25. Аэродинамика винта: теория импульса, загрузка диска #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Винт — это вращающееся крыло: каждая лопасть работает как профиль, но с огромной скоростью на острие. Теория импульса (модель «диска актуатора») позволяет инженерно оценить тягу, мощность и КПД винта и ввести ключевой параметр многокомпонентного привода — загрузку диска. На ней строится выбор размера винтов, число моторов и прогноз продолжительности полёта БПЛА (беспилотный летательный аппарат).

26. Тяга многокомпонентного привода: тягово-массовое отношение, число винтов, интерференция #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Сколько тяги нужно, чтобы взлететь, набирать и лететь с запасом, если откажет один мотор? Почему квадрокоптер — минимум устойчивой схемы, а шестивинтник выбирают не ради эффективности? И что такое интерференция винтов и эффект земли. Разбираем тягово-массовое отношение, число винтов и их взаимное влияние на многокомпонентном приводе БПЛА (беспилотный летательный аппарат).

27. VTOL: квадроплейн, тилтротор, конвертоплан #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

VTOL (vertical take-off and landing, вертикальный взлёт и посадка; рисунок — Wikipedia) — семейство схем, которые берут вертикальность мультиротора и дальность крыла. Разбираем четыре архитектуры — чистый мультиротор, квадроплейн (гибрид), тилтротор и тилтвинг/тейлситтер — и на числах показываем, почему для БПЛА (беспилотный летательный аппарат) с дальностью 10–100 км стандарт де-факто стал гибридом «моторы + крыло».

28. Динамика полёта: горизонт, набор, снижение, планирование #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Любой установившийся полёт — баланс четырёх сил. Разбираем балансы для горизонта, набора, снижения и планирования, строим мощность-поляру крылового БПЛА (беспилотный летательный аппарат) и по ней считаем скорость, мощность, скорость набора и дальность планирования. В конце — как всё это выглядит у мультиротора, у которого «крыло» работает только в горизонтальном переносе.

29. Взлёт, посадка, дальность, продолжительность, потолок #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Пять величин, по которым рассчитывается любой аппарат: взлётная и посадочная дистанции, дальность, продолжительность полёта и потолок. Показываем, как считать их для крылового БПЛА (беспилотный летательный аппарат) и мультиротора, и какие запасы закладывать при проектировании и планировании миссии.

30. Виражи, спираль, петля: перегрузки в манёврах #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Манёвр — это полёт с ускорением, а ускорение — это перегрузка. Показываем, как считать перегрузку, радиус и угловую скорость виража, почему в крутом вираже растут и скорость срыва, и расход мощности, и что происходит с мультиротором в «петле» и «спирали».

31. Порывы, турбулентность, срыв и винт (безопасность) #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Два режима, которые приводят к авариям чаще, чем отказы оборудования: срыв (stall) и вход в винт (spin) — плюс их питательная среда, порывы и турбулентность. Показываем, как порыв нагружает крыло, что происходит с мультиротором при срыве лопастей и какие запасы обеспечивают удержание БПЛА (беспилотный летательный аппарат) в горизонте.

32. Устойчивость и управляемость: центр масс, статический запас, демпфирование #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

Почему один аппарат сам выравнивается после порыва, а второй колеблется по тангажу и заходит в спираль? Всё упирается в три вещи: положение центра масс (ЦМ, центр масс), статический запас устойчивости и демпфирование. Считаем запас в долях хорды, подбираем балансировку и разбираем, что делает контроллер мультиротора на месте «естественной» устойчивости.

33. Обледенение и конденсация на БПЛА #

Справочник авиатехника. Аэродинамика и динамика полета.

«Полёт при +3 °C и высокой влажности» — и аппарат теряет устойчивость, винты вибрируют, картинка мутнеет, показания приборов становятся недостоверными. Причина — не электроника, а вода: переохлаждённые капли, изморозь и конденсация. Разбираем, откуда берётся лёд на малых БПЛА (беспилотных летательных аппаратах), что он ломает (крыло, винт, трубку Пито, камеру) и какие решения стоят дешевле, чем «пророчить погоду».