БПЛА - крылатые 'птицы' без КБ и формул.

Ну так-то к теме надо было добавить ещё +'и без должного образования', но мы мэйкеры - нас ничто не пугает и не смущает. Для чего тема... для того, что в общем, лично моё мнение - не боги горшки лепят, и если тут многие увлекутся БПЛА, то в общем мы сможем меняться опытом. Сам я заинтересован БПЛА в достаточно корыстных целях- выиграть приз на выставке беспилотников, а потом ещё замэйдить множество фишек, пусть и без призов+любознательность. Фишка в том, что БПЛА не коптер - самолёт, а тут не всё так просто как с коптерами, по которым уже множество мануалов.

Итак в общем есть у меня заготовки, сделанные уже наверное больше двух недель назадЕсть всё в Blendere, не пожелав разбираться с Компасом 3D, так как он у меня кривовато встал, я решил оставить для Компаса другую работу - механика, детали и узлы. В общем как только я научился создавать в блендере то что мне нужно, сразу возникла необходимость проверять это в аэродинамической трубе, иначе просто смысл теряется. Мой аппарат имеет не совсем обычную аэродинамику, так как будет трансформером, хоть и выяснилось что идея стара (в фильме 'шестой день';) подобные аппараты были, но мастерить тандемы или бипланы желания у меня не возникло тем не менее. Погуглив, и поняв, что в общем всё не просто, и порой на форумах моделистов разноворы о планерах и самолётах гуглятся аж 2003 года, принял решение действовать в одиночку. Открыл тему на форуме сисадминов и программистов, мне сказали что для одиночки задача не подъёмная и если я сделаю аппарат стабильно держащийся в воздухе в двух режимах, а переключение-трансформация задумана без доп приводов, посредством маятникового перекидывания потоком крыла-лопасти и фиксация посредством реверса и кратковременно допустимого вращения статора, то, там в общем мне сказали что сделают электронику и управление. Это меня вдохновило, поскольку я и сам могу писать программы, но тем не менее на первой это будет очень трудоёмко и времязатратно, проще взять в соавторы программиста, тем более у него наработки по реверсу приводов были некоммерческие (потому он их и забросил, что некоммерческие).

Итак был найден устаревший учебник по основам аэродинамики и программе XFLR5. Намучавшись с экспортом профиля в эту прогу, а получается это только через экспорт профиля в файл, изменение разрешения файла - переименовываение, и импорт в программе аэродинамической трубы, две недели по вечерам я 'грыз' и 'курил' устаревший учебник, но таки всё получилось, правда профиль крыла что вверху на картинке я удлинил, так как его - характеристики не соответствовали желаемому совсем, получил в трубе крыло нужное, фезюляж из блендера я не нашёл вариантов импортировать - там совсем свой формат, поэтому пришлось там создать похожий. Допустил примерно вес, прогнал всё это дело в трубе - не удовлетворился, изменил угол атаки крыла- подъёмная сила стала радовать.с запасом.

Остро возникла проблема расчёта двигателей на вес аппарата и аккумулятора. С расчётом аккумулятора проблем не возникло, хоть двигателей будет и три: два на привод лопастей-крыльев в режиме коптера, и один на хвостовой винт в режиме коптера и толкающий в режиме самолёта.

И вот тут встала реальная проблема расчёта винта и толкающего двигателя на режим самолёта, это была настоящая проблема - сунулся в статьи (Ньютоны на Лоренцах, Исааки на лошадях - всё смешалось: люди, кони, обезъяны, а в школе у меня с детства проблемы с историей, датами, и именами)и понял: сварщику их читать не надо, сварщик по сути мэйкер - и смастерит себе сам приспособу, ну и в общем смастерил из данных предоставленных программойследующий способ расчёта, формулу пока не выводил, но там не падают яблоки, не бегают кони, не ездят Лоренцы на Ньютонах и наоборот. Перепечатывал два раза, а на создание и исправление ошибок ушло больше чем пол дня с утра:

возьму за условие, что тяга создаваемая воздушным винтом - реактивная, сечение сопла равно площади проекции винта на развертку поверхности шага винта (по логике так-то, но хотелось бы конечно чтобы это был тупо диаметр, но нет-прийдётся брать коэффициенткакой-то). Троечники делают так - смотрят кто как что считает и считают так, как им надо. Смотрим в поисковике - 'отношение площади винта к диаметру', есть такое, но информации мало. Смотрим 'расчёт реактивной тяги'. В общем ничего нет нужного. Тогда берём за основу предположение, что тяга приблизительно равна ...весу газа, который проходит через обозначенную ранее проекцию. В общем число оборотов в минуту 2300*16=36800.

Умножаем его на коэффициент ... с винтом мы делаем следующее - вычисляем длину окружности, в дюймах 18,84, теперь делим на 3 получаем 6,28. Коэффициенты 1/18,84*6,28=0,33333333;(тут у меня ошибка идёт далее на десятитысчных долях - опечатался и исправлять не стал)36800*0,3338649654439128=12286,23072833599-полученные обороты, но тут ещё имеет место плотность.

Отношение площадей виртуальных сопл, сразу переводится в сантиметры, квадратный дюйм равен 6,25, значит площадь сопла винта 6*3 условно равна 18*6,25=112,5, это можно делить на 4 по закону отношений площадей подобных двумерных фигур. 112,5/4=28,125. умножаем на очень приблизительное число оборотов получаем 345550,2392344497 кубических сантиметров, которые составляют вес равный макстимальной тяге двигателя - 1,1кг . Сечение второго сопла равно 59,1576 дюймов, что равно 369,735 квадратных сантиметров. Путь аппарата за минуту равен очень грубо обороты на шаг и минус лобовое сопротивление аппарата 12286,23072833599*3*2,5*(1-0,426=0,574). 52892,22328548644 сантиметров в минуту, 529 метров в минуту 31740 в час. В общем не важно, через второе виртуальное сопло (пассивное) площадью

59,1576*6,25=370 кв см пройдёт объём равный 370*52892=19570040 кубических сантиметров. Это тот объём, который не составит сопротивления, но он протекает в другой поверхности, соотношения сторон которых:длина окружности пд. Значит с винтом мы делаем следующее - вычисляем длину окружности, в дюймах 18,84, теперь делим на шаг винта -3 получаем 6,28*2,5=15,7. Теперь объём через второе сопло делим на 15,7 получаем 186381,3333333333. Значит, для 345550,2392344497 кубических сантиметров 186381,3333333333 не составят сопротивления, выводим коэффициент - 0,5393755007846396, что даёт нам право уменьшить коэффициент лобовое сопротивления винта 0,3338649654439128/0,5393755007846396=0,6189842975037487 (на самом деле он остаточный-я путаю термины названиями, но все они на своих местах), итого получаем что с данным коэффициентом число оборотов увеличится 36800*0,6189842975037487=22778,62214813795, а путь теперь 22778,6221481379*3*2,5*0,574=98061,96834773366, что равно километру в минуту, и так далее можно упражняться проходами по циклу, добавляя после каждого новые коэффициенты, но и так видно, что наш аппарат сможет разогнаться примерно до скорости 980 метров в минуту, что соответствует 58,8371810086402 км в час. Всё. На самом деле я делал ошибки и перепечатывал систему 2 раза с шести утра.Так-то средняя (максимальная по двум возможным-среднее матиматическое) получается нормальная - 45,2885 км/ч , 10 км/час - запас, так как аппарат поднимется уже на 36 км/час.

На 36 поднимется из графика снизу слеваПо мелочи много опечаток получилось в расчётах , не знаю почему, как-так не понятно, но они очень не большие. Странно что их раньше не видел :(

двигатель тут, винт тут .

формулу пока не выводил, но там не падают яблоки, не бегают кони, не ездят Лоренцы на Ньютонах и

Формулу я выведу, естественно я не проверял её, но способ есть. Для чего нужна тема - ну вообще крылатые птицы красивее чем стрекозы, и делать их намного сложнее, полёт птицы он красив. А чтобы строить такие 'птицы' тут ещё и конструкции и жесткостя - намаяться можно сильно, а так хоть обмен по прочностям конструкций, профилей, стыков хоть какой-то будет. Я например намерен каркас печатать POM-ом, обшивать профильными листами из нейлона космик, ну и механику из него буду печатать, её-то я успешно делаю в Компасе 3D, в отличии от поверхностей, материала, аниме и рэндера.

Ну в общем ребята - давайте меняться опытом. У меня его не много, но есть не много.

Ну всё - сейчас опять пост не пройдёт модерацию, опять связь с 3D печатью слабо отслеживаться кажется будет. Зато какое 3D редактирование...Эх...Доеду я до своего принтера скоро.