ksztalt lotki, a skutecznosc

[mammuth]

W poscie tym pragne podzielic sie swoimi spostrzezeniami (nie ma ich duzo) na temat lotek.

Konkretnie chodzi mi o lotki w szybowcu zboczowym bezogonowym, ale zasada mysle bedzie miala zastosowanie rowniez w modelach - nazwijmy je - klasycznych.

Otoz - standardowo lotki maja rowna szerokosc, ewentualnie zwezaja sie w kierunku "konca" skrzydla - dlaczego ???

Na przykladzie mojego szybowca o rozpietosci 1.8 m - lotki (sterolotki) sa tej samej dlugosci co skkrzydlo - zdjecie wstawie w najblizszym czasie.

W momencie wykonywania skretu (pochylenie samolotu w lewo badz prawo) wiadomo, ze lotki wychylaja sie o taka sama wartosc przy kadlubie jak i przy koncu skrzydla - podczas gdy samo skrzydlo przy kadlubie pokonuje znacznie mniejsza droge niz na koncu.

Wynika to z tego, ze lotki zmieniaja sile nosna - z jednej strony ja zwiekszajac z drugiej zmniejszajac, ale dla kazdej polowki skrzydla w roznych odleglosciach od kadluba potrzebna jest inna sila - tym wieksza im wieksza odleglosc od kadluba.

Pytanie wiec brzmi - czy lotki nie powinny sie rozszerzac w miare zwiekszania odleglosci od kadluba ???

Zdaje sobie sprawe z faktu zmiany profilu skrzydla i zmiany jego cieciwy - wiec na poczatek proponuje rozwazyc temat na przykladzie jednolitego profilu o takiej samej cieciwie.

Mysle, ze lotka tego typu jak napisalem pozwoli na zmniejszenie strat predkosci przy zakretach i innych fikolkach.

Mysle o zastosowaniu jej w moim nowym smigaczu zboczowym - do startu w zawodach klubowych, jednak brak mozliwosci eksperymentowania (brak miejsca i czasu) powoduje, ze chcialbym ograniczyc sie do jednego projektu i lekkich modyfikacji - bez budowy kilku modeli...

 

Zapraszam do RZECZOWEJ dyskusji I NA TEMAT - prosze o wypowiedzi osob z doswiadczeniem, wpisy typu "ale fajny temat" i inne tego typu bezwartosciowe lanie wody - beda wnioskowane o usuniecie.

[Patryk Urban]

Szczerze powiedziawszy też od dawna mnie to ciekawiło.

Przed momentem spojrzałem na właśnie da moje bezogonowce. W TZagim cięciwa lotek powiększa się dokładnie tak jak opisujesz - był on robiony wg planów zamieszczonych na modelarski.net. Drugi mój bezogonowiec z epp, który jest używany na zboczy, nabyty z zestawu, gdzie wszystkie części były zamieszczone również ma powiększoną cięciwę lotek przy końcówkach. Oba te modele są bardzo czułe na lotki.

Więc może coś w tym jest.

Co do reszty zostawiam głos osobom bardziej w aerodynamice zaawansowanym.

[paniol2005]

Można też spojrzeć na to z perspektywy fizycznej.

Załóżmy że skrzydło jest dźwignią a kadłub osią obrotu-im dalej od osi obrotu,tym łatwiej (wystarczy użycie mniejszej siły) nam jest podnosić dane skrzydło.

Więc używając większej siły (czyli powierzchni) na końcu skrzydła powinniśmy mieć większą efektywność lotek.

Tak na chłopski rozum mi się wydaje, oczywiście mogę się mylić.

[marcin133]

potrzebna jest inna sila - tym wieksza im wieksza odleglosc od kadluba.

Pytanie wiec brzmi - czy lotki nie powinny sie rozszerzac w miare zwiekszania odleglosci od kadluba ???

 

Gdyby było jak piszesz samoloty czy szybowce posiadałyby lotki przy kadłubie a tak nie jest Myślę że wraz z zasadą dźwigni siła potrzebna do obrotu zmniejsza się im większa odległość od kadłuba. Mniejsza siła = mniejsze opory. Zmniejsza się także prędkość kontowa z jaką ów obrót zostanie wykonany i tu zaczyna się... kompromis. Należy także pamiętać im bardziej efektywny ster tym większy opór i przede wszystkim... określić co należy myśleć pod pojęciem "skutecznej lotki" ?

 

Czy skuteczna lotka to taka która stawia jak najmniejszy opór oraz pracuje prawidłowo w pełnym zakresie prędkości?

 

Czy skuteczna lotka to taka która zapewnia także dodatkowo przyzwoitą prędkość obrotu - to chyba wymagane jedynie w konstrukcjach akrobacyjnych czy wojskowych. ?

[Wojtass_nt]

Można też spojrzeć na to z perspektywy fizycznej.

Załóżmy że skrzydło jest dźwignią a kadłub osią obrotu-im dalej od osi obrotu,tym łatwiej (wystarczy użycie mniejszej siły) nam jest podnosić dane skrzydło.

Więc używając większej siły (czyli powierzchni) na końcu skrzydła powinniśmy mieć większą efektywność lotek.

Tak na chłopski rozum mi się wydaje, oczywiście mogę się mylić.

 

I nie mylisz się

 

Taka technika jest zastosowana w najnowszych śmigłowcach wojskowych Lynx zdolnych latać nawet 400km/h !!

Wszystko przez nietypową konstrukcję końcówek łopat które są prawie 2x szersze na końcu.

Rotor jest cichszy niż odpowiednik z typowymi łopatami, a śmigłowiec może robić rzeczy o których inne tego typu maszyny mogą zapomnieć.

[mammuth]

Skuteczna lotka - w moim przypadku - to taka, ktora przy wychyleniu na calej dlugosci generuje dokladnie taka sile jaka jest potrzebna - bez niepotrzebnych (to nie bedzie fachowe slownictwo) wirow, stref wyzszego/nizszego cisnienia.

Mam zamiar wziasc jakies skrzydlo i pokrecic sie po domu z lotka ze zwyklego papieru - calkowicie luzna - popatrze jak sie wychyla przy kadlubie i na koncu skrzydla.

[Gość Kamyczek_RC]

W uproszczeniu można przyjąć ,że do obrotu samolotu czyli wykonania tzw beczki potrzebna jest siła F dzialająca na ramieniu R której wynikiem jest powstanie momentu siły(F*R) zatem dla jenakowej skuteczności iloczyn ten musi być stały. Łatwo sobie narysować funkcję tej postaci z której wynika że siła musi byc tym mniejsza im dalej od kadluba znajduje sie lotka. Dalej to już tylko matematyka ...

[bubu2]

Oj, oj, oj. A nie prościej zajrzeć do dowolnego podręcznika dotyczącego mechaniki lotu i poczytać, zamiast "takich spostrzeżeń". I odpowiedzieć sobie lub znaleźć odpowiedzi na np. takie pytania:

-czy lotka jest generatorem sił (a jeśli tak, to co ta siła może powodować-może np. chcieć ją oderwać od płata?),

-co to jest moment oporowy lotek,

-co się dzieje ze skutecznością działania lotek gdy zmniejszamy prędkość względem strug (zawsze strug, nie ziemi),

-czemu dokonujemy jednoczesnego wychylania lotek na dwóch skrzydłach,

-czemu druga lotka wychyla się przeciwnie do pierwszej,

-co sie będzie działo, gdy zastosujemy wychylanie tylko z jednej strony (raz lewa, raz prawa, ale tylko do dołu),

-czemu stosujemy różnicowe wychylanie lotek,

-czemu lotki stosujemy na końcach skrzydeł, a przy kadłubie klapy,

-jak działają klapolotki (stosują je np. Boeingi mimo tak dużej mechanizacji płatów i jak dokonują sterowania przy podchodzeniu do lądowania-pięknie to widać gdy np. 747 podchodzi do lądowania. Ile tam jest siłowników hydraulicznych),

-co to takiego-przerywacze?

-do jakiego kąta wychyleń lotki i klapy działają jako lotki i klapy a od jakiego jako hamulce,

-dlaczego w zakręcie należy używać jednocześnie i lotek i steru kierunku (choć pojedyńczo stosowane też powodują skręcanie,

-czy do sterowania w zakrętach stosowane są tylko lotki i ster kierunku (są konstrukcje w których ich nie ma),

-dlaczego szybowce mają długie skrzydła i co to jest opór indukowany...

Pytania można by mnożyć. Jeśli bedziemy umieli na nie odpowiedzić, wówczas wiele "pomysłow" nie będzie nam przychodziło do głowy. Chciałem jednocześnie powiedzieć, że wszystkie uproszczenia sterowania choć pozornie świetnie "działają" gdy model oglądamy z dużej wysokości, to one jednak nie działają, tylko skutków "złego" działania z dołu, z pozycji obserwatora "pilota", nie widzimy. To dlatego prostymi modelami tłuczemy tak wiele kretów (a gdzie ochrona przyrody), szczególnie, gdy chcemy latać nisko i na dodatek często powoli. Samymi lotkami, ani samym kierunkiem nisko nie polatamy. Dopiero wówczas pięknie widać, co to jest wyślizg, a co ześlizg. Ale modelarze często tego nie chcą widzieć, oni mają wytłumaczenie -"aparatura łapie zakłócenia". Bez wiedzy teoretycznej modelarstwo b. często przypomina początki duzego lotnictwa. Dużo kretów i trupów, ale wtedy nie było książek z aerodynamiki. pozdr.

PS. Tak na marginesie. Zwracam uwagę na bezkrytyczne traktowanie "wiedzy" znajdowanej w internecie. Obok wiedzy rzetelnej jest tam również (czy nie więcej) zupełnych bzdur. Nieraz tematy są traktowane "dziwnie", np. wyjaśnienie w wikipedii powstawania siły nośnej. (słyszeli że dzwon, lecz nie wiedzieli gdzie on).

[MarekJ]

I ta wypowiedź bardzo mi się podoba. Dobrze jest oczywiście eksperymentować, ale trzeba przy tym wiedzeć co i po co robimy. Unikniemy wtedy wielu przykrych niespodzianek.

[bubu2]

Wojtass_nt,

Nie mieszajmy do tego jeszcze śmigłowców, one nie są sterowane aerodynamicznie (jak również wiele samolotów myśliwskich ze sterowaniem strumieniowym), są odmiennym typem urządzeń latających. Ich wirnik nie jest smigłem (jak w modelach do zawisów) a skrzydłami. Skoro ma latać wolno i do góry (względem obserwatora na ziemi), to prędkość strug na skrzydłach wytwarza sobie sam, kręcąc nimi (względem ziemi stoi, względem powietrza leci). A więc Twój post tylko wprowadza bałagan.

A tak, na marginesie, chciałem powiedzieć, że za długie lotki, ze względów konstrukcyjnych, na ziemi, przy próbach sterowania pięknie działają, a w locie źle. Powodowane jest to często elastycznościa skrzydeł. W locie wyginają się one w łuk. Na takim wygiętym skrzydle, nawet niezbyt długie lotki nie mogą się wychylić, blokują się. Im wiecej mają zawiasów tym gorzej. Dlatego dobrze jest konstruując skrzydło (szczególnie długie) wyginać je w momencie sprawdzania działania lotek. Łatwo wyobrazić sobie, co będzie się działo z lotką przez całą długość skrzydła (jeśli ktoś chce taką bezsensowną lotkę zastosować. A widziałem takie). pozdr.

[Swift]

Witam

 

Mogę powiedzieć, że bubu2 "od ust" mi odjął uwagę o tym, że rzeczywisty kształt lotek jest w zasadzie zawsze kompromisem pomiędzy ideałem jaki podpowiada aerodynamika, a problemami konstrukcyjnymi, w tym wytrzymałością, sztwynością lotki i szkrzydła. Czasem skutki błędów mogą być fatalne. Przez zablokowanie lotki na skutek odkształcenia (jeżeli dobrze pamiętam, podczas prób szybowca Kobuz) zginął, wiele lat temu, znany polski szybownik S.Makaruk.

 

Powracając zaś do aerodynamiki i lotek, to narażając się nieco na posądzenie o autoreklamę , proponuję na początek lekturę "Mechaniki Lotu Szybowców" W Łaneckiej-Makaruk z "przyklejonego" na początku działu mojego zbioru stron:

 

http://www.miramar.com.pl/lotnictwo/index.xml

 

W uzupełnieniu wydaje się niezbędne szersze wyjaśnienie zjawiska oporu indukowanego i mechanizmu jego powstawania (co zanaczył już w swoim poscie bubu2). W w/w podręczniku jest tylko szkic tematu, a bez tego zrozumienie całego aspektu działnia lotek i efektów ubocznych, nie jest możliwe. Czyli następny proponowany krok, to Google, plus (opór indukowany) ew. (induced drag).

 

Wreszcie, dla wyjaśnienia dlaczego część latających skrzydeł - tych z płatem skośnym, posiada lotki poszerzające się w kierunku końca płata, polecam "Latające Skrzydła Klasy F1A" J.Kapkowskiego, ze szególnym poleceniem omówionych tam zjawisk: powiększonej stateczności skrzydła skośnego, oraz odsysania strug na skrzydle skośnym i jak ten ostatni efekt znosi częściowo skręcenie strug spowodowane oporem indukowanym. Wyjaśnione jest tam także zjawisko uślizgu. Niestety w sieci nie udało mi się znaleźć wiele na te tematy, a książka Kapkowskiego wydana ponad 25 lat temu, jest trudno dostępna.

Nie mam niestety skanera (Św Mikołaj mnie zawiódł, albo co bardziej prawdopodobne nie sprawowałem się dobrze), ale jeżeli ktoś bez latających skrzydeł żyć nie może i cekawośc go pożera , to mogę skserować parę stron z Kapkowskiego i wysłać.

 

Pozdrowienia

PP

[bubu2]

Swift,

Świetny zbiór lektury. Strona ma źle podany link, powinno być: http://www.miramar.com.pl/lotnictwo i tak działa. Jest w zbiorze nawet jedna z najlepiej napisanych książek lotniczych na świecie (wg. mnie i nie tylko),

Ernesta Ganna- Los jest myśliwym. Kto jej nie czytał, to polecam. Wszystkim miłośnikom lotnictwa. Nie wiedziałem, że ktoś ją "popełnił" w .pdf`ie. pozdr.

[Swift]

Dzięki za spostrzeżenie, link już poprawiłem.

Powracając jeszcze do tematu lotek, to sporo jest jeszcze w pracy Stafieja (dostępna na przytoczonej powyżej stronie), włącznie z rozkładem obciążeń i problemami natury konstrukcyjnej.

PP

[Artek]

Jest tu temat o lotkach a ja właśnie mam pytanie z nimi związane.

Jaki powinien być kąt wychylenia lotek (do góry) aby zaczęły one działać jak hamulec ?

Gdzieś mi świta że około 35 stopni ale nie wiem czy ta informacja jest pewna.

[japim]

Artek: Wszystko zależy od profilu.

[Artek]

konktetnie to chodzi o profil SD 7084

[marek1707]

No to z tego co widzę, to jest fajny, chyba taki szybowcowy profil z ostro wspinającą się biegunową i doskonałością ok 20 przy kącie natarcia 4..5 stopni (dla wydłużenia 12). No i teraz powinieneś sprecyzować co to znaczy, że klapy/lotki działają już jak hamulec. No i jakie one są, to znaczy jak wycięte ? Do mojej próby założyłem, że zawias zrobiłeś w 25% cięciwy skrzydła. Przede wszystkim strasznie rośnie moment, no ale to chyba oczywiste. O ile w normalnych warunkach czystego profilu wynosi ok. -0.05 i jest stały w szerokim zakresie kątów natarcia aż do przeciągnięcia (to dobrze), to wychylenie lotki o każde 10 stopni w górę zwiększa go o 0.1 co oznacza, że będzie trzeba pomagać sterem wysokości. Ale też nie za bardzo, bo żeby utrzymać siłę nośną będziesz musiał drastycznie zwiększyć kąty natarcia. Zakładając, że latałeś w okolicach największej doskonałości, np. przy 4 stopniach, to dostawałeś CL=0.6 i CX=0.03. Żeby dostać tyle samo CL przy wychyleniu w górę o 10 stopni, musisz lecieć na alfa=11stopni i wtedy dostajesz CX=0.043 czyli trochę gorzej - czyli OK, jakiś hamulec to jest. Dla 20 stopni taki CL jest już nie do osiągnięcia, tym bardziej dla 30 stopni. Dlatego ważne są odpowiedzi na pytania o pozostałe parametry modelu, takie jak powierzchnia skrzydła, wydłużenie, konstrukcja klap/lotek, masa startowa, ramię statecznika, jego powierzchnia, profil itp. Jeżeli latasz szybciej, na dużo mniejszych CL, wtedy wartość 0.4 jest do osiągnięcia dla alfa=15 przy CX=0.053 i wychyleniu 20 stopni a przy lataniu na CL=0.2 to i CX=0.092 dla alfa=19 stopni i wychylenia 30 stopni. Wtedy praktycznie stajesz w miejscu (doskonałość skrzydła ok. 2).

Nie wiem, czy to jest odpowiedź na Twoje pytanie ale jest tu dużo stopni swobody i trudno powiedzieć, że wynik wynosi x i koniec.

 

Edit: Acha, zapomniałem o temacie tego wątku. Lotki/klapy są coraz węższe na skrzydłach zbieżnych m.in. dlatego, że każdy profil ma swoje "ulubione" miejsce wyginania. Tam są najmniejsze przyrosty oporu albo najmniejsza zmiana momentów albo jeszcze coś innego. Dlatego aby zachować procentową długość lotki, zmniejszamy jej szerokość w miarę zmniejszania się cięciwy skrzydła. Oczywiście odcięcie lotki w trochę innym miejscu też zadziała ale jest to trochę niezgodne ze sztuką. Nie ma ogólnego wzoru na głębokość odcięcia i najlepiej przepuścić to przez symulator. W skrzydłach skośnych, jak słusznie już Koledzy zauważyli występują zjawiska, które zmieniają sposób opływu. Powietrze nie przelatuje wtedy przez skrzydło równolegle do kierunku poruszania się modelu (i tak tego nie robi, niestety :cry: ) i wtedy trzeba robić optymalizację głebokości klap/lotek tak, by wydawało mu się (powietrzu oczywiście), że odcięcie jest jednak w zadanym przez nas miejscu opływu profilu. Może wtedy nawet wyjść, że lotki są szersze na końcach skrzydeł.