Дизайн-проект АВВП «Air Spirit»

[Гость]

Дизайн-проект АВВП «Air Spirit»

 

Концепт многофункционального ЛА с вертикальным взлетом

 

 

 

 

ФИЛОСОФИЯ МОДЕЛИЗМА

Моделизм у всех свой. Как то на форуме были попытки определить в процентах, насколько кто пилот, кто создатель моделей…

Для меня всегда главным интересом был проект, потом постройка, потом полеты. И я бы для себя вывел такое процентное соотношение:

50% - проектировщик, 25% - создатель, 25% - пилот.

Хотя летаю очень много, на самой разнообразной технике. Понятно, что и строится немало.

Но сколько проектируется!… В первую очередь – в голове. Часть проектов остается в виде многочисленных эскизов. Часть проектов проходят фазы расчетов, компьютерного моделирования и чертежей. И только единицы доходят до стадии материализации. Причем проект может жить годами, происходит возврат к нему через время, переосмысливание, иногда на основе старых проектов появляется новый.

В общем-то, когда модель построена и полетела, она уже покинула мое поле интереса.

Есть несколько модельных направлений, представляющих особый интерес для меня.

И особое место занимает экспериментальная аэродинамика и разработка нетрадиционных ЛА. И немалую долю интереса к этой теме составляет Дизайн формы ЛА. Здесь неограниченная свобода пластики.

 

 

Тема короткого взлета/посадки всегда была для меня чрезвычайно интересной. Мне очень нравятся ЛА, способные летать на минимальных скоростях.

 

Много придумано и изобретено в этой области и естественно новый проект – это большей частью синтез старых идей.

 

На «Илье Муромце» у меня сейчас есть 4 одинаковых ДУ (аналоги AXI 2814/14) с двумя комплектами аккумуляторов на 4000мА и 2100 мА. Они имеют статическую тягу в районе 1500гр каждый с винтами 11 х 4.

Так что это обстоятельство также подтолкнуло к реализации этого проекта.

[Гость]

Концепция аппарата

 

Меня давно интересует летающее крыло в виде равностороннего треугольника в плане. Как то в симуляторе FMS мне попалась модель такого аппарата. Даже без ВО он был очень устойчив и великолепно управлялся.

Известно, что увеличение угла стреловидности крыла, адекватно увеличению поперечного V. Аппарат с большой стреловидностью будет устойчив по крену.

Большая хорда крыла дает возможность иметь больший диапазон положения Ц.Т.

У меня уже было несколько проектов на тему дельтовидного крыла.

 

Аппарат будет представлять собой летающее крыло в виде равностороннего треугольника в плане с маршевым двигателем с толкающим винтом. Размер стороны 1200мм . Толщина крыла – 55мм.

Кромки будут иметь небольшую кривизну. В вершинах треугольника вписываются окружности небольшого радиуса. Таким образом, получаем вот такую форму в плане.

Был сделан компьютерный набросок формы ЛА.

вид 3/4 снизу

вид в плане

 

Для вертикального взлета/посадки будут использоваться три ДУ с обычными винтами в кольцах, расположенные в вершинах треугольника, в теле крыла. Тяга винта зависит от его диаметра в кубе! Поэтому надо стремиться к максимальному диаметру. У меня будут винты 11 дюймов (270мм). Кольцо существенно увеличивает тягу винта (до 15%) при условии минимального зазора между винтом. Это не так просто технологически, поэтому вряд ли я получу значительный прирост. В идеале, воздушный канал надо делать в виде диффузора, но я буду делать обычный цилиндр, опять таки из условий технологичности.

Разнос ДУ относительно Ц.Т. в продольном направлении такой, что плечо двух боковых ДУ в два раза меньше переднего. По идее, это должно дать одинаковые моменты, относительно ц.т. и позволит синхронно управлять всеми ДУ в качестве ведущего канала управления. Два боковых ДУ микшируются с элевонами для управления по крену, а передняя ДУ – с рулем высоты для управления по тангажу.

Имеем в первом приближении раскладку каналов управления:

1 газ маршевой ДУ

2 левый элевон

3 руль высоты

4 руль направления

5 передняя подьемная ДУ

6 правый элевон

7 левая подъемная ДУ

8 правая подъемная ДУ

9 пока свободный

Будет применяться аппаратура JR9 c девятиканальным приемником. У нее богатые возможности по настройке микширований, но надо будет этим вопросом заняться очень фундаментально. Скорее всего, управление газом подьемных ДУ будет выведено на одну из крутилок, а джойстик газа - для маршевого ДУ, но может быть и наоборот.

Для управления по рысканью аппарат имеет несколько маленьких килей с РН, расположенных в струе винта. Это более интересно с точки зрения дизайна, чем один большой.

В струе винта находится и руль высоты. Это позволит достаточно эффективно управлять тангажом и рысканьем на минимальной скорости.

Будут также элевоны, с поднятым хвостовиком для образования S образного профиля (аэродинамический нуль крыла) Они также будут микшироваться с рулем высоты и боковыми подъемными ДУ.

 

Ц.Т. такого аппарата находится практически в центре. Это было проверено на маленькой пенопластовой модели. Модель великолепно планирует и очень устойчива по крену и по тангажу. ВО не сильно влияет на путевую устойчивость. Летает неплохо даже без киля.

Но все же ВО, по моему мнению, нужен.

Аппарат будет иметь трехстоечное шасси.

Такая компоновка позволит эксплуатировать аппарат и как обычное летающее крыло с традиционным взлетом/посадкой с шасси.

Но аппарат близок и к АВП (аппарат на воздушной подушке). Если у него не будет шасси и он будет лежать на брюхе, то при включении трех подьемных ДУ под нижней поверхностью крыла возникнет избыточное давление, которое поднимет аппарат и посадит его на воздушную подушку даже при минимальном газе. Таким образом, уже можно будет разгонять аппарат маршевым двигателем до взлетной скорости. Это тоже очень интересный режим эксплуатации.

 

На первом этапе проекта планируется испытать аппарат с заклеенными отверстиями движителей подъема. Будет точно определена полетная центровка и управляемость аппарата.

Затем интересно открыть «дырки». Потом поставить в них свободно-вращающиеся роторы.

При горизонтальном полете, по идее три «дырки» с винтами не должны существенно ухудшить аэродинамику крыла. Их можно рассматривать даже как винты автожира в какой-то степени, если они будут свободно вращаться. Будет иметь место перетекание воздуха с нижней поверхности крыла на верхнюю, через эти отверстия.

А когда там будут стоять штатные ДУ, то тем более интересно исследовать поведение аппарата в полете при разном газе подъемных ДУ.

Режим взлета/посадки, безусловно, будет наиболее сложным. После подьема за пределы воздушной подушки, по всей вероятности, ухудшится балансировка аппарата из- за порывов ветра и других факторов, нужно будет балансировать газом всех трех подъемных ДУ. Интересна инерционность управления таким аппаратом. Но из-за большой площади крыла должно быть демпфирование колебаний. Надеюсь, реакции должно хватить для удержания аппарата в горизонте, так как аппарат получается довольно большой. Несущая площадь около 75дм2! Но вполне возможно и гироскопы придется внедрять.

 

 

Дизайн формы.

В этом проекте внешний вид аппарата является одним из доминирующих мотивов.

Хочется сделать лаконичный , «чистый» с точки зрения формы, объект. Окраска аппарата может быть очень интересной. Напряженные, надутые боковые лобики аппарата могут быть окрашены в темный цвет, а внутренняя часть крыла затянута полупрозрачной пленкой. Кили тоже темные, а управляющие поверхности - в яркий контрастный цвет, может быть даже флюресцентный. Это должно дать хорошую узнаваемость ракурса аппарата, так как надо избежать одинаковой читаемости треугольника!. Планируется также установка светотехники для полетов ночью.

 

Конструкция

Силовая схема планера получилась чрезвычайно рациональной и технологичной. Все нервюры – силовые балки из шарикового пенопласта, толщ.10мм . Будут окантованы сверху и снизу полками из 2мм твердой бальзы. Лобики пустотелые из шарикового пенопласта. Обтягиваются пергаментом на ПВА. Они образуют мощные боковые кессоны. Носик крыла тоже из шарикового пенопласта. Внутреннее пространство крыла будет затянуто пленкой, что позволит легко изменять начинку громадных ниш крыла. Там можно разместить и фото-видео аппаратуру, можно листовки, бомбы, и т.д. Все аккумуляторы размещаются в центре тяжести. «Дырки» делаются из двух слоев шарикового пенопласта на оправке. Внутренняя поверхность воздушного канала кольца обтягивается пергаментом. Эти кольца органично вписываются и вмораживаются в силовую схему.

 

По первым прикидкам взлетный вес аппарата с 4-мя ДУ, и 4-мя Li-Po 4000мА будет не более 3кг. Это даст удельную нагрузку на крыло до 40г/дм2. Но если поставить для подьемных ДУ более легкие 3 Li-Po 2100мА, то это еще больше снизит вес аппарата и нагрузку при взлете на ДУ. Подьемные ДУ будут использоваться только при взлете и посадке.

 

[Гость]

Изготовление.

Вчера, 7 октября, вечером была найдена какая-то упаковка. Пенопласт вполне меня удовлетворил по плотности, и нарезав пластины 10мм., приступил к сборке пенопластового каркаса.

Здесь будут аккумуляторы 4шт х 4000мА х 390гр = 1560гр.!

Аэродинамический летающий прототип. Планирует устойчиво через всю моделку почти без снижения! Ц.Т. определен!

Первая прикидка по весу с двумя видами аккумуляторов

[Гость]

Андрей , я поражаюсь твоей трудоспособности ! Когда ты успеваешь всё это делать? Не знаешь, что от тебя ждать Удивляешь и удивляешь ! С удовольствием буду следить за всеми твоими проектами и постепенным продвижением их , как пешек по шахматной доске в Ферзи. Очередной раз пожелаю тебе удачи в новом проекте ! Ну, МОЛОДЕЦ ! У меня слов нет...

P.S. И даже не сомневаюсь в удачном завершении и облёте ! Эксперимент, однако.

[Гость l Silin]

Андрей,

Мы вроде говорили пару лет назад о таком аппарате уже.

Сейчас у нас в лаборатории тоже продвигается вертикальный полет, уже накопили знаний, поэтому сейчас поделюсь:

 

Сначала был построен самолетик без автопилота, с винтами противоположного вращения (хотели сразу реактивный момент убрать). Так что бы он начал висеть, на него пришлось прилепить целых 5 гироскопов (GWS PG-0.3...)!

Пять понадобилось потому что летающее крыло и на каждый елевон их стояло по 2, повернутые на 90 относительно друг друга. 5й на руле направления. Передаточные коеффициенты - максимальные, микро машинки горят быстро на таких скоростях.

 

Сейчас такие самолеты у нас летают и горизонтально и вертикально. Но для горизонтального полета еще и инфракарсный датчик стоит по тангажу и крену. Самолет обвешен теперь как Су-25 перед боевым вылетом

 

На последних соревнованиях в Индии было несколько летающих платформочек. В основном с 4мя винтами, один был с 6ю! У всех гироскопы и отдельный процессор в автопилоте чтобы ими управлять.

 

Есть большая проблема при управлении креном и тангажом через несущие винты. Обычные (авиамодельные) регуляторы - очень медленные для активного контроля. Не получится стабильный самолет с гироскопами и обычными регуляторами. На соревнованиях я видел два метода решить этот вопрос. 1-й - использовать обычные коллекторные моторчики и к ним строить высокочастотные (до 100 КГц) регуляторы. 2-й - использовать бесколлекторные моторы и обычные регуляторы к ним (их сложно строить), но тогда нужна очень хорошая система контроля. Так сделала немецко-американская команда одна, у них были гироскопы, акселерометры + мощный процессор который делал Калман фильтр и выдавал командные сигналы на 1000 Гц.

 

Перед тем как продвинуться в постройке такого аппарата я бы посоветовал следующтй эксперимент: Поставьте ваши моторы с пропеллерами на балочку. Балочка посередине подвешена на шарнире, как весы.

Попробуйте ее уравновесить на разных значениях тяги и крена влево\вправо.

[А-50]

Есть большая проблема при управлении креном и тангажом через несущие винты.

 

Это если управлять оборотами подъемных двигателей.

Поскольку *, планирует постройку достаточно большого аппарата и винты у него будут соответствующие, это еще больше усугубит проблему.

 

Может рациональнее управлять шагом этих винтов, как это делается у вертолетов.

Сейчас ВИШ - готовое изделие, которое применяют зальные пилотажки, второй вариант хвостовые винты от вертолетов.

Как показывает практика, последние вполне справляются с проблемами стабилизации.

 

[Гость]

*

Мне изначально не нравился вариант отдельной подъёмной установки ..... получается что после взлета, приходится таскать за собой лишний груз в виде трех моторов с не работающими винтами

К тому же "дыры" в крыле испортят аэродинамическое качество со всеми вытекающими ...

 

В конечном итоге получим аппарат уступающий классическому вертолёту как в вертикальном так и горизонтальном полете.

 

Поэтому остановился на проекте ВЕРТИГО, да взлет и посадке не идеален, но после трансформации получаем обычный самолет !

 

*

Похоже в проекте ВЕРТИГО, не использовали гироскопы ?

.... в смысле, может вы в курсе ?

 

С уважением, Соло.

 

[Гость]

... и постепенным продвижением их , как пешек по шахматной доске ....

 

Эксперимент, однако.

 

Ты удивительно точное подобрал сравнение и понял мое состояние в моделизме. Спасибо, Валерий! Действительно, можно заниматься одним проектом, потом следующим... Но когда дойдет дело до очередного - уже нет того настроя, забылись детали. поэтому мне ближе параллельный метод, а смена проекта дает возможность соскучится по нему и с новой энергией наброситься потом на работу!

 

И прежде,чем перейти к техническим деталям проекта, коснусь еще философии моделизма.

 

Как то читал о феномене самурая. Откуда у него столько сил и такое бесстрашие? Оказывается, что их с детства воспитывают в готовности к смерти! Т.е самурай совершенно спокойно воспринимает смерть, он готов умереть каждую минуту, ему просто нечего терять и в бою он может действовать за гранью здравого смысла!

Так вот. Если применить это к моделизму, то легко можно строить и летать, если ты абсолютно готов к потере модели, разбитому мотору и сгоревшим аккумуляторам. А модель, на которую затрачено масса энергии, времени и средств может в любую секунду превратиться в груду обломков! А ведь разбиваются 99.9% моделей! Попробуйте опровергнуть это число! Вопрос, только когда?

Так зачем по этому поводу переживать?

Я строил "Илью Муромца" - не самый обычный самолет по своей схеме. Все неизвестно, чем закончится первый взлет. И морально я совершенно был готов к его потере в первом же полете! Поверьте! И ничуть от этого не расстроился бы! Ведь я уже получил сполна радость от проектирования, от изучения истории, от тпостройки! Ну одной радостью меньше - ну и что? и сейчас я ЗНАЮ, что "ИМ" рано или поздно погибнет. Где-то проводочек оборвется, тяга открутится, порыв ветра некстати, да причин я могу просто сотни привести, из-за чего он погибнет! Так что, не летать на нем? Вот и я летаю на нем абсолютно раскрепощенно что в первом полете, что в последующих...

 

К чему я это говорю? Да к тому, что "Delta" тоже не простой проект. И имя ему - ЭКСПЕРИМЕНТ!

И я абсолютно готов к любому финалу проекта. В любом случае, до жути интересно попробовать эту схему и различные режимы полета на ней!

 

Теперь ближе к теме.

Я осознаю все сложности при реализации данного проекта и много читал про летающие платформы. Но интересно попробовать на практике, потом можно будет делать выводы.

 

To Silin:

Дмитрий, Те аппараты, о которых ты говоришь ведь очень маленькие! Конечно управлять ими чрезвычайно сложно без гироскопов - не хватает моторики человеческой. А летать на любой модели меньше метра гораздо трудней чем на полутора-метровой.

Поэтому я и строю достаточно большой аппарат и все же думаю, что по тангажу и рысканью он будет весьма управляем и без гироскопов. Но посмотрим! А аппрат, кстати не намного сложнее палки с винтами так что на натурном и проверим мою реакцию

Ну а неполучится висеть - может гироскопы попробую, или в режиме воздушной подушки взлетать буду. А заклеить дырки и летать на треугольнике тоже интересно будет. В общем, клеим дальше...

 

to A-50

А я думаю как раз наоборот, что увеличение диаметров винтов как раз неусугубит проблему! На фан-флаях висят же! и с одним винтом, и с обычным регулятором оборотов, без гироскопов!

 

to

 

Треугольник я хочу! А лишний груз? Так у меня площади несущей до фига! Пусть несет аккумуляторы! Кстати еще и запас остается по идее на дополнительнубю полезную нагрузку. И никто не запрещает в полете подъемным движкам чуть газа дать, чтобы дырки заткнуть!

Ну а что касается эффективности по сравнению с самолетом и вертолетом, то имя проекту - ЭКСПЕРИМЕНТ!

С огромным интересом буду отслеживать и твой проект!

 

[Гость]

Сегодня еще позанимался Дельтой.

На пенопластовое ядро каркаса накладываются бальзовые полки 15 х3 мм. Образуются эдакие силовые балки. Жесткость каркаса возросла на порядок! А ведь еще кессонов боковых нет. Вес пока ничтожный каркаса. И он почти готов за два вечера!

[Гость l Silin]

Похоже в проекте ВЕРТИГО, не использовали гироскопы ?

.... в смысле, может вы в курсе ?

То что я показал и есть Вертиго. Конечно, может есть несколько проектов под таким именем. Наш был разработан параллельно с 60-см аппаратом во Франции (SUPAERO, Toulouse). Ихний летает и наш летает. Гиро стоят на обоих. У них правда три всего потому что рули замикшированы через специальное устр-во, типа V-миксера, они сами его спаяли.

[Vic88]

Андрей, поздравляю с очередным очень интересным проектом!

С большим интересом прочитал Ваше первое сообщение. Такая "философия моделизма" мне понятна и очень близка. Огорчает только дефицит времени и невозможность реализовать все эксперименты. Снимаю шляпу перед Вашей решимостью и работоспособностью. Сам уже с полгода обдумываю вариант СВВП, но пока дальше схемы и нескольких прикидочных экспериментов не продвинулся.

Желаю удачи! И самое главное - доказательства жизнеспособности схемы "дельта" для модели!

С уважением,

Виктор.

[Eugen]

Самурай действительно приучен к смерти - своей и чужой. Однако бесстрашным его назвать нельзя. Больше смерти он боится потери своей чести, как говорят в Японии, "потерять лицо". Каждую секунду боится. Невесть какие глупости совершались самураями именно из-за этого страха. (Знаете, почему в Японии левосторонее движение?)

 

Что же касается Эксперимента - то это акт Науки, а в Науке отрицательный результат тоже важен, нередко даже важнее положительного.

 

А Мастер и отличается от Профессионала в том числе и тем, что может себе позволить неудачу и спокойно к этому относится. Профессионал на это право не имеет. Мастер - может, это часть его жизни.

[Гость]

То что я показал и есть Вертиго.

 

Я имел в виду этот ВЕРТИГО ...

[Vic88]

А Мастер и отличается от Профессионала в том числе и тем, что может себе позволить неудачу и спокойно к этому относится. Профессионал на это право не имеет. Мастер - может, это часть его жизни.

Хорошо сказано!

Так же как экспериментатор от производственника. Ошибка учит первого и может стоить карьеры второму.

[Гость hcube]

На висении аппарат нельзя балансировать только тягой двигателя(ей), нужно еще управление вектором тяги хотя бы одного двигателя, чтобы компенсировать момент по курсу. Думаю, правильнее всего наклонять вбок носовой двигатель, а два задних - наклонять согласованно вперед-назад для создания продольной тяги как на вертушках - хотя бы градусов на 30-40. Если же отклонять несогласованно - получится управление по крену. Ну, и форму корпуса чуть доработать, сделав вместо круглых дырок с вертикальной стенкой аэродинамичные окна в крыле, каплевидной или коло того формы. Да, я понимаю что тяга упадет относительно винта в кольце - но взлетный режим - это секунды, а крейсеский - минуты, лучше именно под него оптимизировать.

 

Может быть, есть смысл корпус делать типа 'утка' с размещением винтомоторных групп 'встречно' с аэродинамическими поверхностями. С другой стороны, тогда при полете будет предельно передняя балансировка.

[А-50]

to A-50

А я думаю как раз наоборот, что увеличение диаметров винтов как раз неусугубит проблему! На фан-флаях висят же! и с одним винтом, и с обычным регулятором оборотов, без гироскопов!

 

На фан-флаях вопросы управления и стабилизации решаются РМ, а не винтом.

Вам же прийдется управлять/стабилизировать модель только оборотами винтов.

При увеличении диаметра винта увеличивается его момент инерции и демпфирующий момент.

 

 

[Гость]

Что же касается Эксперимента - то это акт Науки, а в Науке отрицательный результат тоже важен, нередко даже важнее положительного.

 

А Мастер и отличается от Профессионала в том числе и тем, что может себе позволить неудачу и спокойно к этому относится.

 

Абсолютно согласен! Профессионал зарабатывает деньги при помощи моделизма, а я в него вкладываю! (Кстати нехилые суммы)

 

Как то пару раз у меня были попытки зарабатвать деньги моделизмом. Это реально, но ... Меня это тяготит, я лишаюсь хобби! А хобби - это когда никому ничем не обязан в своем увлечении! И можешь заниматься чем угодно в любимой области. И поэтому я, что хочу, то и делаю! А последние годы еще и сколько хочу, столько и делаю, сколько хочу, столько и трачу. Это свобода! Поэтому я скорее свободный мастер!

 

to hcube:

Не совсем понял, почему нельзя балансировать только тягой двигателей при висении. Боковые ДУ будут иметь противоположное вращение - соответственно момент компенсируется. А передняя ДУ - да, от нее будет реактивный момент, но и аппарат немаленький, да и плечо от передней ДУ до ц.т. есть немаленькое, плюс кили, а кроме этого еще и маршевая установка есть - можно газнуть на кили.

Что касается цилиндрических каналов подъемных ДУ, то профиль крыла - всего примерно 5% толщины, поэтому форма стенок не столь существенна. Да и подьемные ДУ в горизонтальном полете можно оставить на малом газе. Это заткнет Дырки

 

Режимы полета.

 

Дмитрий Силин поднял вопрос о режиме висения. Да, это сложный режим. Динамически неустойчивый , как правильно сказал Николай в одной из тем. Я и не рассматривал этот режим, как приоритетный для данного аппарата. Тогда надо было бы еще одну «В» в аббревиатуру добавить АВВВП (Аппарат Вертикального Взлета, Висения, Посадки) Хочется конечно, но надо быть реалистами. Жутко не хочется влазить в дебри электроники, гироскопов, датчиков и т.д. Я ближе к аэродинамике и дизайну!

Основное преимущества данного аппарата – это возможность полетов с минимальной взлетной площадки. Это дико актуально для нас, да и наверно для большинства моделистов, живущих в городах.

 

Я вижу примерно следующий сценарий полета:

1. Запускаем подъемные ДУ на средний газ. Этого должно хватить, чтобы аппарат сел на воздушную подушку. Если не добавлять газ, то он и не должен с нее соскочить.

2. Если поверхность поля позволяет(пашня, скошенная низкая стерня, песок) , можно разгонять аппарат маршевой ДУ и лететь дальше по самолетному.

3. Если поле заросшее или площадка совсем мизерна, кругом деревья, то добавляем резко газа подъемным ДУ. В динамике взлета добавляем газ маршевой ДУ. Думаю, что при динамическом взлете аппарат будет достаточно устойчив. Ну а дальше увеличиваем газ маршевой, уменьшаем подьемным ДУ.

4. Полетели.

 

Вот посадка будет гораздо сложнее на мой взгляд.

5. Идем на высоте чуть выше препятствий, постепенно сбрасывая газ до минимально устойчивой скорости горизонтального полета. Заходим на место посадки.

6. Вот тут не все понятно! Плавно увеличиваем газ подьемным ДУ, одновременно прибирая газ маршевой. Сложно это будет. Аппарат будет иметь инерционность. Одновременно надо РВ увеличивать тангаж, чтобы затормозить аппарат.

7. Переходим в режим парашютирующего спуска, балансируя подьемными ДУ по крену и тангажу.

8. Уже перед самой землей нужно будет чуть добавить газа, чтобы затормозить вертикальную скорость и посадить аппарат на воздушную подушку.

9. Убираем газ. Садимся.

 

 

 

[Гость]

Название

 

Как назовешь корабль, так он и поплывет!

 

В создаваемой модели абсолютно все имеет значение: от названия до дизайна формы и окраски, ну и естественно аэродинамика, компоновка, конструкция, технология. Эти вещи взаимосвязаны и только в гармонии этих параметров рождается проект, который нравится

Я всегда придавал огромное значение названиям своих моделей. Кстати одно из названий, которое я придумал для проекта СЛА схемы тандем в 89-м году «AIROBI», стало со временем названием клуба и наполнилось другим смыслом.

Этому проекту было дано рабочее название «Delta». Довольно избитое название и ничего особо не говорящее. Поэтому естественно искались новые ассоциации и словосочетания.

 

Хотелось объединить слова Air – воздух, Delta – треугольный, дельтовидный и Engi* – двигатель.

Таким образом родилось название для этого ЛА – «AirDGi*» , произносится что-то типа: [Айрджин]

 

Неожиданно таким образом появилась новая ассоциация : «АэроДжин». Тоже неплохо! Джины всегда летали и были весьма шумными, издавали дым. Очень близко к идее аппарата, который при взлете будет прилично шуметь и поднимать клубы пыли! Может и дым добавим!

 

Дизайн.

Еще немного поработал над стилем аппарата.

Руль высоты увеличиваю по размаху. Пожалуй, не буду его микшировать с элеронами. Они будут работать отдельно.

Форма килей делается близкой к форме крыла в плане. Три дуги, сопряженные в вершинах дугами малого радиуса. Треугольник несколько наклонен к продольной оси аппарата для эффекта динамичности. И линия раздела киля/ руля направления тоже наклоняется.

Появилась идея разместить эти три небольших киля на руле высоты и отклонять их вместе с рулем высоты, разместив РМ прямо в теле руля высоты, в качества весового компенсатора. Кроме этого руль высоты будет еще иметь и аэродинамическую компенсацию, так как он весьма велик и желательно снизить усилие на РМ.

Маршевую ДУ поднимаю выше оси аппарата, чтобы уменьшить вылет винта под брюхо и уменьшить высоту шасси. Это также позволит разместить маршевый двигатель в потоке воздуха для охлаждения.

 

Окраска. (уточнение)

Боковые лобики – мощный стилеобразующий элемент формы, и его хочу сделать матово-черным с синеватым отливом. Пожалуй, три желтых шеврона хорошо будут смотреться на черном фоне. Долго подбирал их величину и расположение. Сейчас вроде нравится!

Кили тоже того же колера, что и лобики. Рули направления – белые. Рули высоты и элероны - желтые.

Внутренняя часть аппарата полупрозрачная, но еще не определился с доминирующим цветом. Хочется пепельного.

В лобике, по периметру планируется размещение мощных светодиодов – разного цвета для верха и низа. По задней кромке – третий цвет.

Место взлета/посадки можно освещать автомобильными фарами.

Очень хочется осуществить ночные полеты!

 

Ночной полет со светотехникой

Немного доработанный стиль аппарата

 

[Гость l Silin]

6. Вот тут не все понятно! Плавно увеличиваем газ подьемным ДУ, одновременно прибирая газ маршевой. Сложно это

Непонятно - еще не то слово! От наших французскиз коллег к нам приезжал паренек на стажировку. Так вот он пишет докторскую диссертацию по динамике перехода от горизонтального полета к висению и последующей посадке. Там очень сложные нелинейные эффекты от вращения аппарата, рулей и т.д. Пока ни они, не мы это в автопилот не впихнули.

А вот вручную - пилот наш запросто делает вертикальную посадку.

 

Вот видео.

В видео посадок нет, но есть много переходов из гор полета в висение.

[Гость]

Интересное видео! Да уж, непросто это все! Вообще фантастика на таком малюсеньком аппарате летать, тем более висеть!

 

Сегодня занялся каналом носовой ДУ "АэроДжина".

 

Точим оправку канала из голубого пенопласта. (на оправки годится этот пенопласт, но не более)

предварительно примеряемся с местом установки канала

из пластины (5мм) шарикового пенопласта делаем обечайку канала на оправке.

Внедряем обечайку с оправкой на свое место

Снизу оконтовываем канал бальзой 3мм

Теперь можно оправку убрать

с другой стороны крыла пока имеем такую ситуацию

[Гость]

Осторожно с каналами. Внутренняя поверхность канала из за понижения давления притягивается к винту. Стоит проклеить удерживающи шпангоут в плоскости вращения винта.

Винты в каналах желательно сводить в центр с фокусом на высоте 2 метра над цт аппарата. Это хоть както облегчает жизнь при висении (зависании).

А вообще смелый проект, да еще без гироскопов.

[Гость hcube]

Мое мнение, что надо делать все три винта с качанием в одной плоскости. Передний винт качается в продольной плоскости, управляя по курсу - завести на его РМ сигнал с гироскопа курса, плюс управление по курсу, которое работает в течении всего полета, паралельно с рулем направления. Задние - в поперечной, решая две задачи - управление по крену в режиме продольного полета и создание продольной составляющей тяги - вплоть до перевода всей тяги в продольный канал при 90-градусном повороте. Балансировку на висении сделать тягой двигателей, да - дважды микшированной, один раз с носовым каналом тяги в плюс-минус, другой раз между хвостовыми каналами. Ну, и каналы винтов сделать с хотя бы полукруглой стенкой - это уменьшит сопротивление потоку и несколько добавит тяги винта на висении.

[RedSun]

Управление по курсу на малых скоростях (когда классические РН неэффективны) можно сделать с помощью рулевых поверхностей в каналах несущих винтов, по типу газовых рулей в соплах ракеты. Аналогично можно управлять и поступательным движением вперед-назад и влево-вправо.

[Гость]

Спасибо за идеи и советы!

Насчет фокуса винта. Я такого понятия не встречал. По всей видимости, имелось в виду свести оси винтов в одной точке на высоте 2м над ц.т. Почему именно 2метра?

Но идея хорошая! Действительно, табуретка с разведенными в стороны ножками устойчивей чем с вертикальными! Пожалуй можно будет немного выкосить оси ДУ в разные стороны.

 

Насчет жалюзей, или струйных рулеяй я тоже думал, даже кинематику немного эскизировал. Не исключено, что пойду по этому пути, но на более позднем этапе, после первичных испытаний "Джина"

 

А вот насчет поворота всех ДУ - пока нет намерений это делать. Можно конечно, сразу сделать навороченный аппарат, замикшировать все что можно... Но не так просто будет его настроить и вообще понять, что с ним творится и почему.

Я буду идти методом последовательных приближений. Для меня бальзаи пенопласт - тот же пластилин, аппарат экспериментальный, поэтому в далнейшем возможны самые радикальные изменния конструкции.

 

На самом первом этапе будут просто испытания летающего крыла дельты с заклееными "дырками", в обычном самолетном режиме с шасси. Определится полетная центровка, режими взлеты и посадки, скорости полета, устойчивость и управляемость.

Потом открою "Дырки". Полетаем . посмотрим...

Дальше установим все ДУ.

- отработка работы подъемных ДУ на стенде с шарнирно закрепленным "Джином" в ц.т. Попробую синхронизировать ДУ, посмотрю на реакции, попробую замикшировать с РВ и элеронами.

- отработка режима воздушной подушки. Взлет по-самолетному с воздушной подушки.

- динамичный взлет с помощью подьемных ДУ

- Эксперименты по отработке висения.

 

Как видим, висение будет отрабатываться на поздних стадиях программы испытаний. И еще раз повторюсь - "Висение" не является главной целью проекта.

Но жизнь покажет....

 

А пока продолжаю строить планер "аэроДжина"

 

вклеиваем на оправке канал боковых подъемных ДУ

Окантовываем бальзой всю окрестность канала.

[Гость]

Андрей, вот для анализа вариант полета подобной конструкции ...

 

 

 

 

С уважением, Соло.

[Гость]

Спасибо, Константин! Очень интересное видео!

Посмотрел несколько раз, но не понятны некоторые моменты:

- как создается продольная тяга? вроде бы между боковых движителей есть толкающий.

- нет килей, как курсовая устойчивость обеспечивается при горизонтальном полете? Хотя показан только режим висения, но можно предположить, что аппарта и п осамолетному может летать.

- непонятно как управление происходит, есть ли гироскоп?

 

Конечно интересно было бы этот аппарат рассмотреть в более детальном виде. Может где попадется?

 

Но в целом очень благоприятное впечатление! Схема рулит!

И что самое интересное, она совпадает с моим направлением дальнейшего развития моего аппарата. (но об этом чуть позже)

 

А в выходные продолжил работы над "АэроДжином"

 

Обработал канал переднего подъемного движителя

[Гость]

Итак, силовая основа аппарата праткически готова. И теперь можно приступить к "вкусному" элементу формы - боковым скулам (лобикам, кессонам), кому как больше нравится

Это очень интересные сточки зрения стиля - элементы. Они образованы в плане напряженным, тянучим сплайном (этот термин "тянучий" применяли мои друзья -ВАЗовские дизайнеры для характеристики очень плавного длинного сплайна) Мне он тоже очень нравится

Слово сплайн - математический термин, характеризующий кривую, но основан на переводе слов "гибкая рейка". Именно гибкие рейки (сплайны) использовали в судостроении с давних времен для получения гладких обводов судна.

Не буду отступать и я от древних традиций!

Чтобы сплайн был достаточно плавный, его надо закрепить минимальным количеством точек. Их количество определяет порядок сплайна, его дискриптор, если говорить математическим языком. Кстати все лекала образованы сплайнами Безье не выше третьего порядка!

 

В качестве "сплайна" я применяю рейку из твердой бальзы 12 х3 мм , причем гнуть ее буду на ребро - здесь у нее максимальная жесткость! в начале, используются только две средние точки закрепления (носики)

 

потом добавляем уже "по факту изгиба" еще одну, корректируя ею характер изгиба этой образующей

Оцениваем форму обвода на большом расстоянии,

с разных ракурсов. Форма обвода должна оставить чувство гармонии. Мне понравилась!

Теперь добавляем еще носиков, ни в коем случае уже не деформируя полученную кривую

Ну а теперь можно начинать формовать будущий лобик из шарикового пенопласта. Это идеальный материал для подобных форм. Легкий, дает возможность любого формообразования, после обтяжки пергаментом на ПВА дает исключительную жесткость

(с потолочкой не сравнить!)

Резиной ужимаем пенопласт к кромке, обеспечивая ей прямолинейность по вертикали.

после высыхания будем замыкать кессон 10мм шариковым пенопластом (но уже завтра)

[Гость]

Итак, сегодня вечером, продолжил формирование боковых скул.

 

Обрабатываем предварительно получившийся фрагмент лобика.

стеклим 10мм шариковым пенопластом все пространство лобика сверху и снизу

 

Вообще-то нос аппарата будет иметь несколько вариантов(об этом позднее) и будет съемным. Там будет установлена передняя стойка шасси. Может быть потом поворотная и убирающаяся)

Но пока формируем самый простейший вариант носа. после обработки он будет отделен от носового шпангоута и будет съемным обтекателем.

 

Вес основного каркаса - 220гр.

Вес на данный момент с лобиками(не обработанными) - 370гр. Ну чтож, весьма неплохо для 75 дм2 площади!

[Гость]

В процессе работы над проектом происходит переосмысливание и развитие идеи.

Собственно идет синтез старых идей, как моих, так и накопленных в моделизме и большой авиации. Иногда на стыке старого может родиться новое качество…

Так и с этим проектом. Начав интенсивно им заниматься, вспомнились старые проекты, идеи, хотелки.

 

На первом этапе будет реализован проект ЛА, который уже описан в предыдущих сообщениях.

 

Но проект только начался, и вот некоторые возможные пути его дальнейшего развития.

 

Модульность.

Много лет живет эта идея, еще в своем дипломном проекте я проектировал многофункциональный двухместный ЛА, который может быть и бипланом и монопланом на основе одной силовой установки и фюзеляжа. Этот принцип позволяет создать целое семейство ЛА, на основе модулей, изменяющих функциональность объекта.

У меня было несколько проектов с использованием этого принципа.

 

Один из первых эскизов этого аппарата

 

Вот и здесь одним из вариантов развития проекта предлагается легко превратить летающее крыло треугольник в ЛА схемы «утка».

Всего лишь три разъема потребуется, чтобы вместо носа летающего крыла пристыковать нос с передним ГО и консоли.

 

Это даст возможность увеличить аэродинамическое качество аппарата, превратив его в мотопланер. Схема утка давно известна в авиации, но не получила широкого распространения. Из главных положительных качеств утки – это ее несваливаемость в штопор на больших углах атаки за счет большего угла деградации ПГО, и срыва потока на нем, т.е. аппарат переходит просто в пикирование. Но это вызывает клевок аппарата, что есть не очень хорошо при малой высоте. Также утка имеет несущее ГО, что увеличивает несущую площадь.

Ц.Т. схемы «утка» находится в центре аппарата, что также очень удобно при компоновке.

 

Эта схема давно привлекает меня своими качествами, я делал много экспериментов с небольшими пенопластовыми планерами, но сейчас хочется более серьезно поисследовать ее поведение. С точки зрения дизайна стиля, схема «утка» очень привлекательна.

Треугольник в основе формы аппарата органично подходит для развития аппарата в схему «утка»

Консоли будут пристыковываться по лонжеронам и задней кромке к силовым элементам треугольника. Консоли будут установлены под отрицательным углом, что даст дополнительную продольную устойчивость. Элероны могут быть вынесены на консоли, а секции элеронов крыла будут работать теперь как закрылки. Пикирующий эффект будет компенсироваться отклонением цельноповоротного ПГО.

Размах ЛА схемы «утка» составит 2400мм .

 

 

Маршевая установка также скорее всего потерпит изменения. Мне не нравится толкающий винт из-за затенения крылом.

Предполагается использование двух маршевых ДУ с тянущими винтами на пилонах, установленных на боковых лобиках. Это даст возможность интенсивно обдуть крыло, и увеличить его эффективность. Благоприятным также будет перемещение ДУ к ц.т. аппарата.

Оси винтов поднимаются вверх над крылом, чтобы уменьшить высоту шасси .

 

Название аппарата также продолжает меняться.

Пока мне нравится "Air Spirit" - Дух Воздуха или "Воздушный Дух"

[Гость]

Зачищаем боковые скулы

 

Обтяжку лобика делаю из пищевого пергамента на ПВА мокрым способом. Недавно, кстати, этот пергамент попробовал. Замечательный материал! от ПВА - размокает, при высыхании зверски натягивается и дает очень хорошую поверхностную прочность для пенопласта.

после обтяжки кессоны приобрели совершенно дикую жесткость!

[Гость Geshka]

Обтяжку лобика делаю из пищевого пергамента на ПВА мокрым способом.

Очень интересно про обтяжку!!

 

Андрей, скажите, вы размачиватете пергамент отделно, в ванночке с ПВА или наносите клей потом?

И еще... прочнее ли поверхность относительно скотча и не "ведет" ли конструкцию после высыхания?

 

Спасибо большое.

Гена.

Изменено 15 октября, 2008 пользователем Val
Излишнее цитирование.

[Гость Владимир-TVN]

Очень интересно про обтяжку!!

Тоже очень интересно!

Заранее благодарен!

[Гость]

Очень интересно про обтяжку!!

 

Технология оклейки пенопласта уже была описана в других моих темах. Ее я использую много лет и очень доволен ее эффективностью.

Раньше применял тонкую бумагу от самописцев. Она плотная, гладкая, и легкая.

А вот недавно попробовал исчевой пергамент для запекания. Вообще отлично получается. Он весьма легкий, отлично размокает от ПВА и соответственно великолепно натягивается при высыхании, имеет высокую адгезию на ПВА к шариковому пенопласту.

 

Лист пергамента на стекле покрывается с помощью паролоновой губки жидким ПВА-МБ (очень жесткий ПВА). Развожу ПВА примерно 1 к 1 с водой, можно воды уменьшить до 0.5 от объма ПВА.

Покрывается пергамент небольшим количеством клея, но достаточным для размокания. Одновременно промазывается очень тонким слоем пенопластовая поверхность. Клей втирается губкой в пенопласт, что удаляет пыль после шкурения пенопласта и упрочняет в будущем поверхность изделия. Потом бумага еще раз промазывается очень тонким слоем. А затем бумага накладывается на пенопласт клеевым слоем к пенопласту. Сторона, которая была к стеклу без клея и это позволяет работать очень аккуратно. Бумага разглаживается от середины ладонью (можно карточками от мобилок , тряпочкой) Мне больше нравится рукой чувствовать качество поверхности. Удаляются все воздушные пузыри. За счет размокания бумаги удается обтягивать и поверхности двойной кривизны без подрезаний.

Обтягивать деталь надо обязательно симметрично, сразу верх и низ, особо не мешкая. Иначе есть риск коробления. Сушить надо тоже равномерно, чтобы испарение влаги шло одновременно с двух сторон. При небольшом навыке удается получать поверхности без всяких круток. Тянет такая обшивка зверски. Изделие получается удивительно жестким и прочным при минимальном весе.

Конечно, с потолочкой и скотчем это даже рядом не лежало! Вещи совершенно не сравнимые!, разве что по весу

Приоритет по всем показателям - конечно за шариковым пенопластом с бумажной обшивкой на ПВА! Однозначно!

 

Еще немного объективно сравню эти два материала и технологии (только без обид для многочисленных приверженцев потолочки )

 

Потолочка живет своей жизнью под скотчем, а скотч своей! Потолочка имеет два глянцевых слоя. Они хороши, когда потолочка работает как пластина. К глянцу худо-бедно прилепляется скотч, но не образует с потолочкой монолита, что крайне важно для получения максимальной прочности изделия. Бумага вообще не клеится к глянцу. Если глянец убрать, то потолочка теряет 50% своей прочности.

По сути своей - это аморфный, ватный материал. При ударе теряет устойчивость и прохлопывается. Конструкция начинает напоминать нос бульдога. Попытки армировать потолочку углем - вообще бред с точки зрения ной механики. Нельзя два материала со столь разными свойствами между собой сопрягать. Это все равно что носить шило в мешке.

Формообразование сложных поверхностей из потолочки возможно, но только поверхностей одинарной кривизны, да еще и с риском прохлопывания.

 

О внешнем виде обмотанной скотчем конструкции, с истерическим блеском, я вообще лучше скромно промолчу

Что остается из положительных качеств? простота изготовления и дешивизна? Тоже весьма спорные категории по сравнению с шариком под бумагой, который вообще "на халяву".

 

Теперь о шарике под бумагой. Намного легче потолочки, а значит можно делать пластины большей толщины, что идет в увеличениие жесткости конструкции.

Шарик весьма жесткий материал. Если сравнить нервюру из потолочки 4мм толщины и шарика 10мм толщины, то весить они будут одинаково, но шариковая нервюра выигрывает по жесткости, технологичности, ремонтопригодности. Накрытая бальзовыми полками - это вообще идеальная конструкция с точки зрения ной механики. Потолочка в нервюре будет иметь свой бестолковый глянец с боков, когда надо, чтобы работали верх и низ нервюры на изгиб. Да, к ней тоже можно приклеить бальзовые полки, но все равно тяжелый глянец с боков тем более бесполезен!

Если сравнить крыло с обшивкой из потолочки в виде панелей и крыло с нервюрами из шарика и предположим застекленным лобиком из шарикового пенопласта 10мм толщ., оклеенного бумагой.

Прочность поверхностного слоя получается очень высокой. Получается монолит с пенопластом, что дает исключительную жесткость конструкции.

 

Смею уверить, что вес будт одинаков, но потолочное после удара превратится в нос боксера, а шариковый лоб получит местные локальные повреждения, легко устраняемы склейкой встык на ПВА и полосками бумаги. Проверенно!!! Ремонтопригодность и долговечность шариковой конструкции в разы превышает потолочную. Ну и конечно шарик, покрытый бумагой позволяет применять любые покраски. Если еще бумагу пропитать двухкомпонентным лаком и прошкурить, то качество поверхности и ее поверхностная жесткость соизмерима с бальзовой.

 

 

[Гость]

Настал черед рулевых поверхностей.

Много мыслей было как их сделать...

Остановился на варианте неподвижного сегмента с тремя килями в районе обдува винтом и двух мощных элевонов.

Этот сегмент образует S-образный профиль в центральной части крыла.

 

 

Элевоны получаются довольно мощными (хорда 150мм и длина 500 каждого) Поэтому решил их делать с аэродинамической компенсацией для уменьшения усилий на РМ.

Конструкция простая. Бальзовый каркас с бальзовой стенкой из плотной бальзы и лобика из шарикового пенопласта

Задняя кромка имеет дугу в стиле боковых скул

первая примерка

[Гость]

Поворотные ДУ

Конечно, идея использовать подъемные ДУ для создания тяги очень заманчива!

Вначале я не хотел с этим связываться. Система поворота ДУ представлялась весьма сложной и трудно-управляемой.

Систему жалюзей – газовых рулей я тоже рассматривал, но КПД ее действия представляется весьма низким.

Но вот пару дней назад пришла идея поворачивать ДУ не локально, а выдвигать их из полости каналов полностью, чтобы по-полной использовать их тягу в горизонтальном полете.

Основная идея – это усилие подъема ДУ осуществляется их тягой! А мы только контролируем этот подъем соответствующей кинематикой. Усилие ДУ в канал осуществляется опять-таки аэродинамическим сопротивлением ДУ при сбросе газа, а мы кинематикой его контролируем.

Этот подход должен обеспечить небольшие усилия на подьем/уборку ДУ

И кинематика механизма заимствована из широко известной кинематики уборки шасси на истребителях с двумя ломающимися подкосами. Меня всегда она восхищала своей простотой, эффективностью и малым ходом ведущего рычага! И еще одно достоинство – это установка на упор в крайнем положении.

Вначале я смоделировал ее в теле канала. Но тогда упор подкосов обеспечивался при поднятых ДУ, когда и тяга работает вперед, а при работе ДУ при вертикальном взлете усилия от вертикальной тяги не компенсированы упором.

Поэтому было вызвано решение перевернуть кинематику привода. Теперь при взлете кинематика «на упоре», на РМ нет никаких усилий. Когда надо поднять ДУ РМ сначала снимает с упора, и тяга винта помогает выдвинуть ДУ.

В режиме подъема аппарата

Снимается с упора

в режиме маршевых ДУ

 

Идея, конечно, довольно авантюрная, я отдаю отчет в сложностях реализации жесткой, легкой кинематики. Надо еще оценить реальные усилия на РМ. Возможна вибрация всей этой системы, гироскопический эффект тоже будет как-то себя проявлять.

Да можно еще два десятка причин назвать, чтобы сказать, что это невозможно…

…но интересно попробовать!

Вначале я смоделирую эту кинематику на переднем подъемном движителе на Дельта-крыле.

Вначале стендовые испытания для оценки работоспособности идеи.

Попробую летать в штатном режиме тянущей ДУ. Потом уберу/выпущу ДУ в полете на высоте. Это будет весьма близко к мотопланерам, у которых убирается Ду в фюзеляж.