Reynoldsin luvun merkitys ja mittakaava/koko !

[Jukka Takamaa 0]

Tuossa laadin selvittääkseni, miksi VmaxProbe ja kaikki pienisiipiset Bede-5A:t kaputoivat ensilennolla, tollasen siipikuormitus taulukon. Siinä on myös muutama R/C malli alakulmassa.

 

Olisiko vedettävissä joku paraboolinen käyrä joka mallin kohdasta jolla saisi verrattua oikean ominaisuuksia "pienennöksiin" ?

 

Mustangista ja Spiteistä on lähes kaikenkokoisia malleja olemassa ( siis miehen lennettäviä jopa 75% jne. ).

 

 

[ attachment removed / expired ]

 

 

[ attachment removed / expired ]

 

 

Huomaa, että 30% Skyraider on jo isompi kuin Cri Cri ja painaa vain 170 lbs.

 

Joku muu voi kertoa ilman viskositeetistä ja Reynoldsin luvusta.

 

[Jukka Takamaa 0]

En tiedä mitä te mietitte noista luvuista yllä, mutta mulle ne kertoo aika paljon. Esimerkiksi vaikuttaisi siltä, että hyppy Stigusta Pyryyn on ollut liian iso ! ?

 

Alla oleva kertonee miksi VmaxProbe ja Bede-5A olivat hieman liikaa "suorituskykyä" harrastelijoille.

 

[ attachment removed / expired ]

 

 

Yllätyin että Hornetissa on itseasiassa enemmän siipikuormitusta kuin Starfighterissa...Reynolds vaikutus selittänee tämänkin. Flanker menee Bell X-1:n ohi/alle ainoana lineaarisessa tarkastetussa...Reynoldsin vaikutus mukaanluettuna väittäisin myös Pond Racerin olleen sen alla.

 

Hävittäjien siipikuormitus on laskettu keskiarvona ja pieniin koneisiin on lisätty 50 kiloa ja kaksipaikkaisiin pieniin 100 kg keskiarvopainon päälle. Minikoneiden lentopaino on arvioitu maksipaino miinus 20-30 kg.

[Antti Laukkanen 15]

Haluaisitko meitä vähemmän ymmärtäviä valaista, millä tapaa tuo otsikko liittyy kyseiseen tutkielmaan?

 

-A-

[Arne Wallen 72]

Pieni pakko ilmaista itseään, hyppy Stigusta Pyryyn on niinkin monimetrinen, huomioikaa siivet ym. ettei edes lentokentällä eikä kiitoradalla toimi hyvin.

Jokin siinä menee useimmiten ketuilleen, olettaisin.

Kummankaan siivet eivät hyppyjä kestä.

Noniin tässä taas aiheetta.

[Ismo Aaltonen 28]

Mielenkiintoista... aeromystiikkaa! Mikä onkaan näissä eri skaaloissa (saman konetyypin) siipi/peräsinprofiilien merkitys? Nehän eivät voi olla lennokeissa samat kuin oikeissa vai..?

Saman kysymyksen esitän Jukan esittämälle siipikuormitusvertailulle F-104:n ja HN:n välille (F-104:llä en ole lentänyt). Miten muuttuva tai erilainen profiili on verrattavissa toiseen konetyyppiin tuolla hienolla käyrästöllä? Tosi hyvää vertailutyötä tehty tuon käppyrän avulla.

 

Ismo

[Jussi Salminen 12]

Kuvaaja, jolla saisi verrattua ominaisuuksia pienennöksiin?

 

Voihan sellaisen kehitetellä. Tosin, siitä tulisi kuvitteellinen. Reynoldsin luvun sijaan oikea termi olisi -scale factor-.  Jos tarkoitat lento-ominaisuuksien skaalautumista?  Lento-ominaisuuksien skaalautumisjuttuja voidaan laskea/vertailla.Mutta miksi? Pienoismalleilla voidaan tutkia moniakin asioita ja soveltaa tietoja täyskokoiseen lekoon. Täyskokoisesta lentävään pienoismaliin skaalaamista ei yleensä tehdä, koska ne ovat yksityiskohdiltaan täysin eri asioita. Eli lekoja / pienoimalleja ei kannata vertailla koon mukaan. Lekot lasketaan/suunnitellaan kaikilla suunnittelun osa-alueilla juuri siihen kokoon missä ne toteutetaan. Pienoimalleissa ei tietenkään pystytä jäljittelemään täyskokoisen ominaisuuksia. Asia selviää numeriikkaa tarkastelemalla. Kaikkea mahdollista voi tietenkin vertailla keskenään. Se onko siitä mitään hyötyä on sitten mutkikkaampi juttu.

 

jussi Salminen   

 

[Ismo Aaltonen 28]

Kuvaaja, jolla saisi verrattua ominaisuuksia pienennöksiin?

 

... Lento-ominaisuuksien skaalautumisjuttuja voidaan laskea/vertailla.Mutta miksi? Pienoismalleilla voidaan tutkia moniakin asioita ja soveltaa tietoja täyskokoiseen lekoon....

Tässä se vitsi juuri piilee; en minä halua tutkia mitään pienoismalleilla, mutta haluaisin niiden lentävän(eli pysyvän ilmassa) vaikka siipi päältäpäin näyttäisi samalta kuin oikea... erityisesti purtsikka/vastaava liidokki. Sinänsä kyse ei ole lento-ominaisuuksista verrattuna oikeaan vaan, kunhan pysyisi taivaalla....

 

Ismo

[Jussi Salminen 12]

Kunhan pysyisi taivaaalla?

 

Historian opetus. Leko tai lennokki. Jokseenkin kaikki pysyvät ilmassa. Ovat enemmän tai vähemmän ohjattavissakin. Silmämääräisesti tai mutuna: -hyvin tai huonosti-. Ongelmia löytyy vasta sitten kun perehtyy asioihin. Eivät ne sitten enää hyviltä vaikutakaan. Ihmismielellä kun on kummallinen ominaisuus keksiä puutteita ja virheitä muista kuin omista suunnitelmista. Yleisesti tunnettu sanonta: “Kaunis kone lentää hyvin” pitäisi vääntää muotoon -Hyvin lentävä kone on kaunis-.

 

Jussi Salminen

[Jukka Takamaa 0]

Mielenkiintoista... aeromystiikkaa! Mikä onkaan näissä eri skaaloissa (saman konetyypin) siipi/peräsinprofiilien merkitys? Nehän eivät voi olla lennokeissa samat kuin oikeissa vai..?

Saman kysymyksen esitän Jukan esittämälle siipikuormitusvertailulle F-104:n ja HN:n välille (F-104:llä en ole lentänyt). Miten muuttuva tai erilainen profiili on verrattavissa toiseen konetyyppiin tuolla hienolla käyrästöllä? Tosi hyvää vertailutyötä tehty tuon käppyrän avulla.

 

Ismo

 

Joo tämä taulukko ei anna oikeastaan mitää vastauksia, mutta toimii apuna jos haluaa saada tuntumaa aihepiiriin ( siipikuormitukseen ).

 

Teho/painosuhde pitää pitää myös hyvin mielessä.

 

Suurin osa 1900-1935 ( ellei kaikki ) oli suunniteltu starttaaman ruohokentiltä ja useat varsin heikkotehoisilla moottoreilla.

 

Alla Pond Racerin mallista ( 50 lbs 40 hv n. 1/3 skaala ) ja oikeasta origoon vedetty spline käyrä ( huomaa ero jos vedetään käyrä lineaarisesti) huomaa minne VmacProbe ja pienisiipinen Bede-5 jäävät suhteessa tuohon. Pond Racerin mallissa on jo havaittavissa oikean piirteitä ( siipikuormitus suurempi kuin hävittäjämalleilla ).

 

[ attachment removed / expired ]

 

[Jukka Takamaa 0]

Tässä se vitsi juuri piilee; en minä halua tutkia mitään pienoismalleilla, mutta haluaisin niiden lentävän(eli pysyvän ilmassa) vaikka siipi päältäpäin näyttäisi samalta kuin oikea... erityisesti purtsikka/vastaava liidokki. Sinänsä kyse ei ole lento-ominaisuuksista verrattuna oikeaan vaan, kunhan pysyisi taivaalla....

 

Ismo

 

Näyttää olevan kaksi tapaa lähestyä tätä mallimaailmaa:

 

 

1. Tapa jossa orjallisesti noudatetaan skaalaa ( nopeus 1/4 jos skaala 1/4 ) jopa siipiprofiili on sama.

 

2. Toinen jossa pyritään samantapaiseen liikehdintään ( Dynamic Simitude Speed )

 

 

1. Tapauksessa koneet pyritään saamaan mahdollisimman kevyiksi.

 

2. Tapauksessa taas teho/painosuhde on lähellä oikeaa.

  http://www.scaleaero.com/maneuver_realism_speed4.htm

[Kate Alhola 0]

Tuossa laadin selvittääkseni, miksi VmaxProbe ja kaikki pienisiipiset Bede-5A:t kaputoivat ensilennolla, tollasen siipikuormitus taulukon. Siinä on myös muutama R/C malli alakulmassa.

 

Olisiko vedettävissä joku paraboolinen käyrä joka mallin kohdasta jolla saisi verrattua oikean ominaisuuksia "pienennöksiin" ?

 

Mustangista ja Spiteistä on lähes kaikenkokoisia malleja olemassa ( siis miehen lennettäviä jopa 75% jne. ).

 

Huomaa, että 30% Skyraider on jo isompi kuin Cri Cri ja painaa vain 170 lbs.

 

Joku muu voi kertoa ilman viskositeetistä ja Reynoldsin luvusta.

 

Kannattaisi ensiksi hieman kerrata ihan perusteita sellaisesta asiasta kuin nostovoimakerroin ( Cl) ja miä se vaikuttaa.

Siiven nostovoimahan on   1/2 * nopeus^2 * tiheys * siive_pinta_ala*nostovoimakerroin   eli   1/2*v²*p*S*Cl 

Kun kone lentää vaakalennossa täytyy tietysti nostovoiman olla sama kuin koneen painon.

 

Nostovoimakerroin taas on siipiprofiilista ja kohtauskulmasta riippuva funktio ja siihen sitten vaikuttaa se reynoldsin lukukin.

 

Valitettavasti tuo kovalla työllä piirtämäsi käyrä ei oikeastaan todista tai osoita sen kummoisemmin miksi Vmaxprobe tai BD5

olivat ongelmallisia.

 

Hieman pyörittämällä tuota yhtälöä saat esimerkiksi sakkausnopeuden kun sivoitat kaavaan siiven maksimi

nostovoimakerotoimen (Clmax) ja ratkaiset nopeuden.

 

Ihan käytännön elämästä, esimerrkiksi monissa uusissa moottorikoneissa kuten Diamond DA40 tai SR20 tai vaikka se Dynaero on

korkean nostovoimakertoimen laminaariprofiili ja slotted flaps:it joilla saadaan

suurella siipikuormituksella ja pienellä siivellä hyvin kohtuullinen sakkausnopeus.

 

Matkustajakoneissa tai sotilaskoneissa taas ei edes tavoitella kovin pientä sakkausnopeuttavaan suurta matkanopeutta joten siipikuormituskin

voi olla paljon suurempi. Periaateessa kun olisi toivottavaa että yksimoottorisella pinekoneella pitäisi pystyä selviämään hengissä

muualle kuin lentokenttälle tehtävästä pakkolaskusta . Sotilaskoneissa selvitään hengissä heittoistuimella.

 

Tuosta kaavasta ei ole myöskään vaikeaa huomata että jos kene lentää lujempaa, riittää matkalennossa

nostovoiman tuottamiseen pienempikin siipi eli siis suurempi siipikuormitus.

 

Kun nyt olet tähän tutustunut niin sitten voit alkaa jollakin Xflr5:dellätai Javafoililla simuloimaan siipiprofiileja,

niiden Cl/Cd käyriä reynoldsin luvun funktiona ja miettimään mikä siipi sopii millekkin mittakaavalle,matkanopeudelle

ja millainen sakkausnopeus koneelle saadaan.

 

Kate

[Jukka Takamaa 0]

Kannattaisi ensiksi hieman kerrata ihan perusteita sellaisesta asiasta kuin nostovoimakerroin ( Cl) ja miä se vaikuttaa.

Siiven nostovoimahan on   1/2 * nopeus^2 * tiheys * siive_pinta_ala*nostovoimakerroin   eli   1/2*v²*p*S*Cl 

Kun kone lentää vaakalennossa täytyy tietysti nostovoiman olla sama kuin koneen painon.

 

Nostovoimakerroin taas on siipiprofiilista ja kohtauskulmasta riippuva funktio ja siihen sitten vaikuttaa se reynoldsin lukukin.

 

Valitettavasti tuo kovalla työllä piirtämäsi käyrä ei oikeastaan todista tai osoita sen kummoisemmin miksi Vmaxprobe tai BD5

olivat ongelmallisia.

 

Hieman pyörittämällä tuota yhtälöä saat esimerkiksi sakkausnopeuden kun sivoitat kaavaan siiven maksimi

nostovoimakerotoimen (Clmax) ja ratkaiset nopeuden.

 

Ihan käytännön elämästä, esimerrkiksi monissa uusissa moottorikoneissa kuten Diamond DA40 tai SR20 tai vaikka se Dynaero on

korkean nostovoimakertoimen laminaariprofiili ja slotted flaps:it joilla saadaan

suurella siipikuormituksella ja pienellä siivellä hyvin kohtuullinen sakkausnopeus.

 

Matkustajakoneissa tai sotilaskoneissa taas ei edes tavoitella kovin pientä sakkausnopeuttavaan suurta matkanopeutta joten siipikuormituskin

voi olla paljon suurempi. Periaateessa kun olisi toivottavaa että yksimoottorisella pinekoneella pitäisi pystyä selviämään hengissä

muualle kuin lentokenttälle tehtävästä pakkolaskusta . Sotilaskoneissa selvitään hengissä heittoistuimella.

 

Tuosta kaavasta ei ole myöskään vaikeaa huomata että jos kene lentää lujempaa, riittää matkalennossa

nostovoiman tuottamiseen pienempikin siipi eli siis suurempi siipikuormitus.

 

Kun nyt olet tähän tutustunut niin sitten voit alkaa jollakin Xflr5:dellätai Javafoililla simuloimaan siipiprofiileja,

niiden Cl/Cd käyriä reynoldsin luvun funktiona ja miettimään mikä siipi sopii millekkin mittakaavalle,matkanopeudelle

ja millainen sakkausnopeus koneelle saadaan.

 

Kate

 

Joo noita nostovoimakertoimia laskeskelin kuukausi sitten ...kiitos preppauksesta.

 

Totta on että käyrä ei esitä totuutta kaikkien Bede-5A ja VmaxProben onnettomuuksista, mutta antaa selkeän kuvan kuinka koneisiin on haettu nopeutta pienellä siivellä ja sopivalla nostovoimalla ymmärtämättä että koneilla pitäisi voida laskeutuakin ( kaikenlisäksi vielä harrastelijarakentajan ).

 

Pond Racerin 1/3 malli kertoo jotakin siitä, että asiaa oli tutkittu ( eikä puhtaisiin järjettömyyksiin oltu sorruttu ? ).

Lisäksi Pond Racerin vastakkaisiin suuntiin pyörivät potkurit sentään takasivat suihkukonemaisen ( tai jopa paremman ) väännöttömän voimanlähteen ( molempien myllyjen toimiessa ). Tiedossa oli että laskeutuminen oli vaativuudeltaan Mig-29 luokkaa ..tai jopa vaikeampi ( videolla kuultavissa ).

 

Malli Pond Racer;

 

Oikea Pond Racer;

 

 

Lisää Pond Racerista:

 

1.

2.

3.

 

 

Lisäsin taulukkoon Sr20:n, Da40:n ja Pik20E:n sekä muutamia business jettejä ja Saab Safirin mm.

 

 

[ attachment removed / expired ]

 

[Jukka Takamaa 0]

Haluaisitko meitä vähemmän ymmärtäviä valaista, millä tapaa tuo otsikko liittyy kyseiseen tutkielmaan?

 

-A-

 

Hieman täsmennystä...eli jos halua kuljettaa paljon tavaraa lienee edullista tehdä iso kone joka ei paina järjettömästi. Kyllä nuo etsityt havaintoesimerkit auttoivat piirtämään isomman kuvan ( bigger picture ). Vasemmalle olisi voinut piirtää vielä alueen jonne kenenkään ei ole vielä onnistunut tekemään konetta ( siis erittäin kevyttä ).

 

 

[ attachment removed / expired ]

 

 

[ attachment removed / expired ]

 

[Jukka Takamaa 0]

Nyt löytyi kone tuolle suihkarialueelle joka muuttaa näkemystäni hieman. Piaggio P-180 Avanti II.

 

[ attachment removed / expired ]

 

 

Nyt tämä toinenkin ns. "johtopäätöskaavio" näyttää myös loogisemmalta.

 

[ attachment removed / expired ]

 

[Juha Lampi 280]

Mielenkiintoista, tuosta tuli mieleen kausalitettia ja mustia aukkoja pohdiskeleva koordinaatisto, jossa y-akseli=aika ja x-akseli=paikka. Niiden välillä 45 asteen kulmassa kulkee c=valon nopeus, missä tapahtumat ovat ns. "valonlaatuisia". Sen yläpuolisella alueella ovat "ajanlaatuiset" tapahtumat, jotka meidän arkitodellisuudessamme ovat mahdollisia ja alempana taas "paikanlaatuiset", joissa kausaliteetti muljahtaa.

 

Jaa miten niin ot 

 

Asiaan palatakseni, eivätkös ohjukset sentään lennä tuolla x=akselin lähialueella?

[Arne Wallen 72]

Mielenkiintoista, tuosta tuli mieleen kausalitettia ja mustia aukkoja pohdiskeleva koordinaatisto, jossa y-akseli=aika ja x-akseli=paikka. Niiden välillä 45 asteen kulmassa kulkee c=valon nopeus, missä tapahtumat ovat ns. "valonlaatuisia". Sen yläpuolisella alueella ovat "ajanlaatuiset" tapahtumat, jotka meidän arkitodellisuudessamme ovat mahdollisia ja alempana taas "paikanlaatuiset", joissa kausaliteetti muljahtaa.

 

Jaa miten niin ot 

 

Asiaan palatakseni, eivätkös ohjukset sentään lennä tuolla x=akselin lähialueella?

 

Niin ajattelit varmaan kuten minä ettei Storkki ja X-1 sopisi tuolle samalle taulukolle.

[Nils Rostedt 13]

Piaggio Avantin suoritusarvojen taustalla onkin se että valitulla siipiratkaisulla voidaan hieman pienentää kokonaiskantopinta-alaa.

 

 

Tuo grafiikka on mielenkiintoinen mutta sikäli vajavainen että se ei ota huomioon koneen hidaslento-ominaisuuksia, jotka usein ovat lentoturvallisuuden kannalta keskeinen asia. Esimerkiksi vaikka Hornetin siipikuormitus olisikin isompi kuin F-104:ssä, F-18:ssa on tehokkaat laskusiivekkeet ja etureunasolakot joilla kaiketi saavutetaan huomattavasti pienempi sakkausnopeus.

 

Jokin tähän asiaan liittyvä kolmas tunnusluku antaisi jo huomattavasti lisäarvoa tuohon grafiikkaan. Vaikkapa sakkausnopeus suhteessa siipikuormitukseen, tai jokin muu vastaavanlainen tunnusluku.

 

Itse olen viime aikoina huvikseni tarkastellut koneiden käyttökelpoista nopeusaluetta, jonka tunnuslukuna voi käyttää huippunopeuden ja sakkausnopeuden välistä suhdetta. Suuri luku tarkoittaa monipuolista suorituskykyä. Mm. MCR01 ja uusi Lancair Evolution pärjäävät tällaisessa vertailussa aika hyvin. Tosin on hyvä pitää mielessä että tarvittavat tehokkaat laskusiivekeratkaisut saattavat aiheuttaa muita haasteita koneen käsiteltävyydelle.

 

 

[Aki Suokas 80]

Vaikkapa sakkausnopeus suhteessa siipikuormitukseen, ...

 

Kuullostaa suurimmalta nostovoimakertoimelta.

[Nils Rostedt 13]

Niinpä, toisaalta tiedot eri konetyyppien sakkausnopeuksista voivat olla helpommin saatavissa kuin nostovoimakertoimet.

[Jukka Takamaa 0]

Asiaan palatakseni, eivätkös ohjukset sentään lennä tuolla x=akselin lähialueella?

 

Joo ja alle 80 kiloset laitteet alle 2 m2 siivellä ei lennä miehitettyinä potkurilla ( ainakaan sellaista ei ole tehty )...joku rakettikone saattais lentää. Siksi muutinkin hieman vielä taulukkoa....tästä voi tehdä joku lentoteekkari väitöskirjan ja hakea lisää dataa siihen ( mm. projektiili osuus on nyt tempastu hatusta ). 80 kiloa on raja siksi että Gossamer Albatros painoin 30 kiloa ja uskoisin että noin 50 kilonen ihminen voisi sen polkemalla saada ilmaan...jolloin se muuttui STOL koneeksi tai ultraksi tms. Toki 40 kilonenkin saattais saada sen ilmaan ja jopa 20 kiloinen lentolaite ( tyhjäpaino ) voinee olla mahdollinen tulevaisuudessa kunhan tekniikat kehittyy kevytrakennepuolella.

 

[ attachment removed / expired ]

 

[Jukka Takamaa 0]

Piaggio Avantin suoritusarvojen taustalla onkin se että valitulla siipiratkaisulla voidaan hieman pienentää kokonaiskantopinta-alaa.

 

 

Tuo grafiikka on mielenkiintoinen mutta sikäli vajavainen että se ei ota huomioon koneen hidaslento-ominaisuuksia, jotka usein ovat lentoturvallisuuden kannalta keskeinen asia. Esimerkiksi vaikka Hornetin siipikuormitus olisikin isompi kuin F-104:ssä, F-18:ssa on tehokkaat laskusiivekkeet ja etureunasolakot joilla kaiketi saavutetaan huomattavasti pienempi sakkausnopeus.

 

Jokin tähän asiaan liittyvä kolmas tunnusluku antaisi jo huomattavasti lisäarvoa tuohon grafiikkaan. Vaikkapa sakkausnopeus suhteessa siipikuormitukseen, tai jokin muu vastaavanlainen tunnusluku.

 

Itse olen viime aikoina huvikseni tarkastellut koneiden käyttökelpoista nopeusaluetta, jonka tunnuslukuna voi käyttää huippunopeuden ja sakkausnopeuden välistä suhdetta. Suuri luku tarkoittaa monipuolista suorituskykyä. Mm. MCR01 ja uusi Lancair Evolution pärjäävät tällaisessa vertailussa aika hyvin. Tosin on hyvä pitää mielessä että tarvittavat tehokkaat laskusiivekeratkaisut saattavat aiheuttaa muita haasteita koneen käsiteltävyydelle.

 

 

 

Mielestäni tätä taulukkoa pitäisi osata lukea usealta kantilta yhtäaikaa...koneen geometria, reynoldsin luku, siipiprofiili, sakkausnopeus, voimanlahde ja muut mielessä niin tämä on mukana antamassa suunnittelutukea yhden aspektin suhteen..siipikuormituksen osalta.

 

F-15 tuli laskuun ilman toista siipeä. X-1 pudotettiin emokoneesta ( starttia koskaan otettu maasta ) siksi sitä voitiin lentää huimalla siipikuormituksella. Pilotilla oli periaatteessa koko Mojaven suola-aavikko tilaa tuoda se laskuun huimalla nopeudella.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Bell_X-1-3_being_mated_with_the_motherplane.jpg

 

F-18 lentää eri reynolds luku alueella kuin F-104 siksi se voi lentää korkeammalla siipikuormituksella..Flanker taas edelleen matalemmalla re luku alueella kuin F-18 jne.

 

Avantissa on tosiaan merkillistä se, että siipiä lisäämällä on saavutettu jotain ( tässähän Fokker Dr.1 epäonnistui ).

[Jukka Takamaa 0]

Vielä yksi eräs tapa luokitella kaavion koneita...tässä matkustajakoneet ( business ), hävitttäjät ja raacerit( unlimited ) samalta aikaperiodilta ( suurinpiirtein ).

 

[ attachment removed / expired ]