Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

Discussion in 'Engineering Retrospective' started by Alexander Chernov, Dec 15, 2004.

  1. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Cl max вообще не может изменяться о определению. И если Cl изменяется в зависимости от условий полета, то уж в силу этого он Суман. Что касается изменения, то ясное дело он меняется со скоростью, так как эффективность обдува падает со скоростью.



    Не понял про крен, или есть дополнительные указания на изменения крена в 65-70 градусов на другой?




    Посмотрите материал из топика об удлинении крыла, там кусок РДК-43 в части проектирования крылв и эффективности предкрылков, посмотрите рекомендованное Бадгером.



    ВИШ-105 он и на Як-3 и на Ла. Под одной маркировкой разные винты?

    Разумеется


    Работает, я только что проверял. Возмите например откройте ссылку с помощью обозревателя сайта программы FlashGet. И дальше без проблем закачаете выбранное.
     
  2. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

     
  3. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    На Як-3 диаметр винта (из чертежа) 3м, у Ла-5 - 3,1м, винт ВИШ-105В (из описания к чертежу). Проблема скорее всего в том, что ось вала винта с мотором М-105 выше чем с М-82.
    Кстати стояночный угол Ла-5 больше стояночного Як-3 и равен 14 градусам. В интервью один из пилотов Ла-5 жаловался, что это создавало значительные проблемы на посадке (большой угол атаки), жаловались Лавочкину, просили укоротить основные стойки шасси (а почему как немцы не удлинить хвостовую?), но никаких изменений не вводили.

    По поводу ftp. Не понимаю в чем проблема. У меня нормально заходит. Вот буквально сейчас. Файл большой 294МБ, некуда выложить. Но могу Ослом. Файл Avseq01.dat.
     
  4. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Линк прямой во осле лутчше по этому имени куча всего находится по размеру очень разного.
     
  5. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    <a href="ed2k://|file|Stepanec.ZIP|287361749|953ECB22F0025DDAD14300DBBC95C1DB|/">Stepanec.ZIP</a>

    ed2k://|file|Stepanec.ZIP|287361749|953ECB22F0025DDAD14300DBBC95C1DB|/
     
  6. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Возвращаясь к данной теме: Есть у каго-нить описание методики испытаний
    на меневренность принятой у нас в НИИ ВВС то что было в ВОВ ?
    Про то что высота 1000м это понятно и широкоизвестно. Интересуют другие подробности. Например с полными ли баками испытывали и с какой наполненостью если не с полными ? Сколько БК было и т.д.
    Просто по слухам нынче принято испытывать с 50% топлива.
    Думаю двигаться дальше нужно после уточнения этого вопроса.

    P.S. Ну ни как у меня меньше 20 сек для Яков с полной заправкой не выходит.
     
  7. Dale

    Dale Well-Known Member

    Joined:
    Feb 17, 2004
    Messages:
    154
    Location:
    Kiev
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Подскажите, какой фактор уменьшает радиус виража если выполнять его не на полном газу? Или перефразируя: за счет чего прибраный газ помогает уменьшить радиус виража?
     
  8. badger

    badger FH Beta Tester

    Joined:
    Jul 9, 2000
    Messages:
    5,758
    Location:
    Estonia(Ex-USSR)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Если скорость на которой прибирают газ выше скорости, на которой у данного самолёта минимальный радиус - за счет более быстрой потери скорости.
     
  9. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    За счет того что ты сбросив скорость в блэкаут не попадеш. Но вообще с такими вопросами лутчше в Help and Trening.
     
  10. Dale

    Dale Well-Known Member

    Joined:
    Feb 17, 2004
    Messages:
    154
    Location:
    Kiev
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Да я пр РЛ спрашивал. В принципе Бадгер ответил на мой невнятный вопрос максимально исчерпывающе.
    Но, я рискну задать еще один, чисто теоретический. Может такое быть, что самолет будет выполнять лучший вираж не при максимальной мощности двигателя? Ну, то есть, то что в вираже надо двигать газом соблюдая наивыгоднейшую скорость это понятно. А может быть такое, что для соблюдения скорости не нужна максимальная мощность двигателя - скажем самолет может идти с такой скоростью и при 80% наддува, и перегрузка при этом достаточная?
     
  11. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Если речь о устновившемся вираже то для поршневиков нет.
    Больше тяги в вираже- больше скорость. Отсюда время виража уменьшается. Кроме того до какой-то величины может уменьшаться и радиус виража.
     
  12. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Привожу расчеты по виражу Як-9
    Начальные условия
    Полетный вес 2873кг
    Площадь крыла 17,15 м^2
    Размах крыла 9,75м
    Мощность двигателя ВК-105ПФ на высоте 1000м 1220л.с.
    Сyдоп=1.2
    Cx0=0,02255 (вычисленый)
    Весовая плотность воздуха на высоте 1000м - 1.1116

    У меня скорость в вираже получилась 298км/ч (82,8м/с)
    Располагаемая перегрузка получается так
    Ny=(Cy*q*S*V^2)/(2*m*g)
    Ny=(1.2*1.1116*17.15*82.8^2)/(2*2873*9.81)=2.782G
    Центростремительное ускорение
    a=(Ny^2-1)^0.5
    a=(2.782^2-1)^0.5=25,5м/с^2

    радиус виража
    r=v^2/a
    r=82,8^2/25,5=268,9м
    Время виража
    t=2*Pi*r/v
    t=2*3.14*268.9/82.8=20,4 сек

    Теперь пощитаем потребную тягу для данной скорости
    Для чего сперва расчитаем индуктивную составляющую Cxi
    Сxi=Cy^2/(e*Pi*A)
    e=0,7
    нам потребуется удлинение крыла
    A=L^2/S
    A=9,75^2/17,15=5,54
    Cxi=1,2^2/(0,7*3,14*5,54)=0,1182
    Теперь полный Cx считаем
    Cx=Cxi+Cx0
    Cx=0,1182+0,02255=0,14075

    Определяем потребную тягу
    Fт=Cx*q*S*V^/2
    Fт=0,14075*1,1116*17,15*82,8^2/2=9197,7Н

    Пощитаем располагаемую тягу с учетом КПД ВИШ
    в данном случае 0.85
    F=P*736/V*0.85
    F=1220*736/82,8*0,85=9217Н

    Т.е практически совпало (просто в некоторых местах кой что округлялось)
     
  13. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    А скорость как получилась?

    А коэффициент e=0,7 откуда взялся?
    А где учет обдува крыла?
    Не катит по-моему
     
  14. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Считал для всех скоростей начиная со скорости сваливания с шагом 1 км/ч (не в ручную разумеется)

    В файлике Yo-Yo посмотрите там дано 0.7..0.75 называется коэффициент эффективности ЛА зависит от формы крыла в плане на сколько я понял.

    У Yo-Yo вообще про это нет ничего. Поэтому и взят Cyдоп=1.2

    Предложите более правильный метод, обсудим.

    P.S.
    Могу лиш заметить что увеличение Cyдоп=1.3
    Даст нам время 19,8 сек при радиусе 249м
    При Cyдоп=1.4 19.2 сек при радиусе 231м что меньше чем у СпитIX(235м)
    но 16-17 сек Степанца нам это все равно не дает.
     
  15. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Согласно книге Арепьева А.Н. "Вопросы проектирования легких самолетов" называется это коэффициентом Освальда и лежит в пределах 0,8...0,85.
    Попытался посчитать его по РДК-43, у меня для Як-9 получилось 0,80 при условии, что влияние туннеля радиатора взято для режима подъема, то есть наихудший случай.
    При этом к.п.д. винта брал из графиков для ВИШ-61 в "Самолетостроении". Получился наилучший вираж с такими параметрами:
    Скорость истинная 310 км/ч
    Перегрузка 2,96
    Время 19,8
    Радиус 271м

    Ясное дело, что до 17-18 сек "Самолетостроения" далеко.

    Это бессмысленно, так как увеличение Су(угла атаки) увеличивает и сопротивление. Мощности не хватит сохранить скорость.


    Пытался посчитать с учетом обдува.
    Расчет скорости в струе за винтом определял исходя из формулы осевого к.п.д. винта.
    n=1/(1+(V2/V0))
    где V2 - скорость в струе за винтом
    V0 - скорость полета
    осевой к.п.д. винта брал как к.п.д. деленный на 0,98 (потери на закрутку потока). То есть эффективность несколько занижал.
    Естественно пересчитывал влияне на Су с учетом отношения обдуваемой площади к площади крыла (точнее обдуваемого размаха к эффективному) и сужения потока за винтом. Допустимый угол атаки ограничивал ограничивая исходный Су значением 1,2.
    В результате получил увеличение Су на 0,1...0,14 (0,14 максимум). При этом считая, что увеличения Сх практически нет по сравнению с исходным Су.
    Получился наилучший вираж с такими параметрами:
    Скорость истинная 310 км/ч
    Перегрузка 3,3
    Время 17,5с
    Радиус 240м

    И в том, и в том случае максимальная скорость на высоте 1000м составила 540 км/ч, что вполне согласуется с "Самолетостроением"
    Время виража получается средним по отношению к данным в "Самолетостроении" (17..18сек).
    С таким виражем уже можно представить себе вполне равное боевое маневрирование против Спита9. А вроде вполне неплохо по описанию Як-9 против Спит9 маневрировал в учебном бою.
    А если представить Як-9 с скоростными параметрами Як-9Д с заправкой как у Як-9 (2880 кг, как в известном отчете), то время виража уже будет 17,3 сек.

    Если интересен расчет и мои фантазии, могу файл Excel прислать.
     
  16. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Нужно будет уточнить по другим источникам.
    Хотя вполне возможно, но время других самолетов тоже скорей всего сократится и чем больше удлинение крыла тем в большей степени.

    У меня немного отличный результат при e=0.8 и КПД=0.8
    Время 20,0 сек
    Радиус 268м
    и перегрузка 2,78

    Примерно на это я и намекал.


    Обдув конечно дает увеличение Cy но нам неизвестно точно сколько
    Як-9 и без него имел. И вы есче забываете что помимо увеличения Cy
    винт дает увеличение Cx0. Картинка ниже это демонстрирует.


    Радиус для Як-9Д легко проверить в "Самолетостроении" приводятся данные по его радиусу с полной заправкой 290м.
    Аэродинамика при уменьшении веса не изменяется тяга двигателя тоже
    следовательно и скорость будет таже.
    Изменится лиш соотношение подьемной силы и веса самолета
    т.е увеличится перегрузка а следовательно
    уменьшится радиус и время виража на величину уменьшения пути в вираже.
    Если допустить время 20 сек как у Степанца
    Радиус виража облегченного до 2880 кг Як-9Д будет 265,7м
    И время 18,32 сек
    Если принять время за 22 сек то соответсявенно 264,4 м.
    и время 20,1 сек

    Поэтому версия о 240м для Як-9Д с взлетным 2880кг неподтверждается.
    А следовательно и вычисленный Cyдоп.

    Если посчитать так же вираж Спита то скорей всего вы получите радиус виража значительно меньше 235м чем на испытаниях в НИИ ВВС.
     
  17. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Кроме удлинения геометрического надо учитывать сужение, площадь подфюзеляжной части крыла, особенности системы охлаждения (подкрыльевые радиаторы например значительно уменьшают эффективное удлинение крыла). поэтому поросто так назначать эффективность самолета нельзя.


    А у меня даже без обдува
    Время 19,6 сек
    Радиус 269м
    и перегрузка 2,98



    Картинка демонстрирует перемещение наибольшего К в сторону больших углов атаки и "размазывание" его по большему диапазону углов атаки. А с некоторых углов атаки (примерно 12 градусов, что как раз соответствует углу атаки на Судоп) отсутствие увеличения Сх и даже его уменьшение по сравнению с необдуваемым крылом.


    Ну у меня получилось 17,5 сек. Погрешность 4,5% в сравнении с данными конкретного самолета и в пределах разброса этого параметра указанного в "Самолетостроении". По крайней мере эта ошибка гораздо меньше, чем для принятых на ФХ 20 сек виража для Як-9.
    Для Як-9Д с полетным 3117 получается:

    Время 19,0 сек
    Радиус 260м
    и перегрузка 3,07
    Погрешность с конкретным Як-9Д и Степанцом получается 5%. Если в расчете взять данные для скорости на 20 км/ч больше (330 км/ч) то по расчету получается
    Время 20 сек
    Радиус 292м
    и перегрузка 3,1
    Со Спитом не знаю как правильно
    Ну уж никак не 22 сек, котрые как я понял Вы насчитываете по Вашей мат. модели.
    Это на основании каких данных?
    Нормальная версия, особенно если учесть, что 17-18с диапазона указанных в "Самолетостроении" я отлично попадаю. 290м - это возможно для конкретного самолета с отличным от среднего виражем.
    Расчет проведенный для Як-3 дает следующие результаты:
    без обдува:
    Время 19,5 сек
    Радиус 285м
    и перегрузка 3,17
    С учетом обдува:
    Время 17,3 сек
    Радиус 253м
    и перегрузка 3,53
    Что вполне соответствует приведенным в "Самолетостроении".
    Но и в том и в другом случае это далеко от 21с которыми по недоразумению "наградили" Як-3 на ФХ.

    Попробовал посчитать Спит9. Получилось следующее:
    без обдува
    Время 19,0 сек
    Радиус 235м
    и перегрузка 2,61
    С обдувом
    Время 16,7 сек
    Радиус 206м
    и перегрузка 3,15
    Скорость на вираже 280 км/ч
    Все те же 4,5% погрешности (у нас намеряли 17,5с и 235м)
    Со Спитом не знаю как правильно считать длину САХ.
    То есть в налиичии некоторое занижение скорости (примерно на 20км/ч) и пререгрузки в вираже для всех самолетов, и соответственно занижение радиуса радиуса виража при вполне приличной точности по времени виража.
    То есть где то немного завышена эффективность крыла по Су и завышено лобовое сопротивление. Съехал по скорости и углу атаки максимум аэродинамического качества. Но относительность характеристик самолетов вполне сохранилась.
     
  18. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Насчет радиаторов не скажу, но вот ромбическое в плане крыло один из самых худших вариантов это точно, лутчший это элипс то что на Спите и Тандере
    похуже трапеция с небольшим сужением P-51 или Fw.190 и трапеция со скругленными краями Bf.109
    И Яки и Ла периода WW2 имеют ромбическое в плане крыло со скругленными законцовками. Ну или трапецию с большим сужением.


    Ну что я могу поделать написал то что получил.


    Собственно и все сводится к увеличению Cx0 и коэффициента отвала поляры плюс увеличения Cymax.

    Чтобы судить о том где больше ошибка нужны опытные данные которых достоверных мы не имеем.

    e=0.7 КПД=0.85 все отсальное как у Степанца.

    На столько отличным что радиус у него на 30м отличается ?
    Чем его таким загрузили что он так сильно увеличил радиус виража ?
    Извините но такой подход мне кажется некоректным.
    Даже если взять за основу данные Степанца 20 сек и радиус 290м для
    Як-9Д в самолетостроении уменьшение взлетной массы нам даст радиус только 265м.


    Особенно с учетом обдува. Возможно повторюсь но вы вот добавляете Cy с обдувом к Cyдоп=1.2 но почему вы думаете что планер Яка имел его без влияния обдува ? Я то как раз брал 1.2 пытаясь учесть обдув. Т.е Cymax=1,412

    Для случая e=0.7 КПД=0.85 у меня вышло 235м и 17,4 сек
    достаточно хорошо совпадает с тем что намеряли.

    Все бы хорошо но только для Спита и Як-9Д и радиус сильно отличается от того что в самолетостроении.
    Какой Cyдоп вы брали для Спита ?
     
  19. Alexander Chernov

    Alexander Chernov Well-Known Member

    Joined:
    Aug 14, 2000
    Messages:
    1,317
    Location:
    Zaporozhye, Ukraine
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    А Вы РДК-43 посмотрите, страницы 30, 31. так там в части индуктивного сопротивления крыло с большим (больше 2) сужением и умеренным удлинением (5...6) как раз ближе к эллиптическому в плане крылу, чем крыло с большим удлинением и малым сужением. Так что не все так однозначно. А в плане конструктивном большое сужение (крыло близкое к треугольному) позволяет значительно уменьшить вес конструкции при равной прочности. Из-за дерева как основного материала и делали. Кстати сужение на Ла гораздо меньше чем у Як, 2,6 всего а скругление больше.


    А "Самолетостроение" не считается заслуживающим внимания источником?

    А почему e=0.7. И к.п.д. на разных скоростях разный.

    Я не возвожу в абсолют свои расчеты. Но 30м это всего 10%
    Вы считаете нормальным что Ваше время виража на 11% больше чем в Степанце и "Самолетостроении", а мою погрешность возводите в ранг ужасающего артефакта. Зато попав в точку со Спит9 возводите в абсолют Вашу модель.

    Только время виража ни в дугу.


    Потому что обдув предполагает, что часть крыла обдувается потоком с большей чем скорость полета самолета скоростью. А Вы просто допускете увеличение угла атаки больше чем критический для данного профиля, но Сх индуктивный при этом растет, и никакого выигрыша нет в таком завышении Су.


    Ну попали Вы с этим коэффициентом в точку для Спита, и что? правда Если бы еще все цифири знать, которые Вы в модель ставили: вес, мощность, площадь и размах крыла. Я то к.п.д от ВИШ-61 ставил по скоростям. А какие они на самом деле для Спит9 я не знаю.

    10% это очень сильно.?
    1,2
     
  20. PressLuftHammer

    PressLuftHammer FH Beta Tester

    Joined:
    Mar 5, 2003
    Messages:
    13,935
    Location:
    Ekaterinburg (Russia)
    Re: Бадгеру по поводу виража Як-9 и записи полета

    Именно из за весовых и прочностных характеристик и делали.
    Как только начали проектировать самолеты с расчетом на метал начали использовать трапецию с малым сужением Ла-9/11.

    Заслуживает но к сожалению от ошибок он совсем не свободен.

    Ok возмем e=0.75 (эллиптическое крыло) и КПД=0.8
    получаем 17,5 сек и 235м радиуса.

    Ну 22 сек виража для Як-9Д это всего 10% отклонения от данных Степанца также.

    Если ориентироваться на данные Степанца то вполне 10% всего отклонения. Но вопрос собсвенно тут в другом у Степанца 16-17 сек
    для Як-9 указаные меньше чем для Спита с куда меньшей нагрузкой на крыло и мощность каких либо выдающихся аэродинамический качеств
    Скорей всего нам что то неизвестно о методе каким были получено это время. Например нам неизвестен полетный вес с которым выполнялся вираж неизвестно использовались закрылки или нет т.п.
    Единственное что нам известно это то что вираж меряли обычно на высоте 1000м.

    Начнем с того что нам нужно более точно определить коэффициент e.

    Нужно найти точные данные по испытаниям есче нескольких самолетов на вираж чтобы проверить я так думаю и определить какой разброс она дает. Но без четкого знания таких параметров как полетный вес время и радиус виража испытуемого экземпляра проверить к сожалению сложно.


    Полетный вес 3292 кг пложщадь крыла 22,48м^2 размах 11,24м
    КПД=0,8 e=0,75 Мощность у земли 1580HP на высоте 1000м 1600HP
    Cyдоп=1,18
    Зависимость КПД ВИШ от скорости практически у всех будет одинаковая отклонения очень незначительные.
    Основную роль играют нагрузка на крыло и нагрузка мощность на площадь крыла. Все остальное не дает особо заметных преимуществ.

    Такая точность нам к сожалению ничего не даеть время 20 сек виража например в этом случае 22 или 18 сек будет в зависимости от знака отклонения.