ВОЗДУШНЫЕ ЗМЕИ
Гость!
Вход

главная страница

новости проекта
опросы
соревнования

авиамодели
воздушные змеи
ла
библиотека

гостевая
раздел воздушных змеев

Аэродинамические силы, действующие на змей в полете

Source unknown

Почти у каждого авиамоделиста, после того как он научится делать летающие модели или змеи по готовым чертежам, появляется желание конструировать и изобретать самому…

Воздушный змей, как и планер, и самолет, является летательным аппаратом тяжелее воздуха. Основная причина, благодаря которой все эти аппараты поднимаются и держатся на высоте, — движение воздуха по отношению к ним. Разница лишь в том, что самолет двигается поступательно и сам создает тот встречный набегающий поток воздуха, который его поддерживает, а змей подвергается действию движущегося воздуха (ветра) в неподвижном состоянии по отношению к земле.

Впрочем, если, например, при отсутствии ветра запускающий бежит, держа в руке конец леера, или если привязать леер к движущемуся автомобилю, то змей также взлетает, причем в этом случае его полет, по существу, уже ничем не отличается от полета самолета.

Для облегчения понимания аэродинамических законов, влияющих на полет змея, можно представить змей в виде прямоугольной плоской пластинки. Самые сложные воздушные змеи в большинстве являются по своей конструкции сочетанием таких пластинок, расположенных друг к другу под различными углами.

Для того чтобы воздух мог поднять пластинку, она должна быть расположена под некоторым углом к потоку воздуха, который упрощенно можно считать движущимся горизонтально. Угол α, образованный пластинкой и направлением потока воздуха, называют углом атаки.

Поток воздуха создает общее давление на пластинку с силой R, направленной перпендикулярно пластинке. Эта сила состоит из двух сил — лобового сопротивления Q, действующего по направлению движения воздуха, и подъемной силы P, действующей вертикально вверх, поднимающей и удерживающей пластинку или змей в воздухе.

Для того чтобы змей держался в воздухе, подъемная сила должна быть равной массе змея вместе с леером. Если подъемная сила меньше массы змея, то последний падает на землю или опускается, изменяя угол атаки. Масса змея обозначается через m. Теперь можем написать формулу
P = m, т. е. подъемная сила должна быть равна массе змея.

Величина подъемной силы зависит от скорости ветра V, массовой плотности воздуха p, равной, примерно 0,125, размера площади змея S и угла атаки a.
При исследовании в аэродинамической трубе установлено, что между подъемной силой и перечисленными величинами существует зависимость, выражаемая следующей формулой:
P = Cу*p*S*V²,
где Cу — коэффициент, зависящий от угла атаки α. При углах атаки 10—15° (при которых летают змеи) этот коэффициент равен примерно 0,32.
Конечно, коэффициент Су зависит от очень многих величин - и от формы змея, и от проницаемости ткани, и даже от её шероховатости. Однако чтобы точно узнать его величину прийдется продуть змея в аэродинамической трубе. Но слишком высокая точность нам не нужна, и в принципе можно принять коэффициент именно так.

Для дальнейших расчетов удобнее упростить данную формулу, заменив Cу и p как постоянные величины одним коэффициентом К.
Cу = 0,32; p = 0,125; тогда
К = Cу*p = 0,32*0,125 = 0,04,
и формула подъемной силы примет такой вид:

P = К*V²*S = 0,04*V²*S.

Так как P = m, мы получим простую формулу для расчета массы змея:
m = 0,04*V²*S, (1)
где V — скорость ветра, м/с; S — площадь змея, м².

Зная эти величины, мы можем по формуле (1) определить подъемную силу, или массу змея.

Можно поступить еще по другому. Составте таблицу, в которой будет переменной скорость ветра для данного змея - и вы получите спавочные данные о том, сколько способен поднять ваш змей в данную погоду. Нужно только учесть вес самого змея и уздечки с леером.

Опубликовал:
загрузок 7154 (размещено 1 Января 1970)

версия для печати
Комментариев: 27

[1] [2]
1. Гость     (15 Декабря 2007, 22:50)
в формуле подъемной силы все выражение нужно поделить пополам, если не ошибаюсь.
2. Гость     (26 Января 2008, 19:46)
Плотность воздуха стандартной атмосферы равна 1,225 кг/м.куб. а не 0,125. Почему в формуле подъемной силы отсутствует угол атаки?
3. Numeric     (13 Апреля 2008, 11:50)
почему хозяин до сих пор не отреагировал на замечания?? всем интереснен расчет.
4. GorYU     (11 Май 2008, 09:22)
Потому, что расчёт был списан.
5. Гость     (7 Июня 2008, 21:46)
сделайте змея и не партесь , расчеты нужны ты что сам там в змее сидеть будешь что ли?
6. HunterNomad     (2 Июля 2008, 11:08)
> 6. Гость (7 Июня 2008, 21:46)
> сделайте змея и не партесь , >расчеты нужны ты что сам там в >змее сидеть будешь что ли?
Ну, сам ситедь не буду, а вот правильные формулы все равно нужны.
Иначе зачем вообще статью писать
7. Eldar     (21 Июля 2008, 07:30)
угол атаки учитывается в коэффициенте Су,а вот чтобы змей летал нужно чтобы подъёмная сила была больше или равна силе тяжести,действующей на змея,а не массе,т.е. P=mg
8. Ав.Конструктор     (4 Августа 2008, 09:18)
Ё маё - ну и бред! Ну и статья - ужас какой-то! Я знаю почему пишутся такие статьи! - затем, чтобы сбить людей с толку, ввести в заблуждение! Это часть одного глобального плана - НЕПУСТИТЬ НАРОД В НЕБО! - но это план изначально был обречен на провал - уважаемый автор статьи! Народ намного умнее, чем вЫ думаете! И летать Мы всё равно будем! Правильно товарищи?
9. Aleksandr Suga     (12 Августа 2008, 11:00)
Сомневающимся и желающим найти правду сюда -
http://www....teaero.html
=) Ну и тем кто Анг. понимает. Я думаю Nasa мы все доверяем. =)
10. Ник     (8 Сентября 2008, 11:16)
Мне вот допустим интересно.... хочу узнать какого размера должен быть змей, при нашем относительно постоянном ветре 5-7 метров, чтобы он поднял рекламный баннер )))) так что такие статьи нужны....
11. Я     (23 Декабря 2008, 00:45)
Самый верный метод расчета. это метод научного тыка,
12. Я     (23 Декабря 2008, 00:48)
12. Ник попробуй 16-20 квадратных метров тогда точно подымет , и змея в сюрфплане проэктируй,
13. Гость     (27 Декабря 2008, 09:38)
р - массовая плотность = 1,225/g = 0,125. Но вот где делить пополам-то? Подразумевается, видимо, что пополам надо делить всегда, а лучше на четыре.





14. Гость     (27 Декабря 2008, 11:28)
Сорри, похоже деление добавили в коэффициент подъемной силы. Просто как-то трудно поверить, что у змеев Сy без деления может быть 0,64.
15. Гость     (28 Май 2009, 08:17)
Кому вверьхъ тому посчитать, а кому вниз можно научным втыком . Только подушек подложите ну чтоб на второй втык Вас хватило.
16. проф     (15 Июля 2009, 05:49)
а я вот например просто загорелся идеей сделать змея взял материал три рейки и сделал.
Запускал, летает, а вот если сильно заморачиваться кто нужнее инжинер или строитель то дом будеш долго строить. Так, что берите вояйте и вперёт в небо.
17. Золотой Дракон     (7 Августа 2009, 09:43)
Вот прикол!
Проверил формулу относительно своего Кайта (11 кв м). Примерно формула правильная. Делить на 2 её не надо. Иначе получится хрень.

Я вешу около 60 кг. И кататься в 12-13 м/с мне довольно трудно. Конечно в небо не уносит, но ездишь на пределе. Так вот я подставил в формулу ветер и площадь своего змея и получилось, что при 13 м/с я должен весить около 74 кг. В общем, если действительно натянуть депаурную планку в 13 м/с полностью на себя, то унесет нахрен))))

Я понимаю, что это сайт любителей воздушных змеев маленького размера, но в Кайтсерфинге тоже используются воздушные змеми.

Вывод, формула сделана довольно правильно.
Единственое "НО": Не учтен угол атаки, т.к. в 13 м/с в зависимости от угла может либо унести, либо нет. Но полюбому тянет сильно на 11 кв м. =)
18. Гость     (14 Августа 2009, 17:19)
угол атаки учтен в Су. деление на 2 тоже убрано в коэфф.
19. Белый     (9 Апреля 2010, 18:08)
Уважаемые Пмлоты, подскажите пожалуйста, где можно приобрести материалы для изготовления змея: пленка, карбоновые трубки, рейки, клей?
20. Гость     (15 Марта 2011, 19:35)
Делал змеев в детстве, без формул и чертежей - летали... Вышел на пенсию, делаю змеев с внуком - опять летают, без формул и чертежей...
По картинкам и видеороликам делаем коробчатые, и фигурные, управляемые - летают...
Ребята, это змеи, не БОИНГИ главное подобрать угол атаки и размеры хвостов...
Дерзайте! Не надо писать диссертаций.
[1] [2]

>> хотите задать вопрос или есть что сказать?
Написать комментарий

Имя:
 :)  ;)  :(  >:-[
 :D  B)  :-/  :-o
Охраняется законом об авторском праве. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.