FlyFreak

RC Modeli => Elektro modeli => Topic started by: mini_fly_moriss on January 06, 2014, 11:08:01 pm

Title: Aerodinamika i Vortex
Post by: mini_fly_moriss on January 06, 2014, 11:08:01 pm
Jedno pitanje čemu služe vortex generatori? to i na nekim pravim avionima ugrađuju naknadno sad sam čito to baš na wiki. zanima me čemu to doprinosi na malim modelima, povećanju efikasnosti upravljive površine?
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 06, 2014, 11:18:44 pm
Vortex generatori sluze da se zracni sloj ravnije odvoji od krila pri malim brzinama. (mojim ne-znalackim rijecnikom) - znaci manji brzina stalla, tj. letalo koje stalla na 80km/h sad stalira na 60km/h. (Bolji harrieri, manje tresuckanja kod istih, itd.)

Napomena: stvaraju malo "draga", tj. mrvicu usporavaju letalo na vecim brzinama.

U krajnjem slucaju vjerojatno i pojacavaju efikasnost elerona :)


Sent from my iPhone using Tapatalk (http://tapatalk.com/m?id=1)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: mini_fly_moriss on January 06, 2014, 11:25:08 pm
Hvala na odgovoru, uopće nisam znao da to postoji dok nisam krenuo čitat ovu temu  ::)..
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 07, 2014, 10:33:44 am
Vortexi služe za promjenu sile koja djeluje na krilo. Svaka sila je vektor koji ima smjer i "dužinu" (skalarnu veličinu).

Za razumijevanje prvo je potrebno rasčistiti s pogrešnim teorijama zašto krilo ima uzgon (Venturi, Bernouli, laminarna strujanja i ostali BS).

Pogrešna teorija 1.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong1.html (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong1.html)

Pogrešna teorija 2.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong2.html (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong2.html)

Pogrešna teorija 3.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong3.html (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wrong3.html)


Ispravna teorija

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/right2.html (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/right2.html)

Ukratko:

Sila = masa x akceleracija

odnosno

Sila = masa x promjena brzine u vremenu

Brzina ima i "veličinu" (neki skalar, broj)  i smjer - promjena veličine ili smjera proizvodi silu.

Imate li malo vremena i volje  :)

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/index.html (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/index.html)

otvara horizonte.


Konačni rezultat vortexa je kako je već prije napisano - manja stall brzina, veći otpor (drag) - sve ima svoj + i -.

Nažalost gotovo je nemoguće uspoređivati profile (i ponašanje) na pravim avionima i na modelima - naime u skaliranju profila postoji konstanta koju nije moguće skalirati - fluid (zrak u kojem se profil nalazi) koji se baskonačno različito ponaša na malim i velikim profilima. Naročito kada se uzme u obzir odnos masa/površina ( i još k tome odnos masa/snaga pogona).
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: novizagi on January 07, 2014, 10:58:56 am
a da ovaj post ode u sticky u temu početnici? ustvari, možda bolje da bude na naslovnici foruma :)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Diogen on January 07, 2014, 11:05:37 am
Svrha vortex generatora je ipak nešto drugo: aerodinamička površina imati će svrhovito djelovanje dok oko nje opstrujava zrak (fluid) i dok je to strujanje laminarno, tj. uz površinu. U određenim uvjetima dolazi do separacije, tj. odvajanja laminarnog strujanja (poznata je tzv. sekundarna separacija) i tada počinju problemi, pad uzgona, porast otpora, nemogućnost upravljanja, inverzija ovo-ono , ugl. to ne želimo.  Vortex generator izazvati će izvjesnu turbulenciju (tubulentno gibanje fluida) i stavlja se ispred područja gdje bi mogla nastati sepracija i omogučiti će ajmo reći izvjesnu 'odgodu' separacije, tj. ona će nastati u još ekstremnijim uvjetima.

E sada dolazimo do najvećeg problema: utvrđivanje momenta separacije, tj. ispravnosti vortex generatora na našim modelima je mission impossible, tj. šanse da sa time nešto postignemo su limes nula!  Potrošeno je puno vremena, tj. potrošili smo dosta vremena na livadi da ustanovimo imaju li vortex generatori ikakvo djelovanje: stavljali smo ih na jedno, pa na drugo krilo da bi vidjeli razliku, skretanje, bilo što i zaključili smo ( toga smo se i bojali) da bez mjerenja u zračnom tunelu nema istinitog zaključka.

Jedan primjer , zapravo vrlo lijep primjer određivanja stalla i separacije ima na ovom jubitu:
http://www.youtube.com/watch?v=SXwVyxorvno (http://www.youtube.com/watch?v=SXwVyxorvno)

Osim vortex generatora, mogući su i turbulatori, gotovo ista stvar, tu bi se u praksi moglo napraviti nešto i na modelima, baš kako su to napravili ovi momci sa jednim komadom krila, izgorenim uljem i vožnjom: http://www.standardcirrus.org/12-07-02oiltests.php (http://www.standardcirrus.org/12-07-02oiltests.php)
Napomena : bubble je ovdje zapravo separacija laminarnog strujanja, tj. mjesto separacije nazivaju 'mjehurić'.

Damir
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 07, 2014, 11:15:51 am
Znao sam, ubiću se :D

Kaj daš neki đir na trainer? :P Znao sam da ima modela koji savršeno lete ali ovaj opis me natjerao da slinim ??? ??? ???
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 07, 2014, 11:43:19 am
Znao sam, ubiću se :D

Kaj daš neki đir na trainer? :P Znao sam da ima modela koji savršeno lete ali ovaj opis me natjerao da slinim ??? ??? ???

Ma naravno - moš letit i sam.
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Remote on January 07, 2014, 11:43:54 am
He,he Renato....sada postaje ''dosadno'' ;)...ali neka , jer kao što se kaže da u F-1 postoje bolidi i Ferrari , tako u ARTF-u ,postoje modeli i PA...Uživaj uz LP 8)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 07, 2014, 11:54:11 am
Znao sam, ubiću se :D

Kaj daš neki đir na trainer? :P Znao sam da ima modela koji savršeno lete ali ovaj opis me natjerao da slinim ??? ??? ???

Ma naravno - moš letit i sam.

ma strah me, ali želja za probom ovakvog nečeg je prevelika morao sam te zatlačit sorry :)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 07, 2014, 12:42:06 pm
Budem spojil učenika
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 07, 2014, 02:31:21 pm
Aerodinamika kod normalnih aviona i kod modela je značajno različita. Dok je kod pravih aviona dugotrajno laminarno strujanje poželjno kod modela je upravo suprotno. Postoji možda 3,4,5 ljudi u povijesti koji su se ozbiljno pozabavili aerodinamikom modela i iznjedrili neke profile (odnosno "pravila ponašanja") koji imaju smisla kod modela. Ne radi se samo o strujanjima nego i o odnosima masa, pogona, itd. Odnosno neke opće prihvaćene konstante u dizajnu profila - jednostavno ne vrijede kod modela - npr. Reynolds.

Dok se kod pravih aviona čini sve za što je moguće duže linearno strujanje, na modelu laminarno strujanje treba razbiti na prvoj trećini profila cca.

Na malim profilima strujanje će gotovo uvijek biti u potpunosti linearno/laminarno, drugo je pitanje je li to dovoljno, tj. treba li nekom dodatnom spravom/metodom povećati silu.

Turbulatori (imao na Bubbles) i vortexi su kod pravih aviona i modela značajno različiti po obliku, veličini, mjestu u načinu postavljanja - vrlo jednostavno - imaju drugu namjenu.


Primjer skaliranja (iz prakse)

[attachimg=1]


Znači jednostavno skaliranje (jednostavnog modela) u mjerilu 1:6

Sve linearne dimanzije su u odnosu 1:6 (raspon, dubina krila, trup itd - jednostavno skaliranje) - svi ostali odnosi su (posljedično) drastično različiti.

Ista stvar je kod profila - linearno skaliranje nekog "velikog" profila jednostavno daje drastično različite brzine strujanja, sile, uzgone itd itd.


Cijela ta priča modelarskih profila je siva zona/crna magija - neki "veliki" profili koji niti u teoriji nebi mogli raditi na modelima (npr. NACA 2412) rade izvrsno, neki rade očekivano (Clark i sl.), neki jednostavno ne rade. Neki u pravim avionima potpuno nepoznati (40-4, flat plate, KF, Jedelsky itd) na modelima rade izvrsno.

Npr konkretno kod AD XL - ovisno o ugrađenim (ili ne) vortexima - CG je različit za 4mm (nisam probao - prema knjizi - sve što su napisali a ja probao je točno pa nema razloga da ne vjerujem) - što hoću reči - sve je to dinamički povezano jedno s drugim i svako proučavanje pojedine komponente u izdvojenom (ili statičkom) smislu jednostavno nema smisla.


Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 07, 2014, 02:40:53 pm
He,he Renato....sada postaje ''dosadno'' ;)...ali neka , jer kao što se kaže da u F-1 postoje bolidi i Ferrari , tako u ARTF-u ,postoje modeli i PA...Uživaj uz LP 8)

 :D :D :D

A i kažu da crveni Ferrari ide bolje od ostalih
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Remote on January 07, 2014, 02:48:03 pm
Renato , pa u tome i je ''caka'' ....mali Španjolac ne zna voziti Ferrari , koji je već puno godina  najbolid u F-1...to naravno ne znači da si Ti ''španjolac''..... ;D ;D ;D...Pozdravljam te iz sunčanog Splita.
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Anto on January 07, 2014, 05:04:43 pm
Potrošeno je puno vremena, tj. potrošili smo dosta vremena na livadi da ustanovimo imaju li vortex generatori ikakvo djelovanje: stavljali smo ih na jedno, pa na drugo krilo da bi vidjeli razliku, skretanje, bilo što i zaključili smo ( toga smo se i bojali) da bez mjerenja u zračnom tunelu nema istinitog zaključka.
Ja sam na svoga odmah stavio VG pa mi poslije bilo žao što sam požurio baš da vidim koja je razlika, sad mi malo lakše ako kažeš da nema (pre) velike razlike.
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 07, 2014, 05:07:39 pm
Ako smijem pitati na koje krilo, tj. model ste ih stavili?

Nije isto ako testirate na Bixleru ili na 3D avionu...
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Anto on January 07, 2014, 06:24:58 pm
...ja imam avione u potpisu... PA Bandit ;)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 07, 2014, 06:26:56 pm
...ja imam avione u potpisu... PA Bandit ;)

znam, pratim :)

ma zanimalo me stvarno kako su to testirali, nije da prcam. volim dobit informacija kolko god je moguce!
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Diogen on January 07, 2014, 09:43:56 pm
@Anto ; @Zed : Za testiranje smo koristili jedan FF model. Ideja je bila u tome, da on prolazi kroz tri vrlo različite faze leta: brzi let i eventualno pračka, vrlo spori let (dajbože u termici) i potpuni slom uzgona (deep stall). što god da smo radili , lijevo-desno krilo, inapred-natrag razlika se nije mogla ni izmjeriti niti uočiti.
Vortexi su generirani sistemom trukutastih naljepnica, imao sam negdje sliku tako opremljenog modela , ali sam samo pronašao ovu skicu po kojoj smo radili.

Čak i u modelarstvu ima dosta nebuloza, tj. tvrdnji koje je teško provjeriti, ja to velim: sve kaj ne možeš izmjeriti štopericom, metrom, litrom-citrom - batali !  :D

Damir

PS. Predlažem da ove postove gdje drobimo o vortexima admin premjesti u posebnu temu!
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 08, 2014, 01:56:36 am
E sad jos treba napraviti test na akrobati :)


Sent from my iPhone using Tapatalk (http://tapatalk.com/m?id=1)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Remote on January 08, 2014, 12:15:47 pm
@ Zed , zaboravi sam najvažnije konstatirati , izjaviti i napisati  >:( ,a u svezi sa Faldomakom i maidenovanim PA AddictionXL-lom..: ''RENATO JE ODLIKAŠ ''... 8)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 08, 2014, 12:23:55 pm
Nego kaj :)


Sent from my iPhone using Tapatalk (http://tapatalk.com/m?id=1)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 08, 2014, 03:18:02 pm
Malo real life testova.

Kolega iz Dežele, Mitja (nick Ultralajt po mnogim forumima, autor Gupya i mnogih drugih modela) je napravio test vortexa.

Desno krilo ima vortexe (istina postavljene po cijeloj dužini krila - ne optimalno i k tome vortexi su dosta mali), lijevo krilo nema vortexe. Kamera je postavljena na vertikalac.


[attach=1]

[attach=2]


Povećanjem napadnog kuta Desno krilo ( sa vortexima) prvo gubi laminarno strujanje (to na modelu i želimo).

[attach=3]

Daljnjim povećanjem kuta i lijevo krilo gubi laminarno strujanje.

Dodatim povećanjem kuta lijevo krilo (bez vortexa) u potpunosti gubi uzgon i model pada u lijevi kovit. Obratite pažnju na lijevi eleron - nije u stanju poravnati.

[attach=4]


http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1872438 (http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1872438)
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 08, 2014, 06:50:45 pm
Dragi Admin,

mislim da postoji kritična količina interesa za raspravu o parapojavama  :) (sorry) u aerodinamici pa lijepo molim prebacivanje postova o vortexima itd u novu temu.

Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: zed on January 08, 2014, 06:51:53 pm
Možemo odma turbulatore i SFG-e u istu temu pljucnut :)

Neka se zove nešto tipa "Pilanje i pilotsko prigovaranje o aerodinamici" hahaha :D
Title: Re: Aerodinamika i Vortex
Post by: Remote on January 08, 2014, 06:59:36 pm
Dobar naslov Zed , ovo nam je trebalo....hvala unaprijed Renatu (Dekanu flyfreak foruma) i svima koju su, i koji će učestvovati... ;) LP
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: Jarun75 on January 09, 2014, 05:01:21 pm
Evo stvorio je Wesp novu temum naslov možete promijenitu u kaj got želite

lp
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: Diogen on January 09, 2014, 07:50:09 pm
Ok, imamo temu, više ne gnojimo Faldomaku po build-logu.

Mene sada zanimaju slijedeća pitanja.

1. Oni linkovi malo odstupaju od mojih saznanja da je uzgon sila koja nastaje na krilu koje se kreće kroz zrak kao posljedica razlike tlakova ispod i iznad krila, ( gibanje fluida - Bernouli ). Kako onda objasniti inducirani otpor krajeva krila kada dio fluida odozdo 'bježi' gore i stvara vrtlog ?

2. Ovaj Ultralajtov primjer, ako sam dobro shvatio: krilo sa vortexima prije ulazi u laminarnu separaciju nego li ooe bez vortexa, ali se lakše 'izvlači' iz stalla?

Damir
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: Remote on January 09, 2014, 09:14:39 pm
Živio Damire , oko točke 1. , vjerovao ili ne,  prošle godine su bezuspješno debatirali ''veliki mozgovi'' na MIT-u.

Note: Za one koji ne znaju, MIT je kratica za čuveni : Massachusetts Institute of Technology.








Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: davor on January 10, 2014, 09:11:44 am
Da dodam nešto o turbulatorima.
U starim knjigama o modelima (ona plava i narančasta) su opisani turbulatori i gdje se stavljaju.
Uloga im je da povećaju Energiju u graničnom sloju.
Naime kad strujanje u graničnom sloju izgubi energiju (u slučaju laminarnog strujanja to je brzina) dolazi do odvajanja od profila i gubitka uzgona.
Postavljanjem turbulatora granični sloj iz laminarnog prelazi u turbulentni tako što se dio energije, tj, brzine modela pretvara u energiju graničnog sloja stvaranjem vrtloga (karmanovi vrtlozi) i zbog toga malo poraste otpor. Radi se o par strujnica debljine graničnog sloja koji se pretvara u turbulentni, van tog sloja strujanje je i dalje laminarno. Takav turbulentni granični sloj može duže pratiti gornjaku profila (uglavnom se radi o gornjaci), pa je to zato bolje.
Naravno da ovo sve vrijedi za neke profile, neke brzine i neke napadne kutove. Profili za male brzine i veliki uzgon imaju veliku zakrivljenost pa ih strujnice teže prate i tu se koriste turbulatori. Nema smisla stavljati turbulator na MIG-a (iako su vortex generatori trik koji svi moderni lovci koriste na malim brzinama).
Glede skaliranja, što se izgleda tiče skaliramo geometrijski da bi zadržali vizualnu sličnost.
Aerodinamičko skaliranje se ne izvodi geometrijski već računski preko bezdimenzionalnih značajki strujanja, a jedna od tih značajki je i Re broj. Ako želimo zadržati aerodinamičku sličnost, Re broj mora ostati isti.
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: faldomak on January 10, 2014, 11:20:41 am
Ovdje je sve to lijepo objašnjeno (zahtjeva koji sat za proučiti)

http://en.wikipedia.org/wiki/Lift_%28force%29 (http://en.wikipedia.org/wiki/Lift_%28force%29)


Kako je ova priča potekla iz 3D letenja (a definicija 3D letenja je letenje oko i ispod stall bzine) - onda je i vortex rasprava vezana na tu vrstu letenja.

Nije Vortex (i ina pomagala) sveta voda - nije univerzalno potreban/koristan (kao ni ništa drugo) ali ima svoju primjenu u određenim situacijama.


Ako malo pogledamo prave STOL avione (PC6, Storch, Dornier28, skoro svi Agro avioni i sl.) vidimo da gotovo svi bez iznimke koriste neko "pomagalo" (najčešće SLATS ali  i turbulatore, vortexe isl.) - ti avioni su namijenjeni za letenje blizu stall brzine. 

Pošteni Slat je kod modela nažalost gotovo nemoguće izvesti za razliku od turbulatora ili vortexa.

Postoje dvije stoll brzine - low speed i high speed - vortexi koriste kod low speed ali su pogubni kod high speed - potpuno odvajanje strujanja zbog brzine (nemogućnost praćenja kontrue krila od strane fluida).


Na Mitjinom primjeru vidi se samo dio istine. Postavljene trakice pokazuju samo strujanje neposredno uz krilo a ne i strujanje recimo 2,3,4 itd cm od krila. A upravo vortexi zato i postoje - "odmaknuti" laminarno strujanje od krila - napraviti promjenu smjera i brzine strujanja (promjeniti/povećati silu koja djeluje na krilo) i tako postići veći uzgon.
Isto tako u tom primjeru desno krilo nema bolji oporavak od stalla - ono nikada (u tom primjeru) nije ni bilo u stallu).


Bernoulli (stoljetno općeprihvaćeno objašnjenje) zanemaruje (ne poštuje) neke krucijalne fizikalne zakone - npr. zakon o očuvanju energije. Pogrešno pretpostavlja "equal transit time" - ne postoji niti jedan razlog zašto bi molekula zraka s gornje strane krila i druga sa donje strane krila morale doći do izlazne ivice u isto vreijeme. Odnosno Bernoulli zanemaruje viskoznost a bez toga nije moguće odrediti "boundary layer" (granični sloj) te otpor zbog frikcije. Sve objašnjeno u linuk iznad.
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: Diogen on January 10, 2014, 02:04:10 pm
Bernoulli ................... Pogrešno pretpostavlja "equal transit time" - ne postoji niti jedan razlog zašto bi molekula zraka s gornje strane krila i druga sa donje strane krila morale doći do izlazne ivice u isto vreijeme.
Da Bernoulli  nije bio u pravu što se tiće "equal transit time" dokazano je odavno; test u tunelu sa pulsirajučim dimom pokazuje da zrak gornje strane zapravo putuje brže i prije dolazi do izlazne ivice profila, ovaj jubito na oko 18 sec pa nadalje..:
http://www.youtube.com/watch?v=6UlsArvbTeo (http://www.youtube.com/watch?v=6UlsArvbTeo)

Usput, sjeća li se netko bernoulijevih disketa koje smo koristili prije zip-drive negdje krajem 80-tih ?
Koristeći Bernoulijev efekat (dakle po teoriji pada tlaka i uzgona u gibajućem fluidu) vršio se pritisak magnetskih medija na glave čitača...
@Faldomak ?

(https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTBQ6VY5S0LC3JplcbeUG1ZoPzBXAF_hNEuRfT3i3TtF3WEg8fh)

Damir
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: davor on January 10, 2014, 06:48:27 pm
Bernoulijeva jednadžba vrijedi za neviskozno i nestlačivo strujanje.


Razlika u brzinama na izlaznoj ivici je uzrok svega kompliciranoga na temu aerodinamike niskih brzina.
Prestrujavanje, vršni vrtlozi, ispiranje (downwash), ...
Inače jedno od objašnjenja je postojanje cirkulacije brzina oko profila "gama" (izračun sile uzgona "Z" po teoremu Kutta-Joukowski).


Z=ro x V x gama


Formula je jednostavna ali izračun "gama" za specifični profil baš i nije ...


Osnove aerodinamike, Petar Kesić, dr.sc.prof., FSB.

[attachimg=1]

[attachimg=2]
Title: Odg: Aerodinamika i Vortex
Post by: mbalunovic on January 10, 2014, 11:18:45 pm
Zao mi je sto nisam ranije primjetio ovu temu. Jednu stvar nevolim a to je kad se neko drzi nekog clanka na netu kao pijan plota.

U svakom slucaju na kraju dolazi do razlike tlakova i one stvaraju uzgon/otpor ... sila deluje u jednoj tocci, ako to nije tako onda je to tlak (ako je na nekoj povrsini). Zapravo suma svih tlakova po povrsini krila/ukupna povrsina daje silu koja djeluje na krilo koja se kasnije razlaze na uzgon i otpor. Sutra cu nacrtati u grubo kako to izgleda tj tlakovi kako su rasporedjeni po krilu.
U svakom slucaju u stagnacijskim tockama je on najveci pa polako pada pa opet raste. Ima jos dosta 

Sent from my GT-I9300 using Tapatalk