שאלה לא פשוטה בנושא אוירודינמיקה

טוב שלום לכולם , יש לי שאלה קצת מתקילה ולא קלה

אז ככה יש כנף שנבנת על ידי חבר מהסניף ,כנף של טיסן ד-2 קצר , לא קריטי תהליך הבניה ואני לא ארחיב יותר מדי גם על התכנון שלה (אלה אם כן מישהו יתעניין)

עכשיו בזמן הבניה כאשר הודבק מתקן הפלדות בתוך הדיבוקס, קרה דבר לא נעים וקצת מפתיע , והמתקן פלדות הודבק מעט עקום מה שיצר משיכה במרכז הכנף .

כלומר השפת התקפה של המרכזים יצאה משוכה קדימה ובהתאם הכנף יצאה משוכה אחורה.

השאלה שעולה, עד כמה דבר כזה באמת משפיע או יכול להשפיע על טיסת, הטסת והתנהגות הטיסן גם במבחינת המאמצים שפועלים על הכנף אם בכלל.

הדבר ברמת העיקרון כן בר תיקון, השאלה אם זה באמת קריטי ושווה את הכאב ראש של התיקון או שאפשר להטיס את הכנף גם ככה.

רק לידיע הכנף עוד לא טסה, לכן עלתה השאלה.

תודה מראש לכל העונים והעוזרים, כמו כן אם למישהו יש רעיונות איך אפשר לתקן את התופעה אשמח לשמוע גם כן.

סוף שבוע נעים לכולם!

ג'ורג' .

שאלה לא פשוטה מובילה לתשובה לא פשוטה,

אני מעריך כי חלק משמעותי בתכנון משיכות הכנף ברב הטיסנים החופשיים נובע בכלל מרצון לבנות קורה ישרה שבזמן הכפיפה לא תייצר כוחות פיתול על הכנף ועל כן נקודת מקסימום העובי של הפרופיל נמצאת על קו ישר לאורך המוטה.
במקרה של משיכה משמעותית לאחור (לווא דווקא המצב שלך) ייתכן כי הכנף תתפתל וזווית ההתקפה של הכנף תקטן והמתח על החוט לא ייבנה באותה מידה (הקטנת זווית ההתקפה). מצד שני, מכיוון שנקודת מרכז הלחץ הפרופיל קמור קעור בזווית התקפה חיובית נוטה לזוז משמעותית לאחור, ייתכן כי בפועל הכנף תהייה יותר מוצלחת בכך שהפיתול תחת עומס יקטין רצון טבעי שלה להתפתל במטרה להגדיל זווית התקפה ובמצב זה כנף משוכה מעט לאחור עשויה להיות יותר טובה (הזהרתי אותך שיהיה לא פשוט)

מבחינה אווירודינמית, משיכה לאוחר מוסיפה אפקט דיהדרל דבר המשפר יציבות (להערכתי במקרה שלך תוספת מאד קטנה). השפעה נוספת היא על התנהגות ההזדקרות, כנף מאד משוכה שהמרכז מזדקר לפני הטיפ נוטה לצאת מההזדקרות בצורה "רכה", תכונה מאד בולטת מאד בכנפיים מעופפת עם משיכה לאחור. במידה וקצה הכנף מזדקר קודם, הטיסן יחריף את ההזדקרות (אובדן עילוי מאחורי מרכז הלחץ). לא יכול לומר מה מצבך אבל הייתי מהמר שנוטה לכיוון האופציה הראשונה עקב הפיתול הגאומטרי בכנף.

נקודה נוספת למחשבה, טיסנים חופשיים לרב מתוכננים תוך ניסוי וטעייה, מאין אבולוציה של טיסנים, המוצלחים שורדים, הפחות מוצלחים נכחדים.
לפעמים, היותר מוצלחים ממשיכים עקב העובדה שנבנו או הוטסו ע"י מתחרים מצליחים ומוכשרים או עקב סיבות שאינן דווקא קשורות ביכולות אווירודינמיות מוצלחות (לדוגמא חוזק)
ללא אבולוציה לא ניתן להתקדם ולכן שווה בדיקה, אולי תגלה משהוא חדש...

רועי

בהמשך לתשובתו של רועי,
דוגמא טובה להצלחה לא מתוכננת מראש היא הטיסן הלמינרי של רולנד קוגלוט, מבין כל הטיסנים הלמינריים שלו הטוב ביותר הוא דווקא זה שיצא לא טוב מהתבנית, עם פרופיל מעוות.
קוגלוט התכוון לזרוק את הכנף הזו לפח אבל השתכנע סתם לנסות להטיס אותה, התברר שיצא לו משהו טוב, שאגב אי אפשר לשחזר.

אתם שוכחים שהמשיכות משפיעות גם על מרכז הכובד, ולכן יכול להיות שצריך למצוא מרכז כובד חדש. התחילו להשתמש בכנפיים משוכות לאחור כאשר ניסו לעבור את מחסום הקול. משכו את הכנפיים לאחור כדי להקטין את אפקט גל ההלם שנוצר על המטוס כאשר הוא מגיע למהירות הקול על ידי כך שמקטינים משמעותית את ההתנגדות. אבל מכיון שמדובר במהירויות נמוכות (גלישה) מוטת הכנף קטנה, השפעת מערבולות קצה הכנף גדלה, הטיסן יטוס מהר יותר ולדעתי, ערך הגלישה יפגע. לדעתי היתרון היחיד שיהיה מזה הוא בזריקה שהטיסן יהיה יותר מהיר ויתיישר גבוהה יותר. עם חסרונות אלה אם מדובר במשיכה קטנה הביצועים ישארו דומים וכל ההשפעות שציינו יהיו זניחות.
זו דעתי ואשמח אם מישהו יתקן אותי ויסביר לי את הטעות שלי.
מיכאל.

מיכאל,
אני חושב שמשיכה של מספר מ"מ תהייה זניחה בהקשר שרשמת, משיכה של כנף לצורך התמודדות עם דחיסות היא מ-20 מעלות ומעלה, מעולם לא נאמר אבל להערכתי כנראה שאין יותר ממשיכה של מעלה.

לגבי מרכז הכובד, סביר להניח שצריך להזיז אותו אבל מ"מ שניים לא מעבר.
חוץ מזה, מרכז כובד זה עניין של העדפה, בזמני היינו משחקים עם מרכז הכובד, אותו תכנון היה טס עם מרכזי כובד של 50%-56%.
כיום יש איזו גישה חצי פנאטית לעשות רק מה שבתוכנית ולשמור על המספרים בקנאות כמעט דתית.

אני מסכים איתך שהמשיכה זניחה ואני בספק אם נוכל לזהות הבדל בביצועיו של הטיסן וגם ציינתי את זה. ואני מסכים איתך גם לגבי המרכז כובד, מה שהתכונתי זה שאת המרכז כובד שהוא רצה לעשות הוא יצטרך להזי.
מיכאל

שוב פעם אנחנו מדברים פה על ד-2 , כאשר בסיכומו של יום המהירויות שהכנף עומדת בהן יחסית מאוד נמוכות , אני ממש לא מנסה לשבור את מהירות הקול או לשגר את הטיסן לחלל.

הרבה דברים פה נאמרו נכון, השאלה שעדיין עולה , זה עד כמה לרעה זה יכול להשפיע על מהלך כל הטיסה.

כמו כן אני לא חושב שערך הגלישה ירד בהרבה , כמו עוד מספרים דברים שנאמרו פה , כי שוב פעם המשיכה שנוצרה בכנף היא לא יותר מחצי ס''מ בכל מרכז , אפילו פחות כזכור לי.

אם כבר לגבי העיניין של המשיכה שנוצרה הפחד הוא שהיא לא יצאה זהה בשני המרכזים ואז לדעתי יכולים להיות דברים שיביאו להתרסקות הטיסן .

רועי תודה לך על התשובה המורחבת, ואני מסכים איתך לגמרי שכל הענף הזה , ואני לא חושב שרק הד-2 , בנוי וחי על ניסיון ותהייה.

רציתי עוד לשאול אותך לגבי מה שרשמת, בנושא מרכז הכובד וכל עיניין המספרים והתוכניות , תוכל אולי להרחיב מעט.?

כל כך חבל לי שהטיסנים החופשיים מתוכננים בשיטת הניסוי והטעייה, יש גם מחקר ופיתוח אבל לרוב הם נדחפים ע"י הרבה אינטואיציה ומרוסנים ע"י שמרנות כבדה.
הייתי שמח לראות משהו בסגנון של תכנון דאון רדיו מודרני למחלקות ה- F3B וה- F3J, תוך ניתוח ביצועים ואופטימיזציה למבנה ולאווירודינמיקה ברמה שלא מביישת מטוסים מאוישים.
תנו מבט בקישורים הבאים עד סופם (הדברים הטובים תמיד בסוף):
http://www.f3j.com/precision.htm
http://www.jitom.com/pages/products/....html#analysis
http://www.f3j.com/perfect.htm

בטיסנים חופשיים לכל היותר בוחרים פרופיל ע"י הסתכלות על פולרות בניתוח זרימה דו מימדי (ללא התיחסות לתכן הכנף)
אני לא מכיר טיסן חופשי קיים שמישהו ביצע לו ניתוח תלת מימדי ב-XFLR6 או תוכנת CFD אחרת, ניתוח חוזק אנליטי ו/או סקר חלופות לרגישות ביצועי שקיעה מול גובה זריקה (גרר מול קצב שקיעה).

לגבי מרכז כובד,
בעבר, הייתי קובע מרכז כובד ומקזז את הגה הגובה עד קבלת גלישה יפה. לאחר מכן מכניס את הטיסן לסטולים קלים ורואה איך הוא יוצא מהסטולים. במידה ולאט מדי, אז הייתי מזיז מרכז כובד קדימה, מהר מדי תוך החרפה והייתי מזיז אחורה. לאחר מכן מקזז שוב הגה גובה וחוזר על הבדיקה שנית. כל עוד שהטיסן היה מתנהג כפי שרציתי. מיקום מרכז הכובד שהיה יוצא, הוא המתאים, מה שחשוב הוא איך המטוס טס ולא המספר היבש.
הרגשה שלי (תתקנו אותי אם אני טועה) היא שרב האנשים היום רואים מספר בשרטוט, מאזנים את הטיסן בבית הכי טוב שהם יודעים ויוצאים להטיס. עם מה שהוא לא עובד טוב אז חיים עם זה שיש להם טיסן "פחות טוב". מעטים עושים שינויים קיצוניים ו"לומדים" את הטיסן. מעטים חוקרים ומוצאים ובודקים ובוחנים.
אישית אני לא מאמין שלא ניתן לכוון כל טיסן לביצועים פנטסטיים, אם הטיסן בנוי טוב זה רק שאלה של כיוונים של הגאים, מרכזי כובד וכו' וטיסנאי אמיתי (ישנם עוד כאלו) יצליח להוציא את המקסימום.

רועי

לא ציינת כמה הכנף משוכה לאחור אולם אני מניח שזה 2-3 מעלות ולא יותר.

כלומר האפקטים הראשיים (דיהדרל ופיתול) יהיו מאוד זניחים. ההבדלים המשמעותיים יהיו במרכז הכובד והקיזוז. אני בדעה עם החברה למעלה, אי אפשר לדעת אם יהיה יותר או פחות טוב. שווה לנסות. רוב הסיכויים שלא תראה הבדל. אם כן אז אולי עלית על פטנט :)

דבר ראשון תודה רועי , אתה מעלה כןא הרבה דברים לחשוב עליהם, לעומק . קשה מאוד להתווכח איתך =]

לארז , אני לא יודע להגיד כמה זה במעלות , אבל כמו שציינתי למעלה יותר זה בסביבות ה5 ממ בכל מרכז , לגבי הדהדרל והפיתול אני לא חושב שזה ישפיע אם בכלל כיוון והפיתול והדהדרל הם סטיים ומוכוונים מראש.

לגבי המרכז כובד אני לא חושב שיושפע כל כך גם כן , והקיזוזים גם לא , אולי הקיזוזים של הפיתול באחד המרכזים, כאן בדיוק הבעיה, שישנם הרבה דברים ואלמנטים שמשפיעים על מהלך הטיסה של הטיסנים האלה שיהיה מאוד מאוד
קשה להבין אם הדבר הזה עוזר לי או או מזיק לי, בדיוק המון כשהלכתי להטיס בבוקר , אותו חבר מה שנקרא חווה על בשרו , ובסופו של דבר המסקנה הסופית שאיכשהו הצלחנו להגיע אליה, שאולי בעקבות זה נוצרת הבעיה היא

שהדהדרל השלישי (כנף שישה פנלים למי שלא מכיר) אחרי התיקון הודבק טיפה עקום , כאשר השפת זרימה בקצה של הטיף עולה , וזה מה שמונע מהטיסן לסגור את הסיבוב בזמן הזריקה .

אבל שוב פעם , זה בין הדברים היחידים שעלו שיכולים להשפיע משמעותית על העיניין הבעיה שיש המון אלמנטים אחרים שקשה (ויכול לקחת המון זמן) לבודד בשביל להבין את הבעיה.