0 просмотренных постов скрыто
Аэродинамика древних объектов
Фрагмент панциря ископаемой диатомовой водоросли под микроскопом.
Размер 0.04 мм
Показать полностью
1
Как бумажные самолетики могли бы обеспечить устойчивое решение проблемы космического мусора?
Экспериментальная установка в испытательной секции гиперзвуковой аэродинамической трубы с высокой энтальпией в Калифорнийском университете Кашива.
Космический мусор — это большая проблема. За последние годы число запусков спутников резко выросло, и вокруг Земли в низкой околоземной орбите накопилось много мусора: старые части ракет, сломанные детали и неработающие спутники. Такой мусор опасен, потому что он может столкнуться с работающими спутниками, которые нужны для навигации, связи и прогноза погоды. Кроме того, крупные обломки иногда падают обратно на Землю.
Космический мусор также вреден для окружающей среды. Когда старые ракеты и спутники входят в атмосферу Земли, они сгорают и оставляют химические вещества, которые могут повредить озоновый слой. Чем больше мы запускаем ракет, тем больше загрязняется пространство вокруг Земли, и тем серьезнее становятся проблемы.
Учёные и компании ищут способы убрать этот мусор, но также пытаются сделать ракеты и спутники более экологичными — например, использовать органические материалы вместо металлов. В новом исследовании, опубликованном в журнале Acta Astronautica, учёные вдохновились оригами — японским искусством складывания бумаги — чтобы найти более устойчивое решение.
Максимильен Берте и Кодзиро Сузуки из Токийского университета задумались: что если запустить с Международной космической станции бумажный самолётик на высоте около 400 километров и со скоростью около 7800 метров в секунду, такой же, как у самой станции? Они хотели узнать, сколько времени он будет падать обратно на Землю и как сильно он сможет нагреться в атмосфере.
Сначала самолётик оставался устойчивым благодаря своей форме и плавно скользил в космосе. Но через четыре дня, когда он опустился примерно до 120 километров над Землёй, он потерял стабильность и начал падать неконтролируемо.
Учёные объясняют, что из-за низкой инерции вращения и аэродинамической формы самолётик мог долго сохранять правильное положение в воздухе. Но ниже 120 километров он начал кувыркаться и сильно разогреваться из-за трения с воздухом, что в итоге привело к его сгоранию на высоте около 90-110 километров.
Чтобы проверить это на практике, учёные сделали модель самолёта из бумаги с алюминиевым хвостом и поместили её в специальную аэродинамическую трубу в Токийском университете. Там они создавали условия, похожие на вход в атмосферу на большой скорости — около 7 Махов в течение нескольких секунд. В этот момент нос самолёта немного отогнулся назад, а кончики крыльев чуть обгорели, но модель не разрушилась. Если бы испытание длилось дольше, самолётик бы сгорел.
Это исследование показывает, что простая идея — использовать бумагу и оригами — может помочь решить проблему космического мусора. Учёные считают, что такие бумажные космические аппараты могут использоваться для сбора данных о Земле, а потом полностью сгорать в атмосфере, не оставляя вредных остатков. Это небольшой, но важный шаг к более экологичным и безопасным полётам в космос.
Показать полностью
1
Сильный поток винтов Чинука
Вертолет Boeing MH-47G Chinook.
Что характерно, вертолет начал подымать водяную пыль с достаточно большой высоты (более диаметра несущих винтов), что иллюстрирует большую скорость индуктивного потока.
Мощный индуктивный поток - одна из причин, вызвавших требование использовать длинные троса подвески при работах по борьбе с пожарами, чтобы исключить раздувание огня этим самым потоком от винтов.
Показать полностью
1
Про аэродинамику
Показать полностью
1
Спорт не для всех
с интернета
Реактивный Ми-6
Время прочтения около шести минут
5 июня 1957 года вертолёт Ми-6 выполнил свой первый полёт и этот вертолёт вполне заслуживает того чтобы о нём вспомнили eщё разок.
Опытный Ми-6.
Вот только о вертолёте Ми-6 в интернетах уже написано очень много статей и постов, которые продолжают плодиться в околоавиационных интернет-кружка́х благодаря копипастам, перепостам и компиляциям различной степени достоверности и качества. Излюбленной темой, например, является крыло Ми-6, фантазии вокруг которого рождают порой даже новую терминологию:
Однако и более солидные источники порой грешат нестыковками, например та же рупедия, из которой зачастую черпают информацию, до сих пор не может определиться с датой первого полета Ми-6, хотя там ведь всё просто:
Скриншот рупедии на 05.06.2025г.
Вобщем нет большого смысла перечислять в очередной раз все достижения и рекорды этого уникального вертолёта.
А вот сама уникальность вертолёта Ми-6 вполне достойна внимания и одним из, весьма нечасто упоминаемых, аспектов его уникальности является реализация использования остаточной реактивной тяги двигателей.
Дело в том что энергия рабочих газов далеко не полностью срабатывается на турбинах турбовального двигателя и выхлопные газы ещё обладают некоторым запасом энергии для образования реактивной тяги. Кстати, чем больше такой энергии - тем, естественно, ниже КПД турбовального двигателя.
На Ми-6 установлены два турбовальных двигателя Д-25В вдоль продольной оси вертолёта.
Турбовальный двигатель Д-25В.
Выхлопные устройства двигателей развернуты в стороны под углом в 32 градуса к продольной оси и таким образом реактивная тяга TR выхлопных газов имеет горизонтальную составляющую Ta, направленную по полету и дополняющую пропульсивную тягу несущего винта.
Схема сил реактивной тяги двигателей.
К сожалению, численных значений этой реактивной тяги в литературе не приводится, собственно как и отсутствуют в открытом доступе какие-либо работы по исследованиям этой темы.
В книге по практической аэродинамике Ми-6 оценка реактивной тяги производится по приросту располагаемой мощности несущего винта в зависимости от скорости полета.
Общий вид зависимости располагаемой мощности НВ Ми-6
Вот только по общему виду такой зависимости можно лишь очень прибизительно оценить этот самый прирост в лошадях, который тут выглядит многообещающе.
Следующий, уже более точный график значительно менее нагляден и более сложен для понимания, поскольку в нём увеличение располагаемой тяги оценивается через прирост коэффициента крутящего момента несущего винта за счет реактивной тяги в зависимости от скорости и высоты полета.
μ - это коэффициент характеризующий режим работы несущего винта; μ=0 на висении и μ=0,4 для Ми-6 на скорости 320 км/ч, другими словами по этому режиму на графике можно судить о поступательной скорости (V=μωR).
И тут уже количество нолей после запятой в коэффициенте намекает, вобщем-то, на мизерность этого самого прироста, не говоря уже о какой-либо наглядности для количественной оценки этой реактивной тяги.
Однако несложно выполнить оценочный расчет остаточной реактивной тяги, имеющихся данных двигателя Д-25В для этого вполне достаточно:
- скорость истечения газов реактивного двигателя такого класса около 700-800 м/с, примем 700 м/с (у Д-25В πк=5,6);
- остаточная скорость истечения (после свободной турбины) составляет 10–20% от теоретической, примем 15%:
0,15 х 700 = 105 м/с;
- массовый расход воздуха 26 кг/с;
- тогда остаточная тяга:
26 х 105 = 2730 Н
2730 х 2 х cos32 = 4553 Н ≈ 460 кгс
Что вобщем-то совсем даже и не мало. Хотя в реальности она будет ниже, потому что турбовальные двигатели оптимизированы для создания крутящего момента, а не реактивной тяги и оборудованы выходными устройствами, представляющие собой расширяющийся диффузор, а не реактивное сопло. И тем не менее, давление газов на выходе Д-25В выше атмосферного и их скорость больше нуля, что и обуславливает наличие остаточной реактивной тяги.
Также анализируя первый график видно, что с уменьшением поступательной скорости до висения реактивная тяга двигателей тоже стремится к нулю. Однако в действительности этого не происходит - двигатели на висении по-прежнему прокачивают через себя воздух и закон сохранения импульса не отменяется.
Косвенной иллюстрацией могут послужить фотографии Ми-6 на висении с загрузкой:
Ми-6 на висении.
Хотя, на самом деле, большие положительные тангажи Ми-6 на висении обусловлены в значительной степени кабрирующими моментами крыла и стабилизатора, а также конструктивным наклоном вперед оси несущего винта, для компенсации реактивной тяги двигателей всё же требуется отклонение конуса несущего винта назад, что способствует увеличению угла тангажа.
Отклонение тяги несущего винта назад уменьшает ее вертикальную составляющую, то есть требует увеличения тяги несущего винта по сравнению с отсутствием реактивной тяги двигателей.
Упрощенная схема сил.
Другими словами, на режимах висения реактивня тяга двигателей увеличивает потребную мощность и является "вредной".
Силовая установка Ми-6 целиком перекочевала на вертолёты типа Ми-10, так что их вполне можно также называть реактивными вертолётами.
Ми-10К.
Пост в сообществе с другим примером вертолёта, использующего остаточную реактивную тягу двигателей:
Westland ONE
Показать полностью
10