Kąt natarcia versus Bernoulli - posty przeniesione

[zbjanik]

Mierzymy prędkość poziomą i opadania, a później dzielimy jedno przez drugie. Wykonujemy 50 takich pomiarów, wyznaczamy rozkład statystyczny wyników, odrzucamy błędy grube i określamy doskonałość wraz z błędem jej pomiaru

OK, to taki praktyczny sposób podejścia. A może tak: w nieturbulentnej warstwie powietrza, więc trochę wyżej, pod wieczór, w ustalonym, prostoliniowym locie, na określonym jego odcinku zmierzyć różnicę wysokości i przebytą drogę, ale zmierzoną nie "geograficznie", czyli właściwie jej rzut na mapę, tylko zmierzoną ukośnie do poziomu, ale za to zgodnie co do kierunku z wektorem prędkości. To zniwelowało by wpływ wiatru na nasz pomiar. Do zliczenia w ten sposób drogi trzeba by jednak użyć powietrza jako układu odniesienia- względem niego mierzyć prędkość. Po takim pomiarze już ze starej trygonometrii wyliczyło by się tangens kąta szybowania. No i jasne- łatwo to napisać, ale trudno przeprowadzić.

[stan_m]

Doskonałość (aerodynamiczna) np. szybowca jest pojęciem WYŁĄCZNIE teoretycznym i chociaż na kursach szybowcowych można usłyszeć piękną definicję,że jest to odległość jaką przeleci szybowiec z wysokości 1000m w warunkach atermicznych. Niestety nie ma warunków atermicznych, bezoblodzeniowych, nielepkich itp, itd podczas jakiegokolwiek lotu statku powietrznego. Zawsze jakieś są. Toteż pozostaje obliczenie tego współczynnika jako wartości wyłącznie teoretycznej z założeniem, że statek powietrzny leci w MAW (Międzynarodowej Atmosferze Wzorcowej).

[cZyNo]

no i jeszcze pilot wzorcowy by sie przydał

[Patryk Sokol]

To zależy od interpretacji przyjętego modelu.

 

Fajnie to pokazuje przypadek rzutu ukośnego.

Pytanie brzmi:
Jak daleko zaleci ziemniak wyrzucony pod kątem 30st do góry, z prędkością 30m/s?

 

Odpowiedzią jest:
Po uwzględnieniu grawitacji, kształtu ziemniaka, jego ruchu obrotowego (który wpływa na zmianę oporu aerodynamicznego), wiatru, możemy wyznaczyć całe spektrum możliwości i lądujemy w obszarze teorii chaosu, gdzie jedyną pewnością jest,że ziemniak w końcu uderzy w ziemię.

 

Jednak modyfikując nieco pytanie, na:
Gdzie ziemniak rzucony z prędkością 30m/s, pod kątem 30st do góry, na pewno nie zaleci?

 

Odpowiedzią jest:
Wyliczamy wartość z rzutu ukośnego i wiemy, że bliżej może i upadnie, ale dalej już nie

 

 

Podobnie należy traktować osiągi konstrukcji, oznaczają one pewną wartość graniczną i tyle, lepiej po prostu nie będzie

 

Identycznie jest też w wytrzymałości konstrukcji, wyliczając przekroje dowiemy się tylko jaki przekrój NA PEWNO, nie wytrzyma, a później mamy statystykę coraz bardziej oddalającą nas od ryzyka uszkodzenia.

[zbjanik]

Stan- absolutnie racja. Moja próba post wcześniej jest faktycznie wyrazem dążenia do tego mitu zapamiętanego z pierwszych zajęć teoretycznych w Aeroklubie. Mitu jednak zrozumiałego i nawet potrzebnego, bo jakoś przecież różnicę między Czaplą a Dianą opisać trzeba. Ale faktem jest, że nawet gdyby było wiadomo, ile to D wynosi z dokładnością do jednego procenta, to każde wychylenie steru zaraz tą wartość psuje, więc to czysta teoria. Trochę jak zużycie paliwa w samochodzie na 100 km. Jakieś zawsze jest jak się jedzie, ale jest cały czas zmienne i trudne do zmierzenia. Ale też jest przydatne, jak planujesz trasę, żeby określić ile paliwa trzeba mieć, żeby dojechać.

[psiwak]

Identycznie jest też w wytrzymałości konstrukcji, wyliczając przekroje dowiemy się tylko jaki przekrój NA PEWNO, nie wytrzyma, a później mamy statystykę coraz bardziej oddalającą nas od ryzyka uszkodzenia.

 

Wydaje mi sie Patryl ze sie pomyliles, albo .....

Wyliczajac przekroj i zakladajac material to dany  przekrój na pewno to wytrzyma! Inaczej obliczenia nie mialy by sensu.

Jezeli zamawiasz material z o danych parametrach to Re, Rm jest tam wartoscia minimalna weryfikowalna poprzez inne 'statystyczne' badania nieniszczace.

[Patryk Sokol]

Nic się nie pomyliłem.

 

Musisz wziąć pod uwagę, że wszelkiego rodzaju parametry materiałowe to wartości średnie, a nawet przy badaniach najprostszej stali węglowej wysokiej jakości mamy rozrzuty +/-40MPa przy Re (a przy RM jeszcze większe).

Dodaj do tego fakt, że są jeszcze wady materiałowe, historia materiału po obróbce, wtrącenie niemetaliczne, pustki, koncentracje defektów, gradienty struktury etc. to dojdziesz do wniosku, że wytrzymałość materiału badana w laboratorium to max którego możesz się spodziewać.

 

Stąd dla przykładu - jak liczysz rozciąganą belkę i policzysz to tak, że będzie pracowało na naprężeniach nominalnych, to tak naprawdę mało który element to wytrzyma. To jest jeden z powodów dla którego wymyślono współczynniki bezpieczeństwa.

Dlatego licząc konstrukcję dla współczynnika bezpieczeństwa = 1 masz model konstrukcji określający od czego nie można pójść w dół (czyli w najlepszym możliwym przypadku taka konstrukcja będzie pracować, a w większości przypadków pęknie).

 

Ogólnie są fajne teorie statystyczne ujmujące prawdopodobieństwa powstania defektów dla struktur o różnych współczynnikach bezpieczeństwa, resursie, etc (i wszystkie właśnie traktuje przekroje policzone dla n=1 jako wartość graniczną).

[TeBe]

Niczego nie ujmując tej dyskusji....

Ale profil Clark Y 10% (taka oldskulowa klasyka) generuje siłę nośną nawet wtedy, jeśli dolna płaszczyzna profilu jest na zero stopni. A nawet na minus 1 stopień.

[Bartek Piękoś]

... a nawet na -4st (-2st. liczone do cięciwy).

[Patryk Sokol]

I czego to dowodzi? 

Pracuje wtedy górna powierzchnia, pisałem o tym. 

[TeBe]

Dowodzi to tego, że bardzo ładnie to wszytko opisałeś, ale to co napisałeś w pierwszym poście:

"Panowie, nie powielajcie tego błędu.

Siła nośna nie jest wytwarzana przez różnicę ciśnień wynikającą z prawa Bernoulliego!"

nie jest prawdą.

[Patryk Sokol]

W jaki sposób? 

 

Nie widzę zupełnie związku. 

Napisz dlaczego konkretnie ma to tego dowodzić. 

[psiwak]

Nic się nie pomyliłem.

 

Musisz wziąć pod uwagę, że wszelkiego rodzaju parametry materiałowe to wartości średnie, a nawet przy badaniach najprostszej stali węglowej wysokiej jakości mamy rozrzuty +/-40MPa przy Re (a przy RM jeszcze większe).

Dodaj do tego fakt, że są jeszcze wady materiałowe, historia materiału po obróbce, wtrącenie niemetaliczne, pustki, koncentracje defektów, gradienty struktury etc. to dojdziesz do wniosku, że wytrzymałość materiału badana w laboratorium to max którego możesz się spodziewać.

 

Stąd dla przykładu - jak liczysz rozciąganą belkę i policzysz to tak, że będzie pracowało na naprężeniach nominalnych, to tak naprawdę mało który element to wytrzyma. To jest jeden z powodów dla którego wymyślono współczynniki bezpieczeństwa.

Dlatego licząc konstrukcję dla współczynnika bezpieczeństwa = 1 masz model konstrukcji określający od czego nie można pójść w dół (czyli w najlepszym możliwym przypadku taka konstrukcja będzie pracować, a w większości przypadków pęknie).

 

Ogólnie są fajne teorie statystyczne ujmujące prawdopodobieństwa powstania defektów dla struktur o różnych współczynnikach bezpieczeństwa, resursie, etc (i wszystkie właśnie traktuje przekroje policzone dla n=1 jako wartość graniczną).

 

Troche offtop sie z tego sie zrobil - postaram sie nie wracac juz do tego tematu i nie zasmiecac go .

Patryk, wg mojego stanu wiedzy i doświadczenia większość parametrów materiałowych maja wartosci maksymalne lub minimalne - nie moge sobie przypomniec jakie parametry sa definiowane jako srednie, co nie znaczy ze ich nie ma. Jezeli zamawiam "najprostsza stal weglowa wysokiej jakosci" to Re jakie mam dla tego materialu jest wartoscia minimalna. Czasami poza wartosciamy minimalnymi wymaga sie aby Rm nie bylo wyzsze niz .... Rm musi byc wtedy w podanym zakresie ale do obliczen bierze sie minimalna. Certyfikaty z huty dla danej partii czy to wyniki badan probki jakie przegladalem zawsze byly ze znacznym inzynierskim zapasem. Wiec nie ma prawa dobrze policzona czesc pod obciazeniem nominalnym ulec uszkodzeniu - w postaci odksztalcen plastycznych, chyba ze robimy to swiadomie, nie mowie juz o "pekaniu"). Wypuszczalem w swojej karierze czesci ze wspolczynnikiem bezpieczenstwa 1.01 i 1.0 w pelni swiadomie jak i czesci ktorych naprezenia obliczeniowe przekraczaly 2 krotnie Re. Czesci dzialaja do tej pory, trzeb robic to tylko swiadomie i swiadomie uzywac wspolczynnikow.   Spotkalem sie czasami z sytuacjami ze stal nie trzymala parametrow ale najczesciej byly to parametry chemiczne i to niewielkie odchylki nie wplywajace na parametry wytrzymalosciowe.

[wapniak]

Moje pięć groszy w temacie.

Gdyby siła nośna wytwarzana była zgodnie z efektem coanda i zmianą pędu, to intuicyjnie należałoby się spodziewać najlepszej sprawności profili w postaci łuku czyli wycinka okręgu.

Bo taki właśnie powinien być najbardziej sprawny kształt profilu w takim działaniu. Jednak tak nie jest.

Ponadto mam wrażenie, że efekt Coanda odnosi się do strumienia materii a nie do równomiernie wypełnionej materią przestrzeni.

Może on opisywać strumień zaśmigłowy, opływający fragment skrzydła, ale nie opływ całego skrzydła.

 

 

A że NASA coś napisało? NASA też napisało (jeden z ich inżynierów) , ze ziemia jest płaska i że amerykanie wylądowali w 1969 roku na księżycu, tylko w drodze powrotnej pogubiły im się zdjęcia i materiał księżycowy.

 

Ja więc pozostanę przy dawnym spojrzeniu na siłę nośną, czyli przy Bernoulim.

[poharatek]

http://www.allstar.fiu.edu/aero/airflylvl3.htm

Co prawda we wrażym języku, ale przystępnie napisany artykuł o tym, jak powstaje siła nośna i dlaczego stosowanie prawa Bernoulliego przy opisie powstawania siły nośnej jest błędem.

 

Dyskusja bardzo fajna:)

Trochę usiłowałem na własną rękę poszperać, ale większość publikacji  zawiera matematykę, przez którą jakbym się zaparł - może bym się i przegryzł, ale wysiłek nie wart by był efektu.

Stąd prośba do Patryka, dobrze, przystępnie tłumaczysz - jeśli byś mógł parę słów o cyrkulacji skrobnąć byłoby miło

[robertus]

Ten artykuł jakiś kiepski jest. W ogóle nie uwzględnia kąta natarcia przy omawianiu niepoprawnej teorii z prawem bernouliego ale w niutonowskiej teorii owszem. Powiedz mi jaki ma być wynik to tak napiszę wywód.

[Patryk Sokol]

Moje pięć groszy w temacie.

Gdyby siła nośna wytwarzana była zgodnie z efektem coanda i zmianą pędu, to intuicyjnie należałoby się spodziewać najlepszej sprawności profili w postaci łuku czyli wycinka okręgu.

Bo taki właśnie powinien być najbardziej sprawny kształt profilu w takim działaniu. Jednak tak nie jest.

Ponadto mam wrażenie, że efekt Coanda odnosi się do strumienia materii a nie do równomiernie wypełnionej materią przestrzeni.

O materiałach możemy pogadać na PW, jednak co do tego to trochę mi się przykro robi, bo rzucam argumentami na kilogramy, a w efekcie dostaje odpowiedź, że "nie, bo mi się tak wydaje"

Efekt Coandy jak najbardziej opisuje ruch w ośrodku ciągłym, tu nie ma znaczenia co się komu wydaje.

 

Nie wiem co znaczą słowa 'najbardziej sprawny', ale jeśli masz na myśli fakt,ze wytwarzający najwięcej siły nośnej to tak, łuki wytwarzają najwięcej (bah, sam to napisałem, post #24)...

Problem polega na tym, że zadaniem profilu lotniczego nie jest produkcja maksymalnej siły nośnej, a produkcja siły nośnej przy możliwie małym oporze (więc zostawiającego mało śladu lepkiego).

 

Ponadto jest pewna granica w przekazywaniu pędu górną powierzchnią, a jest to granica powstania separacji warstwy laminarnej, wtedy powstajwe turbulencja, a siła nośna zaczyna spadać (znacie to jako przeciągnięcie, powyżej pewnego kąta natarcia siła nośna leci w dół).

 

http://www.allstar.fiu.edu/aero/airflylvl3.htm

Co prawda we wrażym języku, ale przystępnie napisany artykuł o tym, jak powstaje siła nośna i dlaczego stosowanie prawa Bernoulliego przy opisie powstawania siły nośnej jest błędem.

 

Dyskusja bardzo fajna:)

Trochę usiłowałem na własną rękę poszperać, ale większość publikacji  zawiera matematykę, przez którą jakbym się zaparł - może bym się i przegryzł, ale wysiłek nie wart by był efektu.

Stąd prośba do Patryka, dobrze, przystępnie tłumaczysz - jeśli byś mógł parę słów o cyrkulacji skrobnąć byłoby miło

 

Niestety, nie przetłumaczę, to sporo roboty, a wszystko co jest tam napisane zostało już przeze mnie powiedziane

 

Ten artykuł jakiś kiepski jest. W ogóle nie uwzględnia kąta natarcia przy omawianiu niepoprawnej teorii z prawem bernouliego ale w niutonowskiej teorii owszem. Powiedz mi jaki ma być wynik to tak napiszę wywód.

 

Nie uwzględnia, bo jakby siła nośna była zgodnie z prawem Bernoulliego wytwarzana, to kąt natarcia nie ma znaczenia, bo nie wpływa na różnicę dróg powietrza...

[robertus]

No dobra, a taka teoria, ze nad skrzydłem jest powietrze rozrzedzone a pod zagęszczone, to jaka to będzie teoria?

[wapniak]

 

 

Nie wiem co znaczą słowa 'najbardziej sprawny', ale jeśli masz na myśli fakt,ze wytwarzający najwięcej siły nośnej to tak, łuki wytwarzają najwięcej (bah, sam to napisałem, post #24)...

Problem polega na tym, że zadaniem profilu lotniczego nie jest produkcja maksymalnej siły nośnej, a produkcja siły nośnej przy możliwie małym oporze (więc zostawiającego mało śladu lepkiego).

 

 

 

Sprawność profilu to jego doskonałość, czyli Cz/Cx to oczywiste, i tu niestety nie da się obronić łuków jako profili, a skoro się nie da, to sam rozumiesz...

No i wzrost  maksymalnej siły nośnej wraz z grubością profilu, też ma się jakby na bakier z Twoją teorią.

Porównaj sobie Gottingen 417a z np NACA- 6412 i będziesz miał swoje łuki. Cz do Cz jak 1,05 do 1,3 przy podobnym wydłużeniu i Re, Cx identyczne dla obu 0,35 dla Cz max..

 

Stara maksyma wszelakiej maści aerodynamików brzmi "spód skrzydła nie lata, góra lata"

No dobra, a taka teoria, ze nad skrzydłem jest powietrze rozrzedzone a pod zagęszczone, to jaka to będzie teoria?

Bernouliego

[Patryk Sokol]

No dobra, a taka teoria, ze nad skrzydłem jest powietrze rozrzedzone a pod zagęszczone, to jaka to będzie teoria?

Rozrzedzone, a zagęszczone to kwestia ciśnienia, ciśnienie jest to spontaniczna wymiana pędów, między cząsteczkami gazu, a ciałem otoczonym gazem, o wymianie pędu już było, to cała filozofia w tym

Sprawność profilu to jego doskonałość, czyli Cz/Cx to oczywiste, i tu niestety nie da się obronić łuków jako profili, a skoro się nie da, to sam rozumiesz...

No i wzrost  maksymalnej siły nośnej wraz z grubością profilu, też ma się jakby na bakier z Twoją teorią.

Porównaj sobie Gottingen 417a z np NACA- 6412 i będziesz miał swoje łuki. Cz do Cz jak 1,05 do 1,3 przy podobnym wydłużeniu i Re, Cx identyczne dla obu 0,35 dla Cz max..

 

 

 

Ech, smutne troszkę, bo nie bardzo łapiesz o co chodzi.

Weź pod uwagę, że im większe ugięcie tym łatwiej oderwać opływ, a przy odpowiednio dużej liczbie Re, gdy opływ będzie bardzo chętnie przylegał uzyskamy coś takiego:

 

 

Co by nie mówić, przy wysokim Re, płytka zjada wszystkie profile w kategorii Cz/Cd, a że przy niskim Re, się odrywa opływ...

Po to wymyślono inne kształty.