Дано: вертолет, который умеет летать вверх ногами так же хорошо, как и обычно.

Вопрос: в каком случае потолок больше - в полете вверх ногами, или в обычном полете?

PS
"Потолок" - это максимально достижимая высота полета.

Сикорский умилился бы за такое "изобретение".

> [1] Jeer ©   (29.04.17 00:46)
> Сикорский умилился бы за такое "изобретение".

Да легко! Любой электро или ДВС-ная авиамодель вертолета летает в инверте почти не хуже чем в нормальном положении. Пущай умиляется дальше.

А по основному вопросу - инверт более затратен энергетически, чем прямой полет, потому практический потолок будет ниже. Хотя если рассматривать вертолет(считаем что это в любом случае авиамодель) только как ротор, то применяемые на лопастям симметричные профили сделают такой "вертолет" равным по практическому потолку как в инверте так и в прямом полете. Но все таки лопасти применяемые в авиамоделях вертолетов несимметричны(двояковыпуклые), потому потолки будут априори сильно разные даже в случае вертолета-ротора.

Вообще вертолеты довольно забавные в плане энергетики. К примеру вырожденный случай вертолета - мультикоптер, имеет такой дисбаланс интересный:
- затраты на подъем в прямом положении на высоту 1 км будут ниже примерно в 2 раза ниже чем спуск с 1 км вниз до земли в таком же прямом положении на тяге.
- самым минимальным по энергозатратам маневром спуска с 1км высоты будет перевород коптера в инверсное положение и под прямой тягой(небольшой или большой) спуск камнем вниз до некоторой высоты, хватающей для переворота обратно в прямое положение и спуск с остатка высоты на тяге. Однако маневр не для слабых нервами и сфинктера.

Если потолок считается по высоте колес, то конечно вверх ногами. :)

> [3] Германн ©   (29.04.17 01:27)
> Если потолок считается по высоте колес, то конечно вверх
> ногами. :)

по центру вращения несущего ротора

>NailMan ©   (29.04.17 01:25) [2]
>А по основному вопросу
Только слова, без объяснений.

Интересно про инверсию. Я предпологаю, что ты, Сергей, в теме больше, чем я.

> NailMan ©   (29.04.17 01:28) [4]

Не ты автор вопроса. :)
А ты сначала научи вертолет умееть летать вверх ногами так же хорошо, как и обычно.

В моём дилетантском понимании - лопасть вертолётного винта и есть крыло. Тем более интересна инверсия, почти мой ник на этом форуме.

> Inovet ©   (29.04.17 01:45) [8]

> лопасть вертолётного винта и есть крыло.

Ну да, только угол атаки этого крыла можно регулировать изменением шага.

> Юрий Зотов ©   (29.04.17 01:50) [9]
>
> > Inovet ©   (29.04.17 01:45) [8]
>
> > лопасть вертолётного винта и есть крыло.
>
> Ну да, только угол атаки этого крыла можно регулировать
> изменением шага.
>

Какого шага?
Юр, я МИФИст, а не Бауманец. И не понимаю сей фразы.
Как авиамоделист в юношестве я знаю что такое "угол атаки".
Поясни пожалуйста.

> [9] Юрий Зотов ©   (29.04.17 01:50)
> Ну да, только угол атаки этого крыла можно регулировать
> изменением шага.

Автомат перекоса я тоже знаю.:)

> Какого шага?

Шага винта.

Представь, что мы крутим винт и одновременно подаем его вперед - так, чтобы воздух вокруг винта оставался неподвижным. То есть, как бы вкручиваем винт в воздух (как штопор в пробку, если так понятнее).

Продольное расстояние, на которое винт переместится за 1 оборот - это и есть шаг винта. Его можно сделать регулируемым.

> [12] Юрий Зотов ©   (29.04.17 03:07)
> Шага винта.

Насколько я помню, на некоторых самолётах шаг винта регулируется.

если еще точнее, то на некоторых самолетах
когда-то давно шаг винта был неизменяемым

> [14] rrrrrr ©   (29.04.17 09:46)

Даже так? Значит что-то правильно помню.:)

а если еще точнее, то смотря какой категории самолет.

> [7] Германн ©   (29.04.17 01:39)
>
> > NailMan ©   (29.04.17 01:28) [4]
>
> Не ты автор вопроса. :)
> А ты сначала научи вертолет умееть летать вверх ногами так
> же хорошо, как и обычно.

Самолет умею, вертолет умел на авиамодельном симуляторе, когда был еще в наличии шнурок USB для пульта. А что?

> Самолет умею,

а как он летит вверх тормашками? Подъемная ж сила его тянет вниз - должен сильно быстро снижаться.

> Только слова, без объяснений.


Ну вот у 3Д-пилотажной модели вертолета с симметричным профилем как раз потолок будет почти одинаков в прямом/инверте. Разница будет из-за того что при инверте вся масса модели будет сильно выше точки вращения ротора, а значит эта масса будет сильно влиять на стабильность такого положения, стараясь перевернуть вертолет в нормал. Вертолет и так сам по себе в нормальном полете абсолютно нестабилен. Есть поговорка в авиации - самолет держится в воздухе за счет подъемной силы крыла, а вертолет только за счет рук пилота. Для движения вертолета вперед потребуется изменить положение по трем осям: наклонив вперед ручку потеряется часть подъемной силы, значит надо поднять шаг-газ для компенсации, а так как подняли шаг-газ то увеличивается реактивный крутящий момент, который надо скоменсировать педалями вращая по курсу хвостовым винтом. В моделях применяется гироскоп, который работает в разных решимах, одним из которых является удержание балки в заданном положении, так что пилоту остаются только 2 оси контролировать для движения вперед, хвост сам будет компенсироваться гироскопом.

А для простого висения пилоту помимо шаг-газ придется еще и дать ручку вбок(зависит от вращения винта), так как подъемная сила на всех винтокрылах сильно ассиметрична. набегающая лопасть имеет большую скорость и подъемную силу, а убегающая меньшую. Компенсируют это качанием лопастей: либо весь ротор на легких вертах с головкой Бенсона, либо каждая лопасть свободно качается вверх независимо. Таким механизмомлопасть автоматически увеличивает угол подхема и снижает подъемную силу на набегающей стороне, выравнивая общий вектор тяги, но все таки этого недостаточно, потому пилот помогает ручкой всегда.

И именно потому при виде сбоку на вертолет человек видит конус ротора, причем конус слегка наклоненный вбок или вперед или назад(живет при эволюциях). Это не ротор наклоняется физически, а лопасти меняют свои качки при изменении шага(не общего) при эволюциях рукояткой.

Вот кстати показательное видео качания лопастей на Ми-8
https://www.youtube.com/watch?v=G8MV4wlsPKs

Именно потерями энергии на борьбу с массой над ротором и изменениями в качках лопастей вертолет не сможет набрать высоту в инверте большую чем в нормальном положении где все более менее стабилизировано.

Надеюсь что то объяснил? ;)

> [18] картман ©   (29.04.17 18:35)
>
> > Самолет умею,
>
> а как он летит вверх тормашками? Подъемная ж сила его тянет
> вниз - должен сильно быстро снижаться.

в инверте на самолете опускается хвост и угол атаки заметно повышается, потому крыло все еще несет, несмотря на сильно более худшую подъемную силу при двояковыпуклом профиле и более менее равную для симметричных профилей. При этом увеличивается угол атаки и горизонтального оперения, что также дает рост общей подъемной силы, даже если оно плоское. В нормальном полете этой силы на хвостовом оперении быть не должно.

У меня есть фан-флай с полностью симметричным профилем крыла и плоским оперением - летает в инверте почти также. Тренер с плоско-выпуклым крылом требовал сильно увеличивать угол атаки опуская хвост ручкой(поддерживать). Вообще плоские самолетики электрические из ЕПП часто вообще все плоские - даже без профиля на крыле - все летает. Просто угол атаки делается положительным и плоскость дает подъемную силу. Возьми кусок картона или просто ладонь и высунь в окно машины в процессе езды - сразу увидишь что прёт подъемная сила, да еще какая! ))

> Юрий Зотов ©   (29.04.17 03:07) [12]
>
> > Какого шага?
>
> Шага винта.
>
> Представь, что мы крутим винт и одновременно подаем его
> вперед - так, чтобы воздух вокруг винта оставался неподвижным.
>  То есть, как бы вкручиваем винт в воздух (как штопор в
> пробку, если так понятнее).
>
> Продольное расстояние, на которое винт переместится за 1
> оборот - это и есть шаг винта. Его можно сделать регулируемым.
>
>

Юр. Винт и лопасть "винта" в авиа-смысле есть две большие разницы.
Зря меня что-ли а авиамодельном кружке учили ножом вырезать тот достаточно сложный профиль винта? И достаточно сложный профиль крыла?

> [21] kilkennycat ©   (29.04.17 19:09)
> https://youtu.be/MDxHamYEQNU

> [21] kilkennycat ©   (29.04.17 19:09)
> https://youtu.be/MDxHamYEQNU

Ну кстати вот пример абсолютного плосколета(во всех смыслах), у которого нет ни одной аэродинамической плоскости с аэродинамическим профилем, имеющим ВИШ и летающего сложный пилотаж в сложных условиях(ограниченное пространство) используя даже не крыло, а только тягу для полета - он летает почти всегда на харриере, опустив хвост для очень большого угла атаки и для создания годной подъемной силы при почти нулевой горизонтальной скорости. В таких моделях большую часть подъемной силы дает пропеллер, так как он дует заметно вниз создавая большую ее часть.

Во всех 3Д пилотажках гипертрофированы рулевые плоскости(порой до 60% от хорды) чтобы была эффективность руления на нормальном уровне при околонулевых скоростях и на висении/харриере. Иначе рулиться ащще не будет.

>Юрий Зотов ©   (29.04.17 00:41)
>Вопрос: в каком случае потолок больше - в полете вверх ногами, или в обычном полете?

Теоретически потолок одинаков и не зависит от конструкции аппарата при одинаковом винте и массе. Потолок определяется плотностью окружающей среды - в случае вертолета - плотностью воздуха, уменьшающейся с высотой над уровнем моря.
Если имеется ввиду давление струи воздуха от винта на корпус, то оно минимально, т.к корпус специально конструируется так, чтобы его аэродинамические свойства позволяли потоку обтекать его без создания давления. Плюс к этому площадь корпуса в проекции от площади окружность вращающегося винта процентов 10-20, не больше, а основная ее часть в центре этой окружности.

Как я пониманию, Зотов тут "педалирует" на разнице в характеристиках тянущего и толкающего винтов.
Да, разница есть.
Но это обсуждение - для профи в аэродинамике, а не для программистов.

>Jeer ©   (02.05.17 00:22) [25]
>Как я пониманию, Зотов тут "педалирует" на разнице в характеристиках тянущего и толкающего винтов.
>Да, разница есть.

Только в конкретной конструктивной реализации. Если взять винт сам по себе и сделать двигатель строго на его оси, то нет разницы над винтом или под ним он расположен.

Есс-но, абстрактному и симметричному винту все равно куда крутиться.

>Jeer ©   (02.05.17 16:28) [27]

Ну а взять квадрокоптер. там винты вообще в плоскости полезной нагрузки. Хотя такой финт и с одним винтом сделать можно. Сложнее просто конструкция будет чем просто винт над головой.

> [25] Jeer ©   (02.05.17 00:22)
> Как я пониманию, Зотов тут "педалирует" на разнице в характеристиках
> тянущего и толкающего винтов.
> Да, разница есть.
> Но это обсуждение - для профи в аэродинамике, а не для программистов.

Вот именно, КПД ВМГ пушера(толкающего) на 15% примерно ниже чем у трактора(тянущего) при равном двигателе. Это я ощутил на своих FPV моделях. Сильно тогда был удивлен.

https://www.youtube.com/watch?v=QyV0dZaFwBw забавный вертолет. винт на хвосте почти не нужен, компенсирует лишь трение в подшипниках да на повороты.

sniknik ©   (04.05.17 08:25) [31]
https://www.youtube.com/watch?v=1JTBAS6mU-w

Да уж, глядя на модель в этом ролике, понимаешь, что поговорка
"самолет держится в воздухе за счет подъемной силы крыла, а вертолет - только за счет рук пилота" относится к системам управления позавчерашнего дня.

Ролик то этот давно же мы тут видели, и это круто для меня, далёкого от авиации.

Не вертолелы но тоже можно пообсуждать )))

На праздники полетали тут:
https://www.youtube.com/watch?v=2nQm7osCsxw