Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

Discussion in 'Engineering Retrospective' started by PressLuftHammer, May 15, 2006.

  1. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Если исходные данные с потолка то и результат получится аналогичный, смысла тратить время на расчет "того незнаю чего" невижу.
     
  2. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Отличие поршневиков в том что у них минимальный по времени и радиусу вираж получается на углах атаки близких к максимальному. Сказывается сильная заивисмость тяги от скорости полета. У самолетов с ТРД такая зависимость очень слабая и потому там минимальный по радиусу и минимальный по времени виражи выполняются на разных углах атаки и с разными скоростями.


    РЛЭ все таки не так точно, и расчитана на строевого летчика.
    Но тенденция что у Ла-5ФН для виража указана скорость 320-340 км/ч против 350-360 км/ч, говорит о том что Ла-5ФН мог скоерй всего виражить с большими углами атаки и обладал большей устойчивостью на этих углах. Даже не смотря на то что удельная мощность у него выше.(сказывается наличие автоматических предкрылков)
    на 1000м
    для Ла-5ФН 98л.с./м^2
    для Як-3 82 л.с/м^2
    У Спита 9 c Merlin 66 71 л.с/м^2
     
  3. wortmann

    wortmann Well-Known Member

    Joined:
    Oct 11, 2002
    Messages:
    966
    Location:
    Cheby
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    У винтовых минимальный по времени вираж получается на скорости близкой к той, на которой минимум потребной мощности, у реактивных - примерно на скорости максимального аэродинамического качества.
    скорость макс. качества - выше.

    Скорость мин.потр. мощности может быть близка к минимальной. На некоторых аппаратах даже меньше, чем Vmin*1.3 На том же Як-3 это 210км/ч, то-есть 1.25*Vмин. :)

    На вираже соотношение сохраняется: при перегрузке 3,1 скорость сваливания около 290 км/ч, а оптимальная - около 360.

    оптимальный угол виража не обязательно близок к критическому.

    чем лучше аэродинамика - тем больше разница между Cy max и Cy opt.
    и удельная мощность не влияет на величину Cy opt, а определяет величину перегрузки, на которую можно будет выйти в установившемся режиме.

    если у Ла-5ФН скорость в вираже меньше чем у Як-3 при примерно той же нагрузке на крыло, то, скорее всего Ла имеет меньшее аэродинамическое качество и/или больший Cx0.
     
    Last edited: May 27, 2006
  4. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Минимальная потребная мощность при горизонтальном полете у поршневиков на скоростях ниже скорости минимальной потребной тяги.
    Именно по причине того что N=F*V и до тех пор пока V падает даже начавшее увеливаться потребная тяга не препятсвует на каком то участке снижаться и потребной мошности N.

    По этой же причине и и скорость для максимальной продолжительсности полета обычно ниже скорости для достижения максимальной дальности.

    И что нам дает это ?:)
    Виражить хоть и с огромными радиусам Як-3 может и на скоростях чуть больше минимальной.
    Но минимальные время и радиус получаются на максимальных углах атаки.

    Только в РЛЭ не сказано что это скорость (350-360 км/ч по прибору) оптимальная.
    РЛЭ писалось все таки в расчете на очень среднего пилота. Там многие ньюансы вообще не оговариваются, есть еще книга Степанца А.Т.
    "Как получить наилутчшие летные данные на самолете Як" . Там все несколько болеее подробно но все равно в терминах для пилота.

    Судя по данным приводим мной для Ла-7 скорост в вираже примерно TAS=320 км/ч IAS порядка 300 км/ч т.е ниже чем в РЛЭ для Ла-5ФН 320-340 км/ч не сильно отличавшегося от Ла-7 в этом плане. Просто это говорит о том что испытатели могли устойчиво виражить на больших углах атаки с уменьшившейся при этом скоростью.

    Выше я приводил ссылку на графики радиус/ скорсоть спитI и 109E
    там вполне ясно видно что минимальный по радиусу и времени вираж получается на пересечении кривой (i)at stall ограничения по критическому углу,
    и кривой ограничивающей установившийся вираж по располагаемой тяге.
    (ii)
    Хотя максимум по перегрузкам получается на углах атаки меньших (и соответсвенно большей скорости) чем минимальный по времени и радиусу вираж.

    Скорей всего в данном случае Ла-5ФН способен устойчиво выйти на большие углы атаки чем Як-3 благодаря предкрылкам. Соотсветсвенно получить больший Cy ну и как следствие больший Cx индуктивное Сx индуктивное=Cy^2/(Pi*A*e).
    Отсюда и скорость у него меньше не смотря на большую удельную мощность.
     
    Last edited: May 29, 2006
  5. alexzp

    alexzp Well-Known Member

    Joined:
    May 4, 2006
    Messages:
    6,322
    Location:
    Запорожье
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    А это имеет отношение к авторству?

    Так найдите ресурс http://www.aae.uiuc.edu/m-selig/ads/aircraft.html (The Incomplete Guide to Airfoil Usage) и посмотрите. Народ наверное просто так там дурака не валял, собирая данные по самолетам.
    При сужении 3,5 и уменьшении относительной толщины в 2 раза строительная высота на конце будет в 7 раз меньше чем у корня. Покажите это на чертеже. На вычисление отношений размеров толщины линий не влияют. О чертежах и их точночстях - это только Ваше мнение, у знакомых мне конструкторов (не авиационных) с очень большим стажем (думаю Вы столько еще не прожили) - совершенно другое мнение. Что касается преднамеренных искажений - то это просто смешно. Як-3 уже ни для кого не секрет.

    Да не буду я ничего выкидывать.
    Скорость планирования по отношению к посадочной с коэффициентом 1,3 - это больше/равно. Там нет строгого равенства. И сколько это больше, я думаю зависит от конкретного самолета.


    Это крыло, скомпоновано из профилей NACA23016 у корня и NACA23009 у законцовки, удлинение - 6, сужение -2, отрицательная крутка - 4 градуса.
    22 с копейками для зависимости Су с наибольшим значением Су. Внимательнее надо смотреть.

    По Арепьеву Ккрейс для самолетов с высоким аэродинамическим качеством лежит в пределах 12...14. По Пышнову для Як-3 - 13. Ну у планеров (хороших) наверное раза в 2 больше. Да, не посчитал дополнительное увеличение Сх от Су, поэтому К получил может быть несколько выше и скороподъемность получилась несколько завышена (относительно "Самолетостроения", по графику из таблиц Степанца - так почти идеально совпадает для высоты 1000м), завышена и крейсерская скорость. Но зато при расчете серийного виража влияние обдува не учитывал. С ним возможно получил бы 17 сек виража, как записано например в "Сов. секретной" карточке на самолеты.
    Геометрическое удлинение - 5,7. Я посчитал крыло на скрости 285 км/ч истинной на высоте 1км и с выпущенными щитками на 60 градусов на 140 км/ч у земли. Причем уменьшение Су в "закрылочной" части за счет "незакрылочной" учел, на обратное влияние наплевал, тем самым уменьшил результирующий Су с щитками. Среднегеометрическое значение Су(285 км/ч, 1км)= 1,432; Су(140 км/ч, 0км, щитки)=1,578. Посадочная по РДК - 138,5км/ч. Минимальная горизонтального полета с щитками - 153км/ч, Посадочная с коэффицинетом 0,94 (влияние "земли") - 144 км/ч. Все для среднего веса серийных Як-3 2660кг.
    В таблицах Степанца для Як-1М и "Дублера" - 144км/ч, для Як-3 серийного 137 км/ч, для Як-3П - 139км/ч.
    Кстати Вы посчитали именно минимальную скорость горизонтального полета для этого Су и то по приближенной формуле, это для первого приближения только и годится. А где "земля", экранный эффект, и как самолет сядет, если вес уравновешен подъемной силой?

    Нет, я такой чуши не говорил.

    Она и больше. Вместо 250-260км/ч - 270 км/ч. Увеличение энеоговооруженности позволяет использовать весь диапазон допустимых углов атаки (то есть "вытолкнуть" самолет на предельные по устойчивости углы атаки, там, где у Як-1 уже не хватит "мощи"), следовательно совсем не обязательно этот параметр за увеличение скорости. Плюс размах крыла меньше, мощность больше. Значит эффективней обдув. Это еще один фактор относительно небольшого увеличения скорости на вираже по сравнению с Як-1. Да и уменьшение Сх0 позволяет до достижения допустимых углов атаки увеличивать индуктивную составляющую (то есть угол атаки и Су), а не только наращивать скорость. Так что с увеличением скорости на вираже на 100 км/ч (как по инструкции якобы) по сравнению с Як-1, то есть на почти 40% - Вы загнули немеряно.
    Вы тут говорили:
    Так вот по РЛЭ Як-3 скорость (приборная) наибольшей дальности (продолжительности) полета - 280км/ч, рекомедуемая горизонтальная -270 км/ч. Это как я понимаю и есть скорости близкие или равные скорости минимальной потребной мощности (и как показывает расчет максимального аэродинамического качества). Так почему тогда в Ваших расчетах другие скорости виража (на 40% больше)?

    Учел я плотность.


    Угу. И 24сек вираж? И это маневренный (по мнению пилотов, приведенном во многих мемуарах)самолет?

    Ну раз мы на "ты", то ты сколько себе назначишь лесоповала за свой расчет оптимальной скорости набора высоты и скороподъемности Як-3 у земли?

    Опять дерьмецом в чужую сторону кидаешься. Все таки надо тебе о инженерной этике рассказать, надо.


    Так где расчеты? Или вот те, ниоткуда взятые цифири и с того же "ниоткуда" предполагаемые погрешности расчета (без указания на вероятные источники погрешностей и анализа величин погрешностей) они и есть?
     
    Last edited: May 29, 2006
  6. wortmann

    wortmann Well-Known Member

    Joined:
    Oct 11, 2002
    Messages:
    966
    Location:
    Cheby
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    а такое, что в оригинальном атласе изображение крупное на формат А3, четкими тонкими линиями и без пятен. А ты что сканировал?
    ссылка нерабочая.
    нда. no comments.
    Надо же. Я 10 лет делал самолеты на 3-х разных заводах и не видел ни одного высокомудрого, кому пришло бы в голову снимать размеры с чертежей. Наверное мы, авиастроители, все идиоты поголовно, плазы зачем-то делаем, макеты, матмодели.. А все так просто - схватил фотку и мерь с нее... А мужики-то не знают..
    Tак принято в авиации понимаешь? Принято заходить на посадку на скорости 1.3 посадочной. И это на всех самолетах, хоть учебный, хоть истребитель, хоть пассажирский. Для особо упЁртых повторяю еще раз: ТАК ПРИНЯТО.

    Хотя никто не мешает нарушить традицию если надо. Я нарушал. А нарушали ли ее летчики Як-3?
    я тебе не о крыле говорил а твоих данных по NACA-23012
    внимательнее надо читать.
    У планеров - 40..55. Ну и что? У Ту-204 Ккрейс = 17.5, у Ту-154 - 14, у B-52 вообще 20. Че там пишут в книжках по этому поводу?
    блажен кто верует
    экранный эффект может сказаться и в обратную сторону, может не сказаться, может вызвать затенение ГО и самоль просто будет резко проседать на посадке, как Пе-2 в первом варианте. И кроме того, чтобы реализовать на посадке Cy нужно иметь посадочный угол соответствующий, так что что толку вылавливать блох? И какое отношение посадка имеет к виражу?
    ты постоянно несешь чушь, не одну так другую.
    заколебал уже.
    никакая мощность не вытолкнет ничего никуда.
    самолет ВСЕГДА при ЛЮБОЙ мощности выполняет наивыгоднейший вираж на ОДНОМ И ТОМ ЖЕ угле атаки. Ибо если угол отличается от оптимального - это уже не наивыгоднейший вираж по определению. Это понятно?
    То есть увеличение мощности реализуется через УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ + УВЕЛИЧЕНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ. И никак иначе.
    ибо наивыгоднейший вираж получается на угле наибольшей продолжительности, который сильно меньше угла максимальной дальности.

    Объясняю: в вираже какая перегрузка? около 3? корень квадратный из 3 сколко? 1.7 примерно? Ну так и умножь наивыгоднейшую скорость на 1.7 сколько получится? 210*1.7=357. Что неясно?
    поясняю еще раз:
    с ростом высоты падает плотность, соотв, самолет при наборе высоты вынужден увеличивать еще и горизонтальную составляющую скорости. Это ускорение учтено?
    перегрузку выстави в максимальную установившуюся и получишь 19 секунд.
    а ты не выпендревайся. просто найди ошибку.
    ну давай, давай, пионер ;)
    я то в реальной авиации пожил, видел кто как делает цифры :)
    мне перед тобой отчитываться надо? :)
    ты кто мне, препод? или кто?
     
  7. wortmann

    wortmann Well-Known Member

    Joined:
    Oct 11, 2002
    Messages:
    966
    Location:
    Cheby
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    да
    да
    нет, не на максимальных, а поменьше. примерно на угле, соответствующем полету с минимальными затратами энергии. Он же примерно соответсвует режиму наибольшей продолжительности.
    есть в электронном варианте?
    могли-то они могли, но время виража какое плучали?
    минимальный по радиусу и минимальный по времени виражи - это сильно не одно и тоже.
    Cy наибыстрейшего виража всецело определяется аэродинамикой самолета, машина имеющая меньший Cx0 при таких же остальных параметрах должна иметь большую скорость в наибыстрейшем вираже и меньшее время его выполнения. если не так - то это странно.
    Ла-7 имел Cx0 меньше чем Ла-5ФН. Меньшее время виража у Ла-7 - нормально, меньшая скорость - странно.
     
  8. wortmann

    wortmann Well-Known Member

    Joined:
    Oct 11, 2002
    Messages:
    966
    Location:
    Cheby
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    посчитал Як-3 с учетом реального КПД винта, который дал alexzp. Получилось еще хуже. Время быстрейшего виража 21.5 сек. Достигается на 365 км/ч.

    Макс. скороподъемность 19.8 на 300 км/ч

    Чет тут не то. Надо бы проверить винт.
     
  9. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Насчет максимального возможно, но не при угле с максимальным качеством. Этот угол и соответсвующая ему выгоден для набора высоты
    для Як-3 и Ла-5 примерно 260-270км/ч IAS.
    Предполагаю что у спита максимальная перегрузка получена на этом же угле атаки. Но минимальный по времени и радиусу вираж все таки на близких к предельным углах. Но не предельных скорей всего там поляра все таки уже не соответсвует Cy^2. Т. Но до 0,85-0,9 вполне соответсвует.

    Есть. Hardy вроде у себя на ftp выкладывал.

    20,7-21,7 сек.

    Для поршневиков они практически совпадают.

    При остальных да. Но в случае Ла-7 автоматические предкрылки позволяли устойчиво выходить на большие углы атаки.
    Несмотря на снижение перегрузки и скорости, радиус виража и время получаться меньше.
    По вышеозначеному графику для Спита легко можно проверить время виража для случая максимальная перегрузка и случая минимальный радиус.
    http://www.spitfireperformance.com/spit109turn18.gif

    Для перегрузки 3G риадиус (максимум по перегрузке) скорость220mph (354км/ч=98,3м/с) радиус 1100ft(335м)
    Для перегрузки 2,6G (минимум по радиусу) радиус 696ft (212м) скорость 160mph (257км/ч=71,5м/с)

    Время для 3G 335*2*Pi/98,3=21,4 сек
    для 2,6G 212*2*Pi/71,5=18,6 сек

    Тут дело еще в том что скажем эталон Ла-5ФН имел полетный вес 3168 кг а вышеозначеный Ла-7 3310 кг.
    Полетный вес Ла-5ФН "Эталон" на 150 кг меньше то есть вполне реально получить вираж на 1 сек меньший за счет увеличения перегрузки и как результат радиуса виража.
     
  10. wortmann

    wortmann Well-Known Member

    Joined:
    Oct 11, 2002
    Messages:
    966
    Location:
    Cheby
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    всё.
    седня ночью считаю сетку поляр для яка.
    там будет видно что к чему
     
  11. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    У меня для Як-3 получилось у земли минимум по тяге в горизонтальном полете 268 км/ч минимум по мощности 204 км/ч (191л.с).
    Качество максимальное K=12,1

    Ла-7 минимум по тяге на скорости 279 км/ч по мощности 212км/ч (250л.с)
    Качество максимальное K=12,0
     
  12. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Ну и в чём у вас там проблема с Cyман для самолёта с 18,5 сек виража?
    В Cy = 1,2 всё укладывается :

    http://badger.front.ru/La7turn.xls
     
    Last edited: May 31, 2006
  13. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    По графику получается что на 310 км/ч время на несколько десятых секунды меньше чем на 350 км/ч. Что есть абсолютно правильно с точки зрения аэродинамики насколько мне известно.

    Другое дело что в РЛЭ просто указали большую скорость рекомендованую для виража исходя из того что несколько десятых секунды не спасут неопытного летчика, а вот запас скорости ему будет весьма нелишним.
     
  14. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    У меня получается иначе:

    Ла-5ФН - номинал - 1600 л.с.
    90 л.с./м^2

    Як-3 - 1300 л.с.
    87,5 л.с./м^2

    Спитфайр 9 Мерлин 66 - на режиме с часовым ограничением(+12 lbs/sq. in. 2850 rpm) около 1300 л.с.
    57,8 л.с./м^2
     
  15. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Покажите расчет что для серийных на 2 секунды занижены.

    А то если брать выдающиеся самолёты в серии(как вы Ла-7 с 18,5 секунды времени виража берете) можно к интереснейшим результатам придти:

    Открываем Степанца и читаем...

    В 1943 г. на новосибирском заводе были проведены конт-
    рольные испытания 13 самолетов Як-7Б М-105ПФ [ЦАМО, ф. НИИ
    ВВС, оп. 128661, д. 5, л. 12]. По результатам испытаний этих
    самолетов получены следующие данные:
    1. Полетная масса самолетов в течение 1943 г. в среднем под-
    держивалась одинаковой, равной 3000 кг, отклонение составля-
    ло 15...16 кг, что объяснялось наличием или отсутствием бро-
    нестекол и незначительными отклонениями в технологии произ-
    водства.
    ...
    4. Время набора высоты 5000 м при 2600 об/мин равнялось
    5,7 +0,6/-0,5 мин, при 2700 об/мин - на 0,6 мин меньше.


    http://www.aviation.ru/book/Stepanets/stepyak7.txt


    Итак - лучшие экземлпяры имеют 5,7 - 0,5 мин, да ещё за счет увеличения оборотов до 2700 можно -0,6 получить, итого 5.7 - 0,5 - 0,5 = 4,6 минуты до 5000 метров на Як-7 весом 3000 кг.

    Практически как у Як-3 серийного.



    Насчёт Як-3 ВК-107 предположение интересное конечно, но:

    1) не вписывается скорость сваливания - маловата она на графике.

    2) Не вписывается располагаемая перегрузка, если посчитать для точки пересечения располагаемой перегрузки=2,8 примерно на графике и Cyдоп=1.2 для Як-3 и 1500 л.с. номинала ВК-107А - Cx получиться великоват. Качество в маневре падает ниже 8...

    Могу вам Як-3 М-105ПФ2 посчитать с таким качеством ;)
     
    Last edited: May 31, 2006
  16. alexzp

    alexzp Well-Known Member

    Joined:
    May 4, 2006
    Messages:
    6,322
    Location:
    Запорожье
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Вроде условием для Хаммера было не выйти за перегрузки 3,15. Поэтому надо бы еще мощности посчитать. В первом приближении у меня баланс мощностей для Су=1,2 (перегрузка получится 3,5 примерно) не сходится. Потребная значительно превосходит располагаемую
     
  17. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Простите, а откуда взялось такое идиотское условие?
    Почему тогда не поставить условие что располагаемая перегрузка не более 1,0001 ?

    А для баланса мощностей - вы покажите свои рассчеты, не стесняйтесь, а то пока вы только от других расчеты горазды требовать.
     
  18. alexzp

    alexzp Well-Known Member

    Joined:
    May 4, 2006
    Messages:
    6,322
    Location:
    Запорожье
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Да нет проблем. В аттаче файл - это zip архив, в нем xls файл . Скороподъемность завышена получилась. Вираж занижен. Это понятно, так как обдув не считался, а чтобы приблизиться у виражу самолета №45213276 пришлось несколько завысить аэродинамическое качество. Крути параметры как хочешь. Если сможешь показать, что мощности хватает получить перегрузку 3,5 - ну значит так оно и есть.
     
    Last edited: Jun 10, 2009
  19. alexzp

    alexzp Well-Known Member

    Joined:
    May 4, 2006
    Messages:
    6,322
    Location:
    Запорожье
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Если представлять серийные самолеты как самолеты с многочисленными дефектами (как например в постоянно муссируемом отчете) - то конечно можно прийти к выводу, что самолеты полное дерьмо.


    А если брать самолеты соответствующие чертежу, то получим нормальный результат, на 0,5 сек хуже выдающегося.

    Посадочная этого Як-3 - 150км/ч. По правилам посадочная не менее 0,95 скорости сваливания. Итого скорость сваливания в посадочной конфигурации 150/0,95=158 км/ч. Разница в скорости самолета с щитками и без - 10%...14% (смотри РЛЭ Як-3). Итого скорость сваливания Як-3 с ВК-107 - 180 км/ч приборная. Что и отображено на рисунке.
     
    Last edited: Jun 6, 2006
  20. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    14,937
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Маневренность Як-3-16 (вынес -exec- ;))

    Смотрите РЛЭ Як-3 с ВК-105ПФ2 180км/ч скорость сваливания.