Jump to content
Sign in to follow this  
AnPetrovich

Weight & balance или "следствие ведут колобки"

Recommended Posts

Всем привет!

 

По следам очередного детективного расследования в поисках исторической истины захотелось поделиться с комьюнити "типичной проблематикой" и предложить решить ребус...  :scratch_one-s_head:

 

Мы (разработчики) довольно часто сетуем на тот факт, что в открытом доступе очень много противоречивой информации о технических характеристиках самолётов, которые мы виртуально воссоздаём. Более того, регулярно и очень много приходится сталкиваться с несостыковками информации в технических отчётах (что уж говорить о мемуарах). Часто противоречивая информация содержится буквально на соседних страницах одного и того же документа - я за свою инженерную практику встречал такое много раз, даже в современной конструкторской документации по современным самолётам. А иногда бывает и так, как в нижеследующем примере - несостыковки присутствуют прямо на одном и том же листе технического отчёта.

 

Вашему вниманию представлена страница из "Отчёта по контрольным испытаниям серийных самолётов Як-7Б № 2241 с форсированным мотором М-105ПФ и №2203 с мотором М-105ПА производства завода №153", НКО СССР НИИ ВВС, утверждённого 23.07.1942г.

 

Page_29.jpg

 

Всем заинтересованным предлагается попробовать свои силы:

 

1) В поиске очевидных ошибок.

 

2) В расчёте горизонтальных плеч (по оси ОХ ССК) в центровочной схеме для следующих компонентов:

 

а) лётчик с парашютом + масло

б) БК

в) 100% топлива

г) 15% топлива

 

За начало координат для удобства предлагаю принять переднюю точку САХ крыла.

Длина САХ: 1930 мм, установочный угол крыла 0°.

 

Найденные плечи должны удовлетворять центровкам во всех представленных вариантах загрузки.

Про противокапотажный угол и вертикальные координаты ц.м. я даже не заикаюсь, там ещё веселее...

 

Данная задачка является очень хорошим и показательным примером того, с какими проблемами сталкиваются разработчики тру-симуляторов практически каждый день...  :dash:

  • Upvote 9

Share this post


Link to post
Share on other sites

А, ну и когда в результате решения п.2 вдруг подумается, что ошибка, видимо, найдена, и центровка не совпадает только в одной строке - предлагаю ознакомится со следующей страницей этого же документа:

 

Page_30.jpg

 

 

  • Upvote 5

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну очевидная ошибка - строка с боезапасом но без бензина. Там откуда-то лишние 200 кило БК взялись. Разве что посчитан пилот  и масло как неотъемлемая часть (что в общем логично) , но даже тут не совпадает на насколько кило.

Edited by Wolf_just_wolf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почему, там все правильно. Это пустой + масло + бк + пилот или полный - бензин. Я вижу расхождения на 1-2 кг по табличке.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1FYWogOcd5ZcnTHH1E8JEfJNTp_-px8EPutkDeVdykZM/edit?usp=sharing

 

Видимо надо центровку считать)

Edited by DeadlyMercury

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почему, там все правильно. Это пустой + масло + бк + пилот или полный - бензин. Я вижу расхождения на 1-2 кг по табличке.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1FYWogOcd5ZcnTHH1E8JEfJNTp_-px8EPutkDeVdykZM/edit?usp=sharing

Вообще да. Но все равно там очень интересная манера округлять в большую сторону на 1,5-2 кило. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

На первый взгляд это 3 и 7 строка - без бензина с патронами, но с пилотом 15,2%, а пустой самолет 15,5%, (вроде как центровка смещается назад как при наполняемом).

Но пустой это совсем без всего и масла в том числе. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если в пустой самолет посадить пилота (который вроде как должен сидеть сзади ЦМ) - то центровка должна уехать назад.

Но если при этом налить масло в двигатель, который впереди ЦМ - тут "на пальцах" нельзя сказать, куда центровка поедет. Точнее она точно поедет вперед, но обгонит ли она центровку пустого самолета - не понятно.

 

В общем "очевидных ошибок" я не вижу и это печально :(

Edited by DeadlyMercury
  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем "очевидных ошибок" я не вижу и это печально :(

Ну, очевидные нестыковки - это:

 

Я вижу расхождения на 1-2 кг по табличке.

А чтобы увидеть не очевидные -

 

Видимо надо центровку считать)

По другому, "на пальцах" мы Му-Му не утопим ))

 

Ну и призовая игра, для тех кто посчитает плечи - это найти вертикальные координаты для перечисленных выше компонентов. В качестве награды гарантируется весёлый смех сквозь слёзы...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Петрович! Не правильно комьюнити зазываешь!  Надо было написать так: Пробуйте свои силы, кто найдёт истину и сможет немножко облегчить головную боль разработчиков.
Тем бесплатные самолёты Ла5ФН и G6 :biggrin: 

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Петрович! Не правильно комьюнити зазываешь!  Надо было написать так: Пробуйте свои силы, кто найдёт истину и сможет немножко облегчить головную боль разработчиков.

Тем бесплатные самолёты Ла5ФН и G6 :biggrin:

:biggrin:

 

У разработчика голова уже устала болеть и отвалилась, так что нам эта тема уже не поможет.

Это я вам исключительно для интересу данную тему подкинул, как говориться, "гайку пожевать", влезть в шкуру и т.п. :)

 

А инерционно-массовая модель (ИММ) Як-7Б уже собрана, посчитана и утверждена в граните.

 

Yak_7B.png

(ИММ пилота считается отдельно)

 

Итоговое расхождение по центровкам с данным референсом по двум строчкам не превышает 0.4% (9 мм), по ПКУ до 0.8°.

По остальным строчкам центровка совпадает с точностью 0.05% (до 1 мм), по ПКУ до 0.1°.

При этом все перечисленные выше компонеты находятся на своих штатных местах, без оголтелого волюнтаризма, как в референсе (кто посчитает, поймёт о чём речь).

Ну и масла вам зальём на 7.8 литра побольше, будет не 28 кг, а 35, то есть стандартная заправка.

  • Upvote 11

Share this post


Link to post
Share on other sites

Центровка вперед уедет же) от лишнего масла. Давайте анлоком количество масла :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не боись, зато мы фару и РПК-10 снимем, и дадим их как раз анлоком. :biggrin:

  • Upvote 5

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не боись, зато мы фару и РПК-10 снимем, и дадим их как раз анлоком. :biggrin:

Ещё бы надо для точной центровки  - лётчик пообедамши или без завтрака.

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

А инерционно-массовая модель (ИММ) Як-7Б уже собрана, посчитана и утверждена в граните.

 

 

А можно уточнить: на схеме радиостанция только с приёмником или  приёмник+передатчик?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А можно уточнить: на схеме радиостанция только с приёмником или  приёмник+передатчик?

 

А это зависит от того - лётчик пообедамши или без завтрака.  :biggrin:

 

Ну а если серьёзно, то для расчёта ИММ использовались данные по радиостанции РСИ-4. Её вес 15 кг указан для Як-7 №2202 в "Отчёте о совместных НИИ ВВС КА и ЛИИ НКАП контрольных испытаниях серийных самолётов ЛаГГ-2, Як-1 и Як-7 с моторами М-105П и М-105ПФ", 10.06.1942г., и такую же цифру я нашёл в "Заключении по заводским испытаниям самолёта Як-1 №2029", НИИ ВВС, 21.09.1941г., но без указания типа рации. Входил ли в её состав передатчик или нет - я не знаю, не разбирался. Других цифр в документах не встречал. Можно, конечно, поискать по документам, когда на эти самолёты начали ставить передатчики, но для расчёта ИММ в этом нет необходимости. У нас в любом случае детализация ИММ, как видно из рисунка, не до последнего прям болта: много что упрощено, многие детали вообще отсутствуют. Поэтому распределение масс не 1-в-1, конечно, с реальным самолётом, не говоря уже про то, что все самолёты IRL тоже разные, двух одинаковых не найти. Тем не менее точность вычисления общей развесовки и моментов инерции по осям (а точнее 6-ти компонентного тензора инерции) вполне достаточная для того, чтобы самолёт обладал правдоподобной динамикой, и вёл себя в симуляторе именно как Як-7Б. Ну а массы компонентов, центровки и положение ц.т., как я написал выше, совпадают с референсами практически идеально, с точностью до граммов и миллиметров.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А это зависит от того - лётчик пообедамши или без завтрака.  :biggrin:

 

Ну а если серьёзно, то для расчёта ИММ использовались данные по радиостанции РСИ-4. Её вес 15 кг указан для Як-7 №2202 в "Отчёте о совместных НИИ ВВС КА и ЛИИ НКАП контрольных испытаниях серийных самолётов ЛаГГ-2, Як-1 и Як-7 с моторами М-105П и М-105ПФ", 10.06.1942г., и такую же цифру я нашёл в "Заключении по заводским испытаниям самолёта Як-1 №2029", НИИ ВВС, 21.09.1941г., но без указания типа рации. Входил ли в её состав передатчик или нет - я не знаю, не разбирался. Других цифр в документах не встречал. Можно, конечно, поискать по документам, когда на эти самолёты начали ставить передатчики, но для расчёта ИММ в этом нет необходимости. У нас в любом случае детализация ИММ, как видно из рисунка, не до последнего прям болта: много что упрощено, многие детали вообще отсутствуют. Поэтому распределение масс не 1-в-1, конечно, с реальным самолётом, не говоря уже про то, что все самолёты IRL тоже разные, двух одинаковых не найти. Тем не менее точность вычисления общей развесовки и моментов инерции по осям (а точнее 6-ти компонентного тензора инерции) вполне достаточная для того, чтобы самолёт обладал правдоподобной динамикой, и вёл себя в симуляторе именно как Як-7Б. Ну а массы компонентов, центровки и положение ц.т., как я написал выше, совпадают с референсами практически идеально, с точностью до граммов и миллиметров.

Если понадобится по радиостанциям, то вот

http://www.rkk-museum.ru/documents/archives/archives1.shtml#spr-w

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

А баки заложены, или в центре масс?

Сами топливные баки (как объекты) - расположены в ИММ и в collision (для определения попаданий по ним) там, где им и положено быть (на картинке выше они присутствуют).

 

А вот топливо, ввиду текущих ограничений функциональной схемы ТС, о которых я писал здесь - оно объединено в 2 условных бака: один это сумма консольных ТБ (№1 + №4), а второй это сумма центральных ТБ (№2 + №3).

 

Таким образом координаты центров объёмов этих условных баков по осям ОXс и ОYс ССК соответствуют исходным четырём бакам, общий ц.м. топлива тоже (в силу симметрии ТС), то есть остаток топлива и его расход правильным образом влияет на центровку, ПКУ, главный момент инерции по тангажу и на все три центробежных момента инерции. Но с учётом того, что нету разноса массы топлива по оси OZс (всё топливо находится в условной вертикальной плоскости симметрии самолёта OXYс), это несколько занижает главные моменты инерции по крену (на 19.8%) и по рысканию (на 7.6%) для снаряжённого и полностью заправленного самолёта. Для заправленного на 50% (207.5 литров), с учётом одновременной выработки топлива из центральных и консольных баков моменты инерции оказываются заниженными по крену на 11%, по рысканию на 4%. Заметить это влияние в игре на угловое ускорение (не на угловую скорость вращения, а именно на ускорение, то есть на то, с каким темпом происходит раскрутка и остановка вращения) практически невозможно. Но как я и писал здесь, устранение этого ограничения и расширение функционала ТС есть в планах.

  • Upvote 4

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за Як-7б, пощупаем-с!

 

А что с циркулями в соседней ветке? что-то там заглохло, а "балерина" имеется. Круговерти стало меньше, но гружёный ил-2 все равно целый круг выписывает, если упустить.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как-то так )))

post-17264-0-97788600-1509095010_thumb.jpg

масса патронов где то в метре в районе над двигателем

 

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Комраду Makz'у снова решпект за детальный подход!

 

Горизонтальные плечи по топливу и лётчику + масло определил +/- пара миллиметров верно, а вот с БК у меня расчёт даёт 640 а не 1006. Видимо поэтому у тебя и получился БК в метре над мотором.

 

Но вот вертикальные координаты топлива - у меня просто туши свет. Не считал?

А если посчитать топливо не только для 100% но и для 15% то вообще хрень полная...

 

Ну и для полноты картины предлагаю посчитать с учётом найденных плеч центровку снаряжённого самолёта.

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Комраду Makz'у снова решпект за детальный подход!

 

Горизонтальные плечи по топливу и лётчику + масло определил +/- пара миллиметров верно, а вот с БК у меня расчёт даёт 640 а не 1006. Видимо поэтому у тебя и получился БК в метре над мотором.

 

Но вот вертикальные координаты топлива - у меня просто туши свет. Не считал?

А если посчитать топливо не только для 100% но и для 15% то вообще хрень полная...

 

Ну и для полноты картины предлагаю посчитать с учётом найденных плеч центровку снаряжённого самолёта.

Не )))

Ну тут явно что-то не то пошло. Я дальше ничего не считал.

ИМХО, есть пустой планер, его центровка известна. От этого и плясать.

 Дальше мы знаем где, какого объема и формы предметы находятся и "запихивать" туда центры масс. 

Наверное вы так и решили. 

Спасибо за скрин Як-7Б. 

Интересно что там у него внутри будет.

Edited by Makz

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну собсно технология расчёта ИММ на основе раздачи плотностей (масс) по объёмам 3D элементов - она у нас ещё с RoF-а.

Тут степень детализации зависит исключительно от подробности 3D модели, используемой для расчёта ИММ - которая, в свою очередь, делается (специальным образом адаптируется под расчёт тензоров) из той 3D модели, которую вы видите в игре.

 

А дальше - на основе имеющейся информации по документам, а также используя империку и известные методики оценки масс там, где точных исходных данных нет - все эти плотности по всем элементам настраиваются так, чтобы вогнать общий ц.м. самолёта в нужные координаты, и чтобы итоговая центровка правильно зависела от загрузки, заправки и пр.

  • Upvote 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сами топливные баки (как объекты) - расположены в ИММ и в collision (для определения попаданий по ним) там, где им и положено быть (на картинке выше они присутствуют).

 

А вот топливо, ввиду текущих ограничений функциональной схемы ТС, о которых я писал здесь - оно объединено в 2 условных бака: один это сумма консольных ТБ (№1 + №4), а второй это сумма центральных ТБ (№2 + №3).

 

Возможно в этом причина интересного эффекта, который я на Либерти поймал, летая на ла-5. При попадании в крыльевой бак, наблюдал одну струйку выбегающего топлива, но при этом потерял 70% топлива (предположительный остаток в баке, стрелка в упор стояла, а перед вылетом брал 100%) до остановки двигателя за 30-40 сек.

Share this post


Link to post
Share on other sites

К слову о реалиях и радиостанциях:

 

attachicon.gifРСИ-4.JPG

В первом сообщении данной темы есть указание, что радиостанция с односторонней связью (т.е. только приёмник).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...