Pystyisikö tosiaan kolmella pienellä (melko perätysten olevalla) siivellä saavuttamaan nosteen/kantavuuden joka olisi samaa luokkaa kuin yhdellä isolla siivellä? Siis kolme siipeä asetettu peräkkäin mutta eivät haittaisi toistensa aerodynaamisia ominaisuuksia?
Tämä spämmäykseni johtuu sellaisesta, että useampana yönä olen nähnyt unta sellaisesta systeemistä, jossa on kolme peräkkäistä siipeä (yhteensä siis kuusi siipeä). Yhden siiven koko oli luokkaa puolitoista metriä ja kuusisiipisellä installaatiolla pääsi henkilö ilmaan.
Tämä spämmäykseni johtuu sellaisesta, että useampana yönä olen nähnyt unta sellaisesta systeemistä, jossa on kolme peräkkäistä siipeä (yhteensä siis kuusi siipeä). Yhden siiven koko oli luokkaa puolitoista metriä ja kuusisiipisellä installaatiolla pääsi henkilö ilmaan.
Vastaukset 11
Vanhimmat
Mitä etua tuollaisesta olisi? Ainakaan et saa samaa nostetta samalla pinta-alalla, vaan niiden kolmen síiven pinta-ala olisi isompi kuin saman verran nostavan ison.
"mutta eivät haittaisi toistensa aerodynaamisia ominaisuuksia?"
Tämä on ymmärtääkseni mahdotonta. Siiven nostovoima perustuu siihen että se kiihdyttää ympäröivää ilmamassaa alaspäin. Toinen siipi lentää näin ensimmäisen siiven alas suuntaamassa ilmavirtauksessa ja kolmas vielä pahemmin. Sama kun yrittäisi nousta alaspäin tulevia liukuportaita.
Lentokoneen laskusiivekkeet toimivat juuri niin, että ovat pääasiassa peräkkäin virtauksessa, mutta lisäksi hieman sivussa, niin että taaempi on myös edellistä hieman alempana.
Lopputuloksena syntyy enemmän nostovoimaa kuin sama pinta-ala synnyttäisi yhtenä siipenä samalla siiven kärkivälillä. Myös vastus kasvaa, sillä jälkimmäinen siipi on nimenomaan edellisen alastaittamassa virtauksessa, mutta niinhän käy yhdelläkin siivellä, jos pinta-alaa ja nostovoimaa suurennetaan samalla siipien kärkivälillä.
Nostovoima/vastus suhde ei ole mitenkään suuresti poikkeava yhdellä tai useammalla peräkkäisellä siivellä, jos virtausnopes ja ilman tiheys, sekä siiven kärkiväli ovat samoja samalla nostovoimalla, eikä nostovoiman jakautumisessa siiven pituudelle ole eroja. Yleensä vaan laskusiivekkeitä ei käytetä niin, että ko. arvot pysyisivät samoina, vaan tuotetaan sama nostovoima hitaammassa virtauksessa, jolloin nostovoima/vastus suhde huononee.
Matkalennossa taas siivekkeet auki lennettäessä normaalinopeuksilla vastus olisi jo selvästi suurempi kuin yhdellä siivellä, mutta se ei johdu siipien määrästä, vaan siitä, että pinta-alaa on silloin siivekkeet auki lennettäessä ihan liikaa, ja tulokulmaa siksi ihan liian vähän.
Olisi kai ollut oikeampaa kirjoittaa siiven pituudesta kuin pinta-alasta. Kuitenkin, vaikkei nostovoima/vastus huononekaan niin eikö nostovoima synny "väärään suuntaan" eli vinosti taaksepäin jos siipi kulkee jo taittuneessa virtauksessa?
Yksi laskusiivekkeiden tehtävä on kai lisätä siiven kohtauskulmaa ilman että koneen asento muuttuu? Lentäjällä on helpompaa kun näkee eteensä. Concordessa asia piti ratkaista toisin, ja Drakenissa sitä ei ymmärtääkseni ratkaistu. Lentäjä ei nähnyt laskussa kiitotietä.
"Kuitenkin, vaikkei nostovoima/vastus huononekaan niin eikö nostovoima synny "väärään suuntaan" eli vinosti taaksepäin jos siipi kulkee jo taittuneessa virtauksessa? "
Määritelmän mukaan nostovoima on kohtisuorassa alkuperäistä virtaus suuntaa vastaan, ja vastusvoima sen suunnassa.
Ts. aerodynaaminen voima suuntautuu kylläkin vinosti taakse, (ei nostovoima), ja sitä kuinka paljon taakse suuntautuu, mitataan (ilmaistaan) juuri tuolla nostovoima/vastus (L/D) suhteella.
Kokonaisvoima aikaansaa ilman liikemäärän muutoksen, ja koska ilman nopeus ei kasva verrattaessa ennen siiven kohtaamaa ilmaa siiven taakseen jättämään ilmaan (koska lisää liike-energiaa ei siivestä ilmaan siirry, käytettäessä havaintokoordinaatistoa, jossa siipi ei liiku) olisi 100% tehokkaasti toimivalla siivellä aiheutettu ainoastaan ilman liikesuunnan muuttuminen, vauhdin säilyessä samana, joten silloinkin tulisi indusoitua vastus komponenttia nostovoiman lisäksi.
Tämän vastuskomponentin määrä riippuu: dynaamisesta paineesta, siiven kärkivälistä, nostovoiman jakaumasta, sekä tuotetun nostovoiman määrästä. Sillä aiheuttiko sen yksi kiinteä siipi, vai laskusiivekkeillä varustettu siipi, ei ole vaikutusta tämän indusoidun vastuksen suuruuteen.
Jos nuo asiat säilyvät samana, on indusoitu vastus sama, ja ilma taittuu alaspäin ihan saman verran riippumatta siitä, montako siivekettä perus siiven takana on käytössä.
Muihin vastuskomponentin arvoihin voi kylläkin olla vaikutusta, niin pinta kitkaan
(viskoosivastukseen) kuin paikallisiin pyörteisiin (turbulenssin) hukkuvan tehon osalta.
Drakenista en tiedä, mutta ainakin avaruussukkulan laskeutuessa, ei ohjaamosta näe suoraan kiitotietä, koko kone on niin paljon nokka ylhäällä, ja laskusiivekkeitähän ei ole. On koko siipi välillä tarkoituksella sakkaustilassa, jotta liiasta energiasta päästään hallitusti eroon.
Laajalle levinneistä uskomuksista huolimatta siiven sakkaus ei sinällään romahduta nostovoimaa, vaan pääosin lisää vastusta.
Lentokoneissa vastuksen raju kasvu tuppaa tiputtamaan yleensä nopeutta, mikä puolestaan sitten jo tiputtaakin käytettävissä olevaa nostovoimaa, ellei nokkaa saada alas, ja hallittavuutta sakkaustila kylläkin vähentää, voi joutua koko pyrstö siiven jättöpyörteisiin ... Ts. lentäjän näkökulmasta sakkaus voi nostovoiman vähenemiseen johtaa, vaikkei asia aerodynamiikan kannalta näin ihan olisikaan.
Lisattäessä kohtauskulmaa edelleen päästään huomattavasti suurempii nostovoima kertoimiin kuin ennen sakkausta, mutta vastusta on sitäkin enemmän, joten lentäminen ei ole siinä tilassa järkevää. Ohjainpintojen ollessa pyörteisessä ilmassa, lentäminen olisi erittäin epävakaata, ellei sitten konetta tarkoituksellisesti rakenneta sakkaavaksi ja ohjainpinnat suunnitellaan toimimaan puhtaassa virtauksessa. Osa sakkauksen vajottavasta vaikutuksesta tulee ohjaimista, kone pudottaa nokkaa suunnitellusti ja kohtauskulman pieneneminen pudottaa korkeutta enemmän kuin sakkaus muuten tekisi.
Hemmetin mielenkiintoista. Itsekin olen ymmärtänyt ettei sakkaus vie nostovoimaa muuta kuin vastuksen kautta kun koneen nopeutta ei saa säilymään oikein millään konstilla. Olen lukenut jutun F-106 (tai F-102) -deltasiipihävittäjästä, joka tuli laskuun nokka liian ylhäällä, ja lentäjä huomasi liian myöhään ettei täysi tehokaan riitä estämään nopeuden laskua. Deltallahan ei tietääkseni ole terävää sakkauskohtaa, vastus vain kasvaa. Jälkipoltin ei ollut vielä päällä, mutta se kytkettäessä ko. koneessa suihkusuutin avautuu ensin jolloin työntövoima putoaa entisestään pariksi sekunniksi kunnes poltin syttyy kunnolla (jos syttyy). Lentäjä ei uskaltanut kokeilla, maa oli liian lähellä. Olisiko tullut maaefekti sen verran avuksi että sai lopulta kieli keskellä suuta nopeuden nousemaan.
no siinä olisi paljon kehittämispotentiaalia.
Esimerkiksi että siipi voisi olla ohuen ohut, toisekseen jos olisi esimerkiksi kaksi siipeä peräkkäin (yht 4), olisi mahdollista eräänlaisen keinulautaratkaisun avulla toteuttaa eräänlaisen "räpyttely" -mekanismin (vaikkei siinä varmaan rintalihaksilla kovin pitkälle lennetä...). Etenemisessä voisi kenties hyödyntää myös juoksemisessa käytettäviä jalkalihaksia...
Periaatteessa olisi mahdollista muokata siipien profiiliakin ja kallistuskulmaa 'lennossa'.
Miksi mielummin kärkiväli 3m vehkeellä kuin kärkiväli 10m purjekoneella tai jollain ultrakevyellä, no ketteryyden takia, keveyden, hinnan... No "vajoamiskertoimen" suhteen ehkä jäädään jonkin verran purjekoneelle.
No laskin piruuttani tuolla FoilSim -ohjelmalla ideaalisia nostevoimia ylhäältä katsottuna neliönmuotoiselle (1,5m x 1,5m) ohuelle siivelle, nopeudella 25 km/h olisi 350 N, nopeudella 30 km/h olisi jo 500N.
" No laskin piruuttani tuolla FoilSim -ohjelmalla ideaalisia nostevoimia ylhäältä katsottuna neliönmuotoiselle (1,5m x 1,5m) ohuelle siivelle, nopeudella 25 km/h olisi 350 N, nopeudella 30 km/h olisi jo 500N. "
Tuollaisia nostovoimia tuolla pinta-alalla ja virtausnopeudella syntyisi vasta kun cl > 5, mihin ei käytännössä päästä.
Vai oliko ne mitat ylhäältä katsotulle projektiolle, ja itse siipi selvästi suurempi ?
Tarkista ensin käyttämäsi yksiköt, ettei olleet imperialistiset käytössä, voimat paunoina, ja nopeudet ft/s tai jotain vastaavaa ...
aspect ratio correction (siiven pituuden ja "leveyden" suhde) oli pois päältä ja kysymyksessä oli ideaalinen tapaus.
no jos olisi kuusi 1,5m pitkää, 40 cm leveää pitkän matkan lentoon muotoiltua ohuehkoa siipeä ja nopeuden saisi 30 km/h, tekisi 700 N...
eäh, ehkä on tyytyminen noihin levymallisiin siipiin....
www youtube com/watch?v=sUDuPWRiRug
http://www.youtube.com/watch?v=HnGZBhrrlMk
Tai toimii, mutta paremmin pitkänä.
Siipenä ongelmaa aiheuttaa paineerojen tasoittuminen kärjen ympäri ja iso osa tehosta kuluu ilman kiihdyttämiseen alaspäin.
lyhyellä siivellä joita on monta, kärkipyörteet hukkaavat paljon paineeroja ja aiheuttavat vastusta, lisäksi ilmaa kiihdytetaan pienellä alalla paljon. Parempaan tulokseen päästään pitkällä siivellä. Joissa on vain yksi kärki per puolisko. Lisäksi on parempi kiihdyttää isoa ilmamäärää hieman kuin pientä ilmamäärää paljon.
Parhaat purjekoneet ovat todella pitkiä kärkiväliltään 30m. Helikopterissa on pitkät siivet,, ei ole olemassa lyhytsiipisiä helikoptereita. Siipien määrää kasvatetaan suurissa koptereissa, mutta siivet ovat edelleen pitkät. Aircaarit sun muut auton ja helikopterin yhditelmät käyttävät pieniä potkureita, mutta niissä potkuri puörii tunnelissa, juuri kärkipyörteen minimoimiseksi ja on toki muitakin syitä.
Laskusiivekkeet jotka ovat siiven perässä ja virtauksessa, ovat vain osa siipeä, ei voi puhua monisiipisyydestä. Matkustajakoneissa on käytetty tuota ratkaisua koska nopeassa lennossa on ei kohtauskulmaa eikä pinta-alaakaan tarvita paljoa. Hitaassa lennossa on kohtauskulmaa kasvatettava rajusti, ja myös pinta-alan kasvu auttaa. laskusiiveke voisi olla yhtenäinen, mutta paloista muodostava laskusiiveke päästää lisää virtausta siivekkeiden pintaan ja siipi toimii sakkaamatta. Vastus on myös suuri, mutta laskeutumisessa on korkeus ja nopeusenergiaa muutenkin hukattava jonnekin. Airbusseissa ei siivekkeet aukea niin paljoa kuin Boengin koneissa. Jotakin uutta siis sillä saralla. Muutenkin noi kaksimoottoriset taitaa aika pian syrjäyttää nelimoottorisia koneita kiihtyvällä vauhdilla, pidin noita kaksimoottorisia pikkukoneina, mutta niihinkin taitaa se 300 henkeä mahtua.