· Математическая связь между обозначенными физическими величинами Авиадинамика видит в формуле Rа= Yа*Sг*Vп*t, где Rа (кг)- реакция взаимного скоростного контакта.
Yа=1,229 (кг/м3) - удельный вес воздуха (атмосферы).
Sг (м2) = опорная поверхность.
Vп (м/с) - линейная скорость контакта
t (c) - мгновение контакта- секунда
Если Rа будет равна G, то ( Rа=G)самолет приобретет опору и может взлететь.
Rа=G=Yа*Sг*Vn*t(кг), где
Sг (м2) - площадь горизонтальной проекции самолета
Vn(м/с)- потребная скорость, при которой самолет может находиться на одной высоте.
G (кг) - вес летающего аппарата ( самолета).
· Из обозначенной формулы, зная G и Sг, можно определить Vn - потребную скорость, удерживающую аппарат в воздухе:
Vn = G/Yа*Sг*t(м/с)
Но что бы обеспечить аппарату нужную Vn, необходимо знать потребное тяговое усилие (Рп).
А во время полета, кроме обеспечения Rа=G, тяговое усилие должно преодолевать еще и лобовое сопротивление(X), определяемое по формуле:
X=p*(Vп*Vп/2)* Sф ,
где S ф (м2) - фронтальная проекция конструкции самолета.
X (кг) - лобовое сопротивление.
Формула потребной тяги в Авидинамике примет вид:
Pn=p*(Vn*Vn/2)*Sф+Yа*Sг*Vn*t(кг)
Зная Pп легко определить потребную мощность (Nn).
Nn=Pn*Vn/75(л.с.)
Аэродинамика Н.Е. Жуковского установила математическую взаимосвязь физических величин для определения Vn и Pn путем кропотливого экспериментального исследования. И вывела эмпирические формулы, требующие для решения применять уточняющие коэффициенты (Cу, Сх), требующие высокой квалификации исследователя.
Предлагаемая Авиадинамикой методика значительно проще для восприятия и доступна на базе среднего образования. Каждая формула Авиадинамики логична заложенному в ней смыслу. Но, значение результатов исследований Аэродинамики Н.Е. Жуковского безусловно неоспоримы. Пусть через значительно сложный путь, результат расчета по Аэродинамике дает практически реальный результат.
Но, если результаты математических решений по формулам Авиадинамики совпадут с расчетами по Аэродинамике, то, полагаю, Авиадинамика будет значительно предпочтительнее, и даже как наука. Поэтому рассмотрим результаты расчетов технических характеристик Vn, Pn, Nn по Аэродинамике и Авиадинамике.
Для примера от Аэродинамики примем статью из интернета Марата Каримова «Горизонтальный полет самолёта». Расчет ведется по Аэродинамике Н.Е. Жуковского. Задача: Определить мощность, потребную для горизонтального полета у земли. Если вес самолета Як-52 G=1200 кг, коэффициенты Cу= 0,4 и Cх=0,044.
Площадь крыльев Sкр=15 м2.
1. Скорость полета потребная (Vn):
Vn= |/ 2G/Су*р*Sкр=2*1200|/0,4*0,125*15=203 км/ч., где |/ - корень квадратный
2. Качество самолета (К):
К=Cу/Сx=0,4/0,044=9.
3. Потребная тяга (Pn):
Pn=G/K=1200/9=133 кгс
4. Потребная мощность (Nn):
Nn=Pn*Vn/75=133*56,4/75=96 л.с.
Далее…
Авиадинамика В.А. Боздунова «Горизонтальный, установившийся, прямолинейный полет самолета».
Характеристика Як-52:
1. Взлетный вес - 1200кг.
2. Двигатель - 114 п.
3. Площадь крыла - 15 м2.
4. Угол установки крыла -2 градуса.
5. Площадь оперения - 2.86 м2.
6. Угол установки оперения -1.5 градуса.
7. Длина самолета - 7.75 м.
Для расчета тех же параметров (Vn, Pn, Nn) в Авиадинамике необходимо иметь значения Sф и Sг- фронтальную и горизонтальную проекции конструкции самолета Як-52.
1. Крыло:
Sкр=15 м2, установочный угол 2 градуса.
Sфкр=Sкр*sin 2градуса=15*0,0349=0,52 (м2).
Sгкр=Sкр*сos2 градуса=15*0,994=14,91(м2).
2. Оперение:
Sоп=2,86м2, установочный угол 1,5 градуса.
Фронтальная проекция:
Sфоп=Sоп*sin1,5градуса=2,86*0,0262=0,075м2.
Горизонтальная проекция:
Sгоп =Sоп*cos1,5градуса=2,86*0,987=2,85м2.
3. Фюзеляж:
Фронтальная проекция: ширина на высоту (h* b) кабины.
Sфкаб= h*b=0,55*0,9=0,495м2.
Горизонтальная проекция фюзеляжа принята примерно равной Sфг=1,16 м2.
Таким образом имеем:
Sф=Sфкр+Sфкаб+Sфоп=0,52+0,495 м2.0,075=1,09м2
Sг=Sгф.+Sгкр.+Sгоп.=1,16+14,91+2,85=18,92 м2
Далее. Из формулы G=Yа*Sг*Vn*t можно получить Vn- потребную скорость для взлета самолета:
Vn=G/Yа*Sг*t=1200/1.229*18,91=51,6 м/с=186 км/ч.
Определим потребное тяговое усилие:
Pn=p*(Vп*Vп/2)*Sф+Ya*Sг*Vn*t= =0,125*(51,6*51,6/2)*1,09+1,229*18,92*51,6=181+1200=
=1381 кг или 1381/9,81=140 кгс.
Потребная мощность:
Nn=Pn*Vn/75(л.с.)
Nn=140*51,6/75=96,3 л.с.
Сопоставим результаты расчетов технических характеристик самолета Як-52 по Аэродинамике Н.Е. Жуковского (Н.Е.Ж.) и по Авиадинамике В.А. Боздунова (Б.В.А.): скорость (Vn):
Н.Е.Ж. - Vn = |/ 2G/Cу*р*Sкр*. Vп=203,3 км/ч.
Б.В.А.
- Vn=G/Yа*Sr*t=186 км/ч
II. Потребное тяговое усилие (Pn):
Н.Е.Ж.- Pn=G/К=133 кгс, где К = Cу/Сх = 9.
Б.В.А.- Pn=p*(Vn*Vn/2)*Sф+Yа*Sг*Vn*t=140,8 кгс
III. Потребная мощность (Nn):
Н.Е.Ж.- Nn=(G/К)*G/Cу*p*Sкр*(1/75) = 96 л.с.
Б.В.А.- Nn=Pn*Vn/75 = 96 л.с.
P.S. Как видим, результаты расчетов почти что в одном ключе. Неточность совпадений автор склонен отнести к эмпирическим формулам Н.Е.Ж.
Авиадинамика отличается от Аэродинамики простотой объяснения полета самолетов и элементарным решением по определению технических характеристик. НО, что бы с этим согласиться, для этого потребуется отказаться почти от всех принципов Аэродинамики. Например:
1. Авиадинамика отрицает наличие п/с у крыльев самолета, зависящей от формы профиля крыла и угла атаки.
2. Авиадинамика отрицает Закон «взаимозаменяемости движений»
3. Исследование полета в аэродинамической трубе крайне подозрительны.
Аэродинамика не способна дать разъяснения полёту бескрылым летательным аппаратам (например, летающим тарелкам инопланетян, сенсационному полёту летающей доски французского изобретателя) и т.д. А Авиадинамика легко и просто это объясняет, предъявляя простой расчёт технических параметров: Vn, Pn, Nn.
Аэродинамика и Авиадинамика изучаю, контакт одних и тех же 2х материальных тел - атмосферы и самолета, но преследуют на самом деле, диаметрально противоположные цели.
Аэродинапростой мика изучает характер воздушного потока, обтекающего неподвижный предмет (влияние скорости потока на обтекание тел различного профиля, срыв потока, разрежение, циркуляцию, вихри и прочее... способствующее существованию… несуществующей п/с крыла самолета (Y).
Авиадинамика В.А. Боздунова предполагает проводить исследования на центрифугах, летающих моделях и летающих лабораториях.
Полет самолета в неподвижной атмосфере в горизонтальной плоскости ( XoZ) не встречает корректировки полета от атмосферы. Здесь нет критических и закретических условностей при поворотах на маршруте движения. А в Аэродинамической трубе поворот модели вокруг оси (у) -целая проблема. В Авиадинамике самолет беспрепятственно следует в направлении движущей силы (тягового усилия). В Аэродинамике самолет сможет полететь только туда, куда позволит ему набегающий поток. Этим примером закон о взаимозаменяемости движений получает реальное опровержение самого себя.
Далее… Расчет п/с крыльев самолета в Аэродинамике Н.Е.Ж. объясняется мистическим появлением в формуле лобового сопротивления(Х) - (формула скоростного напора) появлением все решающего коэффициента Су.
Не возражаю - эмпирическое происхождение формул имеет право на существование.
Но где же физико-математическая логика? В Авиадинамике такого беспредела нет! И все физико-технические звенья логично уложены в формулы.
Возможно автор тоже излагает что-то не так, все имеют право на ошибку, но следует признать - Аэродинамика Н.Е. Жуковского имеет не одно, а значительное количество претензий, разрешаемые Авиадинамикой.
P.S. Анализ динамики полета самолета в данной статье начинался с полета самолета в условиях неподвижной, материальной, молекулярной, дискретной и сжимаемой газообразной среде, т.е. в самых идеальных условиях. Так начинается каждая теоретическая часть науки. Но, как известно, Природа не предсказуема. Во время полета возможны внезапные движения (порывы) воздушных масс с самых неожиданных направлений. Возможна неожиданная встреча циклонов с воздушными ямами, с дождевым, снежным и грозовым характером. Разряженная атмосфера экваториальным солнцем или сгущенная влажностью арктического холода атмосфера у полюсов, вызывающая обледенение обшивки самолета и многое непредвиденное другое требует от ученых объяснений и рекомендаций, позволяющих избегать катастрофических последствий. А это возможно лишь при научно-практическом исследовании, которое могло бы возглавить отделение Авиадинамики - «Экстремальная Авиадинамика».
Где приемы исследования Н.Е.Жуковского в аэродинамической установке были бы очень значительны.
Список литературы
1. В.А. Боздунов интернет, статья - «Принцип образования п/с крыльев орнитоптера».
2. В.А. Боздунов, интернет, статья - «Теоретическая реализация машущего полета (орнитоптера).
3. Н.И. Васильев - «Транспорт миллионеров»,Издательство Транспорт, 1986 г., Москва.
4.Б.К.Гусев, В.Ф.Докин - «Основы авиации», Издательство Транспорт, 1989 г.,№4, Москва.
5. Н.Е. Жуковский, интернет - «Теорема для определения силы необходимой самолету для подъема в воздух».
6. Н.Е. Жуковский, интернет, статьи - «Жизненный и творческий путь».
7.М.В. Келдыш, интернет - «Фундаментальные статьи по решению проблем Аэродинамики самолетов».