Я предлагаю вам порассуждать о существующих конструкциях летательных аппаратов с критической точки зрения. С точки зрения, о которой не очень любят говорить закоренелые самолетчики и вертолетчики.
Начнем с самолета.
У любого передвигающегося изобретения должно наличествовать два инструмента передвижения – двигатель (преобразующий саккумулированную энергию вещества в лучистую) и движитель (то, что преобразует эту энергию в движение). И рассматривая с этой позиции самолет, мы попадаем в небольшой логический тупик. Самолету помимо двигателя и движителя нужно еще и крыло, позволяющее ему использовать воздух, как опору. Но беда в том, что использовать воздух, как опору можно только на скорости и вот проблема – мы должны тащить с собой эту плоскость, что бы поддерживать себя в воздухе. Природа решила этот вопрос просто – она сделала крыло не только носителем, но и движителем. Человек не смог осуществить такое изящное решение и пошел по пути разделения этих функций. За это он поплатился тем, что сам КПД преобразования энергии топлива в движение не высок из-за не высокой эффективности винта, крыло при этом становится условным балластом и создает большую часть сопротивления — все это сказывается на эффективности. Мы уже достигли предела развития этого решения – дальше только можно повышать скорость (самый большой и самый конструктивно качественный самолеты мы уже построили: А380 и Boing 787).
В вертолете задача сочетания движителя и опоры решена, но решена ужасно! Чтобы упростить конструкцию инженеры заставили крыло-лопасть вращаться. С точки зрения висения – это самое эффективное решение. Но стоит заставить вертолет лететь вперед – это форменное энергетическое безрассудство. Одна лопасть летит на встречу потоку, в то время как другая от него убегает и на дельте их подъемных сил и летит вертолет. Это безобразие выражается в крайней не эффективности вертолетов в дальних перевозках. В среднем вертолет тратит в четыре пять раз больше топлива на тонну-километр чем самолет!
Возможно ли решить эту задачу иначе?
Я уже 13 лет занимаюсь разработкой махолетов (орнитоптеров) аппаратов потенциально способных решить те противоречия которые лежат в основе традиционного авиационного транспорта.
На первый взгляд сама идея летать, как птицы выглядит архаичной и не жизнеспособной, но так ли это?
Теоретизировать на эту тему бесполезно, так как аэродинамики машущего крыла как направления науки просто нет. Поэтому эта задача требует большой экспериментальной базы и исследований, чем собственно я и занимаюсь.
В 2013 году мы построили самый большой в мире летающий махолет с взлетным весом 30 кг. Аппарат смотрится нелепо, однако он позволил дать ответы на некоторые очень важные вопросы.
Главный ответ — летать с помощью взмахов крыльев можно!
А вот дальше загадок стало еще больше. Те данные которые мы получили по аэродинамике и динамике аппарата не вписываются в те аэродинамические модели которые мы строили на базе общих аэродинамических законов. Есть существенные расхождения в большую сторону. Т.е. не смотря на ужасную, на первый взгляд, аэродинамику аэродинамическое качество аппарата составляет 12. Т.е. такое же, как у самолета. Это очень необычно.
Что дальше?
Самым большим вопросом остается вопрос масштабов. Т.е. возможно ли вообще построить большой махолет? Дело в том, что сам размер махолета ограничен законами физики. Момент инерции крыла растет в четвертой степени линейного размера, а прочность в второй, т.е. существует точка после которой махолет не может существовать. Все дело в приводе — кривошипно-шатунный привод это ужас! И с точки зрения проектирования и с точки зрения реализации — он абсолютно не подходит для махолетов. Предел взлетной массы махолета с кривошипно-шатунным приводом находится в районе 40 килограмм.
Чтобы найти ответ, как сделать махолет больше этой предельной массы у меня ушло двух лет.
И теперь мы строим новый аппарат задача которого не просто доказать возможность полета аппарата с машущим крылом, но и показать его эффективность в сравнении с самолетом и вертолетом.
Я делаю ставку на то, что махолеты вполне могут оказаться конкурентами мультикоптерам в силу их большей эффективности, а так же малошумности (видео не показатель, на двигателе не было глушителя).
В случае успеха нашего нового эксперимента, будет возможно строить махолеты практически любой разумной размерности, но лично меня интересует сегмент аэротакси с возможностью вертикального взлета и посадки — интересный вариант городского транспорта будущего.
Комментарии (275)
3dtim
07.06.2017 17:15+4В прошлой жизни работал я в одном КБ, так мой непосредственный начальник так же был увлечен орнитоптерами, по молодости даже чуть не разбился на одном экспериментальном.
Именно от него 15 лет назад с удивлением услышал что по энергоэффективности пропеллер уступает крылу.
Carburn
08.06.2017 05:48AigizK
08.06.2017 09:48+5Я думаю сам комментарий стоит сюда вытащить. Пусть автор или опровергнет их или расскажет свою версию.
Ayasmarsa
08.06.2017 10:15+12Мы работали с Киселевым 5 лет безуспешно строя махолет. Он хороший человек но его подход мягко говоря странный — не смотря на 5 лет неудач с разными командами он не внёс в конструкцию ни одного изменения.
В 2010 м он находит спонсора и привлекает нас к работе мы год безуспешно под его руководством пытаемся запустить модель — результат тот же, что и последние 5 лет причём виноваты по его мнению в этом мы. В итоге спонсор забирает построенную на его деньги модель и закрывает проект. Нам очень не хотелось закрывать проект, так как мы уверены, что правы в том как нужно сделать чтобы он начал летать. Мы соглашаемся на очень хреновые условия по оплате так как уж очень хотели сделать эту штуку. В итоге через 3 месяца был первый полет, а еще через 10 уже полностью управляемая модель.
Модель Киселева и наша модель схожи только внешне, главное это система привода и управления крыльями которую мы в итоге запатентовали
Сам профессор человек хороший и мы относимся к нему с уважением, но он теоретик претендующий на то что всегда прав, а это далеко не так.
Ну а тот кто писал это прекрасное повествование судя по всему вообще далек от того как все было на самом деле.
tmin10
08.06.2017 13:55+1Хм, неужели можно просто взять и украсть модель? У человека, который давно в это отрасли должны быть статьи, патенты и прочее, которые подтверждают авторство.
akinchicantonvasilevich
08.06.2017 15:33+6Прошу, не кидать в меня табуретками, но как показывает практика, любой текст написанный КАПСОМ, как минимум нуждается в проверке.
cazebo
08.06.2017 09:31+1Интересно почитать где-нибудь доводы тех, кто утверждает, что крыло эффективнее.
akinchicantonvasilevich
08.06.2017 21:14ИМХО: если крыло как-то не так заклинит у махолёта спланировать будет не так уж и просто против заглохшего двигателя у самолёта… В противовес можно заявить, что «а если лопасти у вертолёта...», «а если двигатель у ракеты...», но сами понимаете…
roboq6
07.06.2017 17:15+3Если махолёт эффективней вертолётов и самолётов, то чтоже другие инжинеры не развивали это направление?
Если не Боинги, то хотя бы крылатые дроны у нас, надо полагать, были бы обычным делом. Что-то мне с трудом верится что Вы один такой умный.
al_sh
07.06.2017 17:28+11Представляю сколько раз это слышали Сикорский и братья Райт
roboq6
07.06.2017 17:38+3Не путайте изобретение с нуля и дальнейшее улучшение изобретения. Братья Райт первыми построили самолёт. А махолёты известны уже давно. Но вот что-то толка пока особого до сих пор не видно.
al_sh
07.06.2017 17:49+2не путаю. Схема, по которой летает и самолет и вертолет были известны задолго до. Никакого изобретения с нуля, конечно не было. Просто люди собрали воедино весь предыдущий опыт, конечно, добавили что-то свое да и технологии достигли необходимого для этого уровня. Проще говоря — пришло время
roboq6
07.06.2017 17:56Схема, по которой летает и самолет и вертолет были известны задолго до
Секундочку, что значит «были известны»? Братья Райт же были первыми кто создал самолёт, верно? И если верно, то об какой «схеме полёта» и каком «предыдущем опыте» тогда вообще можно вести речь, если до них никто в глаза не видел летающего самолёта?al_sh
07.06.2017 18:18-2чем принципиально отличается схема по которой построен самолет Райт от схемы летательного аппарата, допустим, Давинчи или Адера или Кейли? (и да, конечно погулил)
EndUser
07.06.2017 18:19+1Отто Лилиенталь и перед ним большая история планеров.
al_sh
07.06.2017 18:25Да и я о том-же. Допустим, ракеты еще в древнем Китае запускали, а первым полетел Гагарин. Значит ракету изобрел Королев?
roboq6
07.06.2017 18:29-3Значит ракету изобрел Королев?
Космическую ракету — да.
sumanai
07.06.2017 18:31-2А не Циолковский?
roboq6
07.06.2017 18:35А он дал подробный план как сделать такую ракету? Или может быть только в общих чертах? Это знаете как сказать «ну и что что ты написал этот роман, идею-то подкинул я. Следовательно автор — я». А ведь дьявол кроется в мелочах (точнее в конкретике).
sumanai
07.06.2017 18:40Да я к тому, что к этому процессу приложило руку куча народа, и Королёв не был первым.
al_sh
07.06.2017 18:40Именно так — он дал подробный план и теоретическое обоснование возможности осуществления этого полета.
roboq6
07.06.2017 18:46И в чём тогда заключалась работа Королёва? Он тупо организовал сборку ракеты строго следуя инструкциям Циолковского?
al_sh
07.06.2017 19:30Организовал работу, продолжил, углубил, расширил… Вы же новый проект не начинаете с написания оси и компилятора, а используете накопленный до вас опыт, библиотеки, инструменты.
salkat
07.06.2017 20:18Но если я пишу программу, используя готовые ось и компилятор, автор программы всё равно я, а не авторы оси и компилятора
cheburen
08.06.2017 03:27+1в Китае изобрели концепт и прототип ракеты как летающего устройства на реактивной тяге, Циолковский путем размышлений и расчетов пришел к выводу, ракета единственный способ активных полетов в безвоздушном пространстве, он разработал концепт многоступенчатой ракеты, дал математическое описание, в нациской германии разработали концепт современного мощного жидкостного ракетного двигателя (они придумали как подать много топлива и окислитеоя в камеру сгорания и как заставить их сгореть именно там), Королев опираясь на идеи, расчеты и концепты предшественников не смог с ходу запустить ракету в космос, пока не выработал идею пакетного построения ракеты Р-7, как-то так. И все это было-бы не возможно без слаженного труда тысяч людей.
haryaalcar
16.06.2017 10:29Многоступеньчатые ракеты были описаны Казимиром Семеновичем в "Великом искусстве артилерии" ещё в 17 веке.
al_sh
07.06.2017 18:36от этого она не перестала быть ракетой. А если запустить первую фиолетовую ракету это будет считаться изобретением фиолетовой ракеты?
roboq6
07.06.2017 18:43Вы неправильно меня поняли. Дело не в том кто произвёл первый запуск, дело в том кто изобрёл первую работоспособную схему. А запуск это лишь способ удостовериться на практике в работоспособности. Скажем если бы мы нашли чертежи Леонардо Да Винчи позволяющие построить машину времени и построили бы её ничего от себя не добавляя, то изобретателем машины времени, в моём понимании, следовало бы считать Леонардо Да Винчи.
al_sh
07.06.2017 19:02А вот, если взять лист бумаги и сложить самолет — это работоспособная схема? несущие поверхности есть, летать — летает. Уверен, что до полета Райт люди складывали бумажные самолетики))) А если приделать этому самолету хвост это считается добавлением чего-то от себя?
soniq
08.06.2017 00:48Между бумажным самолетиком и самолетом братьев Райт лежит огромная технологическая пропасть. При этом, с точки зрения физики полета они одинаковы.
roboq6
09.06.2017 05:02Если ваш бумажный самолётик можно практически без доработок использовать для, скажем, пересылки грузов из США в Европу, то таки да.
CharlesFrost
07.06.2017 21:20+3Простите, но первую космическую ракету создал Вернер фон Браун. Его ракета V-2 в 1942 г. достигла космоса в высшей точке суборбитального полёта.
blackswanny
17.06.2017 03:51А как же Вернет фон Браун? Не его ли наработки использовали все кому ни лень?
Barafu
08.06.2017 10:32+1Нет, не были. Братья Райт были первыми, кто на своём самолете пролетел сколько-то значимое расстояние, и первыми, кто не разбился нафиг до того, как обрёл известность. И до них были попытки лететь, и относительно успешные, многим не хватило сущих мелочей.
ProLimit
07.06.2017 17:36+1Не удивляйтесь что развивается что-то одно. Так проще — сосредоточить все силы в одном направлении и использовать накопленный опыт, довести проект до совершенства. Нет орнитолетов, нет автожиров, зато самолеты сегодня летают с удивительно высокой надежностью. Но это не значит что другие направления отметены окончательно и бесповоротно. Некоторые получают второе дыхание при появлении новых технологий.
roboq6
07.06.2017 17:43+3Так проще — сосредоточить все силы в одном направлении
Если на дворе плановая экономика — то да. Но с рыночной экономикой такая ситуация вряд ли возможна, ИМХО. Кто-нибудь обязательно будет потихоньку развивать альтернативные направления.
Gibboustooth
07.06.2017 18:14-2Поясните пожалуйста, что мешает «потихоньку развивать альтернативные направления» в рамках плановой экономики?
roboq6
07.06.2017 18:32+3То что начальство приказало все силы сосредоточить в одном направлении.
Gibboustooth
07.06.2017 18:44-2Т.е. в условном плановом «КБ Туполева» начальство приказывает сосредоточиться на одном направлении, а в условном рыночном «Боинге» — не приказывает и все делают что хотят? По-моему и там и там была статья расходов на НИОКР и там и там эти расходы производились, люди в этих направлениях работали, результаты получали, испытывали их, успешные варианты запускали в производство.
roboq6
07.06.2017 18:50+4Т.е. в условном плановом «КБ Туполева» начальство приказывает сосредоточиться на одном направлении, а в условном рыночном «Боинге» — не приказывает и все делают что хотят?
Вы мыслите не на том уровне. При плановой экономике можно сосредоточить все усилия в одном направлении в рамках целой ЭКОНОМИКИ, а не компании. В рыночной экономике же обязательно найдутся компании-авантюристы заигрывающие с альтернативными технологиями, вместо того чтобы 100% своих усилий сосредоточить на нескольких уже зарекомендовавших себя направлениях.Gibboustooth
07.06.2017 19:02-1При плановой экономике можно сосредоточить все усилия в одном направлении в рамках целой ЭКОНОМИКИ, а не компании.
Но можно и не сосредоточить?
Я понимаю, когда вы говорите об изобретениях уровня «придумал что-то в гараже, открыл компанию и начал продавать», но мы сейчас говорим про авиацию, а тут для получения серьезных результатов вам на определенном этапе потребуется привлечь мощности крупных авиастроительных компаний и немалый бюджет под свои исследования. И тут различия между плановой и рыночной экономикой стираются.roboq6
09.06.2017 04:55Но можно и не сосредоточить?
Можно и не сосредотачивать.
Я понимаю, когда вы говорите об изобретениях уровня «придумал что-то в гараже, открыл компанию и начал продавать»
Не-а, я говорю об изобретениях уровня «в компании есть два исследовательских отдела, один для шлифования уже устоявшейся технологии, а другой для развития и исследования потенциала ещё незрелой технологии». А это вполне может быть и в крупной компании.
но мы сейчас говорим про авиацию, а тут для получения серьезных результатов вам на определенном этапе потребуется привлечь мощности крупных авиастроительных компаний
Даже если мы остановимся только на маленьких компаниях-авантюристах, которые вполне за милую душу могут 100% своих усилий направлять на исследование альтернативных технологий, то вовсе необязательно ведь начинать с чего-то такого крупного как махолётный аналог самолёта Боинг. Сначала можно выйти на рынок малой авиации, где число пассажиров колеблется от одного до двух человек (считая того кто будет управлять машиной). Ну ещё махолётные аналоги дронов можно выпускать. А дальше уже расширяться.
ptica_filin
07.06.2017 19:52Такими же аргументами можно топить и за противоположную точку зрения :)
Мол, при плановой экономике деньги даёт государство, у него денег много и можно экспериментировать.
А в рыночной деньги дают инвесторы, и вкладываться можно только в то, что реально работает и принесёт прибыль. Иначе инвесторы яйца открутят.
ivan01
08.06.2017 11:56Кстати, более здравая точка зрения, чем то что писали до вас. Вижу то же самое работая в американской компании. Не понимаю, почему вас заминусовали. Видимо поклонники религии капитализма.
0serg
08.06.2017 22:45Американские компании — они разные. Не надо обобщать свой частный опыт на всех. В крупных даже разные подразделения могут работать по совершенно разным схемам, одни занимаясь рискованными направлениями, другие — осторожными инкрементальными улучшениями. Чем старше и больше компания тем она, как правило, консервативнее, но среди мелких и молодых изрядное число экспериментаторов, как на свои деньги, так и на деньги инвесторов. И в большинстве случаев это работает:
roboq6
09.06.2017 04:58Такими же аргументами можно топить и за противоположную точку зрения :)
Вы сейчас пытаетесь доказать то, против чего я и не возражал. Я просто хотел сказать, что вот такой единный порыв «будем развивать только одно направление» практически возможен только в плановой экономике, а рыночная экономика слишком хаотична и разнообразна для этого. А так ничего не мешает при плановой экономике развивать альтернативные направления, если начальство прикажет.
fpir
08.06.2017 14:02-2Только в условиях плановой экономики и возможно развитие «потихоньку». Боингу махолёт не просто не нужен, он ему вреден. Пока это забавная модель Боинг улыбается, а если на ней 5 человек пролетят 10 километров-самый разумных ход боинга-выкупить технологию, сложить все материалы в подземный бункер, а вход завалить километрами породы.
Махолёт нужен условному Аэрофлоту, но построить Аэрофлот может только забавную модель. В этом и заключается «единство и борьба противоположностей» рыночной экономики.
jex
07.06.2017 22:46Если на дворе плановая экономика — то да. Но с рыночной экономикой такая ситуация вряд ли возможна, ИМХО. Кто-нибудь обязательно будет потихоньку развивать альтернативные направления.
Так вот, автор статьи и развивает. Почему вы решили, что это должен быть кто угодно другой, но не автор?
Lennonenko
14.06.2017 21:31ну вот сейчас рыночная экономика, много у нас, например, новых процессоров появилось за последние лет 10-15-20?
braineater
08.06.2017 11:31+1А куда делись автожиры?
Вот напримерedogs
07.06.2017 18:13+4Если махолёт эффективней вертолётов и самолётов, то чтоже другие инжинеры не развивали это направление?
Не скажем конкретно за махолеты, но аналогичная ситуация существует во многих областях, в ядерной в частности, в ДВС допустим, в солнечных батареях как классе устройств и ветрогенераторах.
Реализация некоторых принципов на практике зачастую упирается в отсутствие необходимого математического аппарата (сюрприз, математика тоже нехило так развивается) или необходимых материалов (титан и карбон многое меняют в авиации).
Автор статьи, в частности, указал, что аппараты весом больше 40кг были малореальны, т.е. поклонникам махолетов пришлось бы заниматься не махолетом как таковым, а попыткой обхода этого глобального ограничения, что убивало смысл занятия.
NetBUG
07.06.2017 19:21+1В махолёте проблема с КПД будет сродни вертолёту: движущаяся масса крыла имеет инерцию, и для полёта нужно махать чем-то с достаточно высокой частотой.
Есть ли какие-то теоретические прикидки по КПД такого движителя?Ayasmarsa
07.06.2017 21:36КПД вертолета низкий не из-за инерции, а из-за аэродинамики несущего винта.
КПД махолета в случае «Идеального крыла» близок к КПД тянущего винта 75-80%. Но сделать это крыло идеальным очень не просто.coturnix19
08.06.2017 14:48Если кпд ветролета низкий, почему кпд автожира высокий? Вроде и там и там винты в воздухе держат.
ploop
08.06.2017 15:07Автожир — это больше самолёт, только роль крыла выполняет винт. Естественно, такое статичное крыло (по площади охвата винта) будет тяжелее.
Это мой предположение как дилетанта :)
arheops
08.06.2017 15:59У автожира крыло всегда в стационарном режиме, не тянет. Но на самом деле КПД современных вертолетов на их крейсерской скорости не намного меньше самолета, это автор просто не вкурсе или сравнивает современный махолет со старым вертолетом(ну как обычно, удобнее же).
Я вот, например, не верю в измерение качества крыла на отрезке в 30 метров(как в видео)Ayasmarsa
08.06.2017 16:09А можно узнать источник данных «КПД современных вертолетов на их крейсерской скорости не намного меньше самолета»? Просто мои данные из учебников аэродинамики. Может кто-то сумел нарушить законы физики, и я не в курсе. А второй момент почему только 30 метров? — аппарат летал не один раз.
arheops
08.06.2017 16:37+1Ну потомучто качество измеряют обычно на отрезке в километр, а у вас нет видео с таким отрезком.
Я не знаю как вы измереете КПД аппарата, но если сравнить расход на двух человек веротолета и легкого самолета, то не сильно то они и отличаются.
Robinson r22(один из самых распространенных) имеет крейсерскую 170-180 и расход 25-37л на крейсерской(по отчетам людей, на нем летающих). Вес — до 600кг.
А дальше смотря с чем сравнивать. Если с машиной, то это в два раза больше. Если с некоторыми самолетами сопоставимого веса (например https://en.wikipedia.org/wiki/Sonex_Aircraft_SubSonex) то даже меньше.
Возьмем опять таки самый массовый https://en.wikipedia.org/wiki/Cessna_172
220-230кмчас крейсерская, вес за тонну, официальная дальность 800/3.5часа+45минут резерва, бак 212 — около 49 расход.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Cessna_150
вес 700, круиз 200кмчас, бак и радиус тот же. тоесть на крейсерской тоже 49. ( в эконом режимах расход 25-30)
ну тоесть реально идет речь о 25-37 против 25-49.
Да, я знаю, что более современные движки поставленные на ту же цесну(кстати с крылом 12 качества) дают 22-25л. Но в целом получается тот же компот по горючке, но вертолет посадить легче.Ayasmarsa
08.06.2017 17:38+2Любое сравнение должно быть объективным.
Для это есть критерии сравнения, например себестоимость перевозок:
а = 100А/k*V*mпн- Где А -себестоимость летного часа (топливо+амортизация), k — коэффициент загрузки, V — скорость, mпн — масса полезной нагрузки.
Понятно, что самым дорогим в себестоимости летного часа является часовой расход топлива
Q=mg/K*сp, где m — масса самолета, К — аэродинамическое качество, Cp — удельный расход топлива.
Отсюда видно, что на себестоимость летного часа сильнее всего влияют аэродинамическое качество и удельный расход двигателя.
У вертолета качество K=4-6, у самолета — 12, удельный расход примерно тот же. Плюс у вертолета расходы на амортизацию в 2 раза выше чем у самолета. Отсюда и стоимость летного часа вертолета в 2-3 раза выше чем у самолета. В теории у махолета должно быть где-то посередке.arheops
08.06.2017 17:50Так я ж не против. Но вот только есть ведь расход выше, приведен. И он не сильно отличается.
Стоимость часа отличается, да. Но не топлива. Тоесть по сути аеродинамическое качество вертолета не особо то важно, расход то тот же.
Ваш махолет не похоже, что будет проще вертолета, соответсвенно аммортизация будет на уровне вертолета.
poznawatel
08.06.2017 20:35У хорошего планера качество доходит до 60.
arheops
08.06.2017 21:56У одноместного, с размахом крыла 18м, исключительно на скорости 90.Однако моторные самолеты нет смысла делать с такими длинными крыльями. Потому большинство самолетов имеет коефициент между 10 и 20.
poznawatel
10.06.2017 06:24Вообще-то у двухместного: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%8D%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BA%D0%B0%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE
Без УПС и «летающего крыла».
Вместо «нет смысла» лучше написать «мы не умеем пока экономически эффективно». Кругосветный углепластиковый Вояджер имел L/D=27 не потому, что не хотели, а потому, что не смогли больше. Подучились и вышел Virgin Atlantic GlobalFlyer с 37.arheops
10.06.2017 16:40Так это невинтовой. В винтовой модификации у него меньше, и это МАКС. и при конкретной скорости в 90 для двухместного и 85 для одноместного. У двухместного там вообще запредельные 25-28м размаха…
poznawatel
11.06.2017 05:43Почему 28 метров размаха — запредельные? Многие самолёты имеют такой размах. Существует множество применений, где на габарит — наплевать, например, солнечнобатарейные электролёты, высотные разведчики итп.
А при масштабировании технологии возросшая хорда крыла позволяет разместить полезную нагрузку в центроплане или вообще сделать «летающее крыло», ещё подняв качество.
Ayasmarsa
08.06.2017 22:42Да, с точки зрения эффективности (у него и топливо не тратится) — она практически сто процентная.
25080205
07.06.2017 20:43Природа экспериментировала миллионы лет, так что махолет размером с ворону (читай, дрон) вполне себе имеет право на жизнь. А вот крупные — а вот х.з., вряд ли. За счет предельных технологий, вероятно, удастся построить птичку размером с кукурузник, но это само по себе будет изврат…
CharlesFrost
07.06.2017 21:26+2Самый крупный птерозавр имел размах крыльев 11 метров, и похоже, что летал вполне успешно…
APLe
07.06.2017 22:20Крупные птерозавры, скорее, планировали на восходящих потоках.
CharlesFrost
07.06.2017 23:09Согласен. Современные крупные птицы (например орлы) тоже то и дело используют восходящие потоки, чтобы часами парить в воздухе. Однако, для взлёта крыльями они всё-таки машут (т.е. способны на кратковременные высокие нагрузки). Вероятно и птерозавры поступали схожим образом.
Я лишь хочу сказать, что поскольку природе не требовались сверхогромные махолёты, она их и не создавала. Но это не говорит о том, что создать их невозможно.
Кстати, нашёл интересный проект махолёта — http://www.dcgeorge.com/
arheops
08.06.2017 10:26… и похоже имел общий вес не более 50кг и не умел сам взлетать с земли(только со скалы, как современные ласточки).
CharlesFrost
08.06.2017 13:12Всё может быть.
Но мог весить и более 50 кг. Современный дельтаплан с пилотом, имеет общую массу хорошо за сотню и парит в потоках вполне уверенно.
Про взлёт ничего не скажу. Может и не мог, а может, при хорошем встречном ветре, ему это и удавалось.
dimm_ddr
08.06.2017 14:38Насколько я понимаю, возможность самостоятельного взлета оценивается текущим развитием махолетов. У нас же нет никаких свидетельств того что они этого никогда не делали. Даже нахождение останков только рядом со скалами, например, достаточно просто объясняется тем, что им реально так было проще, но это не значит что они принципиально не могли. Или я неправ и методы доказательства таких вещей есть?
arheops
08.06.2017 15:45Ну вот современные ласточки большинства видов — не могут взлететь с земли, и стрижи почти все. Им и не особо то это мешает. Оценивается толщина крыла, скорость сваливания(минималка полета), сравнивается с наличными видами. Оценивается приспособленность лап к разбегу да и вообще к ходьбе по земле.
saboteur_kiev
09.06.2017 19:39Да могут все они взлететь с земли.
Да, неудобно, да, напрягаться нужно, но отлично любой вид ласточковых может взлететь.
Весь род ласточковых отличен тем, что питается, ловя насекомых в воздухе. Лапы для хождения и сидения — неудобны, зато удобны для цепляния на скалах, на отвесах (вертикальных). Вот их на земле и видят редко — им там делать нечего.arheops
09.06.2017 19:54Есть виды, которые могут, есть которые не могут. У них длина крыла не позволяет сделать взмах стоя на ногах, а прыгать они не могут, не нужно им это. К тому же они быстро утомляются если не едят и умирают от истощения.
Стрижи почти все не могут, у них крылья в два раза длинее тела.saboteur_kiev
10.06.2017 04:35Простите, вы лично проводили эксперименты, или начитались?
Большинство ласточковых, которые падают под ноги людям и не могут взлететь — упали не просто так, а по разным причинам. Усталость, голод, молодой птенец, травма в воздухе (напоролся или подрался). Это совершенно не означает, что они не могут взлететь. Это означает, что вот этот конкретный экземпляр сейчас не в состоянии.
Взрослой здоровой особи взлететь с земли доставляет неудобство, но никак не невозможность.
Ни в одной адекватной энциклопедии или научной работе про стрижей, не указано, что они не могут взлетать. Все, что можно нагуглить — больше напоминает случайно упавших птенцов или заболевших экземпляров.arheops
10.06.2017 09:33Молодняк стрижа взлетает. После первой линьки — нет. Перо после первой линьки становится длинее. У них нет опыта взлета с ровной поверхности, крылья задевают за траву, равновесие на земле они фактически не держат.
andrey_gavrilov
10.06.2017 13:49присоединяюсь к товарищу, который комментарием выше спрашивал источники вашего вдохновения. — Вы лично проводили эксперименты, или вычитали это где-то? Если вычитали — то укажите источники, пожалуйста.
arheops
10.06.2017 18:24Сам видел. Пока не подняли — не полетел. Можете вот у этих ребят спросить, у них в квартире у некоторых здоровые живут. https://www.spastistrizha.ru/
saboteur_kiev
11.06.2017 20:18Вот на этом сайте НИЧЕГО не сказано про то, что стриж не может взлететь с земли.
В основном там сказано что делать если к вам упал Стриж — и как раз сказано, что его нужно выходить либо потому что это птенец, либо потому что он нездоров.
Ну и насчет пока не подняли — а далеко он улетел? А не упал ли он через километр и уже на этот раз насовсем?
Длинные крылья позволяют планировать при минимальных усилиях, поэтому если подкинуть или поднять, да и вообще, какое вы видели дикое животное, которое после того как его отпустить из рук, не попытается свалить подальше?
Ayasmarsa
07.06.2017 21:34Никаких предельных технологий, максимум углеплатик и алюминий — традиционно для легкой авиации.
stalinets
07.06.2017 22:08А разве нельзя сделать «стаю» из мелких орнитоптеров, которая будучи связана нитями или тонкими тросиками (между собой и/или каждая птичка с общим грузом), сможет эффективно летать? Отпадает проблема больших непрочных крыльев.
Lennonenko
14.06.2017 21:46у птичек вся проблема с энергией же, огромные маховые мышцы требуют огромных количеств энергии, в масштабах организма, конечно
всё потому, что птички не умеют энергию бензина в механическую работу переводить
ShirokovPN
07.06.2017 21:31Не всё же складывается из эффективности. Автор описал одну из них — размер в разумных пределах. Мне вот видится проблема в сложности, а в связи с ней — и в безопасности такого аппарата. Возможно, в отдалённом будущем, эти проблемы уйдут в прошлое, лишь бы у автора хватило жизни хотя бы на создание модели для собственной транспортировки на 200км. Вот в этом я конечно сомневаюсь сильно. В любом случае, я рад за автора, такое необычные изделие :)
Ayasmarsa
07.06.2017 21:32Спасибо! Думаю жизни хватит. Тут скорее вопрос будут ли это на самом деле эффективно, или все это так и останется инженерным чудачеством. А чтобы ответить на вопросы эффективности нужно проработать многие вопросы.
Ayasmarsa
07.06.2017 21:42+5Мне часто задают этот вопрос. Честно? — вообще все равно. Я не гонюсь стать первым или открыть новую отрасль. Я буду копать эту тему пока не пойму, что махолеты не эффективны и годятся только на игрушки. К счасть данные полученные с построенной модели говорят, что аэродинамика машущего крыла весьма отличается от традиционной и в ней может таится не столько постройка самих махолетов, сколько улучшение аэродинамических характеристик существующих ЛА. Я не самый умный, а просто инженер, который ищет ответы на интересующие его вопросы и вопрос «почему умные дядьки не сделали это до меня» меня вообще не интересует — ученые обычно так устроены.
saboteur_kiev
08.06.2017 01:45Конструкция махолета эффективнее, но требования к материалам выше, требования к устойчивости конструкции выше.
Также, как и 14нм технология построения процессоров гораздо эффективнее 3мкм, но вот технологически изготовить их на порядки сложнее.
Кроме того, эффективность непосредственно движка не является первоосновой. например вы бы не захотели лететь в транспорте, который вас кидает вверх-вниз как на видео.
Да и вообще, пока что непонятно, получится ли из современных материалов построить махолет, способный перевезти хотя бы тонну.
RuddyRudeman
07.06.2017 17:21+4Простор для критики огромный, но для начала скажу, что вообще-то то, чем вы занимаетесь, очень здорово.
1) Так что за новый принцип передачи на замену шатунов и кривошипов? Это же самое интересное. Какие нибудь альтернативные линейные актуаторы аля мышцы? Или просто похитревшая механика преобразования вращения?
2) Можно цифры по эффективности модельки? Как считали аэродинамическое качество? Правильно понимаю, что эффективностью моделька не хвастает по сравнению с самолетами? Интуитивно кажется, что 30кг самолетик с размахом метра 3 может пролетать часа 3-5, а ваш?
3) Интересно почитать про управление pitch/yaw/roll. Как то на ходу меняются фазы махов?
trapwalker
07.06.2017 18:14-1Я боюсь, что автор не затронул эти интересные темы, потому что его светлую идею «могут украсть» ©.
Будет здорово, если я ошибаюсь, но по тону статьи и по ее обрыву на самом интересном месте всё выглядит как «скандалы интриги расследования».
Ayasmarsa
07.06.2017 21:09И так по порядку:
1. Да привод это пока определенная тайна, хотя о принципе могу рассказать.
Дело в том, что самым сложным был подробный анализ так называемой ИДХ — инерциально-динамической характеристики. Так как это адовая смесь аэродинамики, инерции и механики. Но подробный поэтапный анализ позволил превратить вред во благо, научится использовать инерцию для преобразования движения крыльев в чистые гармоники, а это полностью нивелирует проблемы с габаритами и вообще повышает КПД привода до уровня КПД винта. Как именно это реализовано, пока рассказать не могу.
2. Моделька.
Она не эффективна, так как она строилась без прицела на эффективность — чисто как демонстрация возможности полета. Заставить ее полететь удалось только после 1,5 года упорной работы. Слишком много неизвестных оказалось и самая большая проблема это как раз ИДХ. Но все же к цифрам. Есть данные скорости горизонтального полета, есть масса модели — отсюда коэффициент сопротивления и коэффициент подъемной силы для разных режимов. Отсюда и качество горизонтального полета — 10-12. Самое удивительное это значение коэффициента подъемной силы — 3,2-3,6 на режимах минимальной скорости. Чистый КПД у этой модели около 12% -т.е. крайне мал. К тому же мала полезная нагрузка всего 3кг (10%). Та модель которую мы сейчас делаем будут приближаться к эффективности самолета по расчетам.
3. Управление.
Да есть система асимметрии углов атаки на плоскостях. На новой модели будет более совершенная система позволяющая отказаться в будущем от традиционных.ГО и ВО.alexovchar7
08.06.2017 12:01Интересная работа, спасибо.
Скажите, а вы возможность использования механического резонанса не рассматривали? Двигатель малой мощности возбуждает автоколебания в неком упругом крыле, самый ближайший аналог пример — стальная измерительная линейка длинной в 1 метр. Если линейку взять в руки как то посередине, и легко потрясти (рукой) — то в линейке возбуждаются колебания, и концы линейки колеблются с большой амплитудой. И кажется, что если к такой линейке прикрепить некий аэродинамический профиль (крыло), то получится прототип пружинного махолета.
Другими словами, может быть (кто знает?) — развитая грудная мышца птиц представляет собой некий упругий элемент, и птица как то использует явления резонанса тоже?
Возможно, для «пружинного» махолета возможно как то использовать упругие элементы, с некой переменной упругостью, и двигатель мог бы возбуждать в таком элементе как то более сложные автоколебания. Где термин — добротность — мог бы быть как то принципиально ключевым. И развивая концепт колебаний, вибраций — можно думать сразу о возбуждении неких поверхностных колебаний, в так сказать поверхности крыла махолета. Что может как то существенно изменить силы трения, сопротивления…
Ayasmarsa
08.06.2017 12:04Вы мыслите в правильном направлении.
Есть еще один крутой махолетчик Рябов Александр, он эту концепцию развивает, мы его поддерживаем, однако расходимся во мнении о частотах и амплитудах колебаний. Тут сложно сказать кто из нас более прав -практика покажет.alexovchar7
09.06.2017 20:10Спасибо. По частотам… Может быть как то поможет подсистема автоматической подстройки частоты (АХЧ)?.. Пусть (согласно концепции ИКР в ТРИЗ) упругий махолет «сам» подберет для себя оптимальную частоту и т.д? И возможно, что если само крыло также обладает упругими свойствами, то если эти свойства могут переменными (скажем, как гитарная струна, что можно подстроить) — то это создаст интересные варианты тоже?.
И может быть теоретические работы Сорокодум Е.Д могут быть для вас как то полезны?
Spiceman
07.06.2017 21:30Извините дилетанта за глупый вопрос по первому пункту. Я правильно понимаю, что преобразование поступательного движения поршней во вращательное и потом обратно в поступательное на крылья нужно для того, чтобы была возможность использовать редукторы?
Ayasmarsa
07.06.2017 21:31В том и загвоздка, что для махолета нужен свой двигатель который напрямую преобразует энергию газа в поступательное движение. А его сделать ой как не просто — средств нужно много.
opaopa
08.06.2017 13:26+1Насколько вам помогают современные средства моделирования? Например OpenFOAM, который умеет
- Гидродинамика ньютоновских и неньютоновских вязких жидкостей как в несжимаемом, так и сжимаемом приближении с учётом конвективного теплообмена. Возможно решение дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых задач;
- Многофазные задачи, в том числе с описанием химических реакций компонент потока;
- много что еще, кроме кофе приносить
Думали ли вы на тему гидро/пневмо трансмиссии?Ayasmarsa
08.06.2017 13:48Мы пробовали немного моделить во FLUENT и GAMBI, но это тема в которую нужно серьезно погружаться и к сожалению просто не хватает ресурсов. Но нам это очень интересно.
Да гидро- и пневмо-трансмисия это следующая разработка, если новая модель докажет верность наших предположений.
- Гидродинамика ньютоновских и неньютоновских вязких жидкостей как в несжимаемом, так и сжимаемом приближении с учётом конвективного теплообмена. Возможно решение дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых задач;
igormich88
07.06.2017 17:36+1Вспоминается роман «Девочка и птицелет» Владимира Киселева.
25080205
08.06.2017 00:28О, книжка из детства!!! Только в той девочке о птицелете удивительно мало… О химии немногим больше. Остальное — про классовую борьбу :-)
maa_boo
07.06.2017 17:38Думаю вполне годно будет, когда бионика разовьётся до нормального уровня, да и материаловедение отставать не будет. Какие-нибудь крылья из наноструктур и искусственные мышцы.
Tsvetik
07.06.2017 17:41+1в этом видео хорошо показано как устроены мышцы у ос и стрекоз. Также показано в замедленной съемке как стрекоза машет крыльями. Механизм очень простой.
https://www.youtube.com/watch?v=oxrLYv0QXa4
Еще можно в крылья добавить сочленение, чтобы крыло складывалось при движении вверх и расправлялось при движении вниз. Как у летучей мыши.
FuzzyWorm
07.06.2017 17:42Ayasmarsa
07.06.2017 21:29Нет не врут, просто не говорят на каких режимах. В среднем около 75%.
Psychosynthesis
08.06.2017 01:55И всё равно это очень много.
Кроме того, помимо простого воздушного винта существуют ещё всякие турбореактивные движки, с КПД до 85% и выше если верить некоторым источникам.
В общем, с «низкой эффективностью воздушного винта» вы погорячились, конечно.Ayasmarsa
08.06.2017 11:41Согласен, винт сам по себе эффективен. Я имел ввиду, что получается много посредников для того чтобы летать. Т.е. ДВС, редуктор, винт, а крыло просто балласт. Вот по факту: КПД ДВС 25%, КПД редуктора 95%, КПД винта 75% и того около 18% суммарного КПД. А если посчитать КПД самого самолета т.е. вычесть потери индуктивные потери на крыле (50% от общего коэффициента сопротивления), то выходит, что за полет мы платим 90% сожженного топлива, а если брать вертолет, то 95%. Тут вся суть в том, можно ли убрать посредников и повысить общий КПД системы?
Что касается реактивных двигателей, то это как раз пример очень эффективной системы c минимумом посредников. Но вот на счет КПД в 85% у меня сомнения, посмотрите статью на wiki там хорошо расписано о КПД ВРД.chaynick
09.06.2017 18:16Ну тогда можно подумать в сторону адского шушпанцера — автожира на реактивном двигателе. А у махолета же основная потеря КПД на противомах крыла вверх?
Ayasmarsa
09.06.2017 18:20Нет, на индуктивное сопротивление, как и у самолета.
0serg
09.06.2017 23:56Вы какую-то ерунду в рассуждениях несете. Чтобы удерживаться в воздухе любое летательное средство создает направленный вниз поток воздуха. Законы физики, увы. На это расходуется часть энергии. Этот расход энергии и называется в случае крыла «индуктивным сопротивлением». И крыло, надо сказать, очень энергоэффективно в создании подобного потока. На пару порядков эффективнее того же реактивного двигателя, к примеру. А вы рассуждаете то о том что крыло самолета бесполезно, то о мифической «минимизации посредников» в махолете. Хотя физика, в общем-то, утверждает банальную вещь: расходовать меньше энергии можно только
а) либо сократив время удержания в воздухе (подход реактивной авиации), т.к. каждая секунда полета требует затрат энергии
б) либо уменьшив массу летательного аппарата, т.к. каждый килограмм в воздухе тоже требует затрат энергии
в) либо уменьшив скорость реактивного потока создаваемого летательным средством и пропорционально увеличив массу приводимого в движение воздуха
г) уменьшив чисто тепловые потери (трение, лобовое сопротивление и т.д.)
Все. Каких-либо других вариантов просто не дано. Схема «минимизации посредников» в лучшем случае может сократить потери по пути г), но в реальных махолетах механические потери на передачу энергии и прочее непродуктивное сопротивление скорее всего будут выше.
konst90
13.06.2017 11:28турбореактивные движки, с КПД до 85% и выше если верить некоторым источникам.
Не верьте. Там порядка 35% (больше — для турбовинтовых, меньше для турбовентиляторных, самый минимум — для ТРДДФ с малой степенью двухконтурности)0serg
13.06.2017 12:38Эффективность движков зависит от скорости полета. На достаточно высоких скоростях, как ни смешно, ТРДД с низкой двухконтурностью эффективнее всего остального.
konst90
13.06.2017 12:52Это понятно — чем меньше степень двухконтурности, тем выше оптимальная скорость. Но КПД у ТРДДФ на оптимальной для него скорости вроде как всё равно ниже, чем КПД у ТРДД с двухконтурностью порядка 10-11 на своей скорости.
0serg
13.06.2017 13:01Да, согласен. Но это если говорить о тяге. Если же рассматривать пройденное расстояние (топливо на км пути) то ТРДД за счет высокой скорости может быть эффективнее.
tlv
08.06.2017 12:01Не врут, но ас интересует кпд не винтов (он то как раз неплохой), а целиком летательного средства (даже не кпд, наверное, а энергоэффективность — что-то с размерностью Джоуль/(кг*км)), в которую вносят свой отрицательный вклад крылья, оказывающие сопротивление воздушному потоку.
iva2000
07.06.2017 18:03Вы на бензиновом двигателе летали?
Насколько мне известно электрический двигатель по параметру тяга*время/масса бьет бензиновый.
Вы изучали, есть ли преобразователи энергии в работу без вращающихся деталей с еще большей эффективностью (электромышца)?Ayasmarsa
07.06.2017 21:10Да двигатель ZDZ-80
Сейчас мы разрабатываем иной привод не на мышцах. Мышцы пока не эффективны с точки зрения соотношения масса/мощность.opaopa
08.06.2017 13:28А линейный электродвигатель?
Ayasmarsa
08.06.2017 13:49Тяжеловато — рассматривали.
opaopa
08.06.2017 14:25Зато самые лучшие возможности для реализации сложных законов f(x) и рекуперации механической энергии (учета инерции) при минимуме непроизводительных преобразований энергии (минимум механики, что с точки зрения ТРИЗ означает высокое совершенство конструкции). Так что да, грустно.
green_worm
07.06.2017 18:06+1На видео, кончено, тот еще сюр. =) В том плане, что очень непривычно… и в то же время круто.
В то же время, интересно было бы узнать ответы на вопросы RuddyRudeman
ProLimit
07.06.2017 18:10«Момент инерции крыла растет в четвертой степени линейного размера, а прочность в второй, т.е. существует точка после которой махолет не может существовать» поясните, почему? Момент инерции легко компенсировать переводом кинетической энергии в потенциальную (сжатия пружин), и обратно. Думаю это и используется птицами, сухожилия растягиваются и накапливают энергию. Да и при беге аналогичная ситуация. Так что тут я не вижу особых проблем, по крайней мере ситуация не хуже, чем в самолетах, а там нет ограничений на размер.
jaiprakash
07.06.2017 19:18Пружины проще организовать, но они станут слишком тяжелы при увеличении масштаба (4-я степень же).
Ещё вариант — перераспределять энергию между парами крыльев: когда одна разгоняется, то вторая замедляется и наоборот. Надеюсь, это проще чем двигатель Вигриянова, тут же синхронное движение.Gibboustooth
07.06.2017 19:22Но при увеличении мастшаба вы упрётесь в ограничения по прочности самих крыльев. Как эту проблему решать?
jaiprakash
07.06.2017 19:38Варианты за пару минут:
1) Очевидно, усилением конструкции.
2) Повышением числа машущих плоскостей.
3) Переходом на определённой высоте в режим ротации с циклическим изменением угла атаки. В случае отказа силовой установки нужно по инерции довести крылья до горизонтального положения и зафиксировать.Gibboustooth
07.06.2017 20:021) да, но это приведет к увеличению массы конструкции, что увеличивает нагрузки при махании
2) не будет ли это вести к падению КПД?
3) а чем это будет принцпиально отличаться от неэффективного вертолёта?jaiprakash
07.06.2017 20:121) Ну так понятно что это тупик.
2) Пусть инженеры и посчитают ). А так, в турбинах лопатки друг за другом — и ничего, живём.
3) У нас же в другой плоскости вращение. Как бы 2 больших тянущих винта, только с плавающим углом для подъёмной силы.
Ayasmarsa
07.06.2017 21:12Вы правы, только к этому еще нужно добавить аэродинамику и тогда ограничения снимаются. Т.е. нужна использовать инерцию крыльев во благо.
poznawatel
08.06.2017 05:10Сделайте крыло составным из двух частей — когда центроплан остановился, гибкая консоль, используя инерцию, «домахивает» а затем возвращается в нейтральное положение, флюгируя. Всё как у птицы.
А с лёгкими прочными и гибкими крыльями мы Вам позже пособим композитной аддитивной технологией.
roboq6
07.06.2017 18:17Вот кстати заметил, что автор статьи говорит об имитации полёта птиц, а на видео летающий аппарат уж больно на стрекозу смахивает. Может быть лучше изучать полёт стрекоз, а не птиц?
Ayasmarsa
07.06.2017 21:17Разница между полетом птиц и стрекоз огромна. Это два принципиально разных принципа полета и я могу написать уравнения для каждого из них, но суть в том, что птицы летают на ламинарном режиме. Т.е. у них практически не происходит срыва потока. А вот полет стрекоз это просто невероятно сложная вещь — там сплошная динамическая нестационарность, та область аэродинамики которая очень мало изучена, но таит много удивительных вещей вроде коэффициента подъемной силы 5-7. Но изучать нужно оба варианта, так как и тот и другой обладают высокой эффективностью. Просто крыло птиц повторить в ближайшее время просто не удастся, а вот со стрекозами проще.
Да эта модель сделана именно по принципу стрекозы, так как это в текущем положении дел наиболее рабочий вариант, хотя и имеющий свои минусы — вроде тряски и прочего.
port443
07.06.2017 22:51+1Стрекозиный полёт очень сложен. Где-то было видео с подробным изложением того, что удалось понять.
Там масса режимов и движений, в результате чего у неё сумашедшая маневренность (она же ловит дичь на лету!). Если это удастся повторить достаточно эффективно — будет супервертолёт.sumanai
07.06.2017 22:57Думаю, манёвренность там обеспечивается малыми размерами. Бандура размером с самолёт банально развалится от перегрузок.
port443
07.06.2017 23:00+1Размер, конечно, имеет значение. Но вообще, просто посмотрите; там, можно скаать, полностью независимая артикуляция, да и не с одной степенью свободы.
Psychosynthesis
08.06.2017 02:01Даже малый дрон, построенный по такой схеме, будет очень крутой штукой сам по себе.
impetus
07.06.2017 18:42+3В 2013 году мы построили самый большой в мире летающий махолет с взлетным весом 30 кг.
Тушино. 87-й год.
Летал ли он тогда? легенды давно обрасли слухами, а те сомнениями… Любительское кино по(д)лёта вроде было (это ещё до фотошопов эпоха — и была не видео- а кино-съёмка).
Впрочем вы скорее всего про это знаете лучше меня, я чисто для аудитории фотку далAyasmarsa
08.06.2017 11:55Это команда Топорова, они хотели создать махолет на мускульной тяге и очень хорошо продвинулись, но потом, перестройка и все кончилось.
ermaksibir
07.06.2017 18:49+1я впечатлён. гигантская работа. писалось ли какое либо ПО для управления?
Ayasmarsa
07.06.2017 21:19Нет. Аппарат статически устойчивый и ведет себя в воздухе как трактор — летит медленно, сорвать в штопор или пике нереально. Летать одно удовольствие — прощает пилоту все ошибки. Про управление и особенности, я думаю я еще напишу статьи.
rPman
07.06.2017 19:41+1При больших размерах и скоростях воздух и аэродинамика начинает напоминать движение в классической жидкости (а на сверхзвуке — 'мед'), это значит необходимо брать пример не столько с птиц и насекомых, сколько с водоплавающих. Например скаты, змеи и т.п. — крыло должно быть, но должно быть гибким, и для движения — пускать по себе бегущую волну.
Не удивлюсь, если на сверхзвуке станет актуальным относительно жесткое крыло с пьезоизлучателями по всей поверхности, колебающимися синхронно но с контролируемой фазой.
tsarevfs
07.06.2017 21:20+1А зачем собственно делать машущие части длинными? Вроде никто не мешает построить мультиорнитоптер:
Х-Х-O-X-X
(вид спереди O — фьюзеляж X — подвижный модуль)
Грубо говоря, привязать 4 ваших модели к 1 крылу.Ayasmarsa
07.06.2017 21:22+1Можно попробовать, но для начала нужно разобраться в аэродинамике существующей схемы, она очень не простая.
extempl
08.06.2017 17:28Я думаю проблема всё-таки есть. Нужна будет сложная логика для положения каждой лопасти в каждый момент времени.
Это если взять крыло самолёта, и вместо элерона расположить по его длине несколько пар элеронов (с обоих крыльев), то ничего хорошего не получится. Так на каждой стороне должна быть своя логика с плавным переходом от модуля к модулю, что уже больше смахивает на гибкое крыло.
Skykharkov
07.06.2017 21:20Как-то читал, что чуть ли не основная проблема в создании хорошего махолета, именно передаточный механизм. От двигателя к движителю. Да и вообще проблема — качество двигателя (условно — на пяти граммах нектара, колибри будет двести лет летать, а на пяти граммах бензина и пяти метров не пролетит :) и качестве передачи энергии. Таки всякие «кривошипно-шатунные» крайне не эффективны по сравнению с мускульной тягой.
Ayasmarsa
07.06.2017 21:22Есть другие варианты кроме мускул. Пневматика, гидравлика, электрика и все они довольно эффективны.
squarry
07.06.2017 21:21А в качестве привода воткнуть искусственные мышцы, должно снизить вес по идее… А можно в двух словах, почему использована схема из двух V — образных пар крыльев? Чем оно эффективнее схемы с раздельными крыльями?
Rikishi
07.06.2017 21:21+1Интересная статья, спасибо. Хотелось бы про новый способ передачи движения почитать!
Подскажите еще, пожалуйста, как у орнитоптеров обстоят дела с аварийной посадкой? Я имею в виду, что самолет в случае отключения двигателей, может сесть за счет планирования, вертолет и автожир может приземляться в режимах авторотации, а есть ли у орнитоптеров возможность относительно безопасной посадки в случае отключения двигателей?Ayasmarsa
07.06.2017 21:24Да, спасибо за вопрос, на новой модели предусмотрен специальный режим для этого, чтобы обеспечить безопасность полезной нагрузки.
port443
07.06.2017 21:24Мне показалось, что вы сами же себе даёте ответы на ваши воппросы.
Современные движители близки к идеалу для существующих двигателей; для махолёта нужен другой принцип, которыё будет эффективен именно для него. Возможно, технологии ещё не дошли.
Ну и пара моментов, которые могут «всё испортить»:
— Мы хотим летать быстро; возможно, на сверхзвуке, если это будет экономически выгодно. Как такой движитель будет работать на больших скоростях? Ведь природные реализации относительно медленные.
— Мы хотим, чтобы нас не трясло. Насколько плавным будет полёт, особенно взлёт?Ayasmarsa
07.06.2017 21:261. Летать быстро.
Да, теоретический предел махолета около 500-550 Км/ч. Это не много, но и не мало. А если хотите быстрее можно взлетать с помощью крыльев, а дальше их фиксировать и лететь на привычной реактивной тяге. Такие проекты разрабатывались в МАИ в команде Киселева В.А.
2. НЕ трясло.
Нужно совершенстровать аэродинамику и динамику аппарата. В общем доводить до ума направление.port443
07.06.2017 22:38+1550 — это хорошо в качестве замены вертолётам, если будут обеспечены остальные возможности и ТХ не хуже.
А вот два движителя для разных режимов — похоже, тупиковый гибридный вариант, когда мы всё время таскаем лишний груз. Похожие штуки уже делали, но лучшие экземпляры — Харриер, Оспрей и Ф-35 — обходятся одним.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 21:27Уже есть летающий махолёт на котором летает человек и всё это приводится в движение человеком.
Ayasmarsa
07.06.2017 21:27Расскажите?
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 21:30Мне ссыль на видео кидали, посмотрел и выкинул, сейчас врятли найду, хотя попробую
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 21:33хм нашел и оч быстро https://www.youtube.com/watch?v=e-zNZ2BIsBU
Ayasmarsa
07.06.2017 21:47-1Это самолет, а не махолет.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 22:10Это орнитоптер летящий за счёт взмаха крыла.
Gibboustooth
07.06.2017 22:27Судя по видео, он летит за счёт того, что его машина за верёвку тянет.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 22:41По моему вы не досмотрели видео. Кстати верёвка называется леер. Леер использовался только для отрыва аппарата от земли.
Ayasmarsa
07.06.2017 23:03+1С точки зрения аэродинамики это не совсем махолет, это планер с машущим крылом — он не способен оторваться от земли самостоятельно.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 23:18-2Только вот не понял при чём тут аэродинамика, не знал что на гектайме столько «специалистов» по аэродинамике. Это Орнитоптер, дальше просто немного почитайте по теме орнитоптеров и тд и тп. Я совсем немного вкурсе…
dimm_ddr
08.06.2017 14:56Я совсем немного вкурсе…
Так расскажите нам, зачем стеснятся то.
FlyCamStudio_pro
08.06.2017 22:31Чесно говоря лень всё описывать, да и тут как я понял люди которые и так всё знают, да и скорее всего и далее не буду ничего коментировать на гиктайме, не вижу в этом смысла.
dimm_ddr
13.06.2017 10:09+1А ну да, конечно. А чем вы в таком случае отличаетесь от этих "все знающих" людей? На данный момент вы разве что общаетесь менее вежливо. Ну и еще некоторые таки рассказывают и приводят источники. В отличие от вас. С таким подходом вам действительно лучше воздержаться от комментирования, читать вас неинтересно совершенно.
FlyCamStudio_pro
13.06.2017 12:24-1Вобщемто я профессионально проектирую беспилотники и немного разбираюсь. в теме;
dimm_ddr
13.06.2017 13:27+1Несомненно. И так как я — телепат и экстрасенс, то я знаю что вы говорите правду. Но не все здесь обладают моими способностями так что может быть вы предоставите какие-либо доказательства?
FlyCamStudio_pro
13.06.2017 13:41-1Знаете объяснять человеку не отличающему леер от верёвки на вопросы и что то доказывать по крайней мере смешно…
dimm_ddr
13.06.2017 18:04+1Ну на данный момент вообще неизвестно можете ли вы хоть что-нибудь объяснить или просто нахватались умных словечек. Тем более что по факту леер — это жаргонное название веревки. То есть реальных отличий от веревки у него нет.
FlyCamStudio_pro
13.06.2017 21:03-1Ага дожив до 55 лет и спроектировав некоторое колличество бпла я я много умных словечек нахватался ;-)
Ва какое из них объяснить? Или может рассказать почему сделав бпла очень похожим на сокола Сапсана мы не стали делать из него орнитоптер. А просто научили для достоверности немного двигать крыльями. Хотя скорее всего топикстартер сможет вам объяснить насколько низкоэфективен машущий полёт.
dimm_ddr
14.06.2017 11:25+1Вы либо совершенно не понимаете претензии к вам, либо просто тролль. Собственно это очень просто сейчас объяснить: ни в одном вашем комментарии нет информации, которую не мог бы написать тролль школьник прочитавший и запомнивший пару умных слов. Таким образом со стороны вы на данный момент неотличимы от обычного интернет тролля. Я не утверждаю что вы на самом деле такой, но пока что отличий ровно 0.
Более того, вы используете стандартные приемы троллинга: рассказываете какой богатый у вас опыт, используете умные слова, грубите. Что увеличивает шанс на то, что на самом деле вы ничего не понимаете в теме и пытаетесь спровоцировать срач.
Рассказываю же я вам это не для того чтобы вас оскорбить, а для того чтобы вы могли узнать как вы выглядите со стороны, по-крайней мере для некоторых людей. Вы вправе игнорировать эту информацию, но не удивляйтесь потом негативному к вам отношению на ресурсе и не кричите что вашу свободу слова ущемляют или еще что-нибудь насчет минусов, вы получите это все вполне заслуженно.
FlyCamStudio_pro
14.06.2017 12:53Согласен согласен вы правы я троль ;-) но увы я начал с иноформации которую подкинул, наверное вы этого не заметили просто, но потом почему-то пришлось объяснить вполне очевидные вещи, и получить за это минус к карме.
А теперь вы аки дитя малое пытаетесь доказать что вы таки правы. Вот поэтому в эту песочницу играть и не хочется. Играйте без меня в игру «Кто кому понравится и получит плюсик к карме.
Да кстати топикстартера жаль, он убивает свою жизнь на никому не нужное дело.dimm_ddr
14.06.2017 13:20Ну раз вы признаете что на самом деле не разбираетесь в теме и пришли просто попровоцировать, то мне действительно больше сказать нечего.
beeruser
08.06.2017 22:28Вы советуете человеку, который 13 лет занимается темой орнитоптеров «немного почитать по теме орнитоптеров»?
Gibboustooth
07.06.2017 23:24Ну да. А потом от летит за счёт аэродинамических свойств крыла, как обычный планер. А то, что он крыльями хлопает в процессе — так это, как мне кажется, потому, его верёвкой (простите, леером) тянули вниз, а затем резко отпустили И он начал совершать колебательные движения, которые передались крыльям. Выглядит красиво, спору нет.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 23:28Как то даже ничего доказывать не хочется, найдите материал по этому аппарату и почитайте, он вполне нормально летал используя машущий привод. Так что не придумывайте ничего не существующего, чтобы просто оправдать своё неведение в этой теме.
ploop
07.06.2017 23:31Но самостоятельно взлететь не может.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 23:35Это говорит о малой мищности привода и низкой эффективности метода создания тяги. И не о чём другом.
Gibboustooth
08.06.2017 00:25Извините, был неправ. Действительно, крыльями машет человек, сидящий в кабине. И этого, по всей видимости, хватает на горизонтальный полёт. Меня смутило, что было всего несколько «взмахов» и они не производили видимого воздействия на аппарат.
stalinets
07.06.2017 22:19Есть и видео педального вертолёта) Да, он смог ненадолго взлететь за счёт сверхусилий профессионального велосипедиста с накачанными ногами в роли пилота, но понятно же, что мускульной силы человека для полётов крайне не хватает и это тупик.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 22:21Вобщемто тут обсуждали не мещность человека, а возможность машущего полёта.
extempl
08.06.2017 17:39В общем-то, если туда засунуть тяжёлый двигатель и топливо к нему, которого будет достаточно на более-менее длительный полёт, то оно не взлетит. Кроме того, как ранее указывали, это планер, который просто дольше планирует за счёт взмахов, но не летает в полном смысле этого слова.
p_fox
08.06.2017 09:20Единственный аппарат, который летает исключительно на мускульной тяге — гигантский квадрокоптер.
ofmetal
07.06.2017 22:38В вертолете… С точки зрения висения – это самое эффективное решение.
Но ведь… самолёт эффективнее. Если вместо зависания на месте будет нарезать круги вокруг этого места.
Например, вертолёт (Ми-26) может провисеть в воздухе ~4 часа.
Реактивный самолёт (Ту-160) может лететь ~16 часов.
Винтовой самолёт (Ту-95) может лететь ~18 часов.Ayasmarsa
07.06.2017 22:48Тут имеется ввиду именно режим висения на одном месте, например для использования в виде крана.
p_fox
08.06.2017 09:25+1Тут вспоминаются конвертопланы, которые сочетают преимущества и самолета, и вертолета.
greensky
13.06.2017 09:46+1Конвертоплан — теоретически отличная штука, но при их проектировании возникает множество противоречивых требований. В результате существует только одна серийно выпускаемая модель, находится на вооружении морской пехоты США.
Кроме того, в них в процессе горизонтального полета для создания подъемной силы используются обычные крылья, так что эти аппараты не соответствует основному посылу статьи (объединение движителя и опоры).
extempl
08.06.2017 17:43Кстати интересный вопрос, насколько технически сложно подобрать такую окружность по которой мог бы летать самолёт и держать в одной точке некий груз, создавая верёвкой перевёрнутый конус? Теоретически автоматика сейчас может погасить любые негативные колебания.
Применимость такой модели крайне сомнительна, но тут не в ней вопрос :)
Ещё для компенсации ротации в точке груза может быть механизм подобный хвостовому винту вертолёта.
Edit: хотя наверно в одной точке никак не получится, нужно чтоб центр был хоть немного между грузом и самолётом.
arheops
08.06.2017 18:30Пока такое даже с двумя самолетами не делают. У самолета скорость сваливания от 50-90кмчас. И вам на такой скорости надо успевать отдавать-принимать веревку с учетом неравномерности перемещения воздушных масс. Слабореально.
extempl
08.06.2017 18:34Ну здесь, конечно, туева куча нюансов, взять хотя бы материал верёвки, длину, вес и её не-жёсткость, и всё кажется бесполезным. Но всё-таки.
tormozedison
07.06.2017 22:54+1В том, что способ масштабирования орнитоптера найдут, я не сомневаюсь, но будет ли в нём комфортно пассажирам?
Ayasmarsa
07.06.2017 23:00Это важный вопрос. Нужно добиться, чтобы не было не погашеной инерции, тогда не будет вибраций и колебаний и полёт будет походить на самолётный. Этого возможно добиться, мы работаем в эту сторону.
FlyCamStudio_pro
07.06.2017 23:22Задумайтесь почему в природе нету самолётов, например с винтами, и вы поймёте что машущий полёт появился не изза того что он оптимален, а по необходимости. Сама пропульсивная природа создания тяги в принципе неэффективна.
ofmetal
07.06.2017 23:07Вот мультикоптеры в плане пассажирокомфорта — так себе устройства: перемещение относительно воздуха сопровождается сильным наклоном в выбранном направлении. Тем не менее, сейчас это, пожалуй, самый многочисленный летательный аппарат, набирающий популярность чуть ли не экспоненциально.
Если на смену неэффективным квадрикам (~30мин. на электричестве) придут эффективные и бесшумные электрические стрекозолёты, то это будет прорыв в дроностроении.
Alexeyslav
08.06.2017 11:35+1Это только за счет упрощения узла двигателей, их можно сделать наклонными и тогда для движения нет необходимости наклонять весь аппарат.
extempl
08.06.2017 17:47А в чём проблема сделать подвес с гиростабилизатором? Как камеры на квадрокоптерах висят.
ofmetal
08.06.2017 18:04Вес.
Когда маленькая камера — ей хватает небольшого стабилизирующего подвеса на трёх бесколлекторных электродвигателях.
Для камеры побольше нужен и подвес большой. Например 5-килограммовый 3-осевой подвес-стабилизатор dji ronin 2 управляется с 13.6кг камерой.
Для груза покрупнее, человек+кабина+всё прочее потребуется приличная дура. Что сильно скажется на длительности полёта.
norlin
07.06.2017 23:48-1А не рассматривали ли вы совсем безумную идею вертикального винта с вертикальной же подъёмной силой?
Я не знаток авиации и аэродинамики, попробую "на пальцах":
В махолёте энергия тратится, в том числе, на преодоление инерции крыла при возвратном движении. А что, если крыло не возвращать, а всегда крутить вокруг корпуса аппарата в одну сторону? (второе крыло – в противоположную сторону) При этом, поворачивать плоскость крыла на нужный угол, чтобы создавать подъёмную силу.norlin
07.06.2017 23:54Что-то типа такого (не уверен насчёт правильности направления стрелок, чисто для иллюстрации мысли).
extempl
08.06.2017 17:56Мне это напомнило ЛА из Аниме " За облаками", только там вращение было для парения, а для взлёта использовался реактивный двигатель.
Заголовок спойлераIdot
08.06.2017 18:20То как вращаются крылья на этом видео — напомнило то, что лопасти соосного вертолёта двигаются как… крылья у колибри! С той разницей, что там где крыло колибри остановившись поворачивает назад, крыло вертолёта продолжает двигаться описывая круг.
Psychosynthesis
08.06.2017 02:32Стрекозы там как-то очень уж сложно машут крыльями во время полёта.
Если удастся в малом аппарате повторить хотя бы часть механики стрекозы, вы будете невероятно крутыми. От души желаю вам довести дело до конца и продвинуть эту идею в массы.
encyclopedist
08.06.2017 03:38
Stalkeros
08.06.2017 08:35Сложная это штука — больно уж много механики, отказ хотя бы одной из которой приведет к аэродинамике топора. Просто в случае вертолетов всегда есть надежда на авторотацию, а в случае самолетов — на какое-никакое планирование. А тут — облом тяги или движителя или клин двигателя и уже, как я понимаю, надежды не будет.
Это в плане применения для гражданской авиации, а вот на аналог РУ моделей я бы с удовольствием посмотрел.
p_fox
08.06.2017 09:31На какой-нибудь сходке любителей радиоуправляемых леталок, такая стрекоза соберет толпы поклонников.
0serg
08.06.2017 09:36Человек не смог осуществить такое изящное решение и пошел по пути разделения этих функций. За это он поплатился тем, что сам КПД преобразования энергии топлива в движение не высок из-за не высокой эффективности винта, крыло при этом становится условным балластом и создает большую часть сопротивления — все это сказывается на эффективности
По-моему это вообще ничем не обоснованное утверждение. Более того, насколько я могу бегло нагуглить, эффективность полета птиц всего лишь равна эффективности очень хорошо оптимизированного самолета с винтовым двигателем. Но это у птиц, у которых сложнейшая динамика движения крыла которую создатели орнитоптеров даже не пытаются воспроизвести (ибо там и с простыми вещами тяжелые проблемы). У реальных орнитоптеров эффективность ощутимо ниже, чем у хороших винтовых моделей. При этом винтовые модели создать гораздо проще, чем орнитоптер. И это мы еще даже не начинали говорить про крупную реактивную авиацию, которая и быстрее и эффективнее винтовой. Энергоэффективность перевозки людей по воздуху сегодня примерно соответствует езде на личном автомобиле. Это конечно можно назвать «не очень высоким КПД», но поскольку закон сохранения импульса требует для полета приведения в движение значительного объема воздуха, то к эффективности рельсового транспорта воздушный приблизиться заведомо не может.
Орнитоптеры это весьма интересная и красивая штука и у них наверняка есть свои уникальные достоинства, но эффективность полета к ним не относится (если сравнивать с самолетом, с вертолетом ситуация иная), а с учетом высокой стоимости создания и эксплуатации орнитоптера о экономичности подобных перевозок полагаю можно забыть сразу.ofmetal
08.06.2017 11:43> Энергоэффективность перевозки людей по воздуху сегодня примерно соответствует езде на личном автомобиле.
Калькулятор Аэрофлота говорит, что полёт Москва-Новосибирск на A321 выбросит 187.75кг CO2 на пассажира, дальность полёта 2806км, и 225.26кг если лететь обратно, стало быть 206.505кг в среднем.
206.505кг CO2 соответствуют (усреднённый керосин C7H13) 206.505*(7*12+13)/(44*7)=65.04кг керосина.
Что, с поправкой на разницу в теплоте сгорания, соответствует 67.63кг бензина, или 95.253л бензина.
Итого, расход получается: 95.253л/2806км/1чел *100км/100км= 3.395л/100км/1ч
Приус, со средним 5л/100км перевозит 5ч, получается 1л/100км/1ч, что в три с половиной раза эффективнее.encyclopedist
08.06.2017 11:58+1Только среднее количество людей в машине равно примерно 1.5 человека. Вот и получится одинаковый расход.
jaiprakash
08.06.2017 12:04Тогда Аэробус нужно сравнивать с большим автобусом, а личный автомобиль с Цессной с 1,5 человеками на борту.
0serg
08.06.2017 14:01Зачем? Я взял усредненные цифры по реалистичному использованию авиации и автомобилей и даже постарался это подчеркнуть уточнив что речь идет о езде именно на личном автомобиле. Собственно я не понимаю зачем вообще брать идеализированную ситуацию для автомобиля — Приус с полной загрузкой, затем сравнивать его с далеко не новым и не самым эффективным сегодня самолетом. Я же нигде не продвигаю идею что «самолет эффективнее всего на свете», а просто показываю уровень его эффективности по более удобной для визуализации шкале.
LonelyCruiser
08.06.2017 10:27Всегда было интересно, можно ли в принципе создать с современными технологиями что-то типа персонального махолета, т.е. рюкзак с аккумуляторами и электродвигателями, складные крылья из углеволокна, компьютерное управление всем этим хозяйством. Летать, как летают крупные птицы, т.е. быстренько залететь на какую то высоту, а затем подолгу парить в свое удовольствие.
Как бы компьютеризированный дельтаплан со складывающимися крыльями и вертикальным взлетом/посадкой. Как вы думаете?arheops
08.06.2017 10:45Можно создать персональный планер. Или персональный реактивный самолет. Но у планера будет крыло под 10метров, не портативное. Проще дельтаплан тогда. Очевидно, что поскольку мощность того, что создано уж сильно велика, рюкзаком вы не ограничитесь в ближайшей переспективе.
Если стоимость в 20к долларов для вас не проблема, то можно сделать гдето 20кг дельтаплан пакуемый в пакет 2м. Карбон, кевлар, современная пленка монофильм. Но срок службы будет малым(по сравнению с современными промышленными планерами).
Ayasmarsa
08.06.2017 10:44Кратенький экскурс в историю махолетостроения (выдержка из моей статьи для N+1):
Исторически так сложилось, что махолет не нашел развития. На заре авиации он оказался слишком сложным и все попытки создать аппарат с машущим крылом были тщетными. Но сама мысль летать по-птичьему не оставляла умы ученых с самого зарождения авиации. Еще Жуковский, прародитель современной аэродинамики, неоднократно обращался к теории полета птиц, что стало основой всей современной аэродинамики. Однако, решив задачу парения, вихревой теории винта и крыла, Николай Егорович оставил проблему машущего крыла без должного внимания. Позже ее попытались решить в группе Михаила Тихонравова, одного из основоположников космической отрасли СССР, однако дальше общих теоретических выкладок дело не пошло, а с развитием самолетостроения интерес к машущему полету совсем угас.
Новая волна интереса к махолетам начинается в 80-х годах. В Советском Союзе и зарубежом публикуются статьи, связанные с исследованиями полета птиц, насекомых, древних ящеров и именно тогда появляется расхожая фраза: по законам аэродинамики шмель летать не может, но он их не знает и поэтому летает. Действительно, эти исследования породили главный вопрос: как именно реализуется машущий полет? Кульминацией стала попытка профессора Пола Маккриди из NASA создать копию гигантского птеродактиля, которая так и не смогла полететь, однако это не помешало предприимчивому профессору продать ее нью-йоркскому музею за три миллиона долларов. Неудача Маккриди в очередной раз снизила интерес к машущему полету, который опять стал выглядеть нереализуемым.
В это время на фоне новых исследований и неудач зарубежных коллег в Московском Авиационном институте создается Лаборатория машущего полета, которую активно поддерживает тогдашний руководитель ОКБ Сухого Михаил Симонов. В ходе многолетней работы команде удалось создать ряд легких летающих моделей, а так же заложить основы аэродинамики и динамики машущего полета. К 1993 году уже был спроектирован пилотируемый экспериментальный аппарат и даже выделена часть средств, но перестройка не щадила никого и проект заглох. Руководитель лаборатории профессор Валентин Киселев впоследствии неоднократно пытался поднять тему машущекрылых аппаратов, но попытки оказались тщетны, равно как и постройка 22-килограммовой модели.
В это время за рубежом лидером в постройке махолетов становится Торонтский университет. Команде под руководством Джеймса Делоуриера удалось добиться значительных успехов — в 2002 году они создали отлично летающую модель махолета весом в 3,5 килограмма. А в 2004 году уже был построен пилотируемый аппарат, который так и не смог оторваться от земли из-за малой мощности двигателя. Два года спустя на орнитоптер установили дополнительный небольшой реактивный двигатель, который все же позволил совершить полет, но через 300 метров пилот потерял управление и аппарат перевернулся. В 2010 году обновленная команда Торонтского университета создала первый пилотируемый махолет с мускульным приводом, который смог пролететь 19,3 секунд в горизонтальном полете только за счет сил пилота. Правда, аппарат сначала затянули на высоту как планер, и только затем пилот смог парить почти 20 секунд без потери высоты.
В 2011 году к проектированию нового аппарата приступили мы, молодая команда выпускников МАИ: Андрей Мельник и Дмитрий Шувалов. Поначалу проект строился на основании идей Киселева, так как это был единственный достойный теоретический базис в сфере орнитоптеров. Однако конструкторские решения, предложенные Валентином Афанасьевичем, показали свою неоправданность и неэффективность. В итоге мы решили кардинально пересмотреть конструкцию махолета в сторону обеспечения высокой надежности привода и возможности регулировки основных параметров в широком диапазоне значений. В основу расчета прочности узлов и соединений была положена теория Валентина Киселева о приоритете аэродинамических нагрузок над инерционными. К нашему большому сожалению, именно это предположение оказало на все развитие проекта эффект якоря, постоянно тормозя проект.
Dr_Krasov
08.06.2017 10:45-1Идея крутая, но, как уже упоминали, вопрос в технологиях. Сейчас технологий больше, чем 500 лет назад и проект уже гораздо реальнее. Но ИМХО, пока не будет эффективных искусственных мышц создать хороший орнитоптер в принципе не получится, это 99% что так.
Объясню:
Крыло, это как мы видим и у птиц и у стрекоз, чтобы быть эффективным должно быть хорошо управляемым: управляемые сочленения, гибкие махи, раздельные махи право-лево, кручение… всё это нереально сложно сделать на механическом приводе, на валах, рычагах и шестерёнках, но на 3 порядка проще, если делать на искусственных мышцах.
Выхода два:
- тратить силы на создание механической схемы сравнимой по простоте и весу с мышечной, что сложно себе даже представить;
- упрощать до примитива схему полёта, что мы видим у автора статьи.
Думаю не надо доказыыать, что каждому принципу полёта идеально подходят только свои технологические решения, для махолётов эти решения пока только развиваются, но возможно очень скоро они появятся и тогда будет прорыв!
firstL
08.06.2017 11:47От вас требуют объяснений тут — http://pikabu.ru/story/budut_li_letat_ornitopteryi_5108671. Обижать профессора нехорошо.
Ayasmarsa
08.06.2017 11:52Извините на пикабу статью не я перепостил, я там даже не зарегестрирован. Здесь я рссказал свою версию событий и еще дополнил полной историей.
AllexIn
08.06.2017 12:01Ну вы в вашей истории говорите, что у него так ничего и не полетело…
результат тот же, что и последние 5 лет причём виноваты по его мнению в этом мы. В итоге спонсор забирает построенную на его деньги модель и закрывает проект. Нам очень не хотелось закрывать проект, так как мы уверены, что правы в том как нужно сделать чтобы он начал летать.
А какже это:
Ayasmarsa
08.06.2017 12:09Я не говорил «ничего» — знаю эту модель. Она широко была известна в 80-х годах. Ее вес 10 кг, размах 2 метра. В итоге Валентин Афанасьевич переделал ее на электричку и она полетела. Я знаком с ребятами которые ее собирали.
Я ни как не умаляю заслуг мэтра — он очень много сделал, единственное в чем он кардинально ошибся это в том, что инерция не главное. Именно поэтому модель в 10 кг он смог заставить полететь, а в 30 -нет.Ayasmarsa
08.06.2017 12:14Есть в махолетостроении несколько ключевых фигур — Топоров, Киселев, Де Лоуриер, Васильев, Тихонравов — они сделали очень много и собственно их опыт мы и использовали в работе. Нельзя что-то построить не используя опыт предыдущих лет.
Валентин Афанасьевич доказывал нам, что вся проблема в аэродинамике и это не позволило создать модель. Мы же выяснили (далеко не сразу), что главное это инерция и все что с ней связано. А переубедить его было просто невозможно, сколько мы не пытались.opaopa
08.06.2017 13:41> А переубедить его было просто невозможно, сколько мы не пытались.
Скажите, а как в научном сообществе решается эта проблема? (Проблема неправоты Старшего Поколения).
Прогресс останавливается, пока не похоронят Патриарха?Ayasmarsa
08.06.2017 13:56Ох, сложный вопрос. Именно из-за этого у меня аллергия на официальное научное сообщество — у меня нет ни кандидатской ни публикаций. С одной стороны это плохо — я не развиваю официальную науку, с другой я развиваюсь сам и свою команду в рамках «старой науки», где главенствует эксперимент и его анализ и это хорошо. На мой взгляд наука стала слишком политизированной. Т.е. грызня между мэтрами и за новые места реально существует, а более успешные слиняли за кордон. Просто, как справка я лично общался с главными аэродинамиками Камова и Миля в 2013м году, после первых полетов модели — они сказали, что это не интересно, т.е. совсем не интересно, даже не стоит копать в эту строну. Собственно после этого наука для меня закончилась.
firstL
08.06.2017 20:40Интернет дает вам возможность развивать науку вне официальной и шире своей команды, было бы желание. Пока у вас патентная мания, естественно ясна цель поиска инвестиций. Достижение 10 — 30 килограмм ни о чем, ИМХО.
Просто, как справка я лично общался с главными аэродинамиками Камова и Миля в 2013м году, после первых полетов модели — они сказали, что это не интересно, т.е. совсем не интересно, даже не стоит копать в эту строну. Собственно после этого наука для меня закончилась
Ясно от чего у вас нет подтверждения своего многолетнего труда (13 лет же?). Как подросток рассуждаете, кто-то сказал и «я вот такой непонятый ухожу в туман со своей командой».
Это как с двигателем в колесе от Чугунова (или как его там..., для велосипедов и т.п.). Хватило ровно на пол года, по выставкам походить…Ayasmarsa
08.06.2017 22:41У Вас весьма хорошо выходят нравоучения.
У меня нет подтверждения труда? — не понятно откуда эта информация. Я не развиваю науку вне официальной школы и шире своей команды? — так же не ясно откуда Вы это взяли. У меня патнтная мания? — откуда это? Я просил деньги у вас или в своей статье? Ну а достижение это или нет — как вам угодно. Что же касается тумана — это так же не ясно откуда Вы взяли.
Поэтому, я Вас искренне благодарю за наставление на путь истинный, но вот только у меня отчетливый остадочек, что это все не про меня.firstL
09.06.2017 02:06у меня аллергия на официальное научное сообщество
они сказали, что это не интересно, т.е. совсем не интересно, даже не стоит копать в эту строну. Собственно после этого наука для меня закончилась
На мой взгляд наука стала слишком политизированной.
А переубедить его было просто невозможно, сколько мы не пытались.
Наверное потому что вам не поддакивают?
На роль ученного надо добиться признания, игнорирование сообщества нелепо и вредно. Если как хобби, удачи тогда. Просто не надо втирать про «не поняли» и «не оценили» и прочее с приправой громких слов о науке. Четко сформулируйте ваше достижение, пожалуйста, для оценки научности. Пока только увеличение массы до 30 кг., зачем? Предел известен (40 кг.), 10 или 30, какая разница? Лучше вроде как 10. Зачем говорить о какой-то конкуренции вертолетам и самолетам? Молодцы в рамках хобби, заливать о развитии этого направления тоже не надо. Что сделали для Пети конструктора, чтобы он 13 лет не сидел?
Я не развиваю науку вне официальной школы и шире своей команды? — так же не ясно откуда Вы это взяли
Вот ваша цитата, вот взял из нее:
С одной стороны это плохо — я не развиваю официальную науку, с другой я развиваюсь сам и свою команду в рамках «старой науки»
У меня патентная мания? — откуда это?
Из официальной науки наверное, там любят такие вот вещи.
Вот ссылка http://www.freepatent.ru/patents/2488525
Цитата:
Однако известное устройство не может быть практически использовано из-за плохой аэродинамики и неэффективной конструкции.
Другая ваша реплика:
Валентин Афанасьевич доказывал нам, что вся проблема в аэродинамике и это не позволило создать модель. Мы же выяснили (далеко не сразу), что главное это инерция и все что с ней связано.
Хобби да, науку не надо задевать. Вы даже в патенте не можете аргументировать свою правоту про «инерцию». Поэтому и публикуются люди, рецензируют и платят за такую работу.Ayasmarsa
09.06.2017 08:40+1Что же вы весма аргументировано обосновали Вашу точку зрения, отныне я ни в коем случае не буду трогать святой грааль науки и буду рассуждать исключительно в ключе хобби. Меня это вполне устраивает. Что же касается моих критических высказываний в адрес официальной науки они больше носят эмоциональный характер и связаны с тем, что у меня в голове есть образ ученого которому интересно все и он объективно старается оценить то, что видит, жизнь показывает, что это не так. Вот например я во всех своих статьях пишу, что данная модель не эффективна, но есть пути повышения эффективности, которые будут реализованы на новой модели, что можно преодолеть предел в 40 кг и сделать аппарат для человека, более того я могу это математически доказать и это доказательство уже проверяли независимые ученые.
У меня нет задачи писать научные труды я изучаю только те вопросы которые позволят мне построить аппарат с человеком. Если вы считаете, что это хобби, пусть будет хобби. И если я в какой- то мере задел ваши чувства ученого пренебрежительным отношением к науке — прошу прощенья.
Ayasmarsa
08.06.2017 14:15Но старая школа многое умеет и знает не смотря на замыленость взглядов у них нужно учится, перенимать опыт. Иначе разорвется преемственность поколений, а этого нельзя допустить.
saboteur_kiev
09.06.2017 18:38Не каждому студенту, а то и взрослому человеку по карману нормальная разработка чего-либо связанного с железом.
И это не только детальки. Это помещения, в которые нужно и доступ организовать и охрану, чтобы не унесли. Это и место для испытания, с разрешениями на это дело. Это и собственно организация коворкинга и коучинга и так далее.
А в крупном научном обществе не все зависят друг от друга финансово, поэтому прогресс может остановиться в конкретном научном заведении/максимум стране.
firstL
08.06.2017 20:27Я всегда думал о пользе поднимаемого груза, какая разница в весе модели. Чем меньше, тем лучше же.
Ayasmarsa
08.06.2017 22:43Речь идет о взлетном весе, полезная нагрузка входит в него. В среднем у большинства летательных средств полезная нагрузка 25% взлетного веса.
firstL
09.06.2017 02:21Мне большинство не интересно, статья не про большинство. Вы лукавите и знаете о неэффективности.
Где соотношение к самолетам и вертолетам? Или тут вам понадобится вертолет и самолет для эксперимента!
В век компьютерного моделирования вам обязательно нужно построить. ЭКСПЕРИМЕНТ! Что там в Darpa каких-то стрекоз с пленкой вместо крыла пилят, надо сразу полномасштабную модель со стадион сделать. Не 30 а 40 кг! Полезная нагрузка 10 кг! Так вот и будет все, только так (сарказм). Дайте денег, я не понят ученным миром.
saboteur_kiev
09.06.2017 18:50+1И зря так однобоко смотреть. Потому что поднимаемый груз можно поднять краном, но не везде кран можно поставить.
Пользу следует рассматривать с учетом возможностей и ограничений, которые предоставляют разные технологии.
Сравнивать с вертолетом и самолетом исключительно по весу, не учитывая дополнительные возможности — некорректно. Так явно не будет смысла строить.
sp1ash
08.06.2017 11:58А как на таких аппаратах будет решен вопрос безопасности в случае выхода из строя двигателя? Вертолет имеет шанс успешно сесть за счет авторотации, самолет способен планировать, или лететь с потерей части двигателей. Какие механизмы можно реализовать на махолете?
Ayasmarsa
08.06.2017 11:59На новой модели будет реализован специальный принцип экстренной посадки в случае отказа двигателя или других систем..
alexovchar7
09.06.2017 20:39Посмотрите на эту работу в НПО им Лавочника от 1960 г. Дископлан Суханова.
Новый планер обнаружил интересную способность — так называемый эффект «воздушной подушки». Планируя с высоты на посадку, пилот ощущает, что дископлан как бы садится на «подушку» и автоматически стабилизируется в поперечном и продольном направлениях. После этого аппарат может лететь уже без вмешательства пилота в управление. Причем нельзя заставить планер ускорить приземление, пока скорость полета естественным образом не погасится и эффект «подушки» не исчезнет. После этого дископлан приземлится самостоятельно — на три точки. Это важно потому, что даже возможная ошибка пилота в момент посадки не приведет к неприятным последствиям.
Я ни разу не специалист, но возможно, что именно такой концепт крыла — если это как то совместить с концептом упругого махолета — обеспечит высокий уровень безопасности вообще. Технически, можно подумать в строну интеграции в дископлан некого набора «микромахолетов» (образно). Например, посредством возбуждения неких колебаний, в так сказать обшивке крылаДвухслойная перкалевая обшивка
если вместо перкаля применить как то набор неких гибких элементов.arheops
09.06.2017 20:57Это все так, как описано, пока ветра практически нет. Как только появляется 2+мс ветер, дископланам становится сильно хуже. Плюс у них жуткое лобовое сопротивление.
alexovchar7
09.06.2017 22:54понятно… мысленно представил человека в кабине подобных махолетов, и как то жутко становится. Если подумать, что наиболее вероятный отказ техники — как то связан с разрушением маховых плоскостей. Ну найдут нужные резонансы, ну подберут профили… А дископлан, как это описано — как то безопасней при посадке и т.п. Возможно будущее летательных ТС за безопорными приводами. Ведро Шойера. В нем нет никаких движущихся частей, в принципе.
arheops
09.06.2017 22:59Ага. А теперь представьте в момент посадки у вас сбоку ветер подул, дископлан на боку и вы так приземляетесь. У них проблемы с удержанием горизонта, решаются большими плоскостями элеронов, но представьте, что элерон разрушится. Короче, всегда чтото может сломаться.
ZaitsXL
08.06.2017 14:21Как показывает опыт скорость и возвратно-поступательное движение плохо сочетаются, в ДВС уже вот давно пытаются уйти от кривошипов-шатунов и это оказалось правильным направлением, вопрос стал в материалах которых пока нет. Мне кажется что определенная ниша для орнитоптеров в современном мире может и есть, но это явно не замена самолетам и вертолетам. А вот кстати вам другой пример сочетания двигателя и движителя, правда тоже всего лишь прототип, но зато без кривошипов
Cryvage
08.06.2017 15:20Всякие квадрокоптеры, ведь в принципе небольшие. Если пока не получается сделать большой махолёт, то сегодня маленький был бы вполне востребован. Если у этой конструкции больше энергоэффективность, то значит и автономность тоже больше. Для сегодняшних коптеров это актуальная проблема. Механические птицы вполне могут занять эту нишу. А там уже, со временем, появятся и экспериментальные данные, и деньги, и общественный интерес. Хороший фундамент для дальнейшего развития.
firstL
09.06.2017 02:43То с нуля, то не с нуля. Сверхзвуковая частота) Патент 2007 года. На дворе 2017, на видео говорят о двух лет. 13 лет в статье. Проект открытый, донат кидайте (2016 год). У вас компания же есть какая-то, рискните и вложитесь. Сделайте маленькие, откройте заказ и штампуйте, будут деньги на большие махолеты.
https://www.youtube.com/watch?v=luvTeDAgc7c
Мдя, грустно как-то даже.
9660
13.06.2017 09:29Орнитоптер это конечно хорошо. Но какую крейсерскую скорость он теоретически сможет развить?
И если уж начали сравнивать с самолетами и вертолетами, то кому он такой будет нужен?
CrazyRoot
Взлетная полоса, ему я так вижу все еще нужна :)
А какие размеры у него? размах крыльев?
Ayasmarsa
Размах — 4м. Дина — 3,5м.
Эта модель не эффективна и не раскрывает всех возможностей, она была создана исключительно, как первый этап изучения машущего полета.
Xadok
А как вы решили проблему с износом планера (крыльев)? Ведь в винтовых самолетах ресурс у планера довольно высок, у реактивов меньше из-за скорости и соответственно больших вибраций, а здесь, как я понимаю, при увеличении скорости вибрации будут огромные. Сравнить с птицами нельзя, т.к. у вас жесткие крылья.
Ayasmarsa
Вопрос ресурса, это всегда вопрос веса, т.е. здесь нужно искать конструкторские решения для мимнимизации вибраций и при этом возможно делать крылья менее жесткими. В общему тут есть куда копать, но для начала нужно доказать, что эти аппараты в принципе конкурентоспособны.