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 7502 (размещено 1 Января 1970)

версия для печати
Комментариев: 27

[1] [2]
21. Гость     (16 Май 2011, 09:59)
Добрый день....
Подскажите плиз, может кто знает, в Киеве есть конторы которые занимаются изготовлением воздушных змеев? Интересует модель похожая на красный вариант в шапке сайта.
22. Конструктор     (13 Февраля 2012, 08:56)
Я думаю, Коэффициент H= rEw
23. Гость х     (11 Ноября 2012, 14:17)
в расчете подъемной силы массовая плоность определяется так: 1,225 кг/м.куб.(весовая) делится на 9,81 м/сек.за сек. получаем 0,125 кг хсек./ м 4. так принято в аэродинамике.
24. Гость     (16 Января 2013, 21:34)
Ребята, при ветре в 13 м/с летать неприятно и опасно (нужен сверхпрочный, а значит тяжёлый змей). Летать приятно в хорошую погоду с ветром 6-9 м/с. Что касается формулы расчёта подъёмной силы, то она - правильная, делить на 2 не надо. У меня змеи при нагрузке 0,5 , ветре 8 м/с и площади 5 м.кв. поднимают 12 кг.
25. Гость     (15 Июля 2013, 20:58)
это все херня ваша! вы видели змея каркасной конструкции весом 18 кг и розмахом крыльев 40м! я да а вы?
26. Гость     (30 Сентября 2014, 08:47)
ВЕС и МАССА - разные понятия. НЕЛБЗЯ их приравнивать. Это всё-равно, что огурцы приравнивать к помидорам!!!!
27. Гость     (30 Сентября 2014, 08:48)
ВЕС и МАССА - разные понятия. НЕЛБЗЯ их приравнивать. Это всё-равно, что огурцы приравнивать к помидорам!!!!
[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.