531 ответов в теме

[masterdimka]

-"Стрела длинна дюже, вот поверхностное сопротивление очень быстро у неё кинетическую энергию и съест."

Попробую проверить. Арбалет есть, болты есть, надо только сделать стрелы той же массы и с таким-же оперением.

[masterdimka]

-"Вот определение угла атаки: "Угол атаки — это угол между направлением скорости набегающего на тело потока (жидкости или газа) и характерным продольным направлением, выбранным на теле."

Прикольно, никогда такого неопределяющего определения не встречал. Где оно взято?
Что такое "характерное продольное направление, выбранное на теле."?
То есть можно взять любую ось на теле? Под любым углом? Любого направления?

[masterdimka]

-"Если учесть, что ветра нет, то есть, стоит штиль, то набегающий поток будет направлен против вектора движения. То есть, предмет двигающийся по параболической траектории будет находиться практически все время полета под углом к набегающему потоку воздуха."

Тоже непонятно - если ветра нет, то откуда набегающий поток воздуха? Если тело летит в неподвижном, стоячем воздухе, то поток ВСЕГДА будет направлен вдоль оси тела.

Ваши рисунки с неправильным масштабом. Надо в масштабе изобразить стрелу/болт и тогда будет видно, что траектория становится линией, кривизной которой можно пренебречь.

На рис 2.21 все изображено правильно, но это не нормальное состояние полета, а тот случай, когда опрение выправляет стрелу до нулевого угла атаки. (причем рисунок с утрированно большим углом атаки стрелы/ракеты).
Вы теперь путаете угол атаки оперения (по отношению к продольной оси стрелы совпадающей с направлением полета) с углом атаки целой стрелы.
Угол атаки оперения = 0, а угол атаки стрелы может в критических случаях быть от 0 до 2-3 градусов.
Если бы стрела/болт летели с постоянным углом атаки (как Вы утверждаете), то и втыкались бы они всегда под этим-же углом.

Изменено: masterdimka, 29 Октябрь 2010 - 23:26

[Loky]

Тоже непонятно - если ветра нет, то откуда набегающий поток воздуха? Если тело летит в неподвижном, стоячем воздухе, то поток ВСЕГДА будет направлен вдоль оси тела.

Это было бы замечательно, но проблема появляется из-за не раз поминаемой вами баллистической траектории. Ситуация у стрелы, болта, ракеты, пули или снаряда одинакова - они двигаются под углами к направлению движения. То есть, болванка летит под углом к направлению движения, то есть, вектор направления движения (не траектории, а направлением) и продольная ось создают угол атаки. Это создает разность давления и выталкивает снаряд в область с более низким давлением.





Вы попробуйте рассмотреть задачу с горизонтальным пуском например бумажного самолетика (то есть с крыльями симметричного профиля). Если запустить его под 0 углом мы получим плавно нисходящую траекторию, если запустим под большим углом - получим подъем с последующим срывом, если под небольшим углом - относительно стабильный горизонтальный полет на некотором отрезке с еще более плавным снижением, нежели при 0 угле. Или обратите внимание на самолеты с симметричным профилем крыла и то, в каком положение они летают на малых скоростях.

Ваши рисунки с неправильным масштабом. Надо в масштабе изобразить стрелу/болт и тогда будет видно, что траектория становится линией, кривизной которой можно пренебречь.

Разве имеет значение какой масштаб? Даже если будет линия, а не парабола, то разве это что-то меняет? Ведь все равно траектория не будет совпадать с направлением движения и, как следствие, будет находится под углом к набегающему потоку воздуха.


Определение угла атаки взято отсюда:
https://ru.wikipedia....wiki/Угол_атаки - Википедия
https://dic.academic....sf/ruwiki/20427 - Академика
https://bse.sci-lib.c...icle113519.html - Большая Советская Энциклопедия

Что такое "характерное продольное направление, выбранное на теле."?
То есть можно взять любую ось на теле? Под любым углом? Любого направления?

Для того, чтобы вопросы не задавались приложена иллюстрация, которую я привел.

Изменено: Loky, 30 Октябрь 2010 - 00:30

[Loky]

Если бы стрела/болт летели с постоянным углом атаки (как Вы утверждаете), то и втыкались бы они всегда под этим-же углом.

Напомните, где я это утверждаю.

Если мне не изменяет память, то я говорил о том, что у стрелы и болта угол атаки есть при любой траектории полета, в том числе и при баллистической. А то что он постоянный - ни ни. Стрела же в полете меняет меняет угол тангажа и рысканья, следовательно, меняет свой угол относительно набегающего потока.

Изменено: Loky, 30 Октябрь 2010 - 00:31

[masterdimka]

-"Это создает разность давления и выталкивает снаряд в область с более низким давлением.

Вы попробуйте рассмотреть задачу с горизонтальным пуском например бумажного самолетика (то есть с крыльями симметричного профиля). Если запустить его под 0 углом мы получим плавно нисходящую траекторию, если запустим под большим углом - получим подъем с последующим срывом, если под небольшим углом - относительно стабильный горизонтальный полет на некотором отрезке с еще более плавным снижением, нежели при 0 угле. Или обратите внимание на самолеты с симметричным профилем крыла и то, в каком положение они летают на малых скоростях."

Скажите пожалуйста Локи - в чем основное отличие полета баллистического от планирующего?

И каким тогда образом привязать к этим областям низкого, высокого давления полет обыкновенного ядра (Вы же не будете отрицать, что ядро летит по баллистической траектории)? Где у ядра угол атаки? Как ядро связать с бумажным самолетиком?
Как получается, что область высокого давления, образующегося перед летящим телом, вытягивает (по Вашим словам) на себя снаряд из области низкого давления, которое образуется за снарядом. (кстати, в самолетном крыле область низкого давления над крылом, а высокое - под ним)

Что касается рисунка копьеметателя - возможно в английском языке "угол к горизонту при метании баллистического снаряда" и "Угол атаки" - одно и тоже, но в русском языке - это достаточно различные определенные технические термины.

Изменено: masterdimka, 30 Октябрь 2010 - 00:42

[masterdimka]

Кстати, в Википедии (раз пошла такая пьянка есть статья про баллистику. Некоторые отрывки:

"Так как размеры снаряда много меньше преодолеваемой им дистанции, то его движение можно рассматривать как движение материальной точки по кривой, называемой траекторией полёта. Однако для определения всех сил, действующих на снаряд в полёте, приближения материальной точки недостаточно; необходимо рассмотрение снаряда как тела с конечными размерами.

Принято считать за траекторию полёта снаряда кривую, которую при движении описывает его центр масс. Эта кривая также имеет название баллистической. В самом общем случае она не является ни прямой, ни параболической, ни даже плоской. Как правило, форма этой кривой задаётся таблично по результатам опытных стрельб при нормальных условиях, а впоследствии по большому статистическому материалу строится эмпирическая модель для этой траектории. Однако в ряде предельных случаев форма баллистической кривой может быть близка к одному из упомянутых выше случаев.

Для сугубо земных практических условий стрельбы снаряд выпускается под некоторым углом бросания к горизонту и во время его движения на него действуют сила тяжести и аэродинамическая сила. Первая направлена к земной поверхности и сообщает снаряду ускорение, направленное вертикально вниз. Так как снаряд представляет собой тело сложной геометрической формы, то её точкой приложения является центр масс снаряда. Положение центра масс зависит от формы снаряда и распределения масс внутри него.

Аэродинамическая сила относительно вектора скорости снаряда традиционно разбивается на две составляющие - силу сопротивления среды, направленную точно против вектора скорости и подъёмную (или прижимающую) силу в поперечном направлении к вектору скорости. Последняя компонента не оказывает заметного влияния на полёт снаряда и на практике ею можно пренебречь (так как снаряд имеет симметричную форму, а угол атаки α снаряда весьма невелик). Точкой приложения этой силы к снаряду является так называемый центр давления, обычно не совпадающий с центром масс. Положение центра давления зависит только от формы снаряда.
Как следствие возникает момент сил, стремящийся опрокинуть снаряд и заставить его кувыркаться в воздухе. Кувыркание снаряда на несколько порядков повышает силу сопротивления среды и резко уменьшает дальность стрельбы. Для борьбы с этим явлением применяются следующие методы: оснащение снаряда оперением, придание снаряду вращения вдоль оси симметрии или изготовление снаряда в форме шара. Последнее широко применялось в артиллерии XIV-XVIII веков - сферическая форма снаряда сама по себе исключает кувыркание, а сила сопротивления движению не зависит от ориентации снаряда в пространстве. Однако сферическая форма очень невыгодна с аэродинамической точки зрения - большая сила сопротивления движению сводит на нет преимущества от отсутствия кувыркания. Поэтому в современной артиллерии применяются другие способы стабилизации снаряда в полёте. Для гладкоствольных орудий используются оперённые снаряды, у которых опрокидывающий момент компенсируется силами давления набегающего воздуха на элементы оперения. Вторым подходом является придание снаряду вращения вокруг оси симметрии посредством нарезов в канале ствола орудия. "

Изменено: masterdimka, 30 Октябрь 2010 - 01:19

[Loky]

Где у ядра угол атаки? Как ядро связать с бумажным самолетиком?

У ядра угла атаки нет, так как в нем нельзя провести хорду. Угол атаки есть только у удлиненных предметов, поиск угла наклона шара к плоскости из разряда поиска головы у колобка. Именно поэтому ядро можно считать точкой в расчетах, а стрелу нет. Это другой тип полета в аэродинамическом плане - у него нет ни угла тангажа, ни угла рысканья, ни угла крена (что есть у стрелы, болта, не шарообразной пули, копья, не шарообразного снаряда, ракеты и других удлиненных снарядов). Так что не стоит смешивать полет ядра с полетом удлиненного тела.

С бумажным самолетиком связать очень просто - поэкспериментируйте дома, посмотрите как ведет себя симметричный предмет в полете. Вы что, никогда не метали копье?

Что касается баллистического и планирующего полета, то вы не правы. В чистом виде баллистический полет, то есть, полет по баллистической траектории, возможен только для шара. Причем не закрученного, так как если его закрутить, например так, как это делается в системах Hop-up в AirSoft пушках, то мы получим совершенно иную траекторию.

В нашем случае мы имеем 4 базовые силы:
1. Силу инерции, то есть, собственный запас энергии;
2. Силу всемирного тяготения;
3. Силу лобового сопротивления, которое отлично от просто сечения миделя и имеет переменное значение связанное со скоростью, углом тангажа и углом рысканья;
4. Подъемную аэродинамическую силу, которая возникает всякий раз, когда удлиненный предмет располагается под углом к набегающему потоку;

Касательно стрелы вот какой расклад получается. Само собой, при условии, что рысканья у стрелы не наблюдается, то есть, она перемещается только в двух плоскостях обозначенных ординатами x и y.

Изменено: Loky, 30 Октябрь 2010 - 01:57

[Loky]

Что касается рисунка копьеметателя - возможно в английском языке "угол к горизонту при метании баллистического снаряда" и "Угол атаки" - одно и тоже, но в русском языке - это достаточно различные определенные технические термины.

Вы не правы.

Угол атаки по английски - Angle of attack;
Угол тангажа (угол между продольной осью предмета и горизонтальной плоскостью) - Аngle of list.

[masterdimka]

Рисунок красивый и почти правильный.
НО, тогда что происходит со стрелой летящей вертикально вверх?
Куда тогда действует, так называемая Вами, подъемная сила, если плоскости перьев вертикальны?
Чему тогда равен угол атаки?

[masterdimka]

-"Угол тангажа (угол между продольной осью предмета и горизонтальной плоскостью) - Аngle of list."

Замечательно, а я про то же говорю.
Только на рисунке стрелы, он почему-то назван углом атаки

[Loky]

НО, тогда что происходит со стрелой летящей вертикально вверх?
Куда тогда действует, так называемая Вами, подъемная сила, если плоскости перьев вертикальны?
Чему тогда равен угол атаки?

Угол атаки, если воздух неподвижен, а стрела летит вертикально вверх, равен 90 градусов. В нашем случае его влияние будет равно нулю (cos90=0).
К слову, угол атаки образуют не плоскости перьев, а вся стрела в целом.

Поведение стрелы будет простым - достигнув точки, где векторные величины a+g=0 она начнет снижаться. В идеальных условиях - хвостом вперед. К сожалению, достигнуть абсолютного угла 90 градусов как по xy так и по zy не получится. Поэтому в реальных условиях, из-за изменения тангажа или рысканья мы получим угол отличный от 90, и потому центр тяжести развернет стрелу носом вниз. Само собой, неидеальные условия равнозначны и для траектории подъема. То есть, экспериментально это проверить невозможно физически.

В указанном вами полете будет вообще две схемы.
На восходящем этапе траектории, вектор лобового сопротивления будет направлен вдоль силы тяжести, на нисходящем - в противоположную.

[Loky]

Замечательно, а я про то же говорю.
Только на рисунке стрелы, он почему-то назван углом атаки

Прочтите подпись к рисунку:
"Само собой, при условии, что рысканья у стрелы не наблюдается, то есть, она перемещается только в двух плоскостях обозначенных ординатами x и y."

Угол атаки это суммарный вектор угла тангажа и угла рысканья, то есть наклон летящего снаряда к набегающему потоку как в плоскости xy, так и в плоскости xz. На рисунке указана проекция xy. Рисовать трехмерную проекцию мне было лениво.

Например, если нос стрелы забирает не только вверх, но и влево, то ее будет сносить подъемной силой влево и вверх.

Изменено: Loky, 30 Октябрь 2010 - 02:26

[masterdimka]

-"Угол атаки, если воздух неподвижен, а стрела летит вертикально вверх, равен 90 градусов. В нашем случае его влияние будет равно нулю (cos90=0)."

Замечательно, то есть если стрела летит горизонтально - то поток набегает, а вертикально - он куда-то девается? А я то думал, что в неподвижном воздухе без разницы куда лететь

-"Например, если нос стрелы забирает не только вверх, но и влево, то ее будет сносить подъемной силой влево и вверх."

Подъемная сила влево - это как? А если стрела опустила нос, то по Вашей логике ее будет сносить "подъемной" силой вниз?

Вот, как по моему, должно это выглядеть. (в случае отклонения наконечника от направления полета на угол атаки, нормализующая сила действует в противоположную сторону).
Сила лобового сопротивления растет пропорционально углу атаки (из-за роста проекции поперечного сечения).
Подправил немного, без спешки.

Прикрепленные миниатюры

• 

Изменено: masterdimka, 30 Октябрь 2010 - 12:34

[masterdimka]

И все-таки, Локи, - нарисуйте, пожалуйста, "подъемную силу" на стреле, поднимающейся вертикально вверх (когда плоскости оперения строго вертикальны).
Желательно Ваш рисунок, с Вашими силами, для случая вертикального подъема стрелы.

Изменено: masterdimka, 30 Октябрь 2010 - 02:40

[Loky]

Подъемная сила влево - это как? А если стрела опустила нос, то по Вашей логике ее будет сносить подъемной силой вниз?

Очень просто. Да, если стрела получит отрицательный угол по тангажу, то ее будет сносить вниз все той же подъемной силой.

Видимо вы не до конца понимаете что такое подъемная сила, хоть и описывали центр давления, который является производной от этой силы.

Что такое подъемная сила в сущности? Это просто разность давлений среды с разных сторон тела вызванное разной скоростью прохождения потока. И собственно все.

Пример с опущенным носом - пикирование. Когда подъемная сила не только перестает компенсировать силу тяжести, но и добавляет своего ускорения. Или вы не в курсе, что при пикировании можно получать перегрузки в например 2g? 1g - свободное падение, все что больше - уже с дополнительным ускорением. Конечно, можно сказать, что ускорение при пикировании достигается только за счет двигателя, однако, планеры, тоже способны к такой операции и тоже могут выходить за пределы 1g.

Вот, по моему как должно это выглядеть.

Сила лобового сопротивления у вас не правильно расположена потому как стрела двигается не поступательно вдоль своей оси, а под углом к ней. Соответственно и остальные поправки связаны с этой ошибкой.

Изменено: Loky, 30 Октябрь 2010 - 02:58

[Loky]

И все-таки, Локи, - нарисуйте, пожалуйста, "подъемную силу" на стреле, поднимающейся вертикально вверх (когда плоскости оперения строго вертикальны).
Желательно Ваш рисунок, с Вашими силами, для случая вертикального подъема стрелы.

Смысл? Влияние силы при идеальном вертикальном подъеме равно нулю. Эта задача просто лишена смысла и сродни рисованию нуля.

[masterdimka]

-"Смысл? Влияние силы при идеальном вертикальном подъеме равно нулю. Эта задача просто лишена смысла и сродни рисованию нуля. "

То есть все равно, что оперение отсутствует? так? А куда девается ЦД?
А как происходит полет при, ну скажем - 89 градусах? Нарисуйте тогда его, пожалуйста. Мне интересно в какую сторону пойдет "подъемная" сила.
И крыло самолета перестает работать при полете вертикально вверх? Перестает вырабатываться зона повышенного давления и пониженного давления?

Изменено: masterdimka, 30 Октябрь 2010 - 03:07

[masterdimka]

-"Сила лобового сопротивления у вас не правильно расположена потому как стрела двигается не поступательно вдоль своей оси, а под углом к ней. Соответственно и остальные поправки связаны с этой ошибкой. "

Если не трудно - дорисуйте пожалуйста Локи, на своем рисунке - следущее положение стрелы, а то мне непонятно - в каком следующем месте будет находится стрела и под каким углом.

[masterdimka]

-"Очень просто. Да, если стрела получит отрицательный угол по тангажу, то ее будет сносить вниз все той же подъемной силой."

Если подъемная сила сносит вниз, то какая-же она подъемная?
Я, например говорю о нормализующей силе - ей все равно куда компенсировать и нормализовывать.