Aerodynamiikkapohdintaa: deep stall

Aloittaja Karoliina, elokuu 24, 2005, 12:57:44

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Karoliina

Hieman aerodynamiikkamietintää:

Olen tuossa katsellut että kaikki canard-designit on suunniteltu niin että ne eivät joudu koskaan deep stalliin.
Deep stallin syntyyn yksi eniten vaikuttava seikka tuntuu olevan painopisteen lisäksi se että levennetyissä
canard-koneissa siipiä ei olekaan kaksi vaan kolme, koska koneen leveä pohja toimii kolmantena siipenä.
Esim. Cozy:n tapauksessa tälle on tehty workaround tekemällä canard lyhyemmäksi ja pitämällä huolta että
ohjainpinnoissa ei riitä ohjainvoima ko. lentotilan aikaansaamiseen painopisteen ollessa määritellyllä alueella.

Koska minulle taas kaikki vanha tapa ei ole päivänselvää, mieleeni kumpuaa kummallisia ajatuksia (mahdollisesti
vaikeita/mahdottomia toteuttaa, mutta sanompa silti):
On käynyt mielessä että olisiko mahdollista suunnitella siipikonfiguraatio/ohjainpintarakenne sellaiseksi että
deep stall olisi sallittu lentotila, josta pystyisi ohjaamaan koneen irti. Samalla tavalla kuin moottorikoneilla
syöksykierre on sallittu liike, josta on päästävissä pois. Lancair Columbiassa on syöksykierteenoikaisuvarjo,
jolla oikaisua voinee helpottaa.

Olen miettinytkin seuraavaa:
- canard-kone, jonka runko ei olisi tahaton siipi jonka ominaisuuksia vastaan pitäisi taistella,
vaan tahallisesti siipi niin että sillä olisi tarkoituskin kehittää lisää nostetta
- deep stall workaroundin sijaan siipikonfiguraatiota muuttamalla tapahtuisi irrottaminen deep stallista samaan tapaan kuin
SpaceShipOne waihtaa feather-moodista glider-moodiin (featherhan on tahallinen deep stall).

Berkutissa on siiven takaosassa olevat ilmajarrut (erilaiset kuin Cozy:ssa). Voisikohan ilmajarrun tai muun tarkoitukseen
tehdyn ohjainpinnan tehdä niin että sitä voisi kääntää ilmavirtaa vastaan ainoastaan toiselta puolelta konetta silloin kun
kone jumittuu deep stalliin niin että stabiili lentotila muuttuu epästabiiliksi ja tulisi mahdolliseksi irrottaa kone tästä
lentotilasta?

Canard-foorumeilla ja mailing listeillä ei voi moisesta keskustella, koska ajattelu on aina voimakkaasti niin päin että
kone tyyppiä XYZ ei koskaan mene deep stalliin, koska, koska, koska jne.
Entäpä jos miettii askeleen pidemmälle, jos designin lähtökohta olisikin ihan toisin päin, ei koskaan mene tilalla olisi irtoaa joka kerta.

Kommentteja?

Terveisin
Karoliina


Markku Hiedanpää

Lainaus käyttäjältä: Karoliina Salminen - elokuu 24, 2005, 12:57:44
Kommentteja?

Asiaa voidaan vähän yksinkertaistaa;
Canard kone suunnitellaan sellaiseksi että sen etusiipi sakkaa kaikilla lentoasuilla, -massoilla ja massakeskiöasemilla ennen pääsiipeä.

Karoliina

Tämä on tiivistettynä tasan se perinteinen ratkaisu, mutta ratkaisun ja ongelman sotkee se että runko sotkee pääsiiven vs. canardin
sakkaussuhteen kun se on tarpeeksi leveä eikä voida taata että canard sakkaa aina ennen pääsiipeä kaikissa lentotiloissa, ainoastaan
määritellyissä sallituissa lentotiloissa.

Em. Rutanin ratkaisu toimii suhteessa kapearunkoisissa Long-Ez:issa, Vari-Ez:issa, Starshipissa, Berkutissa jne. Mutta Cozy, Velocity,
SQ2000 ja muut derived works canardit ovat niin leveitä että rungon pohjaosa muuttaa pääsiiven ja canardin sakkaussuhdetta
ja siitä tulee enemmänkin joissakin tapauksissa ennustamaton - ennustettavissa oleva vain kun tietyt ehdot täyttyy, koska rakenne
ei olekaan kaksisiipinen vaan kolmesiipinen.

Eli entä jos ei yrittäisikään tuota, vaan olisi mahdollista joutua lentotilaan jossa pääsiipi sakkaa ennen canardia, mutta
siitä irtoaminen olisi mahdollista tai aikainen korjaus olisi vähintään mahdollista:
- siiveke joka pystyisi kääntämään koneen pois deep stall -asennosta
ja/tai miten jos canard kääntyisi 90 astetta niin että se varmasti sakkaa deep stall recovery -modessa?
Mekaniikka olisi vähän kuin laipan ja pendeliperäsimen välimuodolla (siinä olisi standardiasetuskulman pykälä
ja tuo 90 asteen kohtauskulman pykälä). Voi tosin olla että jo kehittyneessä deep stallissa canadin asento ei enään
vaikuta, vaikka kohtauskulma olisi 90 astetta.

Koska rungon vaikutuksen takia ei voida olla varmoja siitä että canard sakkaa aina ennen pääsiipeä, muuten kuin silloin
kun tietyt ehdot täyttyy (mm. että kone on oikein päin), on kyseessä workaround eikä ratkaisu. Ratkaisu olisi että
canard saataisiin sakkaamaan ennen pääsiipeä mistä tahansa lentotilasta, oli kone oikein tai väärinpäin tai vaikka pystyssä nokka kohti taivasta.
Nykyinen ratkaisu toimii ainoastaan täysin varmasti, mikäli kone on oikein päin, CG on kohdallaan, eikä sakkautella matkalentoteholla ja
nuo tilat joista voi joutua deep stalliin ovat kiellettyjä.

Tuo kiinnostaa siksi että mielestäni Cozy ja muut leveärunkoiset canardit eivät täytä enään täysin Rutanin alkuperäistä
ideaa, kone joka on täysin sakkausturvallinen.


Toma

#3
Totta on että canardit ovat suunniteltu juuri niin että etusiipi sakkaa aina ennen pääsiipeä jos CG on kohillaan
Mutta jos leikitään Karoliinan ajatuksella tahallisesta syväsakkauksesta....

Lueskelin aikoinaan yhdestä Velocityn testilennoista missä se meni syväsakkaukseen jossain meren yläpuolella ja pilotti (jolla oli laskuvarjo) kokeili kaikkea keinoja saada sen pois tästä tilasta. Hän jopa aukaisi kabiinin ja yritti kurottaa ulos ja niin paljon eteen kuin mahdollista, joka sekään ei auttanut. Hän kuitenkin päätti että ei hän hyppääkään vaan jäi odottamaan meren lähestymistä kuulemma "vain" muutama tuhat jalkaa/minuutissa. Loiskahduksen jälkeen kone hinattiin maihin ja oli tarkistuksen jälkeen lentokuntoinen viikon sisällä. Tämän jälkeen Velocityn insinöörit asensivat testikoneeseen lennon aikana liikuteltavan painon jolla CG:tä voi muutella niin että kone saadaan tästä tilasta pois.
Tästä tarinasta taas tulee mieleen toinen mielenkiintoinen asia, eikö tämä olisi turvallisuusaspekti jos voisi tieten tahtoen laittaa canardi syväsakkaukseen mikäli tapahtuisi vaikka moottoririkko yöllä tai muuten vain kelissä missä ei tiedetä mitä alla on? Ei muuta kun sauva vatsaan ja odotetaan tömähdystä.
Noh, todellinen pystynopeus voi kyllä olla niin korkea että sattuu ja pahasti (laskelmien mukaan noin 3500 - 4500 ft/min) mutta...
Mielenkiintoista luettavaa asiasta löytyy täältä 

     Deep Stall in a Modified 4-place Cozy   CP87, Page3, January, 1997 http://www.ez.org/cp87-p3.htm
     The Latest on Deep Stall (Truck Tests)   CP76, Page 2, July, 1993 http://www.ez.org/cp76-p2.htm
     Deep Stall Accident in Utah   CP68, Page 7, July, 1991 http://www.ez.org/cp68-p7(.htm
Terveisin
Tom Arppe

Karoliina

Hei,

Vähän on käynyt mielessä syväsakkauksen hyödyntämistä.
Esimerkiksi moottoririkko:
- mm. canard-koneiden suumman sakkausnopeuden takia kone menee helposti käytännössä pilalle jos sillä tekee pakkolaskun metsään, pellolle, veteen
tms. ihan mihin tahansa muualle kuin kiitotielle. Vähintäänkin korjausavio 1000-2000 tuntia. Henkilövahinkoarvio canardilla metsään
(perustuu: failattuihin onnettomuusraportteihin USA:ssa) on että todennäköisesti ei selviä hengissä.
- entäpä jos olisi mahdollista syväsakata tahallisesti veteen ja tehdä pakkolasku pohja edellä järveen - Suomessa on paljon järviä, joten se voisi hyvin onnistuakin
   - kone olisi vähintään korjauskepoisessa kunnossa
   - henkilövahingoilta mahdollisesti vältyttäisiin

Jatkoideana on minullakin käynyt mielessä, että entäpä jos kone olisi tarkoituksellisesti vieläkin paljon nykyistä leveämpi niin
että syväsakkauksen vajoamisnopeus saataisiin niin pieneksi että pohja edellä laskusta olisi todennäköistä selvitä hengissä.
Nyt se on maalle kuitenkin vielä turhan vaarallista, joku on selvinnyt, mutta todennäköisesti huonosti käy jos syväsakkaa kovalle maalle.

Tarkoituksellista syväsakkausta (jos siitä olisi mahdollisuus päästä irti helposti ja turvallisesti) voisi käyttää myös jos pitäisi pudottaa korkeutta
nopeasti. Vetäisi koneen syväsakkaukseen ja antaisi mennä alaspäin kuin hissi kunnes sopiva korkeus on saavutettu, jonka jälkeen jatkaisi lentoa.

t: Karoliina


Karoliina

Unohtui mainita yksi vielä jatkoidea tuosta canardin pakkolaskusta deep stallia hyödyntäen:
- entä jos pelastusvarjon kiinnityskohdat olisi valittu niin että kone menisi syväsakkaustilaan
  - etu: kone ei ottaisi vaakanopeutta ja törmäisi maassa esteisiin (kuin pystysuuntaan)
  - mahdollisesti pienempi pelastusvarjo riittäisi, koska koneen asento jarruttaisi vajoamista jo
  voimakkaasti varjon lisäksi.
     - pelastuvarjo voisi olla pienempi, halvempi, kevyempi ja ei olisi ongelmaa siitä miten sen saa laukaistua
niin että se ei osu propelliin, eikä myöskään ongelmaa siitä että varjoa ei voi laukaista jotakin tiettyä nopeutta
suuremmassa nopeudessa (koska vaakailmanopeus olisi 0, niin tilanne olisi lähinnä ideaalinen varjon laukaisun kannalta).
     - pohja edellä alas tuleva kone todennäköisesti olisi enemmän korjauskelpoisessa kunnossa kuin silloin jos
       se tulee perä, (katto), siipi tai nokka edellä.


JPK1990

ööh... anteeksi tietämättömyyteni mutta mikä on deep stall joku pyörre tai semmonen juttu josta ei pääse irti vai...??? missä asennossa se kone on silloin kun se tekee tän deep stallin??

Karoliina

tulee pohja edella (perapaa alempana) stabiilisti tonttiin

llentotila, jossa ilmanopeus on nolla ja jossa
konetta ei pysty ohjaamaan.

Jukka Mäkelä

Syväsakkaus siis ilmenee ainoastaan siinä tilanteessa kun koneesta on moottori poissa pelistä ?
- Pysyyhän moottori käynnissä silloinkin jos kone putoaa pohja edellä kohti tonttimaata, jolloin tehoja käyttämällä syväsakkauksesta pääsee irti ?

kate

Lainaus käyttäjältä: Jukka Mäkelä - marraskuu 17, 2005, 19:38:34
Syväsakkaus siis ilmenee ainoastaan siinä tilanteessa kun koneesta on moottori poissa pelistä ?
- Pysyyhän moottori käynnissä silloinkin jos kone putoaa pohja edellä kohti tonttimaata, jolloin tehoja käyttämällä syväsakkauksesta pääsee irti ?

Lentotila on aika tavalla vastaava kuin lattakierre tavanomaisilla koneilla, josta siitäkin on useimmiten mahdotonta päästä
irti moottorin kanssa. Kun koneella ei ole käytännöllisesti katsoen vaakanopeutta on
myös kaikki ohjaimet täysin hyödyttömiä.

Joku aerodynamiikkaguru voinee sanoa tarkemmin miksi yleensä lattakierteestä ja syväsakkauksesta
ei pääse irti moottorin voimin. Ainakin eräs vaikuttava tekijä voi olla koneen asento, moottorin työntövoima
on pienempi kuin tuossa asennossa painovoiman vektori k.o suuntaan. Jos kone
vielä pyörii akselinsa ympäri niin ei nopeutta taida muutenkaan saa yhteen suuntaan.

Mitä olen lukenut keino k.o tiloista oikaisemisista on ollut painopisteen siirtäminen mahdollisimman
eteen tai oikaisuvarjo. En silti haluaisi kokeilla, lattakierteessäkin on moni osaavakin
koelentäjä päässyt hengestään.

Tärkeää on saada nokka alemmaksi jolloin saadaan nopeutta ja siten ohjattavuus takaisin.

Kate

Jukka Mäkelä

 Ainakin eräs vaikuttava tekijä voi olla koneen asento, moottorin työntövoima
on pienempi kuin tuossa asennossa painovoiman vektori k.o suuntaan.


Eli - potkurin staattisen työntövoiman tulisi näin ollen olla koneen massaa suurempi jotta syväsakkaustilasta voisi irrottautua moottorin avulla. (siipihän ei tässä tilanteessa kanna ollenkaan, joten kuorma joka potkurin tulee voittaa on koneen oma massa )....

Pohdinta jatkuu:
Jos olen ymmärtänyt oikein, syväsakkauksessa koneen nokka ylhäällä asento johtuu siitä kun leveä eturunko toimii yhä jonkinlaisen kantavana pintana, joka ei ole sakkaustilassa. Sen sijaan sekä etusiipi, että pääsiipi ovat kokonaan virtaus irti – tilassa.
Mikä tässä tilanteessa mahtaneekaan estää konetta kaatumasta jommallekummalle kyljelleen ?, Tai miksi kone ei asennostaan johtuen ala liukumaan perä edellä taaksepäin samalla vajoten ?
Canardien aerodynamiikkaa en sen kummemmin tunne, mutta eikö ole niin, että pääsiiven jättöreunan muotoilun tulee olla sellainen, että siiven takareuna kehittää lennettäessä lievän alaspäin painavan voiman ? ( muutenhan canard rakennetta ei saada pituusvakaaksi )  Tästä siiven takareunan muotoilusta johtuenko pääsiipi pysyy sakkaustilassa vaikka perä on syväsakkauksessa alhaalla rungon etuosan kehittäessä pienen nostovoiman ?

JPK1990

onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.

Tuomas Kuosmanen

Lainaus käyttäjältä: JPK1990 - marraskuu 19, 2005, 22:42:58
onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.

Mopocessna tulee mieleen... :-)

//T

Jukka Mäkelä

Mopocessna ja tietenkin vanha kunnon Rallye - koneella lentäneet väittävät, että sen jopa voi yksi päällä tuoda alas sakkaustilassa . Maavaikutukseen sen väitetään tekevän laskun melkein itsestään. Kone siis on hallittavissa myös silloin kun siipi on sakannut.  Rallyen sakkaus ei ole totaalinen virtauksen irtoaminen siivestä, vaan asiaan vihkiytyneet sanovat siiven toimivan laskuvarjon tavoin  - siivessä kun on etureunasolakot jotka saavat aikaan coanda efektin, joten virtaus pysyy kiinni jyrkilläkin kohtauskulmilla. Lisäksi Ralye on varustettu fowler - laipoilla.

Aki Suokas

Lainaus käyttäjältä: JPK1990 - marraskuu 19, 2005, 22:42:58
onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.

Tulee mieleen purjekoneet....
Aki
------------------------------------
www.hooteehoo.org, www.air-r-c.info, www.windcraft.fiwww.eurofox.fi

Jukka Mäkelä

Myös laskuvarjon ominaisuudet ovat suorastaan erinomaiset ja turvalliset.

Ansis

Lainaus käyttäjältä: JPK1990 - marraskuu 19, 2005, 22:42:58
onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.



Kaikki ne moottoroidut, joilla olen uskaltanut lentää
My mind is willing, but purse is weak.

Jukka Mäkelä

Lainaus käyttäjältä: JPK1990 - marraskuu 19, 2005, 22:42:58
onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.

Tässä linkissä lentolaite joka lienee täysin sakkausturvallinen ainakin silloin kun moottori on käynnissä, miksei myös ilman moottoria koska siipiratkaisusta johtuen lienee myös autorotaatio mahdollinen::
http://www.fanwing.com/
Härveli on tosin vasta lennokkiasteella, aika näyttää nähdäänkö tällaisia ihan oikeina lentokoneina.

Petri Ahonen

Lainaus käyttäjältä: Jukka Mäkelä - marraskuu 20, 2005, 17:14:12
Lainaus käyttäjältä: JPK1990 - marraskuu 19, 2005, 22:42:58
onko tämmöisiä  lähes "täydellisiä" koneita olemassa jotka ovat kokoajan suuninpiirtein hallinnssa vaikka moottori pistäs kaputit tai vastaavaa.

Tässä linkissä lentolaite joka lienee täysin sakkausturvallinen ainakin silloin kun moottori on käynnissä, miksei myös ilman moottoria koska siipiratkaisusta johtuen lienee myös autorotaatio mahdollinen::
http://www.fanwing.com/
Härveli on tosin vasta lennokkiasteella, aika näyttää nähdäänkö tällaisia ihan oikeina lentokoneina.

Muistatkos Jukka jos olisit runsaan vaahtosammuttimen mittaisena joskus kiskonut narun päässä moisia vehkeitä taivaalle... taisi olla nimeltään Rotary wing....ehkä...tai jotain sinnepäin ;D

Mä tunnustan leikkineeni niillä paljon!!!!

Jukka Mäkelä

Muistanpa hyvinkin  ;D. Laitteen nimi oli muistaakseni  rotaflyer. Rakensin härvelin itse pahvista televisiosta näkemäni mallin mukaan, tai taisin tehdä useitakin eri versioita. Lensiväthän ne ja kivaa oli  :lol:

Vaan vakavasti - eikös sama vaikutus saada aikaiseksi puhaltamalla ilmaa pitkin siiven yläpintaa.. ? - etureunasolakko aiheuttaa saman efektin, mutta voitaisiinhan ilmaa puhaltaa koko siiven mitalta taaksepain konevoimallakin. En oikein jaksa uskoa FanWing tekniikan yleistyvän - rakenteesta kun tulee väkisin kallis valmistaa ja luulisi olevan myös konventionaalista siipeä raskaampi.

JPK1990

ja ei tuo mihinkään yli 1188kmh kulkevaan vehkeeseen tule, liian epäairodynaaminen.

Theo Kutalevski

  Heippa!
  Rekisteröidyin, kun asia rupesi kiinnostamaan. Eikös "d. S." ole putoamista eikä lentämistä? Olen pari kertaa ollut mukana Cosyn kyydissä. Siinä kun ei ole laskulaippoja, niin kuski liukuu sen hyvin loivassa kulmassa kenttään. Sillä ei voi pudottaa korkeutta sivuluisulla, vaan alas tullaan spiraalilla. Syöksymistä kuski varoo ettei kone mene ylikierroksile tai tule riskiä tyhjäkäynnin muuttumista 0(nolla)-kierroksille.
  Syväsakkauksesta lähin henkilökohtainen kokemus on hyppäämisestä 5 m:n uimahyppytornista. Todellakin varoin tulemasta mahalaskuna, syöksyin kova pää edellä.
  Sakkauksesta on kokemusta kun talvella Finnairin kapteeni otti Lontoosta tullessa MD-9-82:n korkeudet pois talvella pilven läpi Vantaalle laskua varten. Japanilaiset naispuoliset kanssamatkustajat kirkuivat suorastaan, kun mahanpohjia kutitti.
  Cosyssä on kuulemma mahdotonta tehdä sivuluisua, koska kone on tehty lentämiseen eikä putoamiseen. Siksi se puhe rungosta kolmantena siipenä tuntuu omituiselta. Tosin, Aerofiles-sivuilla lienee "Benelli"-koneet, joissa rungon aerodynamiikka oli suunnittelun päätekijöitä.
  Muutaman vuoden sivusta seurasin, enkä tehnyt konetta yhtään, vaan tuulisilla ja kylmillä lentokentillä olen notkunut. Olenpa huomannut että ainakin Utin laskuvarjourheilijat myös "ilmasukeltavat", eli oma lajinsa on nopeuslasku, syöksy pää edellä. Pitääkin kysyä, että loiventavatko he ennen varjon avaamista, kun nopeudet on n. 500km/h.(!?!)

Ari Simonen

Oho, tais mennä legendan puolelle jutut finskin sakkauksesta.. ;D

Theo Kutalevski

  Niin, ainakin meikäläiselle näitä muistivirheitä sattuu. Siis "Burnelli" oli tuo amerikkalainen aero-innovaattori, jonka keksinnöt eivät sittenkään yleistyneet.
 Muuta mainittavaa, Grumman Tomcat-suihkukonetta testatessa sillä tehtiin "peruutuskokeet", eli nokka pystyyn, kaasu (onko tyhmä termi, kun suihkuturbiinit?) pois, ja luisua pyrstö edellä. Tosin kone oli tehty eri budjetilla kuin Rutanin "Cozy". Suomessa oleva kone on kuulemma Cosy, koska Saksassa se on lujuudet laskettu uudelleen, tosin, nokassa on tarra "Cozy".
 Tocatista jatkaakseni, sille tehtiin joskus -7-luvulla tukialuskokeet, eli kone syväsakattiin n. 15 m:n korkeudesta kenttään, pohdittaessa heiluvan tukialuksen riskitekijöitä. Koelentäjille sattui tiettävästi selkänikaman murtumia (lähde: Sguadron Signal kirjanen Grumman F-14 Tomcat).
 Kyllä Cosyllä lennot ovat antaneet "valoa pimeyteen", ja apurina toiminta suonut todellisia taivaallisia hetkiä...vaan syväsakkaus tai sakkaus siis mielestäni ei ole lentämistä, vaan joutumista "helkkariin".

Powered by EzPortal
Powered by SMFPacks Menu Editor Mod