Aerodinamika paraglajdera

[Pumba]

Martine, izvini, nisam video tvoj post. Potrudicu se da napisem nesto na temu aerodinamike paraglajdera. Bilo bi dobro kad bi mi rekao nesto konkretnije o tome sta te tacno zanima. Sam pojam "aerodinamika paraglajdera" je poprilicno sirok.

Pozz

[off_martin]

Pa uglavnom me zanima sve sto se toga tice. Uskoro cu poceti da letim pa mi je svako znanje vise dobrodoslo. Na primer za pocetak uopsteno pa ce se tema razraditi. Vrlo bi mi dobrodosao neki materijal o tome. Inace sam citao dosta o aerodinamici i imam solidno predznaje ali ne konkretno o aerodinamici paraglajdera !

[off_martin]

Za pocetak ti pocni a ja cu sa pitanjima.
Poozzz

[Pumba]

Dare nema tehnickih gresaka, lepo  ti to sve znas.

Tacno je da se koriste S ili reflex aeroprofili. Oni nisu nista novo i nepoznato (to sto neke firme reklamiraju svoju "novu reflex" tehnologiju
nema veze sa vezom). Ti aeroprofili su poznati skoro 100 godina kao i nacin njihove primene. Celo poenta ovih aeroprofila je u koeficijentu momenta propinjanja Cm.

U koliko je Cm manje od nule nos aeroprofila ide na dole, tj. aeroprofil smanjuje napadni ugao, Ako je Cm vece od nule sledi obrnuto. U koliko je Cm=0, AP je neutralan (ovo su uglavnom simetricni profili kojima je i gornjaka i donjaka istog oblika) S aeroprofili imaju Cm vece od nule.
Ovde se javlja problem koji cesto zbunjuje ljude i u textovima o paraglajderima pravi zbrku.
Prvo treba razdvojiti dva termina: stabilnost letilice i  uravnotezenje letilice.
Ovo sto pisem dalje se odnosi pre svega na klasican avion. Stabilnost se postize samo polozajem centra mase (CG) koji treba da bude ispred aerodinamickog centra aviona. Sto je CG vise ispred AC to je avion stabilniji. Dakle stabilnost predstavlja teznju letilice da pri povecanju napadnog ugla (naravno ne od strane komandi pilota nego zbog nekog spoljasnjeg uticaja) sama smanji napadni ugao. cesto se javlja zabuna: stabilan avion ne mora da leti pravo. Da bi leteo pravo mora biti I STABILAN I URAVNOTEZEN.

Uravnotezenje je stvaranje momenta koji ce drazati nos aviona pravo. To kod klasicnog aviona radi horizontalni rep. Ovo uravnotezenje se cesto zove trimovanje. Avion je potrebno trimovati za svaku brzinu.

Zamislite klackalicu gledanu s boka,prednji kraj moze da ide dole gore dok se centralni okrece oko osovine. E, ta osovina je CG. Sve stvari se u vazduhu okrecu oko centra mase. I sva kretanja mogu da se opisu kao kretanje CG-a i Kretanje tela oko sopstvenog CG-a (6 stepeni slobode=6 diferencijalnih jednacina).

Da bi letilica bila stabilna mora da tezi da obara nos (prednji kraj ljuljaske) Tj sila uzgona  koja deluje u AC mora da bude iza osovine (CG).
Dakle zamislite jednog malog batu koji samo malo iza osovine (mali krak sile)jako gura na gore. To znaci da ce prednji kraj ici na dole. Klackalica je stabilna.
E,sad jedna mala seka skroz na  zadnjem kraju (veci krak) klackalice blago gura na dole. Pri odredjenoj srazmeri sila klackalica ce stojati horizontalno. Sad je klackalica-avion i stabilna i uravnotezena.


Bata je sila uzgona krila a seka je horizontalni rep koji trimuje avion.
Bata gura jako i drzi avion u vazduhu dok je sekina sila slaba i ne gura jako na dole ali ima veliki krak poluge.


Pikado je primer jako stabilne "letilice" ako ga samo pustite icice pravo dole. Ali pikado nije uravnotezen. Doduse pikado ne stvara silu uzgona pa mozda i nije najbolji primer.

Probajte da napravite pairni klasicni avion i pomocu spajalica menjajte polozaj CG-a. Zakrilcima savijenim na gore probajte da uravnotezite avion.

Ako je Cg previse napred necete ga moci uravnoteziti i avion ce ici nosom pravo na dole. Ovakav avion JESTE STABILAN ALI NIJE URAVNOTEZEN.
Pomerajte CG unazad i  posle jednog polozaja avion ce poceti da leti kao list. Tad ste presli aerodinamicki centar aviona i on nikako ne moze biti stabilan.




Verujem da sam smorio ovim pisanijem.Znam da nije preterano ocito povezano s PG-om. Ali smatram da su stabilnost i uravnotezenje dva osnovna pojma koja treba razumeti. Bez toga nema nikakve letilice, barem ne one koja leti kako treba.


Kod paraglajdera je CG pomeren extremno nisko sto za posledicu ima razne pojave.Na primer da krilo pg-a ne mora biti stabilno u klasicnom smislu vec da samo teziste mora biti ispod tacke centra potiska bla bla bla. Aerodinamicki  PG je cudna letilica.




Nadam se da je sve ovo malo pojasnilo neke stvari. Molim za feedback.
Takodje kazite dal da pisem jos, jel ima nekog da sve ovo zanima. Voljan

sam da pisem samo malo tesko nalazim vremena za duze postove



Na  paraglidingforum.com mozete naci Olivierove postove (covek koji pravi Bionic). Vise puta je naglasio da firme treba da daju vise podataka o krilima, kao i da malo vise obrazuju pilote o tome kako rade njihove letilice. Ni u jednoj grani vazduhoplovstav ljudi ne znaju toliko malo o svojim letilicama. Nista od toga nije preterana mudrost i moze da se shvati. Ne treba vam neko nenormalno znanje matematike.


Sto se tice literature iz aerodinamike imam dosta pa ko hoce nesto neka kaze sta hoce i mogu da pustim na mail ili da se nadjemo negde pa dam na disku. Moj mail ftlltf@yahoo.com

Mogli bi da napravimo neko kafansko okupljanje JV-a. Kad nas ovo vreme vec ne sluzi.  

Poz drugari.

[Pumba]

Posto kazu da je aeroprofil srce letilice a vec smo spomenuli S profile, malo cu da smaram sa istima.



Prvo kako Ap stvara uzgon. Opet tema koja stvara zabune. Nacicete objasnjenje kako je gornjaka duza pa vazduh mora da ubrza da bi se susreo u istom trenutku sa vazduhom koji je isao ispod donjake. Ako je vazduh brzi, manji je pritisak na gornjaci tj. cika Bernuli stupa na scenu sa dinamickim pritiskom.

E ovo nije bas tacno. Prvo vazduh ne mora da se susretne u istom trenutku na izlaznoj ivice, drugo padom pritiska nastaje samo manji deo uzgona, veci deo uzgona nastaje STVARANJEM KRETANJA VAZDUHA NA DOLE. E tu dodje cika Njutn sa zakonom akcije i reakcije. Vazduh dole - krilo gore.


Ovo povijanje (downwash) moze da se vidi na ovim fotkama.
 http://www.diam.unige.it/~irro/gallery.html

http://home.comcast.net/~clipper-108/Image17.gif

AP je u sustini sprava koja tera vazduh na dole i to vrlo efikasno.


Takodje sam naiso cak na neke DVD-e o aerodinamici gde ljudi koji nemaju blage veze prodaju znanje drugima. ( ne kazem da ja znam nesto posebno)




Ovo NIJE stvarna slika opstrujavanja vec VRLO pogresna, a moze da se nadje cak i po knjigama

http://web.mit.edu/2.972/www/reports/sail_boat/flow_over_airfoil.gif






Opstrujavanje izgleda otprilike ovako:

http://www.eng.cam.ac.uk/outreach/CUEDresources/GliderDesign/gliders_presentation2004_files/slide0035_image010.gif

Na nosu aeroprofila stvara se upwash a iza downwash.






Moze jos dosta da se prica o profilima, pocev od osnovnih termina i
definisanja pa do karakteristika onih koji se koriste u PG-u.Opet ako ima zainteresovanih kazite da ne smaram za dzabe.



Dovoljno je malo znanja pa da marketing firmi postane pomalo i smesan. Sve te nove tehnologije i nisu bas tako nove. Primena jeste nova. Razvijaju se sredstva za simulaciju i optimizaciju, skupljaju iskustva... To gura napredak krila a ne "tajna znanja" uz pomoc kojih je napravljen novi
ultra/mega/giga najbolji na svetu glider sa mnogo boljim handlingom nego glider od prosle godine koji je isto tako bio  ultra/mega/giga neprevazidjen.




pozz,
marko




P.S dobra ideja da se startuje topic, hvala.

[Pumba]

Evo da smaram jos dok me niste proterali.

Kao potvrdu gornje price o aeroprofilima  mozete izvesti sledeci prost experimentic.

Uzmite traku papira recimo siroku 2-3 cm a dugacku 7-8 cm. Neka je traka ravna. Prinesite je donjem delu ustiju i blago dunite iznad nje. Dinamicki pritisak padne jer se vazduh na gornjoj strani krece a na donjoj stoji.

Traka se malo savije na gore. OK. To je Bernuli.Sad traku savite malo na dole, tako da deo koji je usmeren od vas gleda na dole, tj. glumi izlaznu ivicu aeroprofila. Sad je vertikalno projektovana povrsina manja nego dok je traka bila prava - trebalo bi da se stvara manje uzgona.

Ali, ako ste probali videli ste da se pojavio znatno jaci uzgon nego u prvom slucaju. Zasto? Pa zbog koanda efekta, vazduh se povija zajedno sa trakom kako prelazi preko nje. To znaci da na kraju tok vazduha biva usmeren na dole. E, sad dodje Cika Njutn i stvara znatno jaci uzgon nego u prvom slucaju.

Potpuno je isto i sa aeroprofilom.

Opet znam da ovo nije aerodinamika paraglajdera, ali su osnove koje smatram jako bitnim za dalje razumevanje. Slova prvo, pa onda recenice.




Nadam se Dare da je malo jasnije.


U principu, downwash je strujanje na dole iza krila, a upwash na gore ispred krila. Najbolje pogledaj sliku koju sam poslao.

Upwash je znatno manji od downasha i zato se stvara uzgon.

[Pumba]

Da staticki padne zbog dinamickog za 0.5*Ro*(v na 2).


Ne, to nisu primeri vrtloga na krajevima krila. Dvodimenzionalno strujanje (teorijski aeroprofil sa beskonacnim razmahom krila) se razlikuje od trodimenzionalnog (pravo krilo) pre svega na krajevima.


Teorijski 2D aeroprofil  moze da ima finesu i preko 150 (nije greska) Ali kod pravog krila se to smanji mnogo zbog jelte, efekta trodimenzionalnosti.



Indukovani otpor prakticno ne podrazumeva samo efekta krajeva. To je otpor koji nastaje upravo zbog stvaranja uzgona. Taj clan otpora iznosi

Cz na kvadrat podeljeno sa (AR*PI*e)


Gde je: Cz - koefecijent uzgona
Ar - vitkost
PI =3.14
e osvaldov faktor efikasnosti (duga prica vezana za Rejnoldsov broj,

vitkost, strelu...)

Dakle indukovani otpor raste sa kvadratom koeficijenta uzgona - bitna stvar. Teorijski ako se AR poveca ka beskonacnosti indukovani otpor ide ka nuli.

[Pumba]

E, zaboravio sam da sam slao i slike aviona i downwasha. Da oni vrtlozi na ivicama su posledica vrtloga na krajevima krila.

Izvini moja greska, vec sam umoran pa masim.


Gornji post je vezan za slike aeroprofila.

[off_martin]

IZUZETNO.
Sve sam to vec citao ali ovaj prikaz je izuzetan. Hvala. Ali nesto konkretno o PARAGLAJDERIMA, ono sto bi svaki pilot trebao da ima na umu na svakom letu. Recimo ponasanje glajdera na malim visinama pri raznim brzinama vetra ili na velikim visinama. Nesto o finesama i osetljivosti glajdera. Dokle ici u pojedinim momentima i sta nase krilo moze da podnese ? Samo nastavi da SMARAS
Pozz

[Sale]

Moram priznati da mi nekako ne ide u glavu to da je veci deo uzgona sila reakcije koja se javlja usled downwash-a. Naime imamo razlicite pritiske ispod i iznad krila usled razlicitih brzina strujanja fluida. Ti pritisci ( tacnije razlika pritisaka) svedeni na povrsinu krila daju odredjenu silu koja ce biti usmerena, u ovom slucaju na gore. Ova sila deluje kao kontinualno opterecenje po celoj povrsini. E sad downwash se dogadja na izlaznoj ivici krila. Moze se reci da vazduh sa gornje povrsine koji opstrujava profil vecom brzinom, zbog oblika profila nakon izlaska iz istog nastavlja da struji nadole. Gde onda na krilo deluje sila akcije, da bi reakcija bila na gore. Nije mi bas prihvatljivo da ona gura izlaznu ivicu, jer mi to lici na pokusaj da pomocu sajle za vucu guramo automobil. Mnogo mi je blize da zamislim kako se usled downwasha na izlaznoj ivici profila formira dodatna barijera za vazduh koji struji preko donje povrsine, cime se on dodatno usporava, a to opet povecava staticki pritisak na racun dinamickog i tako pojacava uzgon profila, ili ti i ovde je na delu Bernuli. Time bih mogao i da objasnim pojavu sa slicice,




na kojoj je prikazano da vazduh koji opstrujava gornju povrsinu napusta profil mnogo pre vazduha koji opstrujava donju povrsinu. Toku fluida energiju je moguce oduzeti samo promenom kretanja, bilo usporavanjem ili skretanjem. Posto se ovo skretanje dogadja u momentu napustanja profila, mislim da na uzgon deluje samo indirektno usporavajuci vazduh koji struji ispod profila.

[Pumba]

Sale, sto se tice usporavanja strujanja sa donjake, ne mogu 100 posto tacno da ti odgovorim. Moguce je da se to dogadja jednim delom i onda to povecava uzgon. Za tako nesto su potrebna precizna merenja u aero tunelu. Rezultati ce biti bitno razliciti od aeroprofila do aeroprofila.
Znam da moze da se desi da vazduh sa donjake na izlaznoj ivici pocne da se penje na gornjaku i sa izlazne ivice pocne da se se krece prema nosu aeroprofila. Ovo je vrlo tanak sloj koji postepeno zadebljava i moze da napravi probleme,.

Kolicina vazduha koja je usmerena na dole nije zanemarljiva, pogledaj na gornjim fotkama samo koliko je duboko utisnut oblak.

Bez obzira sto se vazduh krece na dole od izlazne ivice, to ne znaci da sila uzgona deluje samo tu.

Razmisli kako ravna ploca stvara uzgon i to dosta uzgona, ako joj je i gornjaka i donjaka iste duzine.
Gornjaka je u proseku oko 2 % duza od donjake (naravno zavisi i od profila) sto i nije nesto.
Koliko se secam profesor nam je reko da je racunao  da kad bi profil stvarao samo uzgon na osnovu Bernulijia Utva 75 bi morala da ima profil debljine 75% i gornjaku od 250% duzine donjake. A covek se dugo vremena bavi profilima, pisao je strucne knjige na tu temu i predavao aerodinamiku po svetu.

[Pumba]

Inace ona fotka sto si stavio je bas dobra. Konkretno na slici je aeroprofil kome je malo izbacen flaps tako da se formilalo malo udubljenje sa donje strane izlazne ivice. Ovo su aeroprofili sa podsisavanjem. Poznati su da stvaraju znatno vise uzgona nego obicni. Takodje imaju jak moment obaranja nosa tj. Cm ima znatno negativniju vrednost.

Ovo ti je  primer, gde produzavanjem donjake dobijamo jaci uzgon. Po cistom Bernuliju trebalo bi da je obrnuto. Fora je da se ovim i vazduh sa donjake usmerava malo na dole i time dodaje downwashu.

[Sale]

Penjanje vazduha na gornjaku mi je jasno. Vazduh sa vecim pritiskom naravno ide u zonu manjeg pritiska, a tu je i trenje o profil.

Sto se tice ravne ploce, ona nema nikakav uzgon ukoliko je postavljena tako da su joj povrsine paralelne strujanju. Uzgon dobija kada je iskosis, tj kada je postavis tako da usporava i skrece struju vazduha. Mislim da se kod aero profila dogadja i jedno i drugo. Naime uzgon usled razlicitih brzina opstrujavanja gornje i donje povrsine i uzgon usled skretanja struje vazduha, ali skretanja koje se dogadja tokom opstrujavanja donjake koja ima svoje zakrivljenje. Mislim da je mlaz vazduha iza krila za nas proslost. Beskorisni vrtlozi-turbulencija koja samo smeta drugima. Samo vazduh koji je u kontaktu sa nasim krilom moze da nam da uzgon. Bilo zato sto ga usporavamo, bilo zato sto ga skrecemo. Mislim da zato i postoji zakrivljenje koje se vidi blizu izlaza iz profila na slicici koju si ti postavio, a ja iskoristio da te smaram. Zato je naravno bitan i izlazni ugao profila o kojem ces nadam se  takodje da pises, jer on nas paraglajderiste, ako ga ne razumemo i ne kontrolsemo moze da dovede do full stall-a ili da nas prizemlji mnogo pre nego sto smo hteli.
Da se razumemo meni su mnogo bliskija opstrujavanja nestisljivim fluidima, a ovde samo pokusavam da ti zadrzim interesovanje i paznju, jer ako se mi ucutimo prestaces i ti da pises  

[Pumba]

Sale ne smaras me. Bolje da vodimo diskusiju nego da jedan pise a drugi klimaju glavom. Nisam ja sve na pokapirao i imam jos mnogo mnogo da ucim. Razmisljanjem se dolazi do rezultat, nekad i do pogresnih ali oni ne mogu daljim razmisljanjem da se isprave. Najgore je sve prihvatati zdravo za gotovo. Barem moje misljenje.


Reko sam i pre da uzgon nastaje na oba nacina. Znam da je onaj od Njutna veci nego Bernulijev. Tacan odnos ne znam i zavisi od primera.

Mlaz iza krila jeste proslost, ali da bi bio tamo moralo je da mu se preda neka energija. Tako da njegovo stanje iza zavisi od krila. Ocigledno.
Moglo bi da se kaze da i mlaz iza rakete nema vise nikakve veze sa raketom pa on ipak daje silu potiska.
U pravu si sto se tice onog udubljenja, tu osim skretanja vazduh mora i da se malo uspori (zbog prosirenja) samim tim malo i raste pritisak - sledi jos malo uzgona. A posto je to na izlaznoj ivice Cm postaje negativnije zbog velikog kraka do aerodinamickog centra...


Svi mi letimo u nestisljivom fluidu. Ispod brzina od 0.5-0.6 maha vazduh se moze smatrati nestisljivim i tako se sve racuna. greske su vrlo male.


Napisacu posle nesto o reflex profilima kod kojih postoji fora sa izlaznom ivicom. Verujem da pod izlaznim uglom AP smatras nesto kao ugao zakrilca, tj kad se povuku komande. ovo bitno menja profil, i uzgon i otpor i Cm.

pozz

P.S. dok ima interesenata pisem i ja

[Sale]

Tacno tako. Povlacenjem komandi menjamo izlazni ugao. Mislim da je to jako vazno kod PG-a. Ne bi bilo lose ako malo to proanaliziras. Kako utice na uzgon, kako na pomeranje tacke u kojoj deluje sila uzgona, takodje mene licno interesuje kako se i da li se pomera tacka u kojoj deluje sila uzgona sa povecanjem napadnog ugla i ima li svrhe to korigovati polozajem u sistemu. Mislim da bi to mozda moglo da koristi kod letenja u termici