Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

КРЫЛО ДИСКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Герасимов С.А.
Экспериментально исследовано влияние диаметра канала плоского крыла на величину подъемной силы, создаваемой дисковым летательным аппаратом.

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.

Библиографическая ссылка

Герасимов С.А. КРЫЛО ДИСКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-1. – С. 28-30;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3897 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074