Pienen uuden lentokoneen suunnittelu ja valmistus !?

[Karoliina Salminen 0]

Tulee väistämättä mieleen, että suunnittelijalla olisi lentokokemusta, niin suunnitelma olisi erilainen. Nämä lifitng body -jutut on ihan kivoja ideoita, mutta kun Nasa ei saanut hommaa toimimaan, niin asiassa ei taida olla oikeasti "pihviä".

 

Ottamatta kantaa nyt aiheeseen sen enempää, tämä väittämä että "Nasa ei saanut toimimaan" ei pidä alkuunkaan

paikkaansa. NASA:lla on pilvin pimein X-lentokoneita, jotka ovat lifting bodyja ja ovat lentäneet, siitä ei ole kyse. Jokaisessa tosin

on tietokoneohjaus. Boeingin Blended Wing Body konseptikone on jo lentänyt. Jännän näköinen kun aileronit ja elevaattorit  lepattaa kun kone menee suoraan.

 

 

[Karoliina Salminen 0]

Uskon että tuo mäkihyppääjävertaus on osuva! Mäkihyppääjä kuitenkin kaiketi yrittää lentää parhaimmalla mahdollisella L/D arvolla eikä sakkausrajalla.

 

Hyvä kysymys on että lentääkö mäkihyppääjä. Minusta mäkihyppääjä vajoaa alaspäin saman tyylisesti kuin lentokone on syväsakkaustilassa. Sitä ei oikein voi lentämiseksi kutsua. Tosin voin olla väärässäkin. Kertokaapas mäkihyppääjän siipikuormitus ja CL-arvo.

 

 

[Arne Wallen 72]

Ne on maksaneet jo.

 

Tuo runko olisi muuten varsin tyylikäs ruumisarkku. Vai joutuuko sitä Lifting Bodya varten kaivamaan liian ison montun?

 

Hmm... Lifting Body, Lifting Soul... tämähän voisi olla hitti ruumisarkkumarkkinoilla. Kun siinä on ne Arnen kannuspyörälaakeritkin, niin ei tarvitsisi niin paljon kantajia, voisi rullata kohteeseen.

 

 

Joo siis ne kestää kyllä, nyt minulla tosin on melkein pat.hak. vetämässä tuosta höyryvoimalla, siis nelimoottorinen, hiukka vielä jutut kesken mutta.....

[Mika Koski 0]

Ottamatta kantaa nyt aiheeseen sen enempää, tämä väittämä että "Nasa ei saanut toimimaan" ei pidä alkuunkaan

paikkaansa. NASA:lla on pilvin pimein X-lentokoneita, jotka ovat lifting bodyja ja ovat lentäneet, siitä ei ole kyse. Jokaisessa tosin

on tietokoneohjaus. Boeingin Blended Wing Body konseptikone on jo lentänyt. Jännän näköinen kun aileronit ja elevaattorit  lepattaa kun kone menee suoraan.

 

Kaksi sataa lentoa, kaksikymmentä pilottia ja 7 experiental konetta. Ja avaruussukkulasta tehtiin deltasiipinen "tavis" -liidokki, joten ei toi mun silmissä ollut mikään menestys. Ei tainnut olla Nasankaan mielestä.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Lifting_body

 

Mika

[Karoliina Salminen 0]

Avaruussukkulan muoto ei ole ensinnäkään kovin optimaalinen ja toisekseen sen muototarpeet ovat erilaiset kuin lentokoneissa. Esimerkiksi miksi avaruussukkulan nokka on tylppä, siksi että sillä saadaan vempaimelle erittäin huono L/D ratio. Se on tarpeen käyttötarkoitukseen.

 

 

[Kimmo Wjuga 1]

Haittaa se. Itselleni tuli mieleen, että kone "huokasee" aika rajusti, kun siipi sakkaa ja vain runko tuottaa nostovoimaa. Siiven puuttuva nostovoima pitäisi korvata rungon kohtauskulmaa nopeasti kasvattamalla, jolloin on tietysti vaara että sekin sakkaa. Tästä tulee melkoisen vaikea lennettävä, jos edes nousee ilmaan. Lentoonlähdössä kone lähtee aina alinopeudelle ilmaan, koska runko ja osa siivestä nostaa, mutta siiven nostovoima ei ole kehittynyt kunnolla. Lisäksi lasku ja erityisesti koneen "istuttaminen" on vaikeaa, kun runko ja maaefekti lilluttaa konetta pinnassa.

 

Öö...   Täällä alkaa muillakin vissiin olemaan tällaista "jukkamaista" otetta asioihin... Siis kaikki koneet nousevat ilmaan siinä vaiheessa, kun koneen osat tuottavat nostovoimaa riittävästi. Ihan tiedoksi. Ja missään koneessa ei sakkausta oikaista kompensoimalla siiven menettämää nostovoimaa rungon nostovoimalla   Esim. vaikkapa lentokoneessa se homma toimii silleen, että sakkauksessa kone tuppaa hieman huokaamaan ja ideana on _pienentää_ kohtauskulmaa siten, että virtaus saadaan takaisin kiinni, eikä kasvattamalla rungon kohtauskulmaa siten, että runko korvaa sen mitä siipi ei kanna... Tällaisista jutuista vois ehkä muuten perustaa jonkun FAQ jutun tänne forumille missä olisi tällaiset yleisimmät aeromystiset, yms. ilmiöt selitettynä.

Sama homma muuten pätee laskussakin. Koneet tuppaa leijaamaan pinnassa niin kauan kuin jokin osa kantaa. Esim. vaikka C172 osaa liitää hienosti, mutta laskeutumisessahan onkin ideana, että lennetään sen verran hiljaa, että siipi ei lopulta enää kanna ja kone pysyy maassa...

[Mikko Kallas 0]

Mutta haittaako se jos siivet sakkaa vasta 30 km/t nopeudessa ja runko 10 km/t ? Realistisemmin..siipi 50 km/t ja runko 40 km/t..silloinhan sakkaus nopeus on 50 km/t ja laskukiito 40 metriä..kaikki koneet on tämän perusteella kärkisakkaajia..jokaikinen. Poikkeuksena negat nuolimuotoiset koneet geneerisesti.

 

Siinä vaiheessa, kun siivet sakkaavat, mutta runko tuottaa vielä nostovoimaa, niin mikään ei pidä konetta pystyssä. Se saattaa haitata.

Jos et usko, niin kaiva yksi lennokkisi esille ja laita se tasapainoilemaan tikun nokkaan ja tue etusormilla siipien keskivaiheilta (tai siipien kärjistä): voilà, olet simuloinut tilanteen, jossa siivet eikä runko ole sakanneet vaan kaikki (kolme) tuottavat nostovoimaa. Seuraavaksi voitkin simuloida tilanteen, jossa siivet sakkaavat, mutta runko ei ole vielä sakannut... arvaatko kuinka se simuloidaan vai kerronko?

 

Jos viitsit, niin raportoi tänne kuinka hyvin kone pysyi jälkimmäisessä tilanteessa "pystyssä".

 

MikkO

[Kimmo Wjuga 1]

Esimerkiksi miksi avaruussukkulan nokka on tylppä, siksi että sillä saadaan vempaimelle erittäin huono L/D ratio. Se on tarpeen käyttötarkoitukseen.

 

Öö... itseasiassa ei o sillä tylppyydellä mitään tekemistä L/D:n kanssa. Tarkoitus on saada tiivistysaalto irralleen keulasta. Sama juttu kuin miksi muutkin kapselit on tylppiä, eikä teräväkärkisiä. Vai onko samalla logiikalla Airbusien ja Boeingien keulatkin tylppiä, jotta saadaan L/D mahd. huonoksi?

[Kate Alhola 0]

Öö... itseasiassa ei o sillä tylppyydellä mitään tekemistä L/D:n kanssa. Tarkoitus on saada tiivistysaalto irralleen keulasta. Sama juttu kuin miksi muutkin kapselit on tylppiä, eikä teräväkärkisiä. Vai onko samalla logiikalla Airbusien ja Boeingien keulatkin tylppiä, jotta saadaan L/D mahd. huonoksi?

 

Aurbussit ja Boeigit ei tapaa lentääyliääninopeudella. Jos koneen on tarkoitus lentää yliääninopeuksilla lujaa

niin silloin terävä nokka kuten nyt niissä yliäänikoneissa tapaa olla.

 

Kertauksena perusfysiikasta, e=mv² ja tuo energia pitää jonnekkin tuupata kun härpäke palaa kiertoradalta

ilmakehään. Kapselien pohjan ja sukkulan nokan enemmänkin täytyy jarruttaa ja absorboida sitä energiaa

kuin saada laite lentämään pienellä dragilla. Energia on helppompaa absorboida tuollaiseen tylppään

nokkaan joka on tehty tiilistä kuin tehdä ihan turhaan hyvin liitävä kone kokonaan tiilistä

 

Nousussahan dragillä taas on pienempi merkitys kun se suurin kiihdytys tehdään vasta ilmakehän ulkopuolella.

 

Kate

[Mika Koski 0]

Öö...   Täällä alkaa muillakin vissiin olemaan tällaista "jukkamaista" otetta asioihin...

 

Taisin tulla väärinymmärretyksi ja yhdistetyksi erääseen toiseen henkilöön.

 

Siis kaikki koneet nousevat ilmaan siinä vaiheessa, kun koneen osat tuottavat nostovoimaa riittävästi. Ihan tiedoksi. Ja missään koneessa ei sakkausta oikaista kompensoimalla siiven menettämää nostovoimaa rungon nostovoimalla  Esim. vaikkapa lentokoneessa se homma toimii silleen, että sakkauksessa kone tuppaa hieman huokaamaan ja ideana on _pienentää_ kohtauskulmaa siten, että virtaus saadaan takaisin kiinni, eikä kasvattamalla rungon kohtauskulmaa siten, että runko korvaa sen mitä siipi ei kanna...

 

Kyllä, olemme samaa mieltä nostovoiman muodostumisesta ja kohtauskulman pienentämisen vaikutuksesta sakkaukseen. Yritin postauksessani hieman alleviivata sitä mahdotonta yhtälöä, jonka Tweedyn design asettaa sen lentämiselle. En onnistunut yrityksessäni ja nyt nolottaa. En enää ikinä yritä mitään näin vaikeaa kirjallista tyylilajia. 

 

Mika

[Kimmo Wjuga 1]

HYvä hyvä! oli pakko kuitata ku alko kuullostaa just huolestuttavalta se mitä aloit selittää 

 

ps. Sori muute tosta "jukkamaisesta" kommentista... siitähä vois melkeen nostaa kunnianloukkaussyytteen, kun erehyin tossa sun nimessä  

[Antti Laukkanen 15]

Saiskos esittää toivomuksen keskustelun jatkamiseksi suomenkielellä? Pikkisen taas tökkii, kun täällä sujuvan asiantuntevasti puhutaan aileroneista, elevatoreista, flapseista (siinä on sitä paitsi monikko kahteen kertaan), dragista, L/D ratiosta, aspect ratiosta... Ihan jokaiselle näistä termeistä on korrektitkin nimensä olemassa.

 

-A-

[Kimmo Wjuga 1]

Joo. Eiköhän täällä voitane jutella tärväimien suunnittelemisesta koneeseen, samaten kuin sen käyttäytymisestä viipotus ja jyskintä suuntaisissa liikkeissä  Vieläks halutaan suomee? 

[Antti Laukkanen 15]

No sä tiedät ihan tarkkaan, mitä tarkotin. Tätä ketjua kun lukasee muutaman sivun, asia selviää, jos ei muuten.

 

-A-

[Ilkka Mäkelä 1 218]

Palataksemme aiheeseen "pienen uuden lentokoneen suunnittelu ja valmistus", niin sitten alkaisin uskoa Tweedyn piirustuksiin, kun detaljit olisivat esim. tätä tasoa:

 

http://www.dreamaircraft.com/?c=tech_drawings〈=EN

 

Ja noista rakennusohjeista siis tulee tällainen kone valmiina:

 

http://www.airliners.net/open.file/1326386/L/

 

Kummasti noilla STOL-hyötykäyttökonetyypeillä on tapana muistuttaa jo aikaisemmin hyviksi koettuja ratkaisuja, ilman mitään lifting bodyjä.

[Karoliina Salminen 0]

Öö... itseasiassa ei o sillä tylppyydellä mitään tekemistä L/D:n kanssa. Tarkoitus on saada tiivistysaalto irralleen keulasta. Sama juttu kuin miksi muutkin kapselit on tylppiä, eikä teräväkärkisiä. Vai onko samalla logiikalla Airbusien ja Boeingien keulatkin tylppiä, jotta saadaan L/D mahd. huonoksi?

 

Luin aiheesta John D. Andersonin kirjasta (en ole varma oliko se Fundamentals of Aerodynamics vai Aircraft performance & design, kun kirjat ei ole mukana täällä töissä) ja siinä väitettiin että jotta re-entryssä on maksimaalinen vastus

hypersoonisella nopeudella, nokka on tylppä. Samaten siipiprofiilit on tylpät supersonic-profiileista poiketen.

Voin olla väärässäkin, toistan vaan mitä olen lukenut ja siitä tulkitsen ja myös tulkintani voi olla väärä.

 

Aribussit ja Boeingit eivät lennä supersonisilla nopeuksilla, sukkula lentää melkein koko matkan. Tylppyys huonontaa L/D ratiota supersoonisella nopeudella huomattavasti. Jokaisessa supersonic-koneessa paitsi sukkulassa on etureuna terävä.

Sukkulan L/D ratioksi mainittu kirja ilmoitti 1:2 minkä voisi sanoa olevan huomattavan heikko. Mutta ainakin kirja niin väittää että se olisi tarkoituskin, jotta kiertoratanopeus saadaan hidastettua aerodynaamisesti (mahdollisimman tehokkaasti). Tämä on vaan erilainen lähestymistapa samaan asiaan kuin mitä Burt Rutanin laitteet tekevät feathering-moodissa (tarkoituksena maksimaalinen vastus).

 

 

[Kate Alhola 0]

Mutta haittaako se jos siivet sakkaa vasta 30 km/t nopeudessa ja runko 10 km/t ? Realistisemmin..siipi 50 km/t ja runko 40 km/t..silloinhan sakkaus nopeus on 50 km/t ja laskukiito 40 metriä..kaikki koneet on tämän perusteella kärkisakkaajia..jokaikinen. Poikkeuksena negat nuolimuotoiset koneet geneerisesti.

 

 

Siis, jos koneen huippunopeus 300kts (540km/h) ja sakkausnopeus 30km/h tulee huipppu- ja sakkausnopeuden suhteeksi 18 :

aika kosa suhdeluku ilman laippoja (flaps). Normaalisrti kun se on tuolloin yleensä enemmänkin 2, laippojen kanssa 3 ja

erityisen hyvällä suunnittelulla ja moninmutkaisella laipparatkaisuilla 5. Tuo 18 on aika vallankumouksellista. Mikä

mahtaakaan olla sen siipiprofiilisi maiksiminostovoimakerroin ( Clmax) ?

 

Kun nyt lentokone sakkaa sillä nopeudella, jolla tarvittavan nostovoiman tuottamiseksi siipeä ajetaan

sen maksimi nostovoiman kohtauskulmaa suuremmalla kohtauskulmalla. Siis, jos siipi sakkaa 30km/h niin tuo sinun

määrittelysi tarkoittaa että nopeusalueella 10..30km/h pelkkä runko tuottaa riittävän nostovoiman koneen

pitämisessä lennossa ja vasta 10km/h nopeudessa runkokaan ei enää pysty tuottamaan maksimikohtauskulmalla

riittävästi nostetta. Nyt vaan herää kysymys että mihin niitä siipiä tarvitaan jos se runko tuottaa jo riittävästi nostetta

alkaen 10km/h nopeudesta, sakkausnopeuden ja huippunopeuden suhdekkin on vaatimattomat 54 

 

Kate

 

[Mikko Maliniemi 5]

Kummasti noilla STOL-hyötykäyttökonetyypeillä on tapana muistuttaa jo aikaisemmin hyviksi koettuja ratkaisuja

 

Täytynee johtua siitä, että ne on suunnitellut kaavoihin jumiutunut insinööri eikä innovatiivinen arkkitehti.

[Jukka Takamaa 0]

Mielestäni hyvä esimerkki lifting bodysta on se iippojen F-15 joka palasi pilotin taitavan ohjastamisen ansiosta kentälle vaikka siipi meni poikki ilmassa.

 

Vieläkö on joku joka "wjugamaisesti" vaittää ettei runkoa saa kantamaan ?

[Antti Laukkanen 15]

Siis, jos koneen huippunopeus 300kts (540km/h) ja sakkausnopeus 30km/h tulee huipppu- ja sakkausnopeuden suhteeksi 18 :

aika kosa suhdeluku ilman laippoja (flaps)...

 

Oivaa, Kate, juuri tuota tarkoitin. Nyt on kiva lukea

 

-A-

[Jukka Takamaa 0]

Uskon että tuo mäkihyppääjävertaus on osuva! Mäkihyppääjä kuitenkin kaiketi yrittää lentää parhaimmalla mahdollisella L/D arvolla eikä sakkausrajalla.

 

Tässä on selvästi nähtävissä tweedyn laskutelineratkaisun seuraukset:

 

http://www.youtube.com/watch?v=vnALLBv42AE

 

Mielestäni ennemminkin tämä...jos siipi taipuu;

 

http://www.youtube.com/watch?v=71KgGuLRCHQ&feature=related

 

 

Todellisuus on kuitenkin tarua ihmeellisempi;

 

[Mikko Maliniemi 5]

Mielestäni hyvä esimerkki lifting bodysta on se iippojen F-15 joka palasi pilotin taitavan ohjastamisen ansiosta kentälle vaikka siipi meni poikki ilmassa.

 

Vieläkö on joku joka "wjugamaisesti" vaittää ettei runkoa saa kantamaan ?

 

Yhtään vähättelemättä pilotin taitoja, olisiko kuitenkin tuossa tapauksessa jotain auttavaa vaikutusta ollut sillä, että koneessa on hieman enemmän tehoa, kuin Tweedyssä? Kyllä niillä F-15:n tehoilla lentää vähemmänkin lentokonemainen möykky. Tuollaisen F-15:n tai vastaavan yliäänihäätäjän siivellä kun ei käsittääkseni ole samanlaista aerodynaamista nostovoimaa, kuin vähän hitaammin lentävillä laitteilla on pakko olla. Se ei kuitenkaan taida tarkoittaa sitä, että se F-15:n runko olisi "lifting body". Vai tarkoittaako? 

 

Yritätkö muuten vihjailla, että kun Tweedystä lähtee siipi irti ilmassa, sen voi silti lentää kotiin? Se olisikin hyvä juttu, sillä olen alusta asti epäillyt noita sun yhtälöitä tavoiteltujen nopeuksien ja superkevyen rakenteen vääjäämättä puutteellisten lujuusarvojen suhteen. Se voi tuo siipi lähteä Tweedystä hittoon aika äkkiä, varsinkin kun lennetään sitä taitolentoa, mihin se myös on suunniteltu 

[Guest Sakari Pyörre]

... mihin niitä siipiä tarvitaan jos se runko tuottaa jo riittävästi nostetta alkaen 10km/h nopeudesta...

 

Hm. "Lifting soul" -tyyppiseen ruumisarkkuun pitää siis laittaa ankkurointikorvakkeet, ettei tuuli vie ennen aikojaan.

[Mikko Maliniemi 5]

Mielestäni ennemminkin tämä...jos siipi taipuu;

 

Vai silloin jos se siipi sakkaa ja runko kantaa? Ei kun eihän se forward sweep sakkaa. Hyvä minä 

[Kate Alhola 0]

Mielestäni hyvä esimerkki lifting bodysta on se iippojen F-15 joka palasi pilotin taitavan ohjastamisen ansiosta kentälle vaikka siipi meni poikki ilmassa.

 

Vieläkö on joku joka "wjugamaisesti" vaittää ettei runkoa saa kantamaan ?

 

Kyllähän myös taitolentokoneet lentävät kylkilentoa. Ja olet varmaan nähnyt niitä 3D lennokeitakin ....

Riittävällä moottoriteholla sen saa vaikka laudankappaleenkin lentämään. Kyllä se runko tuotaa

aina siis jonkinverran nostovoimaa mutta sillä ei ole mitään tekemistä "lifting body" lentokoneen kanssa.

 

 

 

Kate