так как воздух обладает вязкостью, то вращающийся воздух в жгуте увлекает за собой окружающий воздух. Вихревые жгуты левого и правого полукрыльев вращаются в разные стороны таким образом, что в пределах крыла движение воздушных масс направлено сверху вниз.
Такое движение воздушных масс сообщает воздушному потоку, обтекающему крыло, дополнительную скорость, направленную вниз. При этом любая часть воздуха, обтекающая крыло со скоростью V, отклоняется вниз со скоростью U. Величина этой скорости обратно пропорциональна расстоянию точки от оси вихревого жгута, т. е. в конечном счете от удлинения крыла, от разности давлений над и под крылом и от формы крыла в плане.
Так как величина Сх обратно пропорциональна удлинению крыла, поэтому самолеты, предназначенные для полетов на большие расстояния, имеют большое удлинение крыла: l=14…15.

Как известно, подъемная сила крыла Y всегда перпендикулярна набегающему потоку, его направлению. Поэтому вектор подъемной силы крыла отклоняется на угол Da и перпендикулярен к направлению воздушного потока V.

Угол , на который отклоняется поток воздуха, обтекающий крыло со скоростью V, наведенной вертикальной скоростью U, называется углом скоса потока (Рис. 20). Величина его зависит от значения вертикальной скорости, индуктированной вихревым жгутом, и скорости набегающего потока. Поэтому благодаря скосу потока истинный угол атаки крыла в каждом его сечении будет отличаться от геометрического или кажущегося угла атаки aкаж на величину Da
******************************
Дома сделаю расчёты для крыла ФВ-190А4/8 и Спитфайра 5/9.

А про волновое сопротивление не расскажешь?

[Slash]

Формула

[Slash]

Возникновение Индукивного сопротивления в невозмущённом потоке

[Hammer]

Originally posted by Slash
Спитфайр ... ну да, потому и были созданы законцовки крыла LF и HF.
Ксати, на Восточном фронте, чаще всего, как я читал, использовали LF крыло. Оно и понятно, скоростные характеристики выше ...

Вообще LF это низковысотный с двигателем Merlin66
у Spit LF IX соответсвенно Spit HF IX это с более высотным мотором Merlin 70.
Обрезаные концы крыльев делались обычно есче и сьемными. На сколько я понимаю главной целью такого "обрезания" было увеличение скорости крена
которая у Спита с обычным крылом была довольно низкая у спита с обрезаными законцовками крыльев приближалась к FW190 при этом естесвенно уменьшалась площадь крыла и крыло было уже не эллипсом в плане а ближе ктрапециевидному или прямоуголному что ухудшала вираж таких спитов.
Также возможно уменьшение крыла способствовало разгону на пикировании.

Те самый "жгуты" возникали в основном на высоких скоростях (в основном - с 250-300 миль в час, многое зависело от "профиля" и "плана" крыла. Так например, крыло Мустанга, имеющее большую относительную длину, обладало меньшим индуктивным сопротивлением.), - признак возрастающего индуктивного сопротивления.

Есче раз повторюсь индуктивное сопротивление зависит от угла ататки и удлинения крыла кстати у (190 и 109 оно немного больше чем у Спитов) и находится в квадратичной зависимости от Cy
Для сравнения на максимальных скоростях потребный Cy порядка 0.1-0.2 а то и меньше на малых скоростях или на тех которых обычно виражат 0.8-1.2
Соответсвенно и коэфффициент сопротивления Cx индуктивный различаються могут в несколько раз.
Геометрические же размеры крыла
от скорости не зависят. Собственно по этому стрались для повышения максимальных скоростей как уменьшать Cx0 так и уменьшать крыло. Тот же Як-3 например по сранению с Як-1 там уменьшили крыло с 17,15М^2 до 14,85 М^2 что явилось одной из причин повышения его скорости.

[Hammer]

Originally posted by Slash
Дома сделаю расчёты для крыла ФВ-190А4/8 и Спитфайра 5/9.
[/B]

Для Спита 9 и 190A-5 вот разгонные характеристики
прикинул поляру расчитывал по методике описаной Yo-Yo. Для скоростей ниже 300 км/ч ускорение наверное заувышены там уже начинается заметное падение КПД винта.
Отрицательные значения ускорений показывают способность сохранять избыток скорости после пикирования.

[Slash]

Originally posted by Hammer
Вообще LF это низковысотный с двигателем Merlin66
у Spit LF IX соответсвенно Spit HF IX это с более высотным мотором Merlin 70.
Обрезаные концы крыльев делались обычно есче и сьемными. На сколько я понимаю главной целью такого "обрезания" было увеличение скорости крена
которая у Спита с обычным крылом была довольно низкая у спита с обрезаными законцовками крыльев приближалась к FW190 при этом естесвенно уменьшалась площадь крыла и крыло было уже не эллипсом в плане а ближе ктрапециевидному или прямоуголному что ухудшала вираж таких спитов.
Также возможно уменьшение крыла способствовало разгону на пикировании.
___________________________
Мерлин 66, да и все Мерлины (двигатели), известны тем, что могли регулироваться, в зависимости от высоты, на которую расчитаны. Впервые это было сделано после Битвы за Британию, полевым техником...
Законцовки крыльев и есть съёмные ...


Есче раз повторюсь индуктивное сопротивление зависит от угла ататки и удлинения крыла кстати у (190 и 109 оно немного больше чем у Спитов) и находится в квадратичной зависимости от Cy

_____________________
Не пересказывай своими словами ... если хочешь, я снова приведу несколько абзацев из аэродинамики, благо, ОНА всегда у меня на Рабочем столе.

Насчёт угла атаки, да, от него то же зависит, но основная формула расчёта (мой пост выше) действует только при невозмущённом потоке воздуха вдоль крыла.

[Slash]

Вот так более понятно:
Из формулы видно, что коэффициент индуктивного сопротивления прямо пропорционален коэффициенту подъемной силы и обратно пропорционален удлинению крыла.

При угле атаки нулевой подъемной силы aо индуктивное сопротивление будет равно нулю.

Теперь более понятно, что ты имел ввиду.

[Hammer]

Originally posted by Slash
Вот так более понятно:
Из формулы видно, что коэффициент индуктивного сопротивления прямо пропорционален коэффициенту подъемной силы и обратно пропорционален удлинению крыла.

Формула вот Cx=Cx0+Cy^2/(Pi*e*A)
Второе слагаемое это и есть индуктивная составляющая Cy
A-удлинение крыла

При угле атаки нулевой подъемной силы aо индуктивное сопротивление будет равно нулю.

Правильно и при пикировании потребный Cy на той же скорости меньше чем в горизонтальном полете а заначит и Cx на пикировании(впрочем и при подьеме) будет меньше его же при той же горизонтальной скорости. И разница тем больше чем больше угол пикирования/подьема при угле 90 градусов Cx=Cx0

[Slash]

Так же:
Коэффициент ИС обратно пропорционален удлиннению крыла.

То есть:
Для горизонтального прямолинейного полёта, пилот самолёта должен "уравновесить" силу тяжести и подъёмную силу.
Для этого, нужно крылу самолёта придать угол атаки относительно набегающего потока воздуха.
Подъёмная сила - разность давлений над и под крылом.
Из уравнения Бернулли и понятия Статического давления выходит: подъёмная сила, сообщаемая самолёту зависит не только от угла атаки крыла, но и от относительной толщины крыла (отношении толщины пр. к величине хорды ...).


Если верить записям, то крыло Спитфайра имело большую относительную толщину крыла, чем крыло Фоккевульфа.

То есть при скажем нулевых углах атаки крыла, в спокойном, не возмущенном воздухе (т.е. без ветра и т.д.) для того, чтобы совершить прямолинейный полёт без набора и потери высоты, необходимо, грубо говоря, сообщить большую скорость Фоккевульфу, чем спитфайру. Спитфайр, исходя из вышеизложенных данных, будет иметь больший коэффициент ИС.

Сопротивление давления, прямо пропорционально относительной толщины профиля. Так же, при возникновении закритических углов атаки крыла, данная величина значительно возрастает.

По другим данным сопротивление давления возрастает по мере увеличения скорости, при условии, что относительная толщина профиля не позволяет на высоких скоростях воздушному потоку полностью обтекать поверхность крыла.
Таким образом, обладая большей относительной толщиной профиля, крылу истребителя Спитфайр на скоростях, скажем более 350 миль в час (надо расчитать), сообщалось большее сопротивление давления.

Вот что не позволяло Спитфайру так же разгоняться как Фоккеру.

Уфф, ... я хоть правильно вывод сделал?
Без цифр как без рук!

(В связи с этим, были введены введены ограничения нскорость пикирования Р-38. Так как внутренняя часть крыла имела относительно "большой" коэффициент утолщения и дополнительный угол атаки, спутная струя, образовавшаяся при скоростях более 400 миль в час вляила на хвостовое оперение, которое на первых моделях не было приподнято. Влияние спутной струи вызывало бафтинг а затем разрушение.)

[Slash]

А реверс элеронов: когда на высоких скоростях линия центров давления расположен позади линии жёсткости крыла.
Под действие аэродинамических сил крыло получает изгиб в сторону уменьшения угла атаки.
А разве центр сил не меняет положение относительно хорды?
А это изменение сильно влияет на скручивание крыла?

Принцип понятен не до конца ... если честно...

[Slash]

Вспомнил о сущесвтвовании угла атаки нулевой подъёмной силы.
По сути, это полёт под определённым углом к линии горизонта. Чаще всего зависит от величины подъёмной силы (татата ...), а следовательно и скорости полёта.

Интересно, а при примерно крейсерских, начальных скоростях полёта Спитфайр 9 и Фоккевульф 190 какие будут иметь углы атаки (обычно отрицательные)?
То есть, я хочу узнать, при каких углах атаки, при исходных крейсерских скоростях полёта, оба самолёта будут иметь нулевые подъёмные силы и следовательно наименьшие потери на сопротивлении ...?

(Насчёт допустимых скоростей, ... имелись ввиду приборные или фактические? Надо бы проверить ...)

[Hammer]

Originally posted by Slash
Так же:
То есть:
Для горизонтального прямолинейного полёта, пилот самолёта должен "уравновесить" силу тяжести и подъёмную силу.

Есдинственный способ уравновесить силу тяжести это создать раную по модулю но противоположную по знаку подьемную силу,но делает это не пилот а крыло пилот лиш воздействуя на органы управления задает угол атаки крыла.

Если верить записям, то крыло Спитфайра имело большую относительную толщину крыла, чем крыло Фоккевульфа.

С точностью до наоборот. Тольщина у корня крыла Спита 12% у FW190 15.8%

То есть при скажем нулевых углах атаки крыла, в спокойном, не возмущенном воздухе (т.е. без ветра и т.д.) для того, чтобы совершить прямолинейный полёт без набора и потери высоты, необходимо, грубо говоря, сообщить большую скорость Фоккевульфу, чем спитфайру. Спитфайр, исходя из вышеизложенных данных, будет иметь больший коэффициент ИС.

Если речь о скорости сваливания без использования механизации крыла(щитков) то да Скорость сваливания у Спита одна из самых низких.
Но на больших скоростях индуктивная составляющая Cx уменьшается и уже большой роли не играет а вот рамеры крыла не изменяются. Из за это го на приведенных мной графиках у Спита избыток скорости после пикирования будет теряться значительно быстрее но это же дает ему преимущество в разгоне на малых скоростях.

Вот что не позволяло Спитфайру так же разгоняться как Фоккеру.

Разве что на малых скоростях. Впрочем на графике это видно до 450 км/ч Спит в разгоне в левеле заметно лутчше дальше лутчше 190 также видно что
избыточную скорость например после пикирования 190 будет сохранять значительно лутчше.
Кроме того из за уменьшения потребного Cy при пикировании уменьшение Cx на малых скоростях для 190 будет больше по сранению со спитом т.е лутчший разгон он будет иметь уже на на меньших сокростях скажем не 450 а 420-430 км/ч

[Slash]

С точностью до наоборот. Тольщина у корня крыла Спита 12% у FW190 15.8%
________________________

Не у корня, а в районе САХ. Так какая?

Как я и говорил, без цифр как без рук. Где же хар-ки Фоккера?
(Такие же подробные, как на сайте 4го истребительного ...)

[Yo-Yo]

А Hammer-то прав....
Есть такая очень удобная формула, которая очень удобно позволяет оценивать энергетику самолетов как в полете с перегрузкой >0, так и ненагруженный полет (полет по параболе, маневр с углом тангажа ~90 град.

Вот в ней все сгруппировано очень удобно для понимания.

[Polar]

Originally posted by Hammer
Вот с этим есть огромные сомнения
при Merlin 66 c надуввом 18/25lb Spit9 выдавал 22.5-23м/с у земли 109G-2 21 м/с у земли.
С Merlin 70 а тем более Merlin 61 результаты были сильно оскромней.

А G14 с MW50 или K4 ?

Ну давайте сначала посмотрим скучные цифири про G-2 и более поздние 109.
Далеко лезть не стал, поэтому цифры - набор 3000 и 5000 м.
Werk. No. там не приводится, поэтому пишу взлетную массу и вигатель, во избежание разночтений. Время набора высоты в минутах.

Итак:
1. Bf.109G-2
Двигатель: DB-605A
Взлетная масса: 3100
Время набора 5000: 4,11
Время набора 6000: 5,14

2. Bf.109G-6AS
Двигатель: DB-605AS
Взлетная масса: 3221
Время набора 5000: -
Время набора 6000: 6

3. Bf.109G-14
Двигатель: DB-605AM
Взлетная масса: 3355
Время набора 5000: -
Время набора 6000: 7

4. Bf.109G-14AS
Двигатель: DB-605ASM
Взлетная масса: 3272
Время набора 5000: -
Время набора 6000: 6,5

5. Bf.109G-10
Двигатель: DB-605DCM
Взлетная масса: 3343
Время набора 5000: -
Время набора 6000: 6

6. Bf.109K-4
Двигатель: DB-605DCM
Взлетная масса: 3362
Время набора 5000: 5
Время набора 6000: 7

Как видим, G-2 у нас по климбу чемпион. У 190 и 152 все еще хуже.

А теперь давайте сравним Спит IX и G-2.
Для G-2 у нас такие циферки (все на максимальном режиме, ес-сно):
Время набора 3000: 2,24
Время набора 5000: 4,11
Время набора 6000: 5,14
Это - немецкие данные, у нас в НИИ ВВС получили несколько хуже, но мы наши испытания рассматривать не будем. Берем для 109 наилучшие циферки.

Теперь Mk. IX с Мерлином, причем 61! Испытывался в НИИ ВВС, отчет № 256.
(Tдинственно непонятно - указан заводской номер I5667. Тут какая-то ошибка, так как еще с V заводской номер Спитов состоял из сочетания двух букв и трех цифр, ни один блок номеров с I не начинался.)
Полученные данные на номинальном режиме(в скобках - на максимальном режиме двигателя).
Время набора 3000: 2,5 (2,2)
Время набора 5000: 4,4 (4,0)
Время набора 6000: 5,4 (--).
Как видим, чуть лучше, чем у 109. А это, напомню - Мерлин 61, которых не так много и было выпущено.
Теперь один взгляд на Mk.IX с Мерлин-66.
По данным НИИ ВВС время набора 5000 на максимале 3,6 мин!

[Polar]

Originally posted by Hammer
И как они меряли такие скорости ? На этих скоростях стандартные приборы тех лет могли и 1.02M показать
Но вообще в мануале писали то что могло быть гарантировано в прочем как и совсем остальным. Т.е гарантиии развалится он или нет никто не давал.

Это после поправке, тогда англичане сгоряча М=1 зафиксировали.
В любом случае - заметно больше паспортного ограничения.

[Polar]

Originally posted by Slash
Спитфайр 5б, по отдельным данным использовался до 1944 года, как и мой любимый Спитфайр HF VII.

По OIB а июнь 1944 на V - 6 эскадрилий ADGB, 2 ASP, 4 CC, еще несколько - Средиземноморье.
VII - 2 ADGB и даже 1 во 2 TAF.

[Polar]

Кстати, о моем любимом сайте: МУЖИКИ!
Его себе кто-нибудь скачивал????

[Slash(H)]

Циферки совсем не скучные, и очень полезные.

А по Фоккевульфу 190 есть?

[VooDoo]

Кстати, о моем любимом сайте: МУЖИКИ!

А ты думал . Правда не все графики .

[Polar]

Originally posted by VooDoo
Кстати, о моем любимом сайте: МУЖИКИ!

А ты думал . Правда не все графики .

Тогда только два вопроса:
1. Скока весит?
2. Есть ли возможность выложить куда-нибудь архивчик с этим сокровищем?

[VooDoo]

В архиве 4,3 мега весит. Возможностей нету - у меня что-то в последнее время все ФТП глючат - пароли не воспринимают. Но если кто-то хочет, то могу на чей нибудь ФТП залить. Но на мой взгляд сайт откроют. Вопрос только когда .