Formuła rozpiętości skrzydeł dla ornitoptera

1

Jak dowiedzieć się, jaka powinna być powierzchnia skrzydła / sqft dla działającego ornitoptera z skrzydełkami? Powiedzmy na przykład, że siła 500 # porusza skrzydłami w górę i w dół, a skrzydła i pasażer łącznie ważą 250 #. Jaka jest minimalna potrzebna rozpiętość skrzydeł / powierzchnia do wspinania się w powietrzu?

E. pensów
źródło
„Siła poruszających się skrzydeł” musi prowadzić do pędu opadającego netto większego niż prędkość masy, którą próbujesz podnieść. Całkowita powierzchnia skrzydła jest nieistotna z wyjątkiem wydajności ruchu siły do ​​powietrza.
Carl Witthoft

Odpowiedzi:

1

Ładowanie skrzydła:

Poniższy wykres przedstawia obszary życia i latających maszyn latających - i można to uznać za całkiem dobre dopasowanie masy i skrzydła do kłody. Zobacz jego tekst, aby skomentować odejście Kolibrów z comtinuum zmapowanego przez większość innych ptaków.

Wykres sugeruje obciążenia skrzydeł od 30 do 80 kg / m ^ 2 przy wzroście masy od 100 do 300 kg.
Lub około 3,3 m ^ 2 przy 100 kg i 3,75 m ^ 2 przy 300 kg.
tj. blisko stałej w całym prawdopodobnym zakresie masy.

Jeśli jest poprawny, odpowiada to na pytanie dotyczące obszaru. Poniższy wykres obciążeń skrzydeł pochodzi z witryny wymienionej poniżej.
Dodałem czerwone linie i biały tekst.
Nie dlatego, że pracuje w Newtonie, a ja z grubsza przeliczono na kg.

wprowadź opis zdjęcia tutaj


Szybkość trzepotania - „podnośnik płytowy”:

Na podstawie równania oporu i różnych założeń (które mogę wyjaśnić, jeśli są wystarczająco interesujące), szacuję wymaganą „szybkość trzepotania” na około.

Klapy na sekundę ~~~~~> = 4 x sqrt (masa kg / powierzchnia m ^ 2) / skok ^ 2
= Fps = 4.sqrt (M / A) / skok ^ 2. Skok w metrach.
np. dla obszaru skrzydła 4 m ^ 2, obciążenie 160 kg, skok 1,0 metra:
Szybkość klap> = 4 x sqrt (160/4) /1,0 = 25 klap / sekundę

Opiera się to na sile działającej na płaską płytę, gdy macha się nią w kierunku pionowym w jednym kierunku na odległości liniowej = „uderzenie” jest szybkością „szybkości klap” na sekundę z oporem w jednym kierunku, a mone w drugim, i wysokie dirve : stosunek czasu powrotu.
(Za pomocą równania przeciągania - siła ~~~ = 0,6 x Rho x Cd x A x V ^ 2.)

_______________________________________

Algorytm projektowania skrzydła ornitoptera:

Kod MATLAB do projektowania skrzydeł znajduje się tutaj na tej stronie .

Ze względu na „potencjalne trudności nawigacyjne” z powodu używanego języka na końcu tej odpowiedzi podałem prosty przykładowy kod.

____________________________________

Struktura skrzydeł ptaka z zastosowaniem do ornitopterów

Pierwszy animowany GIF ma sporą przydatność, ale jest świetnym pomysłem - Wheeee!


Zobacz także Uwagi na temat stałego skrzydła aerodynamicznego ornitoptera - wszelkiego rodzaju techniczne zalety.


Prawdziwy świat nie ornitoptera, ale odpowiednia latająca maszyna napędzana przez człowieka

Maszyna latająca napędzana przez człowieka na poniższych filmach nie jest ornitopterem, ale utrzymuje start i lot w oparciu wyłącznie o powierzchnie „napędzane przez człowieka” i można zastosować te same podstawy. W przykładzie wideo jest 8 jednokierunkowo napędzanych powierzchni do podnoszenia. Ornitopter może koncepcyjnie prowadzić ten sam obszar z mniej więcej taką samą średnią prędkością do przodu, ale z pobudzonym spadkiem i (prawdopodobnie) przyspieszeniem bez podnoszenia, aby uzyskać ten sam efekt netto. Na razie zobacz ten najpiękniejszy film 1m30s Również (nieco dłużej) https://www.youtube.com/watch?v=syJq10EQkog
i nieco dłużej „tworzenie”


Niektóre twarde dane i prawdziwe modele tutaj.
W języku irańskim (perskim) (perski?) - tłumaczenie internetowe działa OK. Aerodynamiczny ornitopter skrzydłowy

wprowadź opis zdjęcia tutaj

http://s6.picofile.com/file/8266611400/52.JPG

Jego tabela funkcji skrzydeł i rozpiętości skrzydeł również jest interesująca.
Daje to wartości dla wszystkich ptaków dla (jak i innych zawiasów) mocy, rozpiętości skrzydeł, powierzchni skrzydeł, mocy pod względem masy ciała

Rozpiętość = 1,17 xm ^ 0,39
Moc = 10,9 xm ^ 0,19 Szybkość uderzeń = 3,98 xm ^ -0,33

Podłączenie do nich danych w skali ornitoptera sugeruje, że coś mi brakuje. TBD.

http://s6.picofile.com/file/8266611518/55.JPG

wprowadź opis zdjęcia tutaj


Kod projektu skrzydła MATLAB Ornithopter ** od **

Wklejono tak, jak jest - pożądane lub patrz strona źródłowa.

%% --------------- Konstrukcja skrzydła ornitoptera --------------------%
--------- ------------ wwww.Asec.ir -------------------------

clc; wyczyść; zamknij wszystkie %% Fase ONE ..... m = 0,4; AR = 3; W = m * 10; W_S = 30,6 * W ^ (1/3) S = W / W_S span = sqrt (AR * S) a = span / 2; b = S / pi / a
f = 3,98 * m ^ (- 0,27) x = 0: a / 20: a; y = b * sqrt (1- (x./a). ^ 2); Xc = [0 a]; Yc = [0
0]; X = [0 x]; Y = [0 y]; fill (X, Y, „b”, „LineWidth”, 3); trzymaj
się; wykres (Xc, Yc, „r”, „LineWidth”, 3); oś równa tekstowi (a / 2,3 * a / 4 , „
\ leftarrow MAC”, „FontSize”, 14)

Russell McMahon
źródło
Dla wyjaśnienia chcę wystartować po zawisie, a nie tylko szybko posunąć się naprzód. Skrzydła, od wysuniętej pozycji w dół, są skurczone do wewnątrz, aby zmniejszyć opór powietrza, skrzydła są popychane w górę, a następnie całkowicie wysuwane w celu wykonania ruchu w dół. Skrzydła znajdują się również na przegubie kulowym, dzięki czemu można je odchylić w górę, aby lepiej wykorzystać folię.
E. Pence
1
@ E.Pence Zrozumiano - I / ale - twoje skrzydła MUSZĄ zrobić coś jak ptak - nie możesz machać w sposób arbitralny i oczekiwać optymalnych rezultatów. Skok W GÓRĘ MUSI mieć minimalny opór i maksymalny skok W DÓŁ. Czy obejrzałeś / aś wideo. W helikopterze ostrze porusza się ciągle do przodu, a następnie do powietrza. W ornitopterze ostrze / skrzydło pierze i przesuwa się z powrotem do pierwotnej pozycji przy minimalnym oporze. Widziałem model papieru i plastikowe ornitoptery w Chinach z zwijanym systemem napędu z gumką. Świetna zabawa i praktyczność - w swoim rodzaju. Duża powierzchnia i powolna klapa mogą być optymalne.
Russell McMahon
Poważne wzory i modele tutaj - po irańsku. Tłumaczenie Google wydaje się OK. asec.ir/…
Russell McMahon
^^ właśnie to, co chciałem powiedzieć, chyba nie wyjaśniłem tego zbyt dobrze. Skrzydła są pochylone podczas suwu w górę i rozciągnięte na suwu w dół, w przeciwieństwie do wszystkich konstrukcji ornitoptera, które widziałem, które są niczym więcej niż głupimi długimi skrzydłami poruszającymi się naprawdę powoli w górę i w dół.
E. Pence