|
|
|
Прикинем, как это будет?...
Конструкция крыльев - точная копия стрекозиных, только вместо хитина - стеклопластик и плечевые шарниры моей конструкции. Опорно-упорные шарикоподшипники плюс длинноигольчатые - ось колебания крыла, а два двойных шарикоподшипника очень большого диаметра обеспечивают повороты большой сферы-контейнера во всех направлениях, сиречь поворот общего вектора тяги крыльев. Эта большая сфера содержит гидропривод крыльев и передает на корпус все усилия от крыльев, кроме колебаний, которые передаются поводками крыльев на гидроцилиндры. При нулевой подаче вибронасоса, в "Нейтралке", концы крыльев могут быть подняты под углом 5 градусов для устойчивости горизонтального полета. Угол наклона сферы, общего вектора тяги вперед-назад - на 10, влево-вправо - на 10, а вперед, в самолетное положение - на 80 градусов. При повороте Т-образной ручки управления (а может это будут педали..) две половины сферы разворачиваются на 10 градусов и скручивают векторы тяги крыльев, получается плоский разворот. Этот разворот весьма важен при висении в ограниченном пространстве, особенно при посадке. При плавном повороте сферы в самолетное положение висение или набор высоты переходит в горизонтальный полет, а вертолетные функции ручки управления плавно переходят в самолетные. Так, функция "Вперед" будет "От себя", "Назад" - "На себя", "Наклоны Лево-Право" это - "Повороты Лево-Право" , а "Разворот" это - "Элероны"... Стереотипы движений логично переходят друг в друга и поведение машины - тоже, но элероны не вписываются, ибо действуют наоборот логике, придется что-то выдумывать, типа слогана: "Когда ты самолет - сначала крен,а потом разворот". Если же оставить педали и рули в прежней функции плоского разворота, то в самолетном режиме получится активный разворот с креном, а в вертолетном - рули будут вне струи... Тогда стереотип поведения не потребует переключения, а это важно. Левые ручки "Шаг-Газ" переименуем во "Взмах-Газ", отчетливо представляя себе, что "Газ" - это частота взмахов, а "Взмах" - это ширина, амплитуда взмахов крыльев. Их взаимное положение, вообще-то, неслучайно и сильно влияет на оптимальность полета. Однако, сначала надо построить машину, а потом уже выяснять ее летные качества. С такой, сильно упрощенной системой управления, машине очень далеко до прототипа - стрекозы, но мои задачи будут вполне выполнимы. А стрекозы еще и ныряют весьма глубоко, между прочим... Обратившись к проектированию сверхмалых летательных аппаратов (СЛА) до 500 кг. взлетного веса, я вычитал, что построенные самолетики имеют удельную нагрузку 20-50 кг на 1 кв.метр крыла. Мой прототип - стрекозел плоский, увеличенный до размаха крыльев 8,5 метра и весом 500кг имеет площадь крыльев = 14.7 кв.м., удельно - 34 кг/кв.м. и взлетит при скорости 65 км/час, даже не принимая во внимание факт, что заднее крыло исполняет роль закрылка. Кстати - весьма неплохой планер вырисовывается... Следовательно, взяв в когти сдвоенные колесики, можно экономично взлетать с полосы, с разгона (а на поплавках - с воды) - как обычный маленький самолетик. Разумеется, махать крыльями придется в верхней полусфере - но почаще, чтобы набрать эту скорость и не зацепить землю. Впрочем, нейтраль положения крыльев легко поднимается и, если хорошо подумать, то на стоянке и на взлете с разгона крылья можно задирать вверх. И надо постараться расположить крылья повыше... Отсутствие у стрекозы задней части фюзеляжа и хвостовых рулей (брюшко - это не аэродинамика, а пищеварение и размножение) - этот резерв пойдет в прочность крыльев, но не исключено, что в самолетном режиме я все-таки оставлю рули направления и для балансировки экстерьера и впечатления они тоже не помешают... Дальше мне захотелось уменьшить ширину кокпита до 800мм., потому что с обдувом цилиндров двигателя возникла проблема и я решил - пусть они будут снаружи, тем паче под сферой - контейнером можно поставить 5 - 6 канистр повдоль, а потом уже плоский вибронасос-редуктор-двигатель на каретке. Механизировать обдув вентиляторами я не хочу - ненадежные это штучки... Тут же вернулась компоновка двигателя распредвалом вниз и выпускные отверстия головок стали смотреть под 45 вниз. Глушитель из 0.5мм нержавейки и базальт-волокна подразумевается в любом случае, машина будет малошумящая. Генератор двигателя или Ц.Б. регулятор пополнятся гидронасосом управления от солярочной горелки, типа "Danfoss", уж больно хороша и долговечна их конструкция. Для выпендрежу двигатель завершим обтекателем-багажником, типа синего брюшка стрекозы - прототипа. Рассмотрев внимательно крылья разных стрекоз, я пришел к выводу, что при полной конструктивной идентичности их форма приспосабливалась к разным условиям обитания и особого разнообразия форм нет. Отсюда следует, что я тоже могу в пределах разумного приспособить стрекозиные крылья к моим потребностям и задачам. Рассмотрев хорошенько хвосты синего и горбатого китов - дальнобойщиков океана, я понял, как надо очертить крылья моей стрекозы "DragonFly". Хорошо видно, кстати, что крыло стрекозы четко, ступенькой разделено на корневую и машущую часть. Совершенно непонятно, почему так зазубрена передняя кромка... И вообще, гребенки дыхалец на всех ребрах жутко противоречат аэродинамике, но стрекозы об этом не знают... Понимая принцип развесовки стрекозы, я чуть-чуть добавил и получил площадь крыльев 16 кв.м. и удельная нагрузка получилась - 500кг / 16м2 = 31,25кг/кв.м. При перегрузке - 700кг / 16кв.м. = 43.75кг/кв.м., далеко еще не на пределе... При планировании и посадке на "Нейтралке" заднее крыло стоит чуть ниже переднего и имеет больший угол атаки, выполняя роль закрылка. Поскольку я проектирую рабочую лошадку - грузовоз, то крылья будут короткие, но широкие, довольно жесткие на кручение, передняя кромка и ребра гофр будут иметь в вершинах трубки отопления против обледенения - я полагаю, это будет большая проблема в нашем климате, поэтому горячее масло двигателя в маленьком теплообменнике Viessmann или Vailliant будет нагревать антифриз, а уже его маленький насосик погонит в крылья, а второй насосик - в кокпит.
В отличии от принятой в живой природе тянущей ременно-сухожильно-мышечной системе привода, я применю тяни-толкай, что привело к простоте и мягко пилообразному движению крыльев - как у морских птиц - ускоренное движение вниз с довольно резкой остановкой внизу и замедленное движение вверх с мягкой остановкой вверху. Что мне не нравится - очень большое передаточное число редуктора - и никуда не деться, крылья такого размаха требуют медленных колебаний. Ничего, возьмем венец от маховика и стартерную шестерню. Зато пропульсивное качество полета будет высокое...
В отличии от вертолета, стрекоза довольно много полетного времени проводит в экономичном самолетном режиме - планировании, еще Никола Тесла мечтал сделать биплан с вертикальным взлетом. Вот и я туда же размечтался, пока свободное время есть... Спокойный взлет прям со двора, набор небольшой высоты с плавным наклоном крыльев и разгоном в самолетный режим полета, экономичный порхающий, может даже довольно длительный перелет, плавный переход с торможением в вертолетный режим посадки, уверенное приземление на мало-мальски ровную площадку 10х10 метров, заправка на обычной бензоколонке 92-м бензином - вот суть мечты.. Ну и стрекозиные выпендрежи, типа взлет-посадки на катамаран - а как же... Режим вертикального взлета - самый тяжелый, да еще должен быть запас тяги и прочности для оперативности взлета, поэтому попробуем в расчеты взять взлетный вес - 800кг. Максимальная амплитуда взмаха крыльев - 90 градусов, можно условно считать, что 4 крыла омахивают полную окружность диаметром 8 метров и сечением - 8х8х3.1416 : 4 = 50.3кв.м. Однако, заведомо посчитаем, что до диаметра 3 метра от крыльев нет никакого проку вообще и вычтем 3х3х3.1416 : 4 = 7 кв.м. Если же прок будет - возрадуемся... Тогда 4-х лопастной винт такого диаметра, с хордой лопасти - 10% и без выпендрежей мог бы служить основой для примерного представления того, как должны двигаться крылья "DragonFly", чтобы справиться с взлетом.
|
|
|
|
