Подъемная сила самолетов

[Makz]

Предыдущая тема по FW-190 подняла интересную тему о коэффициенте подъемной силы (Су) самолетов. 

 

 

при Су - 1,58 скорость сваливания у FW-190 165 км/час
при Су - 1,37 скорость сваливания у FW-190 175 км/час

Берем массу и площади крыльев из темы про ЛТХ.
FW-190 G=3855 кг S=17,51 м.кв.
Ла-5 G=3855 кг S=18,3 м.кв.

Зная скорость сваливания лавки (174 км/час) мы получаем для неё, примерно, Суmax(Ла-5)=1,281 (близко но не очень к 1,3)

Теперь можно посмотреть Су Fw-190 при скорости 177 км/час - как утверждают разработчики (напомню, у меня в тестах она не сваливается до 175 км/час).
При скорости 177 км/час Суmax(FW-190)=1,361 (совсем не 1,4)
Если подставим полученную на карте сталинграда (осень) 175 км/час, то Суmax(FW-190)=1,392 (близко к 1,4)

 

 

Что в ИМХО довольно близко к тому, о чем говорил Gavrik:

 

"Самолёт Ла-5 даже с закрытыми створками капота имеет небольшое значение Сумакс (с прижатыми предкрылками ~1.25)

и

Опять-таки, в моём предыдущем сообщении достаточно подробно описано, почему у Fw-190 в БЗС Cyмакс=1.4.

 

 

Прогнал некоторые самолеты и занес в таблицу Excel, где можно посчитать (привязываясь к скорости сваливания FW-190) в 175 км/час Су каждого самолета.

В итоге получилось:

 

Су на малом газе мотора:

Bf-109G2 -1,565

Bf-109F4 - 1,615

Bf-109F2 - 1,842

Yak-1 - 1,44

Yak-1B - 1,437

La-5 - 1,282

Lagg-3 - 1,165

FW-190А5 с подвесами - 1,4

 

Первое, что бросается в глаза, это увеличение подъемной силы крыла у мессершмиттов.

Вроде бы ничего особенного не делали с крылом, но от F2 к G2 его подъемная сила падает. Причем значительно.

Это приводит к тому, что F2 завиражит И-16 на 150 км/час с полностью выпущенными закрылками, когда И-16 свалится уже на 210 км/час.

Вес снизился всего на 200 кг, а какой результат!

 

В этом ракурсе очень интересен результат Яков.

Снижение веса практически не влияет на подъемную силу (возможно погрешность измерения).

Наверно это правильно.

Отчего такая разница у мессершмиттов?

 

Следующий вопрос с FW-190A5 с подвесами.

Они ни как не влияют на подъемную силу крыла!

Хотя их форма даже визуально вызывает серьезные сомнения в том, что они ни как не влияют на подъемную силу.

Это приводит к тому, что на закрылках фока с подвесами виражит также как и без подвесов!

Это явно неправильно. По ширине крыла эти подвесы занимают где-то 1/4 крыла. Соответственно и S крыла должна уменьшится как минимум. А может быть они вообще создают пикирующий момент?

 

Су самолетов и FW-190.zip

 

Прошу перепроверить эти данные тем, кому не наплевать на симуляцию.

Кто хочет виражить на фоке с подвесами - проходите мимо )) ну или пойте дальше дифирамбы о "нормальной фоке".

[DeadlyMercury]

Как я уже говорил - ваш метод не дает Сумакс, а дает нечто, что может равняться, а может и не равняться (быть больше) Сумакс. Просто из-за неверного условия Y=G.

Для определения Сумакс стоит не "скорость сваливания" измерять, а измерять Су по планированию на минимальной скорости. Такой режим полета обеспечивает равенство Y=G, поскольку Vверт=const.

 

Так, например, "фока на 175 не сваливается" - ну так покажите, пожалуйста, на 100% топлива + БК планирование на скорости 165-170км/ч...

Изменено 12 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[Makz]

Как я уже говорил - ваш метод не дает Сумакс, а дает нечто, что может равняться, а может и не равняться (быть больше) Сумакс. Просто из-за неверного условия Y=G.

Для определения Сумакс стоит не "скорость сваливания" измерять, а измерять Су по планированию на минимальной скорости. Такой режим полета обеспечивает равенство Y=G, поскольку Vверт=const.

 

Так, например, "фока на 175 не сваливается" - ну так покажите, пожалуйста, на 100% топлива + БК планирование на скорости 165-170км/ч...

На 175 км/ч фока сваливается. Читайте внимательно.

[DeadlyMercury]

Ну это значит я по инерции после цифр Бэрримора и Скрипача

 

Однако в любом случае оценкой скорости сваливания можно элементарно получить завышение Су. Надо все-таки оценивать по устойчивому планированию, если самолет имеет тенденцию парашютировать без сваливания на крыло - со снижением скорости планирования будем наблюдать рост Су, а затем после критической скорости - его снижение, поскольку при этом вертикальная скорость должна серьезно вырасти.

[Makz]

Ну это значит я по инерции после цифр Бэрримора и Скрипача

 

Однако в любом случае оценкой скорости сваливания можно элементарно получить завышение Су. Надо все-таки оценивать по устойчивому планированию, если самолет имеет тенденцию парашютировать без сваливания на крыло - со снижением скорости планирования будем наблюдать рост Су, а затем после критической скорости - его снижение, поскольку при этом вертикальная скорость должна серьезно вырасти.

То о чем я говорю видно невооруженным взглядом.

Проверить не трудно.

[Gavrick]

Откуда такие огромные значения Су?

Скорости сваливания разных самолётов первой же строкой идут в описаниях самолётов в этой теме: https://forum.il2sturmovik.ru/topic/5063-lth-i-osobennosti-ekspluatacii-samoletov-proe/

Веса там тоже есть.

У того же 109F4, например, Су около 1.4.

 

P.S. По поводу таблицы. Не уловил глубинного смысла отношения скоростей сваливания, но сами скорости по формуле считаются с ошибкой. Хотя оно на результат не влияет, так как "неважно сокращается"(с), но всё же. Во-первых, там должно быть не SQRT((2*B3), а SQRT((2*B3*9,81), а во вторых, принимается ro=1.22. Ну и в принципе, я так понимаю, что Су самолёта, который "сравнивается со 190м", получен из той скорости, которая, в итоге, домножается на полученный коэффициент?

 

И вдогонку, вес подвесов у 190А5 не 110 кг, а 247 кг. Из которых только 105 кг - это масса боекомплекта. О чём написано в описании модификации (при выборе модификации и наведении на неё мышки окно всплывает).

[Makz]

Су получаются из скорости сваливания самолета и подгоняется к известному Су fw-190..
По идее и g и r0 сократятся.
Там построено на отношении веса, площади крыла и Су.

Если у Bf-109 Су=1.4, то может с весом что-то?

Если масса подвесов еще больше то опять же еще больший вопрос к скорости сваливания в такой конфигурации. У меня сваливание происходит на 177 км/час.
Очень маленькая разница.

 

Спасибо за ответ!

Изменено 12 марта 2017 пользователем Makz

[DeadlyMercury]

Не с весом, а с формулой. И с определением скорости сваливания.

В частности, F4 для которого ты намерял 150км/ч (и воткнул полет на 150км/ч в дефакто условие горизонтального полета - теперь понятно, откуда завышение Су? ):

1) Не планирует на скорости 150 - уже на 160 начинает нервничать и пытаться завалиться на крыло.

2) На скорости 160км/ч планирует с вертикальной 10м/с

3) При попытках снизить скорость ниже 160 вертикальная стремительно падает до 15м/с и более.

 

Подставляем эти данные в формулку от наса - вуаля, 1.4. Ну кто бы мог подумать

 

F2 - получился даже хуже. Не знаю, как ты получил 138 - но а) он точно также в планировании себя начинает вести нервно на 160км/ч и ниже 155 выжать не получилось, и б) при 160 он летит вниз с вертикалкой 14м/с (Су=1.3), при попытках выжать 155 "планирует" с вертикалкой овер20м/с.

Изменено 12 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[Makz]

Какие  минус 20 м/с вертикальной?

Лети ровно, тяни на себя, сохраняя высоту.

Все там нормально летит без такой дикой вертикальной.

[DeadlyMercury]

Без тяги?) На 150км/ч?) В горизонте?)

Покажи!

[Makz]

Без тяги?) На 150км/ч?) В горизонте?)

Покажи!

Учись, пока я жив!

https://youtu.be/M1FnpzfRxrk

Сначала идет F4 потом F2.

Сваливания на 160 км/час и вертикальной скорости в 20 м/с в упор не вижу.

[DeadlyMercury]

И где тут планирование?)

Плюс скорость слишком быстро теряете для определения "скорости сваливания" - требуется 1км за 2 секунды.

 

Ну и в целом - речь именно о том, что ничто не гарантирует равенство Y=G в исмкомых измерениях. Более того, если бы оно было равно - откуда ж тогда последующее развитие вертикальной скорости?

А именно из неравенства - появляется вертикальное ускорение. Да и траектория движения перестает быть горизонтом.

 

А оценка по планированию дает более точные данные за счет того, что а) поддерживается постоянная скорость снижения - соблюдается равенство Y=Gcosy, + учитывается тот самый cosy - наклон траектории.

Если бы f2 на скорости 160 держал был более пологий наклон, чем f4 - он бы получил Су побольше. Но нет, он очень быстро теряет высоту. То есть Все-таки он хуже F4.

Изменено 12 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[ROSS_BerryMORE]

Предыдущую тему закрыли не успел выложить два графика испытаний на сваливание.

 

[Makz]

Какое планирование? Для всех самолетов одинаковые условия - горизонтальный полет, выбирание руса на себя (создаем угол атаки) и фиксация скорости сваливания.

Находим Суmax. Все просто.

Зачем рака за камень заводить непонятно.

[ROSS_BerryMORE]

Я с тобой категорически, даже не так, КАТЕГОРИЧЕСКИ! согласен!

 

Показываю графиками, что при сваливании на планировании Су далек от максимума, более того, уже в сваливании Су больше чем при планировании.  

и второе, момент первоначального крена соответствует достижению Су макс при сваливании в наборе, и некоторому незначительному падению Су от некоторой более-менее постоянной величины при планировании.

Изменено 12 марта 2017 пользователем ROSS_BerryMORE

[DeadlyMercury]

Ты показываешь какой то конкретный самолёт. Причем метод измерения Су совсем не ясен.

Кроме того, на ф2 как раз получилось понаблюдать снижение Су после 160км/ч.

 

И еще раз: в используемом вами математическом аппарате критический недочет, благодаря которому получался бредовые Су. Нет никакого физического основания формуле y=g в режиме начавшегося сваливания.

Изменено 12 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[ROSS_BerryMORE]

Причем тут метод измерения Су? Его не меряют, его только считают. Есть формула в отчете)

 

При чем тут конкретный самолет? Двигатель воздушного охлаждения, крыло трапециевидное в плане.

На графике конкретно показано как изменяется Су при различных методах испытаний. 

При Вашем методе нет Су макс и близко.

А за пару миллисекунд, за секунду  до сваливания У равно G? Или нет?

Изменено 12 марта 2017 пользователем ROSS_BerryMORE

[DeadlyMercury]

На графике показана конкретная попытка конкретного самолёта. Не надо натягивать сову на глобус.

Документ по моему методу насчет "сумакс и близко нет" с вами ой как не согласен

 

Y=G только в условиях полета с одинаковой скоростью.

Как только скорость начинает меняться - уже условие не выполняется.

 

Ну и таки да, доверия к рассчитанным величинами не очень большое. Во всяком случае при ролле начинается бред, связанный с тем, что предыдущее движение самолёта не учитывается - явно считается, что с таким роллом и параметрами самолёт типа летит "всегда" стационарно, отсюда забросы су и схожесть графика Су и перегрузки.

 

Если б они измеряли коэффициент экспериментально - но это только в трубе возможно....

А так - математический аппарат всегда накладывает ограничения на трактовку экспериментальных данных. И одно дело, когда берутся фактически статические решив движется - и совсем другое дело, когда динамически изменяеемые режимы натягивают на математику статических режимов.

Изменено 12 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[DeadlyMercury]

 

В общем, не убедительно. Особенно на фоне хорошего соответствия цифрам, которые сами разработчики в модель заложили.

 

 

 

И в который раз - имхо не там ищите беду. Винт и тяга имхо причина вертолётов и прочего непотребство.

Без винта ничего волшебного не видно.

[ROSS_BerryMORE]

У этого конкретного самолета профили у корня NACA23015, на законцовках NACA23009.

[Makz]

Y=G только в условиях полета с одинаковой скоростью.

Как только скорость начинает меняться - уже условие не выполняется.

С какой одинаковой скоростью ты хочешь лететь раскорячившись в потоке без тяги? 

Скорость в любом случае будет падать.

Кривая Су имеет строго определенный вид (парабола ветвями вниз). 

Достигнув максимума она начинает спадать.

При горизонтальном полете это четко видно - угол атаки растет, высота стабильна. 

Как только высота начинает падать, значит точка G=Y пройдена.

И это планирование, как ты говоришь, простой результат того, что Y уже меньше чем G.

Какое Су ты собираешься на этом режиме найти решительно не понятно.

В общем, не убедительно.

[DeadlyMercury]

В планировании с постоянной скоростью Y=Gcosy всегда. Поскольку скорость постоянная.

В сваливании - нет.

Даже если высота еще не падает - это не значит, что нет ускорения. Причем в том числе ты можешь дать ускорение вверх - и оно скомпенсирует падение чуть позже. Это динамический режим, нельзя к нему с такой банальной логикой подходить.

То есть тебе надо не скорость сваливании определить в итоге - а скорость, с которой самолёт держится в горизонте. А еще точнее - скорость, с которой самолёт летит на критическом угле.

Учитывая скоротечность процесса - это просто невозможно. Ну и бредовые цифры это только показывают. Как и на графике берримора, где "в наборе" намерили су>2.

[DeadlyMercury]

У этого конкретного самолета профили у корня NACA23015, на законцовках NACA23009.

Окей.

Ну вот и смотри, что видно на графике: скорость медленно падает - Cl сначала медленно растет, затем начинает падать. Clmax около 1.4, что похоже на правду для этого профиля.

Потом начался ролл и в cl полезла фигня - тут уже нет измерения величины, тут чистый прибор-эффект.

 

В наборе приерно та же картина, разве что рост Cl свыше 2 говорит о наборе с тягой. Либо о измерении прибор-эффекта на протяжении всего полета.

[SSV]

А если миссию создать в которой ветер требуемый нам (150-180км/ч), можно без мотора лететь аки в аэротрубе? И смотреть-падает там планер или нет?

[[I.B.]ViRUS]

чтобы без мотора аки в трубе летать, нужно еще и за "ниточки" привязывать, чтоб не упал. Скорость можно выставить в редакторе, только толку от этого не много будет.

[SSV]

Однако ж, можно же выставить "планер" на заданную высоту и навстречу потоку и малость рулить. Хоть какое то подобие эксперимента будет. При таких "потоках" ветра он же не должен падать? Хорошо бы еще интерактивно менять скорость ветра.

[DeadlyMercury]

Полет с ветром и без ветра отличается только путевой скоростью (и турбулентностью).

С точки зрения движения самолета в воздушной массе разницы вообще никакой. Поэтому ничего это не даст.

[SSV]

Я про то, что двигатель можно не использовать и скорость движения можно регулировать и держать точно.

[DeadlyMercury]

Еще раз - не получится, самолету абсолютно наплевать на ветер (если только это не сдвиг ветра). Он летит относительно воздушной массы, а не относительно земли. Куда будет при этом вся эта воздушная масса лететь - совсем не важно. Поведение самолета от этого никак не поменяется. Он точно также будет терять скорость с ростом угла атаки в попытке удержать высоту.

Изменено 13 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[2BAG_Miron]

Я про то, что двигатель можно не использовать и скорость движения можно регулировать и держать точно.

 

Взлетит или нет самолет с транспортера?

Изменено 13 марта 2017 пользователем 2BAG_Miron

[DeadlyMercury]

 

Взлетит или нет самолет с транспортера?

Если дунет посильнее - взлетит!

[[I.B.]ViRUS]

Я сказал "мало толку" выше. Это подразумевало появление на полосе с заданным ветром. Если пепелац взмывает в небо на заданной скорости ветра, то со всей очевидностью подъемная сила превышает вес. Но проблема в том как удержать самолет на полосе в процессе. К тому же шасси дело портят в свою очередь. Цифру получить можно но "толку мало".

[SSV]

А если сразу высота 100 метров уже "летим"? Берем Фоку, ветер 180, смотрим. "Летит"? Ветер 175. "Летит"? Еще меньше ветер. Так можно проверить скорость сваливания?

[ROSS_Skipirich]

Встречный ветер это и есть приборная скорость, какая разница как она достигнута, включением ветра или разгоном самолета, с последующим убором газа))

Соглашусь с DeadlyMercury  в том, что скорость сваливания точнее будет определять на планировании со снижением, когда значение скорости убывает не слишком быстро, а по 1-2 км\ч в секунду, в соответствии с требованием методики замера, конечно погрешность будет, но чем медленее будет убывать скорость, тем точнее будет определена скорость сваливания, на основании чего, уже можно будет расчитать СУмакс с минимальной погрешностью, еще раз повторюсь, абсолютной точности не будет, но для сопоставления с существующими рефренсами, этого более чем достаточно.

[SSV]

 

 

когда значение скорости убывает не слишком быстро, а по 1-2 км\ч в секунду

А как этого добиться? Пробовал малость - или путевая падает быстро или вертикальная растет быстро. Мотор требуется задействовать.

И еще. Добавлю самое главное. Тат-то я в этом нихера не разбираюсь. Но если уж ставить опыты, то таким образом, чтоб потом не было: " А мне вот так показалось. Да не, криво ты смотришь." Макz намерил одно, Mercury говорит, что неправильно он намерил.

[[I.B.]ViRUS]

А если сразу высота 100 метров уже "летим"? Берем Фоку, ветер 180, смотрим. "Летит"? Ветер 175. "Летит"? Еще меньше ветер. Так можно проверить скорость сваливания?

С убранным газом вы все равно будете снижаться. Вы зря к ней привязываетесь. Самолет держится в воздухе за счет своего движения относительно воздуха. При этом будет уже не важно то, с какой скоростью относительно земли воздушные массы будут двигаться. Хоть со "скоростью света". Главное чтобы разницы скоростей между вашим самолетом и скоростью воздуха хватало чтоб сохранять высоту полета.

[Makz]

Нормально я замерил.

Может работающий на малом газе двигатель в игре создает такой огромный поток воздуха (кстати его плотность такая же как у окружающего?), что позволяет держаться в воздухе на скорости заметно ниже 155 км/час?

А то что у меркьюри самолет падает на 160 км/час говорит только о том, что джойстик надо смазывать ))

[DeadlyMercury]

А как этого добиться? Пробовал малость - или путевая падает быстро или вертикальная растет быстро. Мотор требуется задействовать.

Как как - именно в планировании) То есть не горизонт держать, а постоянную вертикальную скорость, удерживая приборную (или плавно-плавно ее уменьшая).

Соответственно для уточнения в итоговом рассчете можно также уточнить угол наклона траектории по треугольнику "вертикальная скорсоть - приборная скорость". Однако ошибка без учета треугольника ошибка получится всего-лишь в районе 5-10%. То есть будет не 1.3 - а 1.33. Но никак не 1.8.

 

А заморочки вплане промерки Су в зависимости от скорости - они могут только показать, парашютирует самолет или нет. У меня получилось парашютировать только на ф2 - на скоростях порядка 155 можно бороться с креном, но вертикальная скорость неприлично большая и получается занижение Су по сравнению со 160км/ч.

Но для грубой прикидки достаточно просто посмотреть, на какой скорости при плавном падении скорости (лучше не 1-2км в секунду - а 1км за две секунды имхо) самолет начнет заметно сваливаться - либо вертикальная начнет расти неприлично, либо заваливаться будет.

 

Опять же на примере ф4 - измерено методом "задира носа" с потерей до 10км/ч за секунду 150км/ч - грубая прикидка дает 1.6, что вообще говоря не очень вероятно.

А вот более подробное планирование с попыткой выдержать скорость, на которой он не валится - дает в самом лучшем случае 155км/ч, что дает нам 1.5. Однако при этом можно заметить, что на этой скорости он летит вниз с вертикальной скоростью порядка 15м/с - то есть крыло держит не полную массу самолета, а только 93% массы (а другие 7% уравновешивает лобовое сопротивление). Тогда итоговый результат - тоже примерно 1.4. И было бы странно, если бы он был другим - ведь скорее всего именно Су закладывается в модель, а не более мелкие данные обтекания каждой dS крыла...

 

Причем 109 - это в этом плане примечательный самолет именно тем, что он, похоже, в режиме сваливания достаточно хорошо управляется и может продолжать полет. То, что не получилось на 190 - на 109 я пронаблюдал. **И мне это нра!

 

 

 

 

Короче, надо вертолетность как-то по-другому исследовать Надо все-таки попробовать набор. С разными режимами двигателя (но начать с форсажа скорее) и с разными приборными скоростями - получить зависимость вертикальной скорости от приборной и тяги.

У нас имхо есть два варианта причины проблемы: 1 - неточные данные по винту, возможно, на низких скоростях он дает ну слишком большую тягу; 2 - какая-то ошибка модели, которая может быть связана вообще с чем угодно. Но проявляется она явно с мотором. То есть это может быть какие-то эффекты обдувки, которые получились с багом (например, Сх на низких скоростях стремится к нулю ).

 

Может работающий на малом газе двигатель в игре создает такой огромный поток воздуха (кстати его плотность такая же как у окружающего?), что позволяет держаться в воздухе на скорости заметно ниже 155 км/час?

Вот у меня примерно такие мысли, только не про малый газ - а вообще про тягу и обдувку на низких скоростях.

А на малом газу я тоже попробовал пикировать - ничего не изменилось по сравнению с отключенным мотором. В том числе пробовал пикировать с работающим на МГ мотором и тяжелым винтом на ручнике.

 

А то что у меркьюри самолет падает на 160 км/час говорит только о том, что джойстик надо смазывать )) 

Ну так покажи нам планирование на скорости 150, чо ))

Заодно интересно было бы глянуть вертикальную скорость - если сможешь удержать самолет, то она должна быть совсем неприлично большой, раз после 160 идет заметное проваливание

Изменено 14 марта 2017 пользователем DeadlyMercury

[Makz]

Кстати, если подставлять Су=1.4 в формулу, то у f-2 сваливание 160 км/час, f-4 сваливание 163 км/час, G-2 166 км/час.

155 км/час для f-2 это Cy 1.49.

Изменено 14 марта 2017 пользователем Makz

[DeadlyMercury]

это если не учитывать, что на 155 он весьма быстро идет к земле с весьма хорошим углом наклона траектории.

я заметил, что у него максимум Су в районе 160, дальше он падает.

плюс у меня получилось, что его Су поменьше, чем у f4 - да и по ощущениям он планирует хуже. Вроде бы и масса поменьше - а вертикальная в итоге больше.

 

Но в любом случае 1.5 уже лучше, чем 1.8 ))

Изменено 14 марта 2017 пользователем DeadlyMercury