Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,685

WING OF DISK FLYING VEHICLE

Герасимов С.А.
Influence of the size of plane wing channel on the magnitude of the lift force created by the disk flying apparatus is investigated experimentally.

Дисковый летательный аппарат c радиальным обдувом крыла [1,2], обладает, как оказалось, достаточно большой подъемной силой [3]. Однако, этот эффект обнаруживает себя только при соответствующем выборе геометрических параметров конструкции и сравнительно больших угловых скоростях вращения центробежного воздушного винта 1, находящегося между крылом 2 и экраном 3 (рис. 1). Поэтому необходимость увеличения подъемной силы, позволяющего снизить частоту вращения ротора, остается. Увеличение размеров крыла или экрана, как выясняется, не приводит к положительному эффекту [4]. Замена плоского крыла скошенным, вероятно, влияет на устойчивость летательного аппарата, но существенно увеличить его подъемную силу не позволяет [5]. Изменение положения центробежного воздушного винта также не привело к значительному увеличению эффективности летательного аппарата [6]. Неизученным осталось влияние геометрических параметров воздушного винта и размеров канала крыла на величину подъемной силы, создаваемой всем летательным аппаратом. Понятно, что при большом диаметре p канала подъемная сила мала. Недостаточной она оказывается и в том случае, когда канал в крыле отсутствует. Поэтому можно ожидать, что при некоторой величине p, зависящей от диаметра экрана d и расстояния h между крылом и экраном, подъемная сила максимальна. Характер зависимости подъемной силы F от h может также оказаться полезным в выяснении происхождения подъемной силы. Этому посвящена настоящая работа.

Рис. 1. Дисковый летательный аппарат с плоским экранированным крылом

Рис. 2. Зависимости подъемной силы F от расстояния h при различных диаметрах канала p для экрана, совпадающего с верхним основанием ротора (d=c)

На рис. 2 показаны экспериментальные зависимости подъемной силы F от расстояния h между экраном и крылом для случая, когда диаметр экрана совпадает с диаметром ротора d=c. Измерения проводились при c=0.066м; остальные параметры системы: a=0.38c, b=0.30c. Важно отметить, что при отсутствии крыла (h®¥) и совпадении диаметра экрана d с диаметром основания ротора (это, по существу, означает отсутствие экрана), подъемная сила (она же в данном случае - сила тяги воздушного винта) не только мала, но и отрицательна, то есть, направлена вниз. Отношение максимальной подъемной силы к модулю силы тяги составляет не менее 10. Максимальное же значение подъемной силы, как и прежде, оказалось достаточно большим. Например, прис=0.66м и частоте вращения воздушного винта f=w/2p=100Гц, максимум подъемной силы должен составить Fm=0.028×0.664(2p×100)2»2100Н, а увеличение всех параметров системы всего лишь в полтора раза в соответствии со свойством автмодельности [2] доводит максимум подъемной силы до одиннадцати тысяч ньютонов, что соответствует массе поднимаемого груза более тонны!

Примерно таким же значением максимальной подъемной силы обладает летательный аппарат с d=1.4c (рис. 3). Правда, в этом случае подъемная сила экрана с ротором, но без крыла, положительна и составляет существенную величину. Регулярность положения максимума подъемной силы начинает нарушаться уже при небольших превышениях d над c и становится наиболее заметной при d=2c (рис. 4).

Рис. 3. То же, что и на рис. 2, для d=1.4c

Рис. 4. То же, что и на рис. 2 и рис. 3, но приd=2c

Рис. 5. Максимальная подъемная сила как функция диаметра канала.

Например, появление второго экстремума, соответствующего p=0.6c, при диаметре экрана, вдвое большем диаметра ротора, пока не понятно. Именно поэтому соответствующая зависимость изучена наиболее подробно.

Интересно, что все три примера дают приблизительно одно и тоже значение максимальной подъемной силы Fm. А это, в свою очередь, позволяет определить диаметр канала, при котором подъемная сила максимальна (рис. 5). Результат оказался достаточно простым: максимум подъемной силы соответствует диаметру канала, приблизительно равному диаметру ротора. Точнее определить не удается. Наверное, это пока и не нужно. Это значение может измениться при изменении других параметров летательного аппарата. Однако для скошенного крыла значение p, соответствующее максимуму подъемной силы, если и изменится, то незначительно. Об этом свидетельствуют экспериментальные результаты [5], полученные, правда, только при p»c.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Блин Е. Четвертый способ. // Авиация общего назначения. 2002. № 12. С. 19-24.
  2. Chung-Ching C. Aerodynamic Lift Apparatus. Patent USA No 6073881. Patented 13 June 2000.
  3. Герасимов С.А. Автомодельность летательного аппарата с плоским экранированным крылом. // Фундаментальные исследования. 2007. № 6. С. 15-17.
  4. Герасимов С.А. Дисколет: четыре принципа и четыре эксперимента. // Инженер. 2006. № 11. С. 6-8.
  5. Герасимов С.А. Форма крыла дискового летательного аппарата. // Естественные и технические науки. 2007. № 1. С. 88-91.
  6. Герасимов С.А. О подъемной силе двойного дискового крыла с радиальным обдувом. // Техника и технология. 2007. № 4. С. 8-11.