Автор Тема: Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"  (Прочитано 21562 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн EvgeniyKАвтор темы

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 719
  • Карма: +50/-3
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"
« : 16 марта 2010, 22:16:53 »
Цитата Snaip
 Постараюсь изложить немного теории:
Диаметр несущего винта (D = 2R)   является диаметром окружности, описываемой концами лопастей при вращении   винта.
При вращении НВ его лопастями ометается площадь круга   диаметром D, которая называется ометаемой площадью F:
F=πR2
 
Для характеристики автожира важна не столько абсолютная   величина F, сколько соотношение между массой автожира m и F,
которое   называется удельной нагрузкой р на ометаемую площадь:
Р=m/F  .
Лопасти   НВ имеют определенную форму в плане, т. е. в проекции на плоскость   вращения. Площадь этой проекции называется площадью лопасти в плане Fл.
Площадь   прямоугольной лопасти определяется по формуле Fл = Rb, где b хорда   лопасти. Площадь лопастей составляет лишь малую часть ометаемой площади   F. Отношение суммарной площади лопастей в плане к ометаемой площади F   показывает, насколько реально последняя «заполнена» лопастями, и   называется коэффициентом заполнения σ:
 σ= kFл/F
где k —   количество лопастей. Количество лопастей для моделей автожиров может   быть 2,3,4 и более, однако экспериментально пришли к заключению, что   наибольшее качество достигается при 3-х лопастном НВ. Коэффициент   заполнения ротора можно выбирать, исходя из максимальной горизонтальной   скорости, которую можно получить при данной мощности. Максимальные   скорости горизонтального полета автожира ограничиваются нагрузкой на   единицу сметаемой НВ поверхности и коэффициентом заполнения. 
Если   при проектировании автожира имеются в виду его основные характерные   качества, как то: крутой угол посадки и низкая минимальная скорость   горизонтального полета без снижения, то выбор диаметра ротора нужно   делать, задавшись такой нагрузкой р , при которой вертикальная скорость   крутой посадки была бы минимальна. Максимальное значение удельной   нагрузки для моделей примерно 15,8гр/дм2. При расчетах своих   моделей задаю р = 7- 9 гр/дм2. Для повышения максимальных   горизонтальных скоростей автожира можно увеличивать р, но большое   увеличение р может привести к потере основных летных достоинств автожира   - крутых посадок, малых посадочных скоростей и малых горизонтальных   скоростей без снижения.
Зная ранее перечисленные элементы несложно   посчитать Dнв.
Лопасти НВ:
Удлинение лопасти рекомендуется в диапазоне от 8:1 до   12:1, причем 8:1 показало лучшие результаты – больше тяга НВ и обороты.   Обороты (nнв) влияют не только на тяговооруженность но и на   управляемость автожира – чем выше nнв, тем более чутко   реагирует модель на отклонение ручки управления, что порой весьма   усложняет пилотирование. nнв зависит и от количества лопастей   – чем меньше лопастей, тем выше обороты. Лопасть конструктивно содержит   лонжерон и хвостовую часть. Лонжерон не только воспринимает большую   часть переменных по направлению нагрузок, но и смещает ц.т. к передней   кромке, за линию центров жесткости и фокуса, предотвращая развитие   флаттера.  Наилучшие показатели были достигнуты при применении профиля   лопасти  SG6042 , но он сложен в изготовлении из-за изогнутой нижней   хвостовой части, поэтому часто применяют Кларк Y, имеющий плоскую нижнюю   поверхность. Относительная толщина в диапазоне от 13% до 16%, причем   ближе к 13%.
Угол установки лопастей отрицательный, рекомендуется от   -1 до -4гр.

На изготовленных мною моделях я придерживался   следующих параметров:
Удлинение: 9:1 и 11:1. Обороты с лопастями 9:1   существенно выше, однако АТ-3 прекрасно ведет себя с лопастями 11:1.
Применяю   профиль SG6042, но несколько модифицированный с целью упрощения   изготовления, – с плоской нижней частью. Наверняка результаты будут   существенно выше, если покупать лопасти промышленного изготовления,   однако это накладно, да и интереснее сделать самому.
Относительная   толщина профиля 9% показала более высокие результаты по отношению к 12%.
Загрузку   передней кромки лопастей не проводил т.к. с флаттером проблем не   возникло, - оказалось, что достаточно массы лонжерона.
Лопасти должны   быть максимально легкими и аэродинамически чистыми!
Угол установки   лопастей первоначально применял -4гр, теперь остановился на -2. Второй   результат существенно улучшил летные качества модели,  однако   предстартовая раскрутка НВ несколько затруднилась, что повлияло на   взлетные характеристики автожира - увеличился разбег.
(Данный материал взят с AVIAMODELKA.RU  http://aviamodelka.ru/forum/index.php?showtopic=6457)

При просмотре тем о постройке автожиров различных схем, остановился на двухроторном, из-за простоты схемы и понятности управления
Вот оригинальный чертеж Twirl.pdf

TWIRL конечно интересная модель, но захотелось что-то объемное, и вот под шумок ремонта в зале начал ваять свою модель. Вот что пока получается.



Размеры и вес продиктованы безколлекторником 20й серии и LiPo 2200, имеющимися в наличии
« Последнее редактирование: 16 марта 2010, 23:39:51 от EvgeniyK »

Оффлайн EvgeniyKАвтор темы

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 719
  • Карма: +50/-3
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"
« Ответ #1 : 16 марта 2010, 22:34:29 »
В крылышко вставлен лонжерон <> - такой схемы, рейки выступают за крыло.

Шасси думаю сделать таким же крылом, только уменьшив в размерах.
Примерно так

На автожире шасси разносится максимально далеко,так как он имеет тенденцию переворачиваться ветром после посадки (а иногда и до взлета)
Получается такая конструкция

Роторы делаются по принципу TWIRL овских (см прикрепленный файл выше), но рассчитываются под конкретную модель (формулы в начале темы)

Оффлайн EvgeniyKАвтор темы

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 719
  • Карма: +50/-3
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"
« Ответ #2 : 16 марта 2010, 22:53:58 »
Сразу вставлю, что роторы переделывались три раза. Первый комплект: профилированная потолочка, передняя кромка которой на 1/3 хорды оклеена двумя слоями бумаги для лазерных принтеров не ПВА, обклеенная скотчем. Комплект был самым летучим, но во время одного из взлетов такая конструкция не выдержала нагрузки, и лопасть сложилась, но об этом я узнал лишь посадив модель. Полет прошел нормально.
Второй комплект: потолочка с лонжероном, приклеенным снизу, из 30ти см линейки распущенной по диагонали. Так же обклеенных скотчем. Роторы получили профиль не очень (как оказалось) подходящий для автожиров, и большую массу. Результат - автожир отказался нормально лететь: его приходилось тянуть вверх, и долго останавливать вращение после поворотов (гироскопический момент возрос вместе с массой)
Третий комплект: потолочка, разрезанная вдоль по 1/3 хорды, со вклеенным вертикальным лонжероном все из той же линейки. лонжерон выступает внутрь и приклеивается к центральной бобышке с обмоткой нитками с клеем.

 Лопасти обтянуты скотчем.
Комплект чуть менее летуч по сравнению с первым, зато спокойно выдержал несколько переворотов при неправильной посадке.

Оффлайн EvgeniyKАвтор темы

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 719
  • Карма: +50/-3
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"
« Ответ #3 : 16 марта 2010, 23:02:29 »
Автожир практически готовый к испытаниям. осталось поставить тяги, еще раз все проверить (возможно, добавить рисунок) и в небо!!!



Минус 20 меня не остановило, пошел испытать АВТОЖИР. Во дворе не так много   места, но подлететь хватит.
Результаты:
Скользит по снегу   нормально, роторы раскручиваются сразу, взлетать начинает пробежав по   земле метров 10. Взлетает легко, рулится нормально. При отключении   мотора резко теряет горизонтальную скорость и плавно опускается.
Видео   правда получилось не очень (перед выходом обнаружил что камера села, и   снимал на фотик)

Итог:
Места во дворе для такого автожира мало   (понастроили блин сараев летать негде) 
Слабое место - кружки из потолочки скрепляющие лопасти   ротора (да и к скотчу титан не клеится)
{последняя модификация, предложенная выше выдержала бы}
Вобщем закончилось все так:


Видео:


Оффлайн EvgeniyKАвтор темы

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 719
  • Карма: +50/-3
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Двухроторный Автожир "Fiery Dragon"
« Ответ #4 : 16 марта 2010, 23:31:32 »
7.2.2010,
Воскресенье, -11г на улице и ветер 3 - 7 м/с, не дали усидеть дома.
Собрав автожир и взяв друга оператором пошел в поле на полномасштабные испытания.
Взлет с 3 - 4 метров при слабеньком ветре меня очень даже удивил. Выкос двигателя вниз оказался мал, и модель при полном газе лезла вверх под 45градусов к горизонту. Управляемость отличная, но модель настолько легкая, что ее постоянно сдувало. При 1/3 газа модель модель висела на одном месте. При отключенном двигателе я так и не смог понять как снижается модель (ее уносило по ветру), при отклонении РВ вниз модель снижалась вертикально. Маневренность автожира меня порадовала: можно резко развернуться практически вокруг вертикальной оси модели. Попытки сделать петлю успехом не увенчались, т.к. модель просто сдувало (крен без элеронов выправлять нечем) Да и вообще я не пилотажник. На авторотации модель снижается очень медленно.
С такими характеристиками модель можно использовать как тренер, для обучения новичков.
Видео в теме полеты Узловских летчиков (первый ролик)

Музыка в видео Summoning-Flight Of The Nazgul(полет Назгула - Толкиен - Властелин колец), очень хорошо вписалась.
Поведение автожира в воздухе гораздо интереснее самолета.
 Под конец полетов не выдержала одна лопасть, а в остальном нареканий не было.
Второй вариант автожира, с тяжелыми лопастями летать нормально отказывался, и роторы пошли на свою третью перестройку. Ось роторов стальная проволока (велосипедная спица), втулка - кусок металлического стержня от ручки.
Но в этот раз проверял, вдовесок, следующую модификацию: поставил на крыло элероны(немного надоедает, когда боковой ветер порывом пытается перевернуть модель).
Результат:



Правда тут он еще со старым именем "NAZGUL"? с которым он отказывался летать. Вспомнился мультик про капитана Врунгеля: "Как вы лодку назовете, так   она и поплывет..."

В воскресенье,14.03.2010, нашел четверых"Безумцев", желающих полазить по сугробам, и пошел в поле на очередные испытания.
Автожир получил новое имя - "Fiery Dragon". Помогли ли суеверия (с именем), или новые роторы так и останется неясным, но в версии 3.01  :D автожир полетел.
Сколько было за это время внесено изменений в конструкцию модели, но я так до сих пор не увеличил выкос двигателя вниз, и автожир летал с набором высоты и минимальной горизонтальной скоростью. Из-за этого, в таком режиме, элероны оказывались недостаточно действительными, но при разгонах получалось ими рулить по крену.. Так что элероны имеют право быть (да и смотрятся они прикольно  :) ).
видеонарезка полетов в теме полеты Узловских летчиков (второй ролик).
Сильно напрягали лыжи. При первых испытаниях на снегу был крепкий наст и взлетать можно было даже с шасси. А вот для рыхлого снега пришлось делать широкие лыжи, которые добавили  сказочно много лобового сопротивления, и весь полет начинал превращаться в борьбу с ветром.
Но результатом все-равно доволен :) , автожиры в моделизме имеют право БЫТЬ!!!
Если что-то непонятно осветил, спрашивайте, обязательно постараюсь помочь.
Оригинальный текст постройки (мой) http://aviamodelka.ru/forum/index.php?showtopic=6839
« Последнее редактирование: 16 марта 2010, 23:37:09 от EvgeniyK »

 

Яндекс.Метрика