Приветствую Вас, Гость Суббота, 18.11.2017, 09:17 Главная Регистрация RSS
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » Парапланерный форум » Обсуждение проблемных вопросов парапланерной техники » Методы оценки ЛТХ парапланерных систем (Анаиз различных методов оценки ЛТХ ППС)
Методы оценки ЛТХ парапланерных систем
ДокторЛивсиДата: Среда, 26.08.2015, 00:24 | Сообщение # 1
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 64
Репутация: 1
Статус: Offline
Добрый день!
Прогресс в парапланостроении требует его качественной оценки. Любая инновация должна быть исследована не только с точки зрения ее предполагаемых  перспектив, но и путем анализа результатов ее применения.
Попробую привести список оцениваемых параметров, которые определяют эффективность работы парапланерной системы.
1.Вилка скоростей - от минимальной скорости срыва до максимально возможной достижимой с помощью акселератора скорости установившегося полета.
2.Аэродинамическое качество системы (желательно во всем диапазоне рабочих углов атаки).
3.Управляемость системы - т.е. производная ее угловой скорости вокруг соответствующей оси по величине управляющего воздействия.
4.Устойчивость системы - т.е. величина парирующего усилия или момента на случайное возмущение.

Первый вопрос: добавьте другие критерии оценки эффективности парапланерной системы.

Очевидно, что параметры, представленные в третьем и четвертом пунктах могут быть определены на основании субъективных ощущений тест-пилота путем проведения соответствующего летного эксперимента. Также  в этом случае могут быть полезными средства видеофиксации с временной шкалой.
Первые же два пункта требуют точного измерения. Именно так можно не только сравнить две конструкции, но и проводить оценку полезного влияния инноваций в процессе исследовательской работы.
Попробуем рассмотреть возможные методы измерений.
1. Первое, что напрашивается - это измерение скоростей посредством различного рода портативных приборов и GPS устройств. Но этот метод не выдерживает критики из-за большой погрешности. Большинство цифровых вариометров имеет точность показаний до 0.1м/с, что уже предполагает погрешность до +/-5%, не говоря уже о точности самих измерений. Разного рода указатели полной скорости с "вертушками" и средства GPS тоже имеют погрешность, величина которой неизвестна, но точно довольно большая. Попробуйте сравнить показания спидометра и автомобильного GPS.
2. Средства внешнетраекторного измерения. Честно говоря, я мало что об этом знаю. И можно ли применять эти комплексы для наших целей. И насколько это практически применимо. Поэтому, если кто-то есть компетентный в этом вопросе, прошу рассказать.
3.Стендовые испытания. Ранее Ивановым П.И. был предложен метод определения аэродинамического качества параплана, суть которого ясна из рис.1.


Эта схема кажется мне достаточно перспективной, однако непостоянство приземного ветра и сложность измерения его скорости не оставляют шансов для ее практической реализации.
В голову приходит мысль об использовании пассивной (рис.2) либо активной (рис.3) лебедок в условиях абсолютного штиля.

В этом случае большое влияние на результаты эксперимента может оказать качество дорожного покрытия и энергоэффективность  шасси, а также точность прибора измерения скорости.
Применяя же активную лебедку, мы исключаем описанные выше флуктуации. Правда добавляются колебания угловой скорости намоточного барабана, обусловленные особенностями работы двигателя. Полную скорость системы легко отследить с помощью безынерционного датчика угловой скорости вращения промежуточного барабана. Введем также два тензодатчика, измеряющие нагрузку вдоль горизонтальной и вертикальной осей. Измерив к тому же угол наклона фала, думаю, вполне можно построить поляру в широком диапазоне углов атаки. Для этого достаточно данные указанных датчиков, пропустив их через АЦП, объединить в одну тайминг-диаграмму. Тогда, проводя вертикали в любых ее местах (т.е. в произволье моменты), мы вполне можем получить семейство точек, которое можно интерпретировать как полетную поляру параплана.


На рис.4 представлена возможная схема расположения датчиков на активной лебедке и указаны векторы сил, действующих на нее со стороны параплана а также реакции опор.



Второй вопрос: Найдите недостатки в схеме с активной лебедкой.
Третий вопрос: По вашему мнению, лучше проводить эксперимент с участием пилота (как на рис.2) или без него (как на рис.3)?
 
PetrДата: Вторник, 01.09.2015, 10:18 | Сообщение # 2
Сержант
Группа: Администраторы
Сообщений: 36
Репутация: 0
Статус: Offline
1. Прежде хотелось бы уточнить определение «эффективность работы парапланерной системы». Эффективность, в общем случае, есть отношение полезного эффекта (результата) к затратам на его получение. В практике под эффективностью испытаний понимается степень соответствия полученных результатов поставленным целям, или же понимают достижение цели заданной программой исследований в заранее определенные минимально возможные сроки в полном объеме и с высоким качеством (желательно еще и с минимальными затратами,– но это уже экономика).
Что лично автор понимает под эффективностью работы парапланерной системы в приведенных им четырех параметрах? Может это максимальный диапазон для первого параметра, экстремумы для остальных? Правда к предложенным автором четырем параметрам я бы добавил еще и такой важный параметр как надежность. Желательно уточнить.
2. Я убедился на собственном опыте, что элементарный датчик скорости вертушечного типа дает вполне удовлетворительные для практики значения скорости полета на разных режимах полета (с отпущенными, затянутыми стропами и др.). Единственная трудность – правильное, грамотное его размещение и чтобы он не мешал управлению. Правда, от режима к режиму в процессе измерений нужно переходить очень плавно, в силу инерционности датчика.
3. Система внешнетраекторных измерений (ВТИ) основана на чистой геометрии – решении косоугольного треугольника (в пространстве), образованного двумя наземными постами ВТИ и объектом. Здесь с высокой точностью заранее определена «база»– расстояние между постами. В каждый момент времени с обоих постов определяются углы места и азимута положения объекта (относительно плоскости местного горизонта и относительно «базы»). Далее, с помощью теорем синусов, косинусов и элементарных теорем векторной алгебры определяются пространственные координаты положения объекта в любой момент времени и строится траектория движения объекта. Далее, дифференцируя, определяются скорости объекта в любой момент времени. Точность определения координат системой ВТИ существенно зависит от положения объекта в пространстве. Наибольшие погрешности в определении координат и скоростей получаются, когда объект находится либо в зените, либо очень низко над горизонтом. Поэтому для системы ВТИ существует зона оптимальных измерений. Повысить точность и надежность измерений можно введением дополнительно третьего (и даже четвертого) поста измерений в систему ВТИ.
4. Стендовые испытания. Этот метод, жесткого крепления параплана (парашюта) непосредственно к якорю на земле, был предложен еще до Иванова П.И. в НИИ ПС (г. Москва). Иванов П.И. просто использовал его для получения некоторых характеристик параплана. Метод страдает рядом недостатков, в частности, как Вы правильно заметили, непостоянство приземного ветра, пограничный слой, пульсации скорости в нем делают его практически не пригодным. Однако, на стендовой базе в ГП НИИ АУС (г. Феодосия) имеются ветровые стенды, позволяющие поднять крыло достаточно высоко и вывести его из зоны пограничного слоя и повышенной турбулентности. В этих случаях крыло ведет себя достаточно устойчиво, чтобы с ним можно было бы проводить качественные и количественные измерения. Однако был в практике и случай непосредственно наземного испытания, когда купол вел себя достаточно устойчиво – когда он заякоривался непосредственно на пляже под мягкий морской бриз.
Все же главным недостатком метода заякоривания следует считать несоответствие его летному эксперименту по ряду критериев подобия. Например, число Ньютона системы в методе заякоривания равно нулю (поскольку грузом является бесконечно большая масса Земли). Также возможно найдутся и другие, не менее значимые критерии, значения которых далеки от их значений в летном эксперименте. Т.е. для метода «заякоривания» не обеспечивается подобия с летным экспериментом по ряду важных критериев, и это его главный недостаток.
5. Использование динамической каретки или движущегося транспортного средства уже более перспективно для испытаний планирующих систем. Этот метод в свое время эффективно использовался конструктором Пономаренко В.И. и другими испытателями для оценки характеристик летающей лаборатории с ППС. Однако и он имеет ряд ограничений, о которых автор уже догадался.
6. Наибольшее приближение по всем критериям подобия при методе динамических испытаний с помощью автотранспорта или механической лебедки, достигается для мотопарапланов, так как здесь сила тяги троса вполне удовлетворительно имитирует тягу собственного двигателя.
7. Если не обеспечивается в достаточной степени безопасность, то испытания следует проводить без пилота.
С уважением к автору, Petr.
 
ДокторЛивсиДата: Четверг, 10.09.2015, 22:08 | Сообщение # 3
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 64
Репутация: 1
Статус: Offline
Petr, большое спасибо за развернутый ответ.
1. Боюсь, надежность ППС в настоящий момент, можно определить лишь посредством проведения летных испытаний.
6. Поправьте, если я не прав. Если не использовать груз, то тяга от троса - равна по модулю и противоположна по направлению полной аэродинамической силе аппарата. В этом случае, выведя параплан на достаточный угол, можно построить его поляру, правда только в области больших углов атаки. А в случае применения груза, мы прикладываем тягу уже к полноценной ППС. Здесь, мне кажется, можно строить поляру во всем диапазоне рабочих углов атаки. Но нужно внимательно рассмотреть систему сил, действующих на ППС.
 
ДокторЛивсиДата: Вторник, 20.10.2015, 00:13 | Сообщение # 4
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 64
Репутация: 1
Статус: Offline
Несколько дней назад, мне, как начинающему пилоту, впервые посчастливилось полетать, будучи "затянутым" посредством лебедки, называемой в простонародье "малинкой".  Строго говоря, назвать это устройство лебедкой нельзя, поскольку в ней нет приводного барабана. Оно представляет собой длинный легкий трос, пристёгнутый к фаркопу авто, движущемуся по  прямой дороге. У водителя есть динамометр, руководствуясь показаниями которого, он старается поддерживать нагрузку на тросе постоянной. Руководит затяжкой опытный инструктор, имеющий связи с пилотом и с водителем. Отцепка производится пилотом самостоятельно по команде инструктора. Мне, как начинающему пилоту, инструктор задал небольшую тягу, что в сочетании с не слишком выдающимися аэродинамическими характеристиками учебного крыла привело к затяжке на высоту 450 метров относительно места старта. Но более опытные пилоты заявляли о высотах отцепки порядка 800 метров.
Вот видео двух стартов:




Из сделаных мною наблюдений, рождаются следующие выводы:
1. Даже легкий полиамидный шнур на длине около километра имеет достаточно большую стрелу прогиба. Таким образом, замер угла наклона шнура возле намоточного барабана не имеет смысла.
2.В процессе затяжки система находится в неустойчивом равновесии и требует постоянного, хоть и не слишком агрессивного подруливания. В большинстве случаев хватает "работы весом", т.е. смещения свободных концов относительно друг друга.
 
ДокторЛивсиДата: Понедельник, 09.11.2015, 02:29 | Сообщение # 5
Лейтенант
Группа: Администраторы
Сообщений: 64
Репутация: 1
Статус: Offline
Сегодня (спустя три недели после предыдущего поста) мне удалось затянуться на лебедке в том же районе, правда на другом параплане. Хочу отметить, что турбулентность атмосферы заметно снизилась, и теперь диапазон вертикальных скоростей по показаниям вариометра составил 0,8 м/с против 2,2 м/с в прошлом полете.
Еще одно наблюдение.
3. Буксировочный трос километровой длины тянется по земле довольно тяжело. Усилие, необходимое для протяжки его по грунту, судя по ощущениям, составляет примерно 150-250 Н . Таким образом, нельзя допускать проведения измерений при касании тросом земли.
 
Форум » Парапланерный форум » Обсуждение проблемных вопросов парапланерной техники » Методы оценки ЛТХ парапланерных систем (Анаиз различных методов оценки ЛТХ ППС)
Страница 1 из 11
Поиск: