Комментарии 51
Я правильно понимаю, что крыло входит в резонанс и его колебания идут в разнос до появления усталостных разрушений? А на высоких скоростях нет предусловий для резонанса?
Это не резонанс.
Это циклический процесс на постоянном потоке энергии от падения в пикирование или при разгоне на большой тяге двигателей.
В процессе нет среднего нейтрального положения из которого он мог бы раскачиваться постепенно.
Флаттер начинается мгновенным обвалом на максимальную амплитуду, когда происходит внезапный срыв пузыря по верхней поверхности крыла.
есть ещё интересное явление связанное с нарушением симметрии — продокс Леонардо, это когда пузырёк воздуха всплывает по спиральной траектории. Казалось бы как тут может быть нарушена симметрия, абсолютно симметричные пузырёк и система. Симметрия может быть нарушена разными способами например переход в киральную симметрию, в новое метастабильное состояние
Как помогают противофлаттерные грузы?
Это вы про грузы на пластинах отклоняемых элементов крыла (элеронов)?
Для предотвращения тряски этих небольших пластин смещения ЦТ к задней кромки помочь может.
А вот центровать так целый самолёт- это как-то странно было бы: Вместо полезной нагрузки таскать громадные балластные массы в крыле
Вроде как, на законцовки их ставили. И на элероны, да.
Хотя, вот пишут: Противофлаттерный балансир представляет собой груз, установленный и жёстко закреплённый в носке крыла (стабилизатора, киля, руля, элерона); иногда его размещают впереди несущей поверхности (выносные балансиры). Инерция балансира вызывает изменения собственно колебаний конструкции, что влечёт за собой изменение действия аэродинамических сил при колебаниях летательного аппарата.
Так я и говорю про малые отклоняемые пластины.
Да, там постоянные срывы потока, но это скорее вихревые эффекты, а не флаттер.
Просто под "флаттер" подогнали любые колебания несущих плоскостей в авиации, хотя это не так.
Против резонансных колебаний балансировочные грузы однозначно помогают.
Проблема как раз в отсутствии чёткого определения, чем именно отличается именно "флаттер" от других видов колебания в потоке воздуха.
Если это не резонанс, то каким образом изменение жесткости крыла на кручение устраняет флаттер? И как можно объяснить флаттер на жестко закрепленном крыле, когда нет изменения положения крепления крыла относительно потока?
жестко закрепленном крыле
Так не бывает. Любая реальная конструкция подвержена деформациям при приложении силы. "Птичка сядет - прогиб будет", как говорил один преподаватель сопромата.
Увеличение изгибной и крутильной жёсткости отодвигает границу, за которой поток имеет достаточно энергии (которая зависит от скорости полета), чтобы изогнуть крыло на недопустимый угол.
Посмотрите, какими силами по-вашему разрушило модель? На флаттер не очень похоже, такое ощущение что из-за крутки крыла и деформации от набегающего потока на концах изменилось направление подъемной силы.
А на что смотреть?
Никакой картинки или ссылки я не вижу...(((
Странно, в комментарий вложено видео. А вот так https://youtu.be/qeKuukA6mGM
Теперь вижу...))
Хотя ютуб у меня тоже не открывается...(((
Надеюсь последняя попытка https://rutube.ru/video/private/d616987abf0afe34ac1c52d1b67059bf/?p=j5C89LM25Me2D-etfKMD1A&r=a
Моделька не совсем уж хилая, петли крутила нормально. На разгоне под горку затряслась и крыло согнуло, причем не вверх (я пытался плавно выйти из пикирования), а вниз.
Да, так видно.
Это не флаттер точно.
Это действительно из-за крутки крыла в пикирование законцовки отгибало вниз, когда центральную часть корня крыла тянуло вверх, в результате чего на крыльях возникли изгибные перегрузки, в разы превосходящие расчётные нагрузки от веса всего самолёта.
Малый угол атаки на пикирование увёл изначально нейтральные концы в отрицательные углы атаки.
Это их и прикончило...(((
По вашему описанию похоже на флаттер.
От порыва ветра слабенькие концы крыльев внезапно получили подъёмную силу, с которой не смогли справиться по заложенной прочности.
Хотя в данном случае точнее сказать, что крылышки были хилыми и не смогли пережить внезапного порыва ветра.
А куда девается пузырь, который сдувает флаттер, на сверхзвуке? И есть ли у крыла там вообще подъемная сила?
учебниках для ВУЗов для определения тяги на лопатках турбин.
Лопатки турбин не создают тягу. Этой фразой вы сразу показали, что учебник (в данном случае речь о ТРЛМ) не читали.
Турбина - это механизм, который превращает энергию потока в механическую энергию на валу.
А в турбореактивном двигателе турбовентиляторы тягу не создают?
Нет в двигателестроении такого термина - "турбовентилятор".
Есть турбина - устройство, которое преобразует энергию горячих газов в механическую энергию на валу. Есть компрессор, который, используя энергию на валу (которую создала турбина), сжимает воздух и заталкивает его в камеру сгорания (и за счёт перепада давления между входом и выходом создаёт тягу. И опционально есть вентилятор (принципиально это тоже компрессор, но с лопатками большого удлинения), который гонит воздух в компрессор и, если есть второй контур - через него (создавая этим часть тяги), где нет камеры сгорания.
Картинка
Цифры сверху: 1 - входное устройство, 2 и 3 - компрессор, 4 - камера сгорания, 5 - турбина (там, где лопатки) и сопло (за лопатками).
Турбовентиляторный двигатель существует. А понятие "турбовентилятор" - нет. Есть отдельно турбина (преобразует энергию газа в энергию на валу) и вентилятор (преобразует энергию на валу в энергию отбрасываемого назад воздуха) как узлы турбовентиляторного двигателя.
Точно так же как например бывает газопоршневая электростанция, но в ней нет детали или узла под названием "газопоршень".
Происходит резкий мах крыла сверху вниз, при этом весь самолёт испытывает крутящий момент на кабрирование , после чего происходит задирание носа вверх
А вот это во флаттере совершенно не обязательно.
Вот, например:
https://www.youtube.com/watch?v=kQI3AWpTWhM
Хорошо видно, что фюзеляж планера не раскачивается, при этом крыло очень сильно изгибается. В этом случае жёсткость крыла на кручение или изгиб настолько мала, что "закачанной" в деформацию крыла энергии недостаточно на заметный поворот фюзеляжа.
Можно посмотреть ещё одно видео, для более короткого и жёсткого крыла:
https://www.youtube.com/watch?v=56hyNTIbido
Первый фрагмент - планер с тонким и длинным крылом, фюзеляж неподвижен относительно потока. А вот второй и третий фрагмент намного интереснее. Там крыло короче, и видны перемещения фюзеляжа. Но - важное наблюдение - во всех трёх фрагментах правая и левая плоскости колеблются в противофазе, поэтому самолёт по тангажу практически не крутится. А вот по крену и рысканью - таки да. И такие колебания вполне могут разрушить самолёт.
И только в последим фрагменте видны колебания по тангажу - но они такой амплитуды, что ни о каком кручении крыла не может быть и речи. То есть это уже не флаттер как таковой.
Собственно, первая картинка в статье изображает именно это: плоскости гнутся в разные стороны, разрушение происходит вследствие излома у корня крыла, никакого колебания по тангажу нет.
Поэтому теория о том, что при флаттере плоскости синхронно изгибаются в одну сторону, а фюзеляж при этом поворачивается - она, скажем так, не описывает все возможные случаи флаттера. Более того: вы не привели никакой пример, что такой флаттер вообще может возникнуть в реальной конструкции. Крыло-то у самолёта одно, и как правило проходит оно сквозь фюзеляж, поэтому и колебаться будет целиком. И опыт наблюдения за вибростендами мне подсказывает, что скорее всего это будет такая форма колебаний, при которых законцовки крыла будут двигаться в противофазе, но тут уже надо считать конкретную конструкцию.
А для возникновения такого флаттера с синхронизированными колебаниями "крыло вверх - фюзеляж вниз" самолёт к тому же должен иметь определенное сочетание момента инерции фюзеляжа и жёсткости крыла. Если жёсткости крыла не хватит - оно будет колебаться при неподвижном фюзеляже. Если жёсткость будет слишком большая - самолёт уйдет на кабрирование и в штопор (или в пикирование и штопор) при неподвижном (в масштабе колебания фюзеляжа) крыле, и никаких колебаний опять же не возникнет.
В общем, как обычно: наукообразие на месте, но ни расчётами, ни практическими данными статья не подкреплена.
А как немцы поборолись в пикирующем лапотнике?
Там довольно низкие скорости были, ибо лапти и аэродинамические тормоза.
Немцы и наши в пикировании боролись с избыточной скоростью одинаково, то есть выпуском воздушных тормозных решёток, которые и создавали тот самый характерный вой.
"Характерный вой" на Ju-87 издавали не воздушные тормоза, а специально установленная сирена.
Интересно, а кольцевое крыло сильнее или слабее выдерживает флаттер? Проявляется на меньших или больших скоростях?
Не хочу расстраивать автора поста, но представленное здесь обоснование не имеет отношение к флаттера. Автор обосновывает явления флаттера нестационарными явлениями аэродинамики. Это не так. Отрыв вихрей, взаимодействие вихрей с аэродинамическими поверхностями являются причиной БАФТИНГА, а не флаттера. Флаттера - это автоколебания крыла, закрылка, киля и т.д., обусловленные тем, что аэродинамические поверхности имеют несколько степеней свободы изгибных и крутильных колебаний. Кому интересно, рекомендую учебник Дмитриев В.Г., Чижов В.М. "Основы прочности и проектирование силовой конструкции ЛА".
Вы неправильно меня читали.
Бафтинг- это когда оперение нарывается на неоднородность в потока воздуха после обтекания крыльев.
А флаттер возникает в совершенно однородном потоке воздуха.
Флаттер- это циклические срывы потока с крыла при скорости выше Vф для конкретного профиля крыла, связанные с невозможностью приземления отрывных потоков обратно на плоскость крыла из-за слишком высокой скорости полёта и узости самого крыла..
Именно при срыве потока возникает резкое изменение ПС на крыле вплоть до сильно отрицательных значений, что и приводит к сильным взмахам крыльев с большой амплитудой вплоть до разрушения планера..
А вот из-за отсутствия точного понимания физики процесса именно "Флаттера крыла" получается так, что флаттером начинают называть любые колебания отдельных пластин на крыле в неоднородном потоке воздуха.
Вы правы, флаттер возникает при постоянной скорости набегающего потока. Но, повторюсь, причиной флаттера не является срыв вихрей и сопровождающиеся этим процессом колебания давления. Причина - это возможность крыла совершать колебания по нескольким степеням свободы, т.е. совершать как изгибные, так и крутильные колебания. Да, есть флаттер связанный с полетом на критических углах атаки, когда есть срыв потока. Ещё раз отсылаю к учебнику Дмитриев В.Г., Чижов В.М. "Основы прочности и проектирование силовой конструкции ЛА". ВМ Чижов работал в ЦАГИ и был одним из ведущих специалистов в нашей стране по аэроупругости.
"Флаттер на критических углах атаки" и "флаттер на запредельной скорости для этого самолёта в пикирование"- это два разных явления.
Именно из-за смешивания тёплого с мягким существуют проблемы с пониманием сути разных явлений.
Какое выражение правильно по вашему:
1.Срыв вихря вызывает колебание крыла?
2. Колебание крыла вызывает срыв вихря?
Мой ответ: 1
Будет ли флаттер на абсолютно жёстком крыле самолёта?-
Мой ответ ДА, так как весь фюзеляж тоже крутится вместе с крылом, так как самолёт к небу гвоздями не прибит.
Флаттер возникает потому, что поток воздуха изгибает крыло, реакция растет, и при достижении определенного предела возвращает крыло обратно.
Если весь фюзеляж крутится вместе с крылом, то есть сила упругости между крылом и фюзеляжем отсутствует - флаттер невозможен, потому что нет перемещения крыла относительно самолёта.
konst90 , Когда вы отвечаете другим, то у вас вполне здравые ответы.
Я даже с ними часто согласен , так что даже плюсики готов ставить!
Но, почему когда вы отвечая мне, то вы внезапно глупеете и вместо мыслей брызжете ядом ненависти?
Ненавистью я брызжу, когда в очередной раз напоминаю про обещание рассказать, почему центрифуга якобы не способна разделить разные газы. Напоминаю, кстати.
А в комментариях к этому посту нет никакой ненависти, есть только очередные указания на очередные ошибки.
Ну и раз уж вы снизошли до разговора со мной - задам два вопроса по теме поста. Постарайтесь, пожалуйста, ответить на них по возможности прямо.
Что такое флаттер? "Флаттер- это разрушитель самолётов" - плохое определение, потому что под него попадает, например, зенитная ракета. Флаттер - это что? Дайте своё определение этого термина.
Вы утверждаете, что при флаттере самолёт испытывает колебания по тангажу (нос вверх - нос вниз) с одновременным колебанием плоскостей в одной фазе. Можете ли вы привести описанный в литературе или заснятый на видео пример подобных колебаний реального самолёта (не модели в аэродинамической трубе, потому что там присутствует дополнительная сила в виде реакции тросов, на которых закреплена модель) при флаттере?
Флаттер - хорошо изученное явление, благодаря чему сейчас борьба с ним не является серьезной проблемой.
Да-да, конечно...)))
Я недавно прочитал обзор по "флаттеру", где в библиографии было аж 181 публикация, включая статью Келдыша за 1944 год.
Так вот там всюду обсуждаются только зубодробительные математические модели колебания крыла.
В тоже время ни слова нет о том, чем именно эти колебания вызваны.
То есть люди изучают динамику качания деревьев, а вот про сам воздух никто не говорит..
Ведь воздуха-то невидно!!!...Ну, так и чего говорить о не видимом???
Что касается успехов борьбы с флаттером, так ведь для борьбы с явлением не обязательно явление понимать.
Мы все пользуемся электричеством в электроприборах, правда о сущности самого электричества учёные предпочитают вообще не говорить!
Ну, это довольно странный подход, если вы полагаете, что если учёные пишут много формул, то сути они не понимают. Это, мягко говоря, спорное утверждение. Я сталкивался с таким подходом уже, рецензируя, в рамках студенческой работы, "труд" по "истинной аэродинамике" одного художника. Правда, он утверждал, что вся аэродинамика сводится к закону Бернулли и напрочь игнорировал всякое там трение. Великолепные (с моей примитивной точки зрения) иллюстрации... и смешные для любого, кто в этом что-то понимает. Всю жизнь человек положил на это своё хобби.
С другой стороны, можно про любое физическое явление сказать, что оно не изучено досконально - без всякого риска. Только вот так просто, на уровне, кагбэ, логических рассуждений, заметать под ковёр десятилетия работы учёных и инженеров, как-то нехорошо, ИМХО. Просто вы вот статейку на Хабре написали, а Мстислав Всеволодович - научный труд, благодаря которому стало понятно, как вообще можно с этим делом справиться.
Про много формул и НЕ понимание сути в физики - это вы очень удачно сформулировали.
Сейчас это просто ТРЕНД!!!
Келдыш написал РЕКОМЕНДАЦИИ по способам КОНСТРУКТИВНОГО преодоления флаттера в борьбе за повышение скорости самолётов...Вернее по обходу флаттера на том диапазоне скоростей.
Но по сути само явление не было описано по физике процесса, так как оно не вписывалась в существующую тогда и сейчас парадигму определения "подъёмной силы крыла" по Жуковскому-Бернулли.
Я не преуменьшаю заслуг Келдыша в его тогдашние 28 лет, но так уж наваливать всю тяжесть мира на его юношеские плечи я бы не стал.
По поводу электричества с вами соглашусь полностью, на 100%. хоть я не ученый а просто человек, инж.строитель, которого часто любят высмеять, но уже привыкший.
Так вот. Соглашаюсь о сущности самого электричества вообще мало кто пишет. И совсем не найти ничего. Либо просто предпочитают не говорить. Это точно.
Поэтому приходится самому себе объяснять) И сам себе я объяснил электричество как просто импульс: электричество -это вообще просто некий импульс передаваемый от "чего-то" к "чему-то", и при этом это "что-то" находится в постоянном соприкосновении. B И для передачи импульса должна быть некая сверхтонкая плотная, упругая среда.. Примерно как в колыбели Ньютона кода импульс/ток от шарика к шарику по цепочке передается. Т.е. ничего по сути не движется особо, но импульс/сила передается.
Я вообще не понимаю как передается такое явление как часто-та в вакууме в классической общепринятой советской теории мироздания... без наличия некой все заполняющей среды.
Мне почему-то кажется, даже не кажется, а думаю что не существует вакуума, а то что мы называем ваккумом - это среда, а все эл-ные частицы - лишь некие пузырьки в этой среде (условно как в губке, с разными упругими характеристиками на границах, разным насыщением и сочетаниями формами), т.е. некие вихреобразования тороидальные, шарообразные, сложные или иные, разных форм и сочетаний... примерно как по господину В.А. Ацюковскому с его эфиродинамикой на неком сверхтонком плане, ну или например как в "альтернативной" истории с плоской землей с всезаполняющей сверхтонкой и сверхпроводящей основополагающей средой с неким уплотнением выше (называемой небосводом).
И именно наличие такой некой сверх тонкой среды позволяет передавать импульсы.. то бишь существовать току, ну и заодно также формировать некие вихревые тороидальные и иные поля (в простонародье называемые эл.магнитными), объяснять притяжения и отталкивания (ибо сверхтонкие мощные вихри с некими логиками и векторами), создающая уплотнения и градиенты.. ну и само собой передавать импульсы с некой частотой, скоростью и т.п. параметрами в пространстве. И нет никого вакуума. Жизнь не терпит пустоты. Имхо.
ну это так... просто мысли и некие наблюдения с личными выводами.
Всё можно кидать в меня тапками и отгружать килотонны смайлов, но я почему-то в этом уверен. Ну и еще раз, да согласен с вами что сущность явление "тока" вообще мало кто объясняет.
А я знаю почему возникает флаттер. Дело в том что само по себе образование подъемной силы это колебательный процесс так как она возникает в результате циклического коллапса вихрей и является свободной тепловой энергией воздуха, замкнутой в них по кругу. Воздух циркулируя вокруг крыла с разной скоростью и огибая заднюю кромку как бы накачивается под крыло, о чем свидетельствует небольшой противоток снизу у передней кромки, создаёт давление, а потом отбрасывается вниз назад в виде вихревого следа. Так как это происходит циклично, крыло вибрирует и может войти в резонанс. А задняя кромка воспринимает максимум нагрузки и разрушается первой. Я сделал эти выводы проводя экспериментальное исследования вибролета и обнаружив что он создаёт тягу в противоположную теории сторону. Я писал об этом здесь и это стоило мне репутации, но я так же опубликовал это в рецензируемом журнале и нашел две экспериментальные работы, подтверждающих мою - Экспериментальное исследование машущего полета и вопрос о эффективности вибролета.
https://sci-article.ru/stat.php?i=1601957819
А также:
Герасимов С.А. Присоединенная масса и аэродинамическое сопротивление в динамике колебаний. Об экспериментальной аэродинамике осциллятора с зонтообразным крылом.
а если взять 100% копию птицы, например, стрижа или сапсана в пикировании, и разогнать её до скорости, близкой к звуковой, возникнет ли явление флаттера?
Флаттер крыла самолёта