XFLR5 - CL/CD vs. masa modelu ?

[Michał Pielaszkiewicz]

Witam,

 

Ostatnimi czasy bawię się troszkę XFLR'em i po wykonaniu projektu szybowca o założonej masie 2,5 kg wyliczyłem CL/CD - czyli doskonałość?

Zastanawia mnie dlaczego po zmianie masy na np. 3kg wartość CL/CD rośnie?! Jestem laikiem - ale coś mi tu nie gra, czy ktoś obeznany w temacie mógłby mi to wytłumaczyć?

Te trzy krzywe są kolejno dla 2,5 kg 3kg i 6kg

 

bezsens by Michał Pielaszkiewicz, on Flickr

 

Pozdrawiam

Michał

[Andrzej Klos]

Michal,

Wspolczynnik oporu profili jest na ogol mniejszy dla wiekszych predkosci (liczby Re) ale asymptotycznie zbiega sie do pewnej wartosci.  Czyli, im szybciej lecisz (wieksza masa w przypadku szybowca) tym mniejszy opor profilowy tzn dopoki zmniejszenie oporu profilu bedzie kompensowalo wzrost oporow tarcia (i innych) to doskonalosc bedzie rosla.     

Dodatkowo najwieksza doskonalosc przesuwa sie do wiekszych predkosci i dlatego prawdziwe szybowce woza wode.

 

Aby to zobaczyc dokladniej zrob wykres:

Opor profilu vs Re

Doskonalosc vs predkosc lotu (zamiast kat natarcia jak to zrobiles)

 

Czolem

Andrzej

[Michał Pielaszkiewicz]

Hej.

 

Dziękuje Andrzeju za wytłumaczenie. Teraz ma to dla mnie sens. Zawsze byłem przekonany że doskonałość nie zmienia się od przyjętego balastu natomiast ulega zmianie stosunek Vz/Vx. Może zwyczajnie przy większych Re zjawisko to nie jest aż tak drastyczne? Tak jak pisałem nie mam wykształcenia w tym kierunku, a to co wiem wynika wyłącznie z pasji modelarstwa oraz wiedzy zaczerpniętej w sieci.

 

Jeszcze raz dziękuję za wyjaśnienie.

 

Dobrego dnia

M

 

 

 

Wysłane z mojego SM-G903F przy użyciu Tapatalka

[Patryk Sokol]

Dokładnie tak - jak Re jest wysokie, to zwiększanie prędkości już nie przynosi efektu.

Ale - zawsze są wyjątki

 

Bardzo ciekawym szybowcem jest Diana 2. Skrzydła w tym szybowcu mają (prawie ) modelarskie cięciwy, efektem tego jest ich praca na niskich Re.

I faktycznie jest to widoczne:
http://www.dianasailplanes.com/szd55.html

 

Na tym maleńkim wykresie (który jest już niedostępny w większej rozdzielczości) widoczne jest, że Dianie 2 też maksymalna doskonałość rośnie

[MLITEK]

Nie chcę tutaj odbiegać od tematu ale z tego co wiem z doświadczenia to w szybowcu nie liczy się tylko doskonałość a raczej jest to sprawa 2 rzędu. Ja bym większą uwagę przykładał do tego żeby szybowiec tracił jak najmniej wysokości podczas zakrętu i co za tym idzie mógł jak najbardziej ciasno i płasko krążyć w kominie. Może w kwestii szybowców rc doskonałość jest jednak najważniejsza w to się akurat nie zagłębiałem. Ale projektuje modele swobodnie latające a w nich doskonałość jest nie za duża a jednak znakomicie radzą sobie w powietrzu.

[Michał Pielaszkiewicz]

Hej Kacper,

Absolutnie nie miałem na myśli wartościowania kwestii doskonałości.

Byłem zwyczajnie zaskoczony wynikiem analizy XFLR'a z której wynika że doskonałość rośnie wraz z masą.

Przez ostatnich kilka lat przywykłem do aksjomatu stwierdzającego że doskonałość jest stała i kropka.

A pogląd ten pokutuje w sieci... chyba wszędzie.

Stąd moje pytanie na forum - sam nie jestem kompetentny aby wypowiadać się w kwestii aerodynamiki.

To czy pewne parametry są pierwszego, drugiego czy n'tego rzędu predysponuje chyba charakter pojazdu powietrznego i nasze widzi-mi-się

Pozdrówka

M

[Patryk Sokol]

Nie chcę tutaj odbiegać od tematu ale z tego co wiem z doświadczenia to w szybowcu nie liczy się tylko doskonałość a raczej jest to sprawa 2 rzędu. Ja bym większą uwagę przykładał do tego żeby szybowiec tracił jak najmniej wysokości podczas zakrętu i co za tym idzie mógł jak najbardziej ciasno i płasko krążyć w kominie. Może w kwestii szybowców rc doskonałość jest jednak najważniejsza w to się akurat nie zagłębiałem. Ale projektuje modele swobodnie latające a w nich doskonałość jest nie za duża a jednak znakomicie radzą sobie w powietrzu.

 

Opadanie w zakręcie też jest sprawą drugiego rzędu.

Cała rzecz polega na tym, że w modelu RC nie można polegać całkowicie ani na jednym, ani na drugim.

 

To co jest istotne, to pewien balans między tymi dwoma cechami. Model który ma świetne parametry na przelocie, a słabo krąży będzie miał problem w słabszych noszeniach.

A taki co lata tylko powoli - do noszenia w ogóle nie doleci, bo zatrzyma go byle czołowy wiaterek.

 

W dużym skrócie - zależy am na tym, żeby wykres prędkości opadania od prędkości poziomej był jak najbardziej płaski.

Dzięki temu model rozpędza się jak należy i ładnie krąży.

Oczywiście w przypadku wolnolotek to nie ma w ogóle znaczenia - tam kąt zaklinowania statecznika poziomego jest stały przez cały lot, więc nikogo nie interesuje użyteczny zakres prędkości.

 

Teraz mówiąc już nieco bardziej subiektywnie - osobiście nie cierpię powoli latających szybowców, zdecydowanie wolę więcej napocić się w termice, niż nie móc do niej dolecieć.

W takich sytuacjach lubię opowiadać, o pewnym lecie kiedy miąłem dwa modele - Sky-E z ArtHobby i UMI od Blejzyka.

Oba modele nie są szczególnie dobre pod względem aerodynamicznym, ale są popsute w inny sposób.

Sky-E ma wąziutkie skrzydło z SD7080 - bardzo nośnym profilem, który wręcz zasysa skrzydło do tyłu  kiedy próbuje się model rozpędzić.

UMI zaś ma skrzydło o niższym wydłużeniu i HN1033, przechodzący na symetryczny profil na końcówce.

 

Siłą rzeczy Sky-E lata tylko powoli i krąży jak poduszkowiec, przeciągnąć go nie idzie. UMI zaś latał tylko szybko, krążenie bło raczej agresywne, na mocnym przechyle i dużych prędkościach.

I to właśnie UMIm zrobiłem najwięcej bardzo długich lotów termicznych (grubo ponad godzinę), właśnie dzięki temu, że przy czołowym wietrze wciąż mogłem szukać noszeń daleko pod wiatr.

 

Ogólna tendencja jest jednak taka, że szybki szybowiec więcej wymaga od pilota, więc często szybowce określane jak "wspaniale latajace" to gnioty latające właśnie jak wolnolotki.

[cZyNo]

Doskonałość to jedno. Właściwie nie za wiele osób lata z ustawieniem modelu na największą doskonałość. Większość raczej dąży do osiągnięcia w locie szybowcowym jak najmniejszego opadania i wożenia się w termice. A co za tym idzie dążeniem do lekkiego modelu. Więc zapewne stąd się bierze zdziwienie Michała (i pewnie wielu kolegów) wzrostem doskonałości przy zwiększaniu obciążenia. Dodatkowo wtedy też rośnie prędkość. A to wszystko się składa na to że takie coś jest mało praktyczne przy codziennych zabawach z modelem. Ze względu na małość nieba, nerwowe zachowania (pilota) przy słabych noszeniach i problemach przy lądowaniu szybkim i ciężkim modelem.

A nawiązując do dalszych rozważań które pojawiły sie w tym wątku, ja tam nie wiem, ale obiło mi sie o oczy, że modele szybowców w większości czasu są w zakręcie/nawrocie/czy jak to zwał W sumie z dość banalnej przyczyny - Małości nieba lub małości termik które łapiemy modelami. Zrobienie żeby model dobrze leciał po prostej (i sprawdzenie w jakich warunkach prędkość/balast/wiatr) nie jest problemem. A zakręt to co innego. Dobry model dobrze zachowuje sie w zakręcie. Czy ma małe opadanie, czy dużą doskonałość, czy jest leki czy ciężki (jak na swój wymiar). Z każdym innym trzeba walczyć. Oczywiście inną kwestią jest to co mamy w aparaturze i w palcach.

Poza tym - jak Patryku modelujesz zachowanie modelu szybowca w zakręcie?

[Patryk Sokol]

Modeluje za pomocą cech objętościowych ustrzeżenia i wzniosu (kwestie pilotażowe) i kwestią charakterystyki przeciągnięcia na końcówce - magii w tym nie ma.

Jak końcówka nie przeciąga, to walić się w zakręcie nie będzie.

[cZyNo]

hmm...nie chodzi o walenie sie tylko o jak najlepsze pokonanie zakrętu Jak coś z jednymi parametrami ustawień sie wali to nie musi z innymi. Zakręt można pokonać na kilkaset sposobów.

Właśnie cały dowcip polega na tym że magia jest (w realu) - i to dużo. Jakieś tam snapflapy, róznicowości lotek, klap, usterzenia..

Więc jestem dość ciekawy, jak to wygląda u Ciebie. Bo wiedze teoretyczną masz dużą, a praktyczną nie najmniejszą.

[Patryk Sokol]

Jurku, tu serio nie ma magi.

 

Tak naprawdę wszystko sprowadza do ustalenia jak zakręt ma wyglądać i co się wtedy dzieje na skrzydle.

Dla przykładu - F3F skręca nieco jak jet, więc tak naprawdę interesuje nas mały przyrost oporu na wysokim Cz i gładka charakterystyka przeciągnięcia całego skrzydła (bo niezależnie co zerwie, to i tak wysokość straci, a nadmiaru jej nie ma).

Z kolei termiczne modele, raczej nas interesuje żeby krążyć ciasno, nie bać się przeciągnąć, więc walczymy z tendencją do przepadania przez skrzydło.

 

A jeśli chodzi o konkretne wychylenia sterów, czy wejść na lekkim pochyleniu, czy większym - temat jest bardzo rozmyty, trzeba się z modelem po prostu dogadać. Analiza numeryczna da parę wyników (np. czy warto w ogóle wychylać klapę do dołu, pozwala ocenić sens miksa SW do klap etc), ale w model i tak trzeba się będzie wlatać. Głównym problemem jest, że wyliczanie charakterystyk dynamicznych wymaga znajomości rozkładu mas, a tego z reguły nie znamy. Tendencja jednak jest taka, że dbając o warunki brzegowe, to zawsze będzie efekt dobry, realizacja jednak w locie, zawsze będzie wymagała umiejętności od pilota.

 

Jako ciekawostkę mogę Ci coś innego powiedzieć - nigdy nie podjąłem się tematu obliczeń szybowca akrobacyjnego, głównie dlatego, że musiałbym mieć dobrze latający szybowiec akrobacyjny,żeby wiedzieć w co muszę celować.

[cZyNo]

Patyk - zauważ że w takim efczyefie nikt nie robi zakrętu na "gołym" profilu. ZAWSZE jest wychylona jakaś tam lotka czy klapa. I do tego z DOKŁADNIE i BARDZO PRECYZYJNIE dobraną na drodze eksperymentów różnicowością. Do tego dochodzi snap-flap, i zapewne jego zależność od wychylenia od klapy i lotki (to bardzo intrygujący aspekt) no i sam ogon, który przy usterzeniu V może dodawać w zakręcie dużo od siebie. I tego nikt praktycznie nie liczy (no może oprócz jednej czy 2 osób ). Dlatego jest wiele model które lecą szybko po prostej, lub pięknie prują pod wiatr a w zakręcie to tragedia lub nic specjalnego. A które robią i to i to dobrze jest tylko co najwyżej kilkanaście .

Dlatego wydaje mi sie że jest to bardzo ciekawe zagadnienie, do tego nie banalne. Już sam wpływ rocznicowości lotek (a klapy to kolejny "smaczek")  na sposób pokonania zakrętu jest dość intrygujący. W praktyce poprawne wartości (może być ich kilka w zależności od tego jak chcemy lecieć) są bardzo wyraźnie pokazywane/sygnalizowane przez model.

W lataniu w termice bywa podobnie choć nie tak ekstremalnie jeśli chodzi o wychylenia. Oczywiście mamy tu inne kąty, i inną budowę skrzydeł, ale pewne zasady pozostają (klapy, lotki, rocznicowości, snap-flap). A jeszcze ciekawiej jak projektujesz model uniwersalny co musi dobrze latać szybko jak i w termice (np F3B,  rajdówki czy jakiś większy popularny) i musisz te dwie układanki połączyć w całość. A model jest mały, więc żeby go widzieć, po nie za długim locie na wprost musi zakręcać

 

I pamiętajmy, że wciąż piszemy o modelach szybowców, choć może nie o tych najprostszych I takowe modele często oprócz lotek posiadają jeszcze klapy

No ale może to temat na jakiś inny wątek.