|  |  | | Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 19:09 | |
| | Zdravíčko 
Nedávno ve škole v aerodynamice jsme narazili na docela zajímavý problém a začli jsme diskutovat o plovoucí VOP u letadel. Konkrétně jsme se bavili o vysokorychlostní aerodynamice a vyučující tvrdil, že je to nezbytná záležitost pro letadla létající rychlostmi víc než M1. Začlo to tím, že jsme si uvědomili, že je spousta letadel, které překonaly rychlost zvuku a mají klasickou VOP (Starfighter, Bell X-1, ale tam si nejsem jistý, protože jsem viděl pořad o tom, jak ukradli plovoucí VOP od Angličanů) a spousta letadel s delta křídly (Mirrage 2000, Concorde apod.) využívají v podstatě toho stejného principu, jako klasická kormidla. Ostatně křidélka jsou u většiny těchto strojů řízená naprosto stejným principem, jako klasická VOP (až na záležitosti flybywire a pomoci právě té VOP v tomto, což nebylo vždycky).
Takže jsme řešili dilema, proč se teda na nadzvukových letadlech používají plovoucí VOP, ikdyž je to technologicky o dost náročnější na výrobu a došli jsme k tom, že to bude asi hlavně kvůli přechodu na nadzvuk, protože tam nastává reverze řízení, která po překonání transsonické rychlosti zase funguje normálně (už přesně nevím proč), ale to je jen doměnka
Věděl by někdo znalý na toto odpovědět? |
| |
|
 |  | | | Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 19:16 | |
| | | |
|
 | | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 19:44 | |
| | vodorovné ocasní plochy...
No FSpilote... určitě to není jen kvůli přechodům do nadzvukových rychlostí, protože každý profil se chová při přechodu kritického machova čísla i při přechodu machu 1 rozdílně, takže v tom to nehledej.
Spíš jde o to, že pro jisté konstrukce letounů, momentálně mluvíme spíš o bojových letounech, jde o to, že mají jinačí (lepší) vliv na manevrovací schopnosti i když je to technicky náročnější konstrukce. |
| |
|
| |  |  | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 16. 1. 2008 / 12:38 | |
| | | Mylis sa trochu. Vyvinute to bolo hlavne koli nadzvuku. Inak by to bolo nemozne prekrocit taku rychlost |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 19:48 | |
| | | plovouci vodorovni ocasni plocha. Vyskovka bez delenia na pevnu a pohyblivu cast. otaca sa okolo osi cela plocha |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 20:08 | |
| | Děkuju za vysvětlení...
AD Cirrus - já jsem tam měl původně napsané "Co je plovoucí VOP ? Co je VOP to vím." já blbec to naivně smazal, bo jsem si myslel, že poznáte jádro pudla a nebudete vtípkovat... |
| |
|
| | | | | | | Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 20:24 | |
| | | |
|
| | | | Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 20:28 | |
| | Velmi ve zkratce a obecně: pro zvýšení účinosti křidélek na letounech pro vysoké a nadzvukové rychlosti, kde se používá křídlo s velkým šípem, potažmo křídlo stavitelné. Jsou i eroplány, které dokonce křidélka vůbec nemají a používají na zatáčení kombinaci rušičů vztlaků a právě plovoucí VOP.
Zkopíruju ti ze staršího příspěvku - samozřejmě o MiG-23 :
VOP - vodorovna ocasni plocha se vychyluje i jako vyskovka a diferencialne podle toho, jaky naklon se chce dosahnout - tzn, pritahnes na stoupani - obe se vychyli smerem nahoru - das naklon, jedna jde lehce dolu, druha nahoru a soucasne jeste obe trosku nahoru, aby byl zachovan puvodni pozadovany vektor stoupani. V zavislosti na kofiguraci kridla se jeste pouzivaji plosky na horni strane kridla, ktere maji nejvetsi vychylku na kridle 16, na kridle 72 jsou bez funkce. Rika se jim interceptory - mozna spravne mozna ne, prelozeno presne z rustiny jsou to "rusice vztlaku" - ploska se vychyli smerem nahoru, narusi obtekani kridla - snizi se mirne vzlatk toho kridla a kridlo klesne dolu - letadlo se nakloni - pritahnes a zataci. Vzdy se vychyli jen jedna ploska. Cim vetsi uhel kridla, tim mensi vychylka interceptoru a vetsi diferencialni vychylka VOP.
Příklad Bell X-1 není nejvhodnější, protože to byl první nadzvukový eroplán a výzkum obtékání a všeho byl v plenkách. Mirage 2000 také není nejvhodnější příklad, i když je to delta, ale jinak VOP vlastně vůbec nemá - tzn. kormidla se na Mirage chovají principielně jako plovoucí VOP, Concorde dtto. (a Starfighter se svým křídlem je kapitola sama o sobě). Týká se to tedy přímo letu vysokými a nadzvukovými rychlosti, ne jen okamžiku překonávání zvukové bariéry.
Zjednodušeně se dá říct, že se tím nahrazuje krátká páka působení síly křidélka - pokud má éro rozpětí 40 metrů a téměř přímé křídlo je páka velká a křidélko může být malé - účinnosti klopivého momentu je dosaženo právě velkou pákou. Pokud má éro rozpětí 7 metrů a velký šíp, je malá páka křidélka a muselo by být obrovské - proto jej doplňuje plovoucí VOP. |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 21:30 | |
| | Takže jestli správně chápu, tak důvod je hlavně v její účinnosti a všestrannosti použití
Děkuju za pěkné vysvětlení |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 21:41 | |
| | | a i v aerodynamice okolozvukové a nadzvukové. |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 21:51 | |
| | Ještě bych doplnil, že kromě nahrazení funkce křidélek diferenciální výchylkou výškovky, jde o efekt tzv. dynamického odlehčení, kdy je třeba pro pohyb plovoucí VOP vyvinout mnohem menší sílu než na klasickou VOP. Na druhou stranu se klasické VOP taky dynamicky odlehčují, ale u každého letadla trochu jinak. Jako příklad třeba Z-42/43/142 u kterých konce výškovky jednoduše řečeno přečuhujou dopředu přes osu otáčení.
A jako poslední věc: doteď jsem žil v domění, že Bell X-1 právě nakonec plovoucí výškovku měl,jelikož při větších rychlostech neúnosně rostly síly v řízení....ale u toho si už nejsem jistej... |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 21:57 | |
| | | Já jsem právě viděl jakýsi dokument, kde byl výzkum britských vědců, kteří právě plovoucí výškovku vynalezli a pak přišli pánové z USA, vybalili balík peněz a hle, je z toho americký výrobek a díky tomu mají američani první nadzvukové letadlo. Nebýt prý toho, tak je britové o dost předstihnou |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 21:57 | |
| | Doplnění k Bellu X-1:
"The aircraft was modified to feature an all-moving tailplane that allowed it to pass through the sound barrier safely."
Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Bell_X1
Jinak důvod je uveden zde: http://en.wikipedia.org/wiki/Tailplane
Citace: "Supersonic aircraft now have all-moving tailplanes to counteract the Mach tuck when breaking the sound barrier and maintain maneuverability above the speed of sound. While technically called a stabilator, this configuration is often referred to as an "all-moving" or "all-flying" tailplane." |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 22:10 | |
| | | Dovolím si čiastočne doplniť. Nie je to len pre zvýšenie účinnosti krídelok pri vysokých rýchlostiach. Existuje niekoľko príkladov vetroňov s plávajúcou VOP. Tam nejaké vysoké rýchlosti vôbec nehrozia. Ako príklad uviedim, nimbus 2, cirrus 75, vt 116. |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 22:30 | |
| | Dovolil bych si take trochu do mlyna s myslenkou ktera zde jeste nepadla. Podle meho nazoru jde (mimo jine) o zachovani co nejvetsi ucinnosti s co nejmensim indukovanym odporem. Zkuste si to nakreslit pro klasickou VOP a pro plovouci VOP a to hlavne hlavne v limitnich rychlostch. Aby byla klasicka VOP dobre ucinna v malych rychlostech musi byt pohybliba cast neumerne velka. Pri jakekoli jine nez nulove vychylce pak roste indukovany odpor coz prave bude souviset v nevyhodnosti pro supersoniky a vysvetluje to i oblibu plovouci VOP u vykonostnich vetronu. (prosim moc nemlatit, pouze laicka logicka dedukce)
|
| |
|
| | | | | | | Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 22:59 | |
| | Myslím ale, že se tu dost míchají dva pojmy, které se na některých letadlech používají současně, ale spolu jinak nesouvisí. Jsou to:
- plovoucí VOP (výškovka)
- VOP s diferencovanými výchylkami
Ne že by nebylo z jednotlivých příspěvků jasné, kdo měl co na mysli, ale kdyby to celé četl některý z našich začínajících kolegů, tak by měl v hlavě fakt hotovej Lukáš! |
| |
|
| | | | | | | | Re: Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 15. 1. 2008 / 23:40 | |
| | | Čéče, máš pravdu, předsedo.... Nějak jsem ze zvyku uvažoval, že plovoucí VOP má všeobecně u rychlých mašin zároveň i diferenciální výchylky a ono vlastně například MiG-21 nemá... |
| |
|
| | | | | | | | | Re: Re: Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 16. 1. 2008 / 11:08 | |
| | | |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 16. 1. 2008 / 16:41 | |
| | | A taky u některých ULL P-220 Koala, P-92 Echo, nebo splašená motorová pilaCri-Cri, či některé akrobatické éra - Su-31T |
| |
|
| | | | Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? 16. 1. 2008 / 14:56 | |
| | | Sovětští konstruktéři zjistili, že účinnost klasické VOP při nadzvukových rychlostech klesá. Proto u MiG-19 byla zpočátku klasická a pozdější verze , myslím S3, byly již s VOP plovoucí, protože 19-ka byla jejich první nadzvuková. |
| |
|
| | | | Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 17. 1. 2008 / 09:10 | |
| | Jelikož mne Kuma dostal a všiml si zásadní chyby, které jsem se dopustil ve své příspěvku, za chybu se omlouvám a s pomocí skript Aerodynamika a mechanika rychlých letounů od Doc. Ing. Milana Daňka, CSc. z roku 1968 a svého sešitu z přednášek aerodynamiky od pana Radka Orlity se pokusím uvést můj omyl na pravou míru:
Má odpověď by byla víceméně správná, pokud by se jednalo o dotaz na "Plovoucí VOP s diferenciální výchylkou". Ale původní dotaz byl jen na plovoucí VOP a mne zmátla další zmínka o křidýlkách v dotazu a automaticky jsem uvažoval právě problematiku diferenciální výchylky, takže:
Na obrázku 1 je rozložení vztlaku na klasické VOP - tedy dělené. Jak je vidět, výchylka kormidla způsobí změnu vztlaku především na ploše před kormidlem a výslednice vztlaku je blízká ose závěsu - tzn. závěsový moment kormidla, který pilot musí překonat silou v řízení je malý a může být použito řízení přímé, bez posilovačů. Výchylka kormidla tedy vyvolá v žádaném místě velkou změnu vztlaku při malé síle na kormidlo.
Se vzrůstající rychlostí však ztrácí kormidlo většinu svých kladných vlastností a v transonické oblasti se vztlak na ploše před klapkou mění jen málo (druhý graf obr. 1) a v nadzvukové oblasti už vůbec - třetí graf obr. 1 - tzn. klesá účinnost kormidla viz obr. 2. Rovněž vzniká nepravidlený vzestup závěsového momentu kormidla Mzs (viz obr. 3), působiště vztlaku na vlastním kormidle se přesouvá dozadu od osy závěsu, klesá účinnost běžných způsobů aerodynamického vyvážení a odlehčení, vznikají velké deformace plochy před kormidlem - tzv. aerodynamický zkrut, který může v extrémně špatném případě konsktrukce kormidla pro tuto rychlost a právě v této rychlosti způsobit až to, že vychýlení kormidla zkrutem plochy VOP "otočí" výsledný celkový profil VOP obráceně a nastává "reverze řízení". Nepravidelný průběh závěsového momentu (obr. 3) tím pádem způsoboval i značné třesení letounu v oblastech těsně pod M=1. Dá se to částečně kompenzovat použitím malé štíhlosti celé plochy VOP, ale i tak nelze poklesu účinnosti a vzrůstu závěsových momentů klasické konstukce dělené VOP zabránit.
Maximální změna vztlaku při vysokých rychlostech je jen na vychýleném kormidle, ale ne na ploše VOP. Už nyní nám tedy logicky vyplyne, že odstraníme plochu před kormidlem, tím pádem použijeme vlastně jen samotné kormidlo, kde je změna vztlaku v trans a supersonické oblasti maximální a výjde nám právě "plovoucí VOP" - tedy jen samotné kormidlo, bez jakékoli další nepohyblivé plochy. I tak budou ale závěsové momenty při vysokých a nadzvukových rychklostech tak velké, že je nevyhnutné použít posilovač řízení.
Ten samý aerodynamický problém vzniká na všech plochách a kormidlech, ale u směrovky to není nutné řešit, protože potřeba velkého zásahu do nožního řízení při vysokých rychlostech s následnou velkou změnu vektoru pohybu touto změnou vyvolanou není, ale osvětluje nám to, proč je v uváděno, že při přechodu M=1 může dojít k silnému bočení letounu, zvláště při zpětném přechodu z nadzvuku do podzvuku (u MiG-21F uvedeny až dva průměry kuličky) a proč je oblast přechodu M=1 tak kritická - právě kvůli vzrůstajícímu momentu závěsových sil viz obr. 3.
Pro křidélka platí to, co jsem uvedl v původním příspěvku - tedy diferenciální výchylka plovoucí VOP - to je řešení problému.
Zároveň nám to celé osvětluje i problém kamikadze - možná jste četli, že hodně kamikadze končilo své útoky daleko před lodí, kdy v plné rychlosti ve střemhlavém letu narazili s neovladatelným letounem do vodu - jako kdyby nebyli schopni zmírnit klesání a trefit loď. Důvodem byla právě špatná konstrukce klasické VOP, kamikadze ve snaze způsobit co největší škody dosahovali v závěrečných fázích náletu na tu dobu obrovských rychlostí blížících se kritické oblasti M a začaly se projevovat všechny faktory výše uvedené - od klesání účinnosti klasické VOP (potažmo křidélek) až po aerodynamický zkrut a reverzi řízení. Ovšem nebyli schopni tuto informaci poskytnou zpět, že ))
Další zajímavá věc s plovoucí VOP je to, že při letu nadzvukovou rychlostí je pro určitou změnu vektoru pohybu třeba daleko větší výchylky než při rychlosti podzvukové - což trochu odporuje logice - letím větší rychlostí, měla by stačit výchylka menší, ale není tomu tak. Pro snažší zapamatování uvedu příklad z praxe: (kdysi jsem tu psal o mém letu nadzvukem, takže jen doplním) byl jsem na MiG-23 na rozhon a dostup na spárce a ve výšce cca 12 km, kdy jsem měl rozehnanou mašinu na M=1.6 jsem měl udělat dostup - tedy přitáhnout řízení a vyždímat stoupání a výšky co se dá až na téměř pádovou rychlost. Jenže jsem se dopustil chyby, protože právě tuto stať z aerodynamiky, kterou jsem právě teď popsal jsem asi neměl nastudovanou tak, jak bych měl mít a právě podle logického úsudku - letím rychle, stačí mi malá výchylka, abych se moc neodbrzdil, nebo stoupání nepřehnal a nespadl jsem přitáhl opatrně. A to byla právě ta chyba, protože při této rychlosti jsem potřeboval výchylku plovoucí VOP velkou. Na moje překvapení mi instruktor po mém chybném přitažení energicky zatáhl za knipl až na hranici třesení letounu a k mému překvapení mi šel knipl skoro až na pupek. Jenže můj prvotní nesprávný zásah do řízení už způsobil to, že jsme se dostali jen na 15 kilometrů výšky místo na 17.5
Takže toto by už ohledně plovoucí VOP mělo být správně a FSPilote, váš přednášející měl pravdu, je to nezbytné pro létání rychlostí vyšší než M=1. |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 17. 1. 2008 / 11:09 | |
| | | ufff, konečně to někdo rozsek |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 17. 1. 2008 / 11:50 | |
| | Pěkné čtení. Děkuju.
Víťa |
| |
|
| | | | | Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 18. 1. 2008 / 00:02 | |
| | Velmi vyčerpávající odpověď Děkuju mockrát To s výchylkou je velice zajímavé, to by mě nikdy nenapadlo
Jenom pro upřesnění mých myšlenek, plovoucí VOP se tedy používá hlavně kvůli své účinnosti a schopnosti zlepšít manévrovatelnost v nadzvuku a taky pro přechod (třesení a reverze řízení). Klasická výškovka by byla velmi neúčinná a letadlo by tak bylo velmi obtížně ovladatelné a tak vlastně asi získal i tu pověst létající rakve Starfighter (když neberu ty šílené křídla)? |
| |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 18. 1. 2008 / 00:39 | |
| | Ale Starfighter má taky plovoucí VOP, nevím, jestli některá dřívější verze měla klasickou, ale ani u verze A jsem nenašel fotky s klasickou VOP. Jinak Starfighter je nádherný letadlo.
A díky za zajímavej strom, aspon jsem se dozvěděl něco novýho |
| |
|
| | | | | | | Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 18. 1. 2008 / 08:46 | |
| | | |
|
| | | | | | Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 18. 1. 2008 / 09:26 | |
| | | Nerikalo se mu tak kvuli tomu jak do nej nemci zacali montovat svoje motory? Ono pak kdyz to zrovna u F104 vysadi tak to nejak blbe plachti... |
| |
|
| | | | | | | Re: Re: Re: Re: Proč se vlastně používá "povoucí VOP" ? - oprava 18. 1. 2008 / 17:50 | |
| | 100 bodů pro Tondeho.
Ad Starfighter: létající rakev se jim říkalo na východ od železné opony. Podle statistik to byla normální dvoumachová stíhačka, žádný bubák. |
| |
|
|
1x 
