?

Log in

entries friends calendar profile PERATRONIKA H&S - персональная звукотехника Previous Previous Next Next
Снова о вихрях... - fan_d_or
fan_d_or
fan_d_or
Снова о вихрях...
Есть повод вернуться к теме вихревой аэродинмики про которую я уже неоднократно писал.

Наконец то после долгих поисков я обнаружил в своих закромах одну очень важную фотографию, которую надо обязательно учитывать при обсуждении вихревой аэродинамики - это фотография продувки модели самолёта с крылом отрицательной стреловидности (КОС).

Вот она...

КОС

Сделаем её покрупней и расмотрим внимательно...


Итак, что же мы видим? А видим мы исследование в аэродинамической трубе продувочной модели МиГ-23, на которой установлено КОС, т.е. крыло обратной стреловидности.
Картина обтекания визуализирована струйками дыма - что позволяет наглядно видеть вихревую структуру крыла и её взаимодействие с оперением.

Эксперимент показывает - при использовании КОС в схеме с нормальным оперением неизбежно попадание стекающего с крыла индуктивного вихря на оперение, что чревато неустранимым баффтингом (аэродинамической тряской). Для исключения баффтинга КОС должно применяться только в сочетании с ПГО (передним горизонтальным оперением) - как, к примеру это сделано на экспериментальном
Northrop Grumman X-29



При рассмотрении аэродинамической компоновки Х-29 следует обратить внимание на так называемые "штаны" - аэродинамические поверхности, по которым происходит стекание индуктивного вихря с центроплана. Это важный атрибут законченной "вихревой" конфигурации - и по наличию этого элемета можно судить о продвинутости аэродинамической концепции всего проекта в целом. "Штаны" позволяют возвратить часть энергии вихря и потому увеличивают общее аэродинамическое качество. Причём, этот элемент работает эффективно и на вихревой системе, создаваемой корневым наплывом при использовании обычного крыла прямой стреловидности.
"Штаны" можно видеть, к примеру на F-16.
В конфигурации. свойственной МиГ-29 и Су-27 эту же функцию выполняет уплощённый  фюзеляж - потому там штаны как таковые не нужны.

Теперь, познакомившись с аэродинамическоми особенностями КОС, вернёмся к столь почитаемому тусовкой за продвинутость С-37:


Глядя на компоновку С-37, мы первым делом должны отметить наличие корневого вихрегенатора!
А это означает, что неизбежно столкновение двух вихревых структур - вихря, созданного корневым вихрегенератором, и вихря, стекающего с крыла. Такое столкновение совершенно неизбежно должно привести к интенсивному баффтингу ХО, с которым по большому счёту справиться не удастся (и как показала жизнь - так и не удалось)....

Так, что аплодисменты и пускание слюней в адрес Беркута мягко говоря совершенно необоснованы - машина откровенно ошибочна в своей изначальной  концепции...

Tags: , ,

35 comments or Leave a comment
Comments
silentpom From: silentpom Date: January 5th, 2010 05:12 pm (UTC) (Link)
а вихри в разную сторону вращаются?
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 5th, 2010 05:27 pm (UTC) (Link)
Разумеется - если смотреть относительно оси симметрии.
silentpom From: silentpom Date: January 6th, 2010 05:30 am (UTC) (Link)
может я слепой, но вот где вихрь в КОС вижу слабо. А как от него ПГО помогает?
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 6th, 2010 05:41 am (UTC) (Link)
может я слепой, но вот где вихрь в КОС вижу слабо

Ну, тут уж ничем помочь не смогу...

А как от него ПГО помогает?

Помогает тем, что не попадает в него...
silentpom From: silentpom Date: January 6th, 2010 05:59 am (UTC) (Link)
а подрисовать :)
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 6th, 2010 07:01 am (UTC) (Link)
Подрисовать??

Неужели той визуализации, что имеется на продувочной модели недостаточно?!
From: ex_parfaits Date: January 7th, 2010 12:35 pm (UTC) (Link)
а какому числу М и углу атаки соответствует картинка? Кажется, это где-то рядом с предсрывным режимом, что в эксплуатации длится считанные секунды за каждый полёт.

и, справедливости ради. Отличие С-37 от МиГ-23 с КОС - у МиГа ХО вынесено сильно назад за крыло. У С-37 же, напротив, даже "наезжает" на крыло, при этом приподнято над ним.
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 7th, 2010 12:58 pm (UTC) (Link)

а какому числу М и углу атаки соответствует картинка?


А какая разница? Характер совершенно одинаков для любых режимов - вихрь стекает в районе центроплана и бежит на хвостовое оперение.

Кажется, это где-то рядом с предсрывным режимом, что в эксплуатации длится считанные секунды за каждый полёт.

Это даже не смешно - "предсрывной режим" является основным на взлёте/посадке и при любом сколько-нибудь энергичном маневрировании. Для режима догфайта это _основной_ режим - и именно тем, насколько глубоко можно заходить в сверхкритику определеятся тактическое и стратегическое преимущество в воздушном бою. Этим и поразили авиационный мир 9-12 и Т-10М...

и, справедливости ради. Отличие С-37 от МиГ-23 с КОС - у МиГа ХО вынесено сильно назад за крыло. У С-37 же, напротив, даже "наезжает" на крыло, при этом приподнято над ним.

Это не меняет существа дела - и главная претензия к концепции С-37, это использование корневого наплыва со своей вихревой системой, что во-первых делает столкновение вихрей неизбежным, а во-вторых - ухудшает эффективность КОС. Напомню, что в классической схеме МиГ-29/Су-27 корневой вихрь препятствует перетеканию потока вдоль размаха и тем повышает общее аэродинамическое качество. А тут он будет усиливать перетекание и уменьшать относительный выигрыш.

Фишка корневого наплыва в том и была, что он приближал совокупные характеристики к чистому КОС - без недостатков, свойственных КОС...
kostja_omega From: kostja_omega Date: January 5th, 2010 06:01 pm (UTC) (Link)
Посмотрел, что исследования облика истребителя пятого поколения начались в нашей стране ещё в середине 1970 годов, когда машины четвертого поколения - СУ-27 и МиГ-29 - делали лишь свои "первые шаги". Считай, более 30 лет назад. А ещё, вроде бы, гендиректор "Сухой" Михаил Погосян считает, что С-37 может стать базовым ПРОТОТИПОМ для истребителя 5-го поколения и в н.в. на самолете проводятся ДОРАБОТКИ для следующих испытаний. Не исключено, что это как раз те доработки о которых ты говоришь...
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 5th, 2010 06:30 pm (UTC) (Link)
Посмотрел, что исследования облика истребителя пятого поколения начались в нашей стране ещё в середине 1970 годов, когда машины четвертого поколения - СУ-27 и МиГ-29 - делали лишь свои "первые шаги". Считай, более 30 лет назад.

Угу... И я в тех исследованиях принимал непосредственное участие как раз...

А ещё, вроде бы, гендиректор "Сухой" Михаил Погосян считает, что С-37 может стать базовым ПРОТОТИПОМ для истребителя 5-го поколения и в н.в. на самолете проводятся ДОРАБОТКИ для следующих испытаний. Не исключено, что это как раз те доработки о которых ты говоришь..

С-37 создан для одной цели - чисто пиарной. Что б отбрать финансирование, остатки которого шли к конкуренту, работавшему над _реальным_ проектом МФИ.
Потому все его особенности предназначены для создания внешнего впечатления и трудно его использовать в качестве прототипа...
xahymah From: xahymah Date: June 1st, 2010 08:39 am (UTC) (Link)

Реальный проект МФИ это 1.44?

Он же большой и тяжелый. И выглядит как гость из 70-х.
fan_d_or From: fan_d_or Date: June 1st, 2010 11:21 am (UTC) (Link)

Re: Реальный проект МФИ это 1.44?

Реальнвый проект МФИ - это 1.42.
1.44 - это несколько упрощёный аппарат для практической проверки теоретических концепций.

Насчёт размерности - С-37 из той же колоды и ничуть нен меньше и не легче. Такова была в тот момент концепция военных - им нужна была ударная машина, способная прорывать свермощную ПВО на европейском ТВД и поражать цели на значительном удалении от аэродромов базирования. В тот период эту задачу в войсках выполнял Су-24 - который был бестолков и малоэффективен и ему перовому требовалась замена.
В дальнейшем эту нишу частично заполнил Су-34, который создан взамен намеренно проваленного проекта МФИ.

Отнсительно того, как он выглядит - МФИ создавался не для пиара и соответсвие голливудским канонам продвинутости ему ни к чему. В основу положена голая практичность - и в отношении аэродинмики машина является куда более совершенной, чем раптор, который она опережала в конструкторском цикле без малого на десяток лет.
Характеристики маневренности МФИ заметно превосходили и Су-27, и МиГ-29.
С снижением сигнатур у него тоже всё в порядке - американские придумки не единственное решение в этом плане.
Главное же в том, что МФИ основное вооружение размещалось на внутренней подвеске - и потому заметность в атакующей конфигурации незначительна.


xahymah From: xahymah Date: June 1st, 2010 11:44 am (UTC) (Link)

А как выглядит 1.42?

Если бы он стал создаваться, то был бы все равно отменен - судя по размерам Т-50, военные хотят небольшой самолет?
fan_d_or From: fan_d_or Date: June 1st, 2010 12:15 pm (UTC) (Link)

Re: А как выглядит 1.42?

С той поры утекло уже столько воды, что изменилась не только страна, но изменился в целом и окружающий мир. Потому потребности российских военных существенно отличаются от потребностей советских.
Многие задачи, возлагавшиеся на МФИ теперь возлагаются на совершенно другие системы вооружений - подавление ПВО противника теперь осуществляют не самолёты прорыва, а ОТР. Разведку эффективней ведут дроны.
Потому России в нынешний исторический момент нужен воздушный боец в классе истребителя - тем паче, что для функций тактического ударного самолёта существует весьма эффективный Су-34...
xahymah From: xahymah Date: June 1st, 2010 12:38 pm (UTC) (Link)

Можно еще вопрос?

1.44 - утка, как и Рафаль, Тайфун, Грипен и т.д.
Т-50 и Раптор построены по нормальной схеме.
Почему? Какие плюсы-минусы у этих схем?
fan_d_or From: fan_d_or Date: June 2nd, 2010 09:39 am (UTC) (Link)

Re: Можно еще вопрос?

Вообще то, лекция на эту тему требует слишком долгого стука по клаве - такого ресурся у меня не отыщется.
Но тема общеизвестная - потому попытайтесь отыскать это в сети. Наверняка где-то найдётся - на какой-нибудь энциклопедическом ресурсе.
А в учебнике по аэродинамике - уж наверняка...
From: ashes2 Date: January 29th, 2010 11:55 pm (UTC) (Link)

В связи с освещением в СМИ полета ПАК ФА.

Вот, показали первый полет - на первый взгляд некое подобие "Рэптора". А можно узнать Ваши впечатления? Ожидаемая картина? Конкурентнсоспособный аппарат?
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 30th, 2010 02:22 pm (UTC) (Link)

Re: В связи с освещением в СМИ полета ПАК ФА.

Да никаких особеннных неожиданностей - вполне всё сходится.

Что удивило - небольшой размер. По крайней мере, такое впечатление возникает при сравнении в кадре с Су-30. А то, что машина не переразмерена - мне нравится.
Не совсем мне пока понятно с экранировкой компрессора - S-канал не просматривается, хотя для более точного вывода нужно побольше кадров.

Относительно аэродинамики - вроде б всё по делу и без экстремизма.
На самом деле от этой машины я не жду особых чудес вёрткости - но они по большому счёту и не нужны. При наличии управления вектором тяги маневренность вполне должна быть достаточной для эффективного _боевого_ пилотажа - и неважно, осуществляется ли он _силовым_ способом (то есть, УВТ) или же за счёт аэродинамического изящества.

Относительно малозаметности - да, многое учтено. Это вполне соременная концептуально машина. А с ючётом национальных особенностей отношения к этой теме - то может и получше будет (с учётом боле поздней реализаии проекта, учитывающие более новую иследовательскую информацию по этой теме).

Что касается перспектив производства - то я про это уже высказывался: это не показуха, а совершенно серьёзный этап модернизации росийских ВВС. Всё делается методично - и что радует, так это то, что планы выдерживаются очень чётко. Это говорит о наличии стабильного финансирования и задействовании совершенно нормальной проектно-производственной схемы.

По конкурентности - он безусловно будет бомбой и сильно ударит по америке. Машина серьёзная - и я думаю, что экспортные планы тут были немаловажным элементом всего проекта. Уже _официально_ объявлено, что индусы хотят заказать 250 штук в разумные сроки. Это, конечно, только намерения - но они показательны. Я полагаю, что они проплатили кое-что по проектированию и играют совершенно всерьёз и не напоказ.
Китаёзы в большей степени полагаются на собственные проекты - и они у них действительно развиваются. Так, что с ними определённость будет лишь после того, как машина подтвердит заявленное и будет доведена до нужной кондиции. А индусы своими силами такое не поднимут - потому они однозначно будут первыми и самыми крупными покупателями. А за ними - захотят очень многие.

From: ashes2 Date: January 30th, 2010 06:32 pm (UTC) (Link)

Re: В связи с освещением в СМИ полета ПАК ФА.

Спасибо, что нашли время и желание высказаться по данному вопросу
radiotv_lover From: radiotv_lover Date: January 31st, 2010 05:00 pm (UTC) (Link)

сильно ударит по америке.

Как?
США свой F-22 не продают, а те, кому будут продавать F-35 в жизни не купят российский самолет.
Если это самолет все же будут делать, то возможно он будет конкурировать с китайским истребителем 5-го поколения.
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 31st, 2010 05:22 pm (UTC) (Link)

Re: сильно ударит по америке.

Уточню: речь о рынках вооружений.

Имеется много желающих иметь самолёты такого уровня. Потому позиции США, как продавца оружия, будут заметно потеснены.

У китайцев в обозримой перспективе определённо не будет собственных самолётов пятого поколения. Это очень отдельные технологиии - а они пока только до четвёртго с оговорками добрались.
Все их новые разработки сделаны за счёт покупки мозгов - микояновцы сделали им супер-семь, израиль отдал свой лави. И по характеристикам машины сильно уступают тем же МиГ-29, или Су-30.
Пятое поколенние - это новое поколение двигателя. А с этим в поднебесной вообще никак. Собственного двигателя у них нет - а цикл разработки двигателя куда длительней, чем самолёта. В современнынх условиях и с учётом прежнего задела у таких авиамонстров, как США или Россия, движок нового поколения занимает пару десятков лет.
У Китая своего опыта нет - начинать придётся с нуля. Потому ждать чудес от них не стоит, несмотря на любые деньги, готорые они могут на это затратить...
radiotv_lover From: radiotv_lover Date: January 31st, 2010 05:33 pm (UTC) (Link)

Уточню: речь о рынках вооружений

Не существует никаких таких рынков вооружений.
Рынок подразумевает конкуренцию.
Венесуэла или Куба покупают советские самолеты не потому что их устраивают качество и цена. Они бы может с удовольствием купили бы нормальные самолеты.
Но им их продаст?
Шведы не продадут им свои Гриппены, и Еврофайтеры им тоже купить негде.
Ливия может купить Дассо Рафаль поколения 4++ (сейчас как раз такая возможность им предоставлена), но они понимают, что надо купить еще столько же пусть и похуже поколения 4+ Су-35, но на них всегда будут запчасти и не будут отозваны сервисные инженеры.

ПАК ФА, если он когда либо будет выпускаться, возможно сможет приблизиться по некоторому ограниченному ряду характеристик к F-35. Но круг стран, допущенных к покупке F-35 строго ограничен.
При этом невозможно представить, чтобы Норвегия или Дания, Нидерланды или Израиль станут покупать советский самолет.
Ни при каких условиях, такие страны как Израиль, не могут позволить себе не иметь лучшие самолеты.
Т.е. если ПАК ФА станут продавать когда либо, то его смогут покупать те, кого не подпустили к F-35.
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 31st, 2010 06:48 pm (UTC) (Link)

Re: Уточню: речь о рынках вооружений

Комментировать ваши тезисы нет смысла - потому, что они не имеют отношения к реальности...
fan_d_or From: fan_d_or Date: January 31st, 2010 05:27 pm (UTC) (Link)

Re: сильно ударит по америке.

Второй аспект удара по Америке - это необходимость увеличить парк Ф-22 в собственных ВВС, поскольку противником будет не только и не столько Россия, сколько те, кто у России пятёрку купит. А машина предельно дорога - и в посткризисной Америке на это денег будет немного, что неизбежно притормозит исследования оружия новых поколений, коими Америка занималась всегда и занимается сейчас, обеспечивая себе задел для превосходства в среднеотдалённом будушем.
viewside From: viewside Date: February 11th, 2010 11:48 pm (UTC) (Link)

Re: В связи с освещением в СМИ полета ПАК ФА.

S-канал не знаю где там поместится.
Вот, думаю уже довольно известная картинка:

Чуть приподняты движки относительно воздухозаборников, если смотреть спереди.

Что думаете?
fan_d_or From: fan_d_or Date: February 12th, 2010 12:01 am (UTC) (Link)

Re: В связи с освещением в СМИ полета ПАК ФА.

Ось движков имеет отрицательный угол - потому вход с лопатками компрессора ниже, чем обозначено у вас на рисунке. По идее - должен быть виден.
Хотя S-канал, это не единственный способ экранировки и вполне возможно, что наши конструктора смогли найти какое-то альтернативное решение - например, спрямляющий аппарат на входе, полностью перекрывающий вращающийся ротор от засветки.

В принципе, такую фигню исследовали на стенде ещё в 70-х...
From: mikesam Date: February 26th, 2010 06:45 pm (UTC) (Link)
http://ostr-ov.livejournal.com/95905.html
Можете прокомментировать, там также 2 вихря разной интенсивности. При попадании вихря на ВО возникают проблемы?
fan_d_or From: fan_d_or Date: February 26th, 2010 07:11 pm (UTC) (Link)
А что именно требуется прокомментировать?!
From: mikesam Date: February 27th, 2010 10:05 am (UTC) (Link)
Вы пишете:
"А это означает, что неизбежно столкновение двух вихревых структур - вихря, созданного корневым вихрегенератором, и вихря, стекающего с крыла. Такое столкновение совершенно неизбежно должно привести к интенсивному бафтингу ХО, с которым по большому счёту справиться не удастся (и как показала жизнь - так и не удалось)...."

Попадание вихрей на ВО (как здесь http://album.foto.ru:8080/photos/pr0/154250/734461.jpg) является проблемой?

По тем моделям ПАКа рассматривается 2 типа наплыва, в одном случае вихрь попадает на ВО(http://pics.livejournal.com/ostr_ov/pic/0000bged/), в другом происходит смешение двух вихрей разной интенсивности (http://pics.livejournal.com/ostr_ov/pic/0000a9w1/). Вопрос: какая схема, на Ваш взгляд, предпочтительнее, выгоднее для Т-50 базовый вариант или с удлиннённым наплывом?
gelonu17 From: gelonu17 Date: March 23rd, 2014 04:44 pm (UTC) (Link)
Прошу прощения.А вот на форуме параллая Михаель пишет :""Стреловидность крыла по передней кромке -20° - какой ещё вихрь???"
Тоесть с крыла вихрь не сходит.Значить нет столкновения вихревых систем.
Прокомментируйте пожалуйста...
(тема Су-47.Беркут)
И еще с батфингом оперения решили бороться наклонив ВО во внутрь.
fan_d_or From: fan_d_or Date: March 23rd, 2014 06:54 pm (UTC) (Link)
Ну, мало ли кто чего пишет. Если пишущий не понимает - то и не понимает.

А бафтинг, возникающий на ГО, шаманством с ВО не решается по определению...
katarosov From: katarosov Date: October 3rd, 2016 01:27 pm (UTC) (Link)
Вопрос возник. Бафтинг - понятно, а как с путевой управляемостью при этом на однокилевом самолёте? По моему скромному мнению, вихрь, если ляжет на киль, будет увеличивать угол скольжения. Это я имею ввиду безотрывное обтекание, а с развитием срыва получится хаотическое изменеие угла скольжения. Я правильно подумал?
Насколько помню, на 29м вихрь ложиться на внутренню сторону киля и устраняет скольжение.
fan_d_or From: fan_d_or Date: October 4th, 2016 10:56 am (UTC) (Link)
Ну, для начала - отделим управляемость от устойчивости. Что б не запутаться в понятиях и точней понимать друг друга.

Сам переход на двухкилевую схему, произведённый на МиГ-25 (и воспринимавшийся, как откровение по тем временам) при переделке под собственную задачу аэродинамической компоновки Виджилента, был вызван именно желанием избежать затенения киля и потери устойчивости из-за этого.
Дело в том, что микояновские аэродинамики впервые в отечественной школе столкнулись с такого типа вихрями - они генерировались в некоторых режимах острой губой заборника и негативно влияли на устойчивость. Вот киль и расщепили: уж один то из двух за поток, да зацепится...

На Ф-16, обладающем полноценной вихревой аэродинамикой, киль оставили один и вытянули повыше. Но рано или поздно он в тень попадает - потому на сверхуглы ему не ходить: валится на крыло неизбежно.

Потому один киль на Як-130 меня сильно не порадовал - и делать его пришлось тоже огромным...

Насчёт скольжения - чуток уточните. Я в общем-то понял вопрос - но есть ощущение некоторой неполноты этого понимания.
Потому лучше уточнить.
Про какие режимы речь идёт?

Про 29-й - напомню, что в его аэродинамике вихрь является частью несущей системы потоков. То есть, он не артефакт, а намеренно созданный аэродинамический объект - и потому должен присутствовать почти на всех режимах.
Естественно, что вихрю дали пространство - разнеся кили так, что при любом скольжении один из килей (и само собой - из рулей) остаётся в ламинарном потоке...

Сказать то же про наплыв и вихревую систему Як-130 я не готов - там киль явно может сидеть в затенении...
katarosov From: katarosov Date: October 4th, 2016 05:09 pm (UTC) (Link)
Я учил 29й по книге "Практическая аэродинамика", т.е. предельно упрощенный вариант.
Там объяснялось, что два вихря от наплыва и генератора на ПВД проходят между килями и влияния на боковую устойчивость не влияют. Но при развитии скольжения носовой вихрь отходит от конуса и наветренный своим разряжением возвращает конус обратно, а вихрь с наветренного наплыва ложиться на внутреннюю часть внешнего киля и тоже, способствует уменьшению скольжения.
Нам эту картинку постоянно показывали на лекциях и я в нее верил.
На Яке киль такой именно из за широкой спины и вихревой системы с наплывов.
Кроме того, перед ним стоит тормозной щиток, который срывает поток перед килем. А больше, ТЩ, разместить некуда.
Но на Яке машина автоматически убирает скольжение с помощью элеронов. Как это работает никто, кроме создателейКСУ, объяснить не может, но это работает. На максимальных углах он не рыскает и управляется по крену.
35 comments or Leave a comment