На главную
военно-исторический
форум
16.10.99
ПРИЗНАНИЕ ОШИБОК
И РАЗГАДКА АВИАКОНСТРУКТОРСКОГО ПОДВОХА.
Автор: Олег Тесленко <C>
(благодаря технической помощи Даниеля)
Оин мой друг постоянно убеждает меня:
- Олег, ну не трогай ты авиацию! То что у
в кораблестроении
творился сплошной маразм, так это нам очевидно. Кораблестроители
и моряки изгалялись просто изо всех сил: такие гадости строили
-
вспомнить страшно. А все от того, что корабль держиться на
воде
при любой дури заложенной в него. Поэтому часто принимались
са-
мые идиотские конструктивные решения. Полная возможность для это-
го - как плохо ни спроектируй корабль - он все равно плавать
бу-
дет (как говно). Дойти до такого, чтобы пароход затонул тут же
у
заводской стенки - для этого надо было сильно потрудится.
А в
авиации напротив: требуется гораздо больше ума и ответственности
- ошибется конструктор в расчетах - самолет ведь может и
вообще
не взлететь. По мнению моего друга самолеты проектировались
го-
раздо лучше, чем корабли и танки..."
Но приходится его разубеждать. В авиации бредовых
конструкций
ничуть не меньше. Я не напоминаю своему другу, как несколько
лет
назад он бурно восхищался всеми этими линкорами,
эсминцами и
крейсерами, радуясь, как там все мудро устроено, какие техничес-
кие новинки применяли, и как это И только после нескольких десят-
ков моих пикантных вопросов типа: а почему это вот так
сделано,
ведь нам в институте вроде иначе объясняли? Или: а почему это вот
так - ведь автор вроде сам себе противоречит? Мой хороший
друг
начал задумываться и теперь о создателях военной техники, да и
о
военных ее применявших, говорит только как о круглых идиотах, ни-
чего не понимавших в своем деле...
Поэтому звиняйте хлопци: в каждой своей
статье буду ста-
раться наглядно показать весь тот бред, которым нишпигована воен-
ная техника, и доказывать, что никакого ума во время работы
ее
создатели не приложили.
*****************************************************************
РЕПЛИКИ С ФОРУМА
>>> О.Т. (предыдущее замечание ни к DM, ни к другим
участникам
форума не относится):
"Впрочем, кажется авиаконструктор DM не понимает
простейших
принципов аэродинамики.
>>> Дмитрий:
То-то я думаю, чего это меня в аспирантуру на АГД так звали... ;)
>>> О.Т.:
Могу только искренне порадоваться за Вас. То есть
за высокую
оценку Ваших знаний и способностей. Вероятно Вы заподозрите
в
этом подвох с моей стороны - уж больно я жестоко
критикую Вас
(как впрочем и всех). Но никакого подвоха от меня нет. Просто это
совершенно разные вещи - мое личное мнение, и оценка других лиц.
Я остаюсь при своем (может быть неправильном) мнении, а
оценка
официальной организации - это совсем другое... То есть - я
счи-
таю что у меня ошибки, и у Вас - тоже, не свидетельствующие
о
большом понимании аэродинамики. Тем более, что в дискуссии,
да
еще в среде Интернет, где время очень жестко лимитировано, допус-
каются многие ошибки, который человек в профессиональной
дея-
тельности не пропустит. Самым наглядным примером этому может
моя
собственная ошибка с определением взаимозависимости двух коэффи-
циентов. Но впрочем, достаточно хоть немного почитать
реплики
участников военно-историчекого форума, чтобы убедится в огромном
количестве ошибок, в первую очередь грамматических. Их допускает
каждый из нас, и виной этому - недостаток времени. Особенно любо-
пытна для меня была последняя реплика: "олУг" - это вы в порядке
самокритики? И автор той реплики подписался под нею примерно так:
"gpeziahbovthyj"! Один мой знакомый говорит: "Спотычка с затороп-
кой рядом идут". И Ваши ответы, которые я считаю неправильными
-
больше отношу к вынужденной торопливости из-за недостатка времени.
********
Но впрочем - сначала я должен извинится перед
читателями за
допущенную ошибку в статье "Ответы на критические замечания". Еще
дома решил немного переделать эту почти готовую работу, но только
стер ее кусок, как выключился свет. Не имея возможности
наскоро
все исправить, вынужден был уехать, и переделывать статью
приш-
лось уже в классе Интернет. А там, как всегда обычная нервотреп-
ка: одновременно надо делать несколько дел,
работать в нес-
кольких окнах - времени ни на что не хватает, сервер
постоянно
виснет, нужные окна загружаются по черепашьи медленно, связь то и
дело обрывается... - зла на все не хватает. И в результате допус-
тил грубую ошибку неверно описав взаимосвязь
аэродинамических
коэффициентов. Уже ночью, вспоминая прошедший день, автор понял,
что ошибся, но вот исправить сразу уже не было возможности - ведь
доступ в Интернет автору удается далеко не каждый день, по срав-
нению с некоторыми моими оппонентами. И эту ошибку автор смог ис-
править только через день (так что сейчас в той статье
написано
все правильно). Но оппоненты к тому времени уже успели подметить
оплошность О.Т., и выразить свое к ней отношение.
>>> DM:
"С точностью до наоборот. Увеличение Су влечет
за собой и
УВЕЛИЧЕНИЕ Сх. Даже связь известна (если Вы до этой главы еще
не
дочитали). Сх=Сх0+А*Су**2, где А - коэффициэнт отвала поляры, Сх0
- минимальное сопротивление. Кстати, если Вы уже выучили зависи-
мость Су от угла атаки, потрудитесь посмотреть на поляры,
потом
на полетные поляры самолета, почитайте про индуктивное сопротив-
ление и сопротивление интерференции. Короче, если Вам это
инте-
ресно, почитайте "курс" аэродинамики."
>>> Олег:
"Да, курс аэродинамики я перечитал еще раз - нужно было
прове-
рить величину коэффициента подъемной силы. И получил ошеломляю-
щее впечатление от этого. Расскажу все по порядку, и пусть чита-
тели судят: кто неправее.
В самой заурядной формуле подъмной силы получался
что-то уж
больно маленький кф-т Су. Пришлось разбираться. Причина
выясни-
лась быстро: плотность воздуха в формулах имеет определенные
вы-
вихи. Бывает то весовая плотность, то массовая плотность. По
ве-
личине эти два значения отличаются друг от друга В ДЕСЯТЬ
РАЗ.
Вопрос в том, какую величину правильно ставить в формулы для
аэ-
родинамических расчетов? Элементарно выяснилось, что единственно
правильно - это массовая плотность, а она на порядок меньше обыч-
ной весовой плотности (массовая =0.125 кг*с2/м4, весовая p=1.225
кг/м3. Извините за необычное обозначение "" - потому, что
нет
подходящей клавиши на клавиатуре компьютера для перевернутой гре-
ческой буквы "дельта"). И при постановке первой величины в любую
формулу ее конечная цифра сразу становится нормальной, а не фан-
тастической. Как помнят все участники фрорума из статьи "Фантас-
тичекие перегрузки" рассчитанная перегрузка для "Морана"
была
чрезвычайно большой = 30g. Это потому, что в том расчете фигури-
ровала весовая плотность воздуха. Но если вместо нее
поставить
массовую плотность, тогда величина возможной перегрузки десятик-
ратно уменьшиться и станет около 3 g. Таким образом - в том рас-
чете Тесленко налицо кардинальная ошибка. И многие читатели соч-
тут при этом, что О.Т. якобы ничего не понимает в в авиации вооб-
ще, и в аэродинамике в частности. А вот с этим я не
соглашусь.
Тут надо разобраться, от чего на самом деле произошла ошибка,
и
кто не разбирается в аэродинамике больше. Отчего произошла подме-
на значения на p?
Обязательным требованием (которое не выполнили авторы
Чумак и
Кривокрысенко) для любой научно-технической книги является усло-
вие, чтобы авторы четко зафиксировали какие значения должна при-
нимать КАЖДАЯ переменная во всех формулах, которые они приводят.
И разумеется и плотность тоже. Как видите - даже она может иметь
два принципиально разных значения. Но такого четкого обозначае-
ния и вовсе не сделано в книги Чумака и Кривокрысенко
"Расчет,
проектирование и постройка сверхлегких самолетов". Читатели
той
книги фактически предоставлены сами себе - вынуждены гадать,
ка-
кую же величину надо ставить в формулы: весовую,
ими массовую
плотность? Мало того! Имеется и еще один сильный обманный фактор,
который и явился основной причиной сбившей с толку О.Т. в преды-
дущей статье. Как известно всем окончившим технические вузы,
ве-
личина массовой и весовой плотности должны везде
иметь РАЗНОЕ
буквенное обозначение, чтобы их случайно не перепутали: "" и "p".
При обычных расчетах используется весовая плотность с
обозна-
чением "p" ("пи"). Но точно такуюже букву ставят и Чумак с
Кри-
вокрысенко во всей своей книге во все формулы! Мало
того, на
странице 234 они обозначили и букву этой переменной как "p" и са-
му величину плотности p=1.225 кг/м3! И ни о какой массовой плот-
ности со значением =0.125 кг*с2/м4 НЕТ НИ МАЛЕЙШЕГО УПОМИНАНИЯ
во всей той авиационной книге!! И поэтому что сделает самый обыч-
ный читатель производя расчеты по формулам из книги Кривокрысен-
ко и Чумака? - естесственно поставит в них "весовую" плотность,
от чего и произойдет десятикратная ошибка. Возможно, что некото-
рые сочтут такое положение правильным - читатели той книги
дес-
кать должны разбираться в расчетах при проектировании самолета.
Но для кого тогда написали эту книгу Кривокрысенко и Чумак -
мо-
жет быть для ученых авиаконструкторов? Нет, вот что они сами
пи-
шут в предисловии (цитирую):
"Книга посвящена вопросам расчета, проектирования и изготовле-
ния сверхлегких самолетов нормальной схемы и базируется на
кур-
сах математики и физики в объеме средней школы...
"Книга рассчитана на широкий круг любителей, не
имеющих спе-
циальной подготовки, однако знакомых с основами авиации в объеме
популярных изданий".
*******
Каждый мало-мальски грамотный в физике человек, хоть
раз вы-
полнявший расчеты связанные с различными конструкциями многократ-
но пользовался величиной весовой плотности для всех веществ.
И
именно использование параметра весовой плотности подавляюще час-
то. (Автору приходилось делать такие подсчеты сотнями,
если не
тысячами). Напротив - использование массовой плотности
довольно
редко, настолько, что в школьных учебниках физики НИ РАЗУ даже не
упоминается о понятии "массовая плотность"! И нет никакого сомне-
ния, многие тысячи читателей этой книги - а ее тираж весьма
не
мал - 50 тысяч! при любом пользовании ее формулами будут по при-
вычке подставлять в них значение "весовой" плотности - что приве-
дет к огромным ошибкам. Однако, нигде еще в печати ни от
одного
авиаконструктора-любителя или от простого читателя не прозвучало
возмущения обманными сведениями книги "Расчет, проектирование
и
постройка сверхлегких самолетов". Это говорит о том, что
сотни
тысяч читателей чрезвычайно невнимательны, и пропускают
незаме-
ченными огромные ошибки в текстах. То есть, не обнаруживают ника-
кого понимания читаемого ими текста. Ну хорошо, пусть в
данном
расчете по авиационной формуле ошибся кораблестроитель. Но
ведь
эту книгу прочитали около ста тысяч других читателей, и среди них
наверняка были тысячи грамотных авиационных специалистов, инжене-
ров, летчиков, техников - И НИКТО ИЗ НИХ даже не заметил
невер-
ной подставки в книге Чумака и Кривокрысенко. То же самое
можно
сказать и об участниках военно-исторического форума. О
простых
читателях его, не связанных профессионально с авиацией - и гово-
рить не чего. Но даже и профессионалы, те кто многократно изучал
аэродинамику и в силу своей профессии: авиаконструктора ли, авиа-
техника, летчика - просто обязаны назубок знать все основные фор-
мулы аэродинамики, это например: Баранов, Алексей Медведев, Алек-
сандр KRoN, Наиль, Егор II и другие - никто не заметил,
что в
расчете поставлено ошибочное значение плотности воздуха. Некото-
рые могут сказать, что дескать это Тесленко ошибся, ему и
заме-
чать надо было. С одной стороны конечно это так, но
с другой:
стоит задуматься: сколько различных контраргументов привели оппо-
ненты против статьи "Фантастические перегрузки"? - вместо
одно-
го-единственного, но зато самого важного - ошибочное
значение
плотности! А кроме того, разьве ошибся только один О.Т.? Вот
для
примера небольшой расчет сделанный авиаконструктором Дмитрием М.:
>>> DM:
"Аналогично можно посчитать, что при Су=1.228 для
обеспечения
подъемной силы 575 кг необходима скорость 8.34 м/с или 30
км/ч.
При этой скорости максимально возможная перегрузка
равна... 1
(!). Что и есть единственно возможное для ГОРИЗОНТАЛЬНОГО полета."
F= Cy*p/2*S*v**2 F=575 кг V=8.34 м/с
1.228*0.125/2*11*8.34**2=58 кг - то есть подъемная
сила при
этой ничтожной скорости в десять раз меньше веса самолета. А
все
оттого, что авиаконструктор DM так же как и О.Т. подставил непра-
вильное значение плотности. Если применить массовую
плотность,
тогда минимальная (почти посадочная) скорость "морана" на макси-
мальном угле атаки и соответствующем
кф. Су была:
26 м/с = 93.6 км/ч Эта действительная скорость в три раза больше
подсчитанной авиаконструктором DM. И точно так же
неправильно
подсчитана им и перегрузка "Морана" на горизонтальном вираже
-
якобы равная всего 1g. Вот действительная величина перегрузки
по
О.Т.: N y max= 0.125*1.228*2025/2*0.019=3 g
Поэтому, нельзя согласится, что авиаконструкторы разбираются
в
аэродинамике лучше, чем кораблестроители. Провалы в
знаниях у
всех у нас чудовищно велики. Все в основном любят
разбираться
только во внешних данных самолетов, то есть воспринимают
их на
внешний вид, нисколько не понимая внутренних, основных
*****************************************************************
ВОПРОС ОБ УГЛЕ АТАКИ
>>>Олег:
Например при угле атаки 14° Су=1,2, то есть увеличился
в 27
раз! по сравнению с первоначальным значаеним 0,044. И вот именно
чрезмерное увеличение угла атаки и создает перегрузку на вираже и
вообще при любом криволинейном движении самолета.
>>> DM:
"По поводу 0.044. Почему не 0 (для симметричных профилей)?
Или
не (-0.044) для обратно выпуклых (на стабилизаторах
частенько
применяются), или в конце концов - не 0.088? Что Вы морочите
го-
лову с потолка взятыми цифрами? Порядок верен, но зачем конкрети-
ка? Для солидности? На Су-26 применен симметричный профиль с
уг-
лом заклинивания 0 градусов. Если считать Вашим способом, то
по-
лучите "бесконечность".
>>> Олег:
Все правильно, на нулевом угле симметричный профиль создает
ну-
левую подъемную силу, и если значение коэффициента подъемной
си-
лы равное например 1,2 сравнивать с нулем - то получится
беско-
нечность. А симметричный профиль при нулевом угле
заклинивания
вообше не создает никакой подъемной силы. И самолет с таким кры-
лом на нулевом угле атаки летать естесственно в принципе не
мо-
жет. А обратно-выпуклые профили так и вообще
создают отрица-
тельную (то есть направленную вниз) "подъемную" силу. Этот
воп-
рос мы с другом еще во время учебы в школе обсудили.
******
(В этом месте все знатоки вероятно просто подпрыгнут от
возму-
щения). А как же - ведь налицо приведенный Дмитрием пример: Су-26
- самолет, который отлично летает... А какой-то Тесленко уверяет,
что этот аэроплан летать якобы вообще не может из-за отсутствия
подъемной силы...
Ну да - все верно: коэффициент Су для всех симметричных
профи-
лей крыла при нулевом угле атаки равен нулю. И если
подставить
его в общеизвестную формулу подъемной силы, то и в этом результа-
те тоже будет ноль. А если подставите Су обратно-выпуклого профи-
ля, то и вообще - отрицательную. Как же тогда может летать Су-26?
На этот вопрос можно ответить шуткой: по всем аэродинамическим
расчетам майский жук летать не должен, потому, что площадь
его
крыльев совершенно недостаточно для поднятия веса его тела. Одна-
ко, майский жук не знает законов аэродинамики, и только
поэтому
летает. Вот так же и Су-26 - не знает, что Тесленко насчитал
ему
нулевую подъемную силу, и только поэтому он летает...
********
А объясняется все это очень просто: на самом деле Су-26
никог-
да и не летает с нулевым углом атаки. Хотя крыло его
и жестко
закреплено к фюзеляжу с нулевым углом "заклинивания", но ведь на-
до помнить, что сам фюзеляж в воздушном потоке вовсе не
закреп-
лен, и может двигаться под каким угодно небольшим углом атаки
к
обтекающему его воздушному потоку. То есть если например траето-
рия движения самолета строго горизонтальна и составляет
0°, то
строительная ось фюзеляжа Су-26 при этом вовсе не горизонтальна,
и расположена примерно с положительным углом к нему примерно 0,5°.
По моим вычислениям этот угол ничтожно мал: су*p
Насколько я помню: вес Су-26 около 800 кг, скорость
около 500
км/ч = 500/3.6=139 м/с площадь крыла 10 кв.м
F= Cy*p/2*S*v**2 F=800 kg
Cy = 2*F//S/v**2 = 2*800/10/0.125/139**2=0.066
Такой ничтожной величине коэффициента Су соответствует
угол
атаки равный всего лишь 0,5°. Впрочем, авиаконструктора
DM эта
конкретика не интересует. А зря - если читатели задумаются,
то
отсюда вытекает ряд интересных положений: во первых, на
нулевом
угле атаки этот самолет вообще летать не может, а
во-вторых -
оказывается Су-26 вообще плохо спроектирован для нормального
по-
лета! То есть, любой угол отклоненния строительной оси
фюзеляжа
приводит к лишнему росту аэродинамического сопротивления, от
че-
го качество самолета только ухудшается. Вероятно читатели не
по-
верят этому утверждению Тесленко, поскольку Су-26 считается
от-
личным самолетом, и не могли же его конструкторы ошибиться?
А они и не ошиблись. Все правильно. Дело в том, что
этот аэ-
роплан приспособлен для акробатического пилотажа и соревнований
самого высокого класса, наибольшую долю которого занимает непре-
рывное маневрирование в самых разнообоазных положениях самолета,
в том числе и в перевернутом. И именно для таких ситуаций наибо-
лее всего подходит симметричный профиль крыла с нулевым
углом
атаки. То есть, такой профиль несколько хуже подходит для самоле-
та летающего всегда в правильном положении. Выгоднее было бы пос-
тавить сразу крыло либо под положительным углом 0,5°, либо приме-
нить несимметричный профиль с небольшой выпуклостью вверх.
А в
случае с Су-26 при нормальном полете весь фюзеляж тоже движется с
дифферентом 0,5° на корму - от этого его аэродинамическое сопро-
тивление тоже больше, чем вообще без дифферента.
Однако, в перевернутом полете крыло "заклиненное"
с положи-
тельным углом атаки 0,5° для создания подъмной силы, а
фюзеляж
пришлось держать под углом 1,0°.
****************************************************************
КАКИЕ ПРОФИЛИ ЛУЧШЕ
>>> Дмитрий:
"Для информации - тонкие выпукло-вогнутые профиля самолетов
на-
чала века имели значительно меньший Су."
>>> Олег:
Я бы все-таки рекомендую Вам хотя бы немножко
посмотреть на
полярные диаграммы профилей разных крыльев. Потому, что все
как
раз наоборот. Именно выпукло-вогнутые профиля самолетов
начала
века имели самые высокие коэффициенты подъемной силы по
сравне-
нию с теми, которые стали применяться от 30 годов до современнос-
ти. Многим это может показаться сомнительным, поскольку все при-
выкли, что технический прогресс постоянно выбирает наилучшее,
и
отказывается от малоэффективного. И это верно, потому, что выпук-
ло-вогнутые профили при большом кф-те подъемной силы имеют и наи-
более худшее значение коэффициента сопротивления. То есть их
аэ-
родинамическое качество хуже. Кроме того - они очень тонкие, поэ-
тому и прочность лонжеронов таких крыльев очень мала, и к тому же
из-за малого внутреннего объема тонких профилей в них нельзя рас-
полагать топливные баки аэропланов, или пушки и пулеметы
боевых
самолетов. С чисто эксплуатационной точки зрения выпукло-вогну-
тые профили неудобны. А применялись они на аэропланах начала
ве-
ка только потому, что скорости тогда были очень
маленькие, и
следствием этого требовалась большая удельная подъемная сила
на
единицу площади крыла. А ни пулеметов, ни бензобаков в те време-
на в крыло еще не ставили. Из-за этого выпукло-вогнутые
профили
были самыми распространенными в авиации до 1920 годов.
Но авиаконструктор DM говорит об их якобы малом
Су только от
незнания! Вот как раз коэффициент подъемной силы у них был самый
большой, среди всех других. И если авиаконструкторам лень загля-
дывать в справочники, то тогда кораблестроитель все же даст
ин-
формацию об этом:
Выпукло-вогнутые профили: 1) толщиной 10% максимальный
Су=1,65;
2) такой же, но толщиной 15% Су=1,75; Профиль NACA-2412 с вогну-
той нижней задней поверхностью Су=1,6;
И напротив: Симметричный профиль NACA-0012
Су= 1,55; Плос-
ко-выпуклый профиль CLARC-Y Су=1,4; Профиль Gottingen-501 Су=1,4;
Профиль ЦАГИ 12% Су=1,0... Смотрите сами: у
выпукло-вогнутых
коэффициенты Су самые наибольшие... Таким образом, авиаконструк-
тор DM пытался слегка обмануть читателей, приводя неверное утвер-
ждение, лишь бы доказать "ошибочность" Тесленко. Я нисколько
не
спорю, что и у меня надо выискивать ошибки, но только попрошу оп-
понентов "тщательне'е" подбирать аргументы.
**********
- Не удивляейтесь. Это авиаконструкторам профили
крыльев мо-
гут быть безразличны. А я с самого детства пытался рассчитывать
различные конструкции самолетов, но этому постоянно служило
ог-
ромной преградой отсутствие информации об аэродинамических харак-
теристиках профилей. В любых книгах по аэродинамике, которые
мне
удалось видеть и прочитать, было написано все, что
угодно, но
только не давались табличные характеристики аэродинамики
профи-
лей. ДВАДЦАТЬ ЛЕТ я не мог найти их! Учитывая, что в доступности
мне были только обычные библиотеки... Видимо это было специально
засекречено коммунистичекой властью... И только недавно
у меня
появилось несколько данных, но и то - вовсе не в книге о аэроди-
намике, а "Подводные буксируемые системы" В.И. Егорова
(нижайше
ему кланяюсь). Но если кто из так называемых "знатоков"
авиации
посмеет усомниться в точности этих данных, то можете ему не зави-
довать...
**********
>>> DM: "А Су, кстати, которрый Вы взяли, судя по
подсчитанной
скорости полета (30 км/ч) - потолочный."
>>> Олег Т:
Действительно, в моем расчете потолочное значение
коэффициен-
та Су. Но я взял такой коэффициент подъмной силы, который требо-
вала формула. Там было именно написано, что Су МАКСИМАЛЬНЫЙ. Если
бы в книге было хоть что-то упомянуто о другой конкретной методи-
ке выбора Су - например: взять 20% от максимального Су, или про-
тивоположное: например взять минимальный Су - я бы так и
посту-
пил. Но как в книге написано - max Cy - все точно так я и сделал.
Так что все претензии направляйте к авторам этой книги.
Кроме того, мне хорошо заметно, как не любит
авиаконструктор
DM доказывать вое мнение с помощью цифр. Вот ведь, он мог
ска-
зать какой величины должен быть Су, или долю от величины Су надо
было по его мнению вставлять в формулу, однако не сделал
этого
сразу, в первой же своей реплике. А почему? - Да потому, что
по-
нимает: только выражаясь весьма расплывчато можно избежать немед-
ленной критики. Потому, что любую цифру легко проверить, а вот
и
призвать ее автора к ответу. Видимо уважаемый DM знает, как нет-
вердо он разбирается во всех этих Су и Сх.
Однако, незнакомые с аэродинамикой читатели
могут подумать,
что если в данную формулу подставить другое значение коэффициен-
та Су, не максимальное - а поменьше, то якобы от этого изменится
результат? Заблуждение. Результат почти не изменится. Потому, что
значение коэффициента мною снималось с полярной диаграммы
для
крыла конечной длинны - равной обычному
удлиннению крыла
большинства самолетов - 5. При котором вполне присутствует и
ин-
дуктивное сопротивление, и срыв потока. То есть, вполне реальное
крыло. Разумеется, Су принят мною потолочный, прямо предшевствую-
щий началу срыва потока. Чего и требовала формула. Но
читатели
могут заблуждаться, что отдаление от угла срыва потока может
су-
щественно уменьшить величину Су. Например для выпукло-вогнутого
профиля срыв потока наступает при 18°. При этом Су=1,65. А
если
взять меньший угол атаки, например всего 12°- далекий
от угла
срыва потока, как мечтает DM, то несмотря на это коэффициент
Су
уменьшится незначительно: он станет равен 1,5, то есть
снижение
всего на 9%. И соответственно перегрузка уменьшиться
вместо 3
единиц - до 2,7 g. Не такое уж большое уменьшение.
**********
"ПЕРЕЛАМЫВАНИЕ" БОМБАРДИРОВЩИКА ИЗ ПИКЕ
>>> Олег:
"переламыванием" самолета выход из пике и набор
высоты."
>>> DM:
"Законы физики никто не отменял. Резкость переламывания
мож-
но посчитать. Возмите радиус, найдите центробежное
ускорение.
Разделите на g..."
>>> Олег:
Так чего ж Вы-то не сосчитали? Неужели так трудно
было? Но в
этом вопросе самое пикантное - найти радиус траектории самолета.
Он редко когда указывается в справочниках...
>>> DM:
"Потому, что Вы путаете причину со следствием. Не
радиус за-
дает перегрузку, а перегрузка - радиус. Именно поэтому
тут Вам
все так распинаются о пологом выходе из пикирования. А "переламы-
вание" - это субъективная оценка летчика, испытавшего большую пе-
регрузку. Он с линейкой радиус не меряет."
>>> Олег:
Ну хорошо, пусть субъективная. Но нужно в который
раз обра-
тить внимание читателей, как авиаконструктор Дмитрий М.,
вместо
того, чтобы самому сосчитать и привести конкретную цифру, отделы-
вается различными отговорками. И если авиконструктор во
второй
раз не может сделать простейшего расчета радиуса вывода из пике,
тогда придется этим занятся кораблестроителю:
********
Возьмем для примера всем хорошо известный советский
пикирую-
щий бомбардировщик марки "СБ". Хотя многие знатоки наверняка воз-
мутятся этим примером - ведь "СБ" не был пикировщиком - это обыч-
ный самолет горизонтального способа бомбометания!
Нет, уважаемые! Это именно пикировщик. Как автор утверждал
ра-
нее в статье "Все бомбардировщики - одинаковой прочности" из
лю-
бого горизонтального бомбера можно при минимальных
доработках
запросто получить пикировщик. Наверное немногие знатоки поверили
этому утверждению. Ну что ж. Вот тогда наглядное доказательство:
самолет марки "СБ" - задуман и спроектирован как чистый горизон-
тальный бомбардировщик, под весьма умеренные для своего
времени
разрушающие перегрузки, но при необходимости, почти без
всяких
затрат превратился в пикировщик и прочности ему при этом
оказа-
лось вполне достаточно! И пожалуй, наиболее заметным
отличием
второй версии от первой стало изменение названия. В годы
перед
началом Великой Отечественной войны было приято решение
сменить
обычные буквенно-цифровые обозначения самолетов на
индексы из
двух первых букв фамилии их главного конструктора. Именно
из-за
этого всем известный "У-2" превратился в
"По-2", "ДБ-3" - в
"Ил-4"; "ТБ-7" - в "Пе-8", а вышеупомянутый "СБ" -
стал назы-
ваться "Ар-2" - от фамилии Архангельского. Вот что об метаморфо-
зе превращения горизонтального бомбера в пикировщик
сказано у
Шаврова:
"К 1939 году СБ стал устаревать и модификация РК не могла
дол-
го продлить его жизнь; нужно было найти еще какую-нибудь область
его применения. Возникла мысль сделать бомбардировщик пикирующим.
В этом качестве тип СБ-РК показал ОЧЕНЬ ХОРОШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, и его
пустили в серию... Бомбовое вооружение... при наружной подвеске -
до 1500 кг... масса с перегрузкой 7200 и 7800 кг." Кроме того:
"Последней работой ОКБ А.А. Архангельского был пикирующий
бом-
бардировщик под маркой "Б", выпущенный в начале 1940 г, и прошед-
ший испытания. По схеме это повторение самолета Ар-2, но с разне-
сенным вертикальным оперением. Двигатели те же М-105Р
с ТК-2.
Размеры самолета были немного меньше. Размах крыла - 16 м,
пло-
щадь крыла 40 кв.м, полетная масса около 6000 кг. ...В результа-
те скорость самолета достигла 560 км/ч на высоте 5000м.
Самолет
"Б" без осложнений прошел испытания и мог считаться
удачным.
Однако заниматься им дальше не стали. На заводе началось внедре-
ние Пе-2..." Мой друг (первый из вышеупомянутых) имеет
интерес-
ную версию развития военной техники. Он утверждает, что
многие
новые образцы специзделий нисколько не лучше предшевствовавших
им, и их вообще не надо было создавать. В качестве
иллюстрации
этой идеи можно привести самолет Пе-2. А нужно ли было запускать
его в серию, если давно и успешно летавшие версии "СБ" по некото-
рым параметрам превосходили его? Вот сравните сами основные так-
тико-технические данные этих трех самолетов:
масса пустого; полетная; бомбовая
нагрузка; скорость
"Ар-2" 4430 6650
до 1500
480
"Б" 4415
5961 500?
560
"Пе-2" 5950 7536
600
535
Причем, обратите внимание, что моторы у всех
трех самолетов
абсолютно одинаковые...
********
Итак, автором производится расчет перегрузки и радиуса
выво-
да из пике самолета марки "Б": И тут нас подстерегают сразу
две
неприятности: в одной и той же формуле неизвестны сразу три пере-
менные: перегрузка, скорость пикирования и радиус... Поэтому лег-
ко и просто сделать такой расчет: без размышлений - не получает-
ся. Вот именно по этой причине Авиаконструктор DM и не
пожелал
выполнить этот простенький расчет, а отделался фразой:
"Не ра-
диус задает перегрузку, а перегрузка - радиус". Это и ребенку яс-
но, кто из них что задает, а вот на вопрос, откуда все это
дос-
тать DM ответить не пожелал... Ну ладно, обойдемся...
Вот Nail письмо мне написал, и хотя про Шаврова я вспомнил
то-
же, а с этими мыслями не согласен, но все-таки:
"Знаете, Шавров у Вас есть? Посмотрите статью про
Ил-4, там,
насколько я помню, есть данные по максимальной расчетной
перег-
рузке для случая А (вывод из пикирования) для разных полетных ве-
сов. Вполне соотносящиеся с тогдашними нормами прочности для
та-
кого самолета ~5-6. Для пустого больше, естественно. Если нет про
Ил-4 есть про другие самолеты, поищите. А насчет, все "бомбарди-
ровщики-пикировщики", ну да все только угол пикирования и высота
выхода из него разные. И с Ту-4 можно с пикирования
бомбить,
только смысла нет, слишком высоко выводить из него придется ;-)))
Вы учтите, что если у самолета предельная перегрузка 6, то больше
одного вывода из пикирования с такой перегрузкой он не выдержит,
по возвращению на аэродром списать придется. Для
повседневного
использования годятся перегрузки раза в 1,5 меньшие
чем пре-
дельная."
Итак, немножко цитирую Шаврова: "...При этом расчетные
разру-
шающие перегрузки (для ДБ-3) были приняты с запасом na=8,17..."
Надо полагать, что и для СБ величина расчетной вертикальной
пе-
регрузки была не меньше 8,0. Правда Наиль считает, что повседнев-
ную перегрузку надо уменьшить в полтора раза. Но у автора
этому
есть другой контраргумент: а ведь при расчете прочности конструк-
ции ДБ-3 для каждой детали на самом деле брали вовсе
не такие
нагрузки... Потому, что кроме этого вводился еще коэффициент
за-
паса прочности от 1,5 до 2,0. То есть, реальная прочность
ДБ-3
могла соответствовать перегрузке 8,17*1,5=12 g... И это
еще не
все. Если кто помнит, летом автор в дискуссии о прочности приво-
дил примеры, как прочнисты-авиаконструкторы в своих расчетах вся-
чески шульмууют, чтобы скрыть запасы прочности. И ни один
авиа-
конструктор не ответил и не опроверг это обвинение. А автор очень
сожалел, что так безвременно скончалась дискуссия о прочности:
у
меня было так много интересного материала! то есть, можно предпо-
лагать, что прочнистами скрывается еще порядка 10-20% прочностно-
го запаса. Для ТБ-3 это означает, что его разрушающая перегрузка
на самом деле возможно была около 13-15 g...
Не сомневаюсь, что все любители авиации не согласятся
с этим
- доказательств-то у автора нет! Ну что ж. Подыграем большинству.
А соглашусь-ка я с Наилем! То есть, возьмем перегрузку в полтора
раза меньше паспортной 8,17 - и получим в качестве цифры для рас-
чета радиуса перегрузку 5,5 g.
Теперь надо решить вопрос о скорости пикирования. Если
макси-
мальная горизонтальная, то какова была скорость почти отвесного
падения? Вот для сравнения: японский истребитель
"Зеро" имел
близкую к типу "Б" горизонтальную скорость 530 км/ч. Но скорость
пикирования он при своей хорошей аэродинамике имел сравнительно
небольшую - всего 650 км,ч. Это из-за его малой удельной нагруз-
ки на крыло - плата за высокую маневренность. Можно предположить,
что и самолет "Б" имеющий тоже примерно такую удельную нагрузку,
и скорость пикирования развивал тоже невысокую. Причем, истреби-
тель стралася разогнаться как можно быстрее уходя от преследова-
ния, а пикировшик входит в пике НЕ на максимальной скорости - она
ему только вредит. И поэтому скорость пикирования аэроплана
"Б"
была вероятно около 600 км/ч. Ну вот и кончили с долгим и нудным
определением двух неизвестных переменных в формуле перегрузки. Ну
а дальше все уже очень просто: Итак, скорость v=166 м/с,
перег-
рузка g = 5,5 - то есть ускорение a= 5.5*9.8=54. И формула
для
подсчета радиуса:
r=v**2/a = 166**2/54=510 м Значит радиус выхода из пике "Б"
ра-
вен 510 м, но это при сравнительно небольшой перегрузке 5,5 g,
а
если перегрузку доводить до например 8 единиц, то тогда
радиус
будет еще меньше - 350 метров. Много это или мало? А вот сравним
с двумя знаменитыми самолетами-пикировщиками: "Ю-87" и
"Пе-2".
Вот атака "Юнкерсов" по "Илластриесу":
"Юнкерсы" стремительно пикировали с высоты 3,5
тысяч метров
сквозь огонь надрывавшихся зенитных автоматов. Было сбито шесть,
и поврежден один атакующий самолет, но остальные, снизившись
до
250-450 метров, сбрасывали бомбы..."
Короткая выдержка, но если знать, что после каждой такой
ата-
ки по воспоминаниям английского моряка эти немецкие пикировщики
выходили из пике над самыми мачтами, то автоматически у нас полу-
чается радиус выхода "Юнкерса-87" от 250 - до 400 метров.
Соот-
ветственная цифра у бомбардировщика "Б" несколько больше =350-510
м. Но надо учитывать, что "Юнкерс" - очень тихоходная машина.
Ее
скорость всего лишь около 320 км/ч. А чем меньше скорость,
тем
меньше и перегрузка, и радиус виража... Поэтому самолет "Б"
го-
раздо более уместно сравнивать с близким ему и по конструктивной
схеме и по развиваемой скорости "Пе-2". Откроем книгу знаменито-
го летчика, командира полка пикировщиков - В.И. Ракова: "На
од-
ном пикировании мы теряли более тысячи метров (это время для при-
целивания - еще до сброса бомбы. О.Т., а сразу после ее
отделе-
ния - в тот же момент автомат выводит самолет из пике), да еще на
пятьсот метров самолеты "просаживались", то есть снижались на вы-
воде..." Это значит, что радиус выхода из пикирования для "Петля-
кова" был 500 м, следовательно самолет марки "Б" по маневреннос-
ти ничуть не уступал специально спроектированному "Пе-2", но ведь
этот расчет для сравнительно небольшой перегрузки = 5,5!
А интересно, каков может быть радиус выхода
из пикирования
для других самолетов, ну например Ил-4? Пример его скорость в пи-
ке примерно 550 км/ч = 153 м. Тогда при перегрузке 5,5 g
радиус
вывода равен: r = 152**2/54 = 430 метров. Неплохой результат
для
дальнего бомбардировщика!
Причем сразу сознаюсь, что скорость пикирования для Ил-4
взя-
та мною с потолка - просто из собственных предположений. И только
чисто случайно в самый последний день автор обнаружил другие дан-
ные по этому вопросу в издании "Русский архив. Великая
отечес-
твенная. Том 12. "Материалы совещаний высшего командного состава
ВМФ" (1997г) стр 111. Вероятно, большинство люителей авиации ни в
коем случае не могут предположить бомбардировщик Ил-4 (ДБ-3)
в
качестве пикировщика. Однако вот что об нем писал генерал лейте-
нант авиации С.Ф. Жаворонков:
"...У нас на ДБ-3 проводили пикирование ПОД
УГЛОМ 80° (!),
скорость пикирования была 500 км/ч (139 м/с)..." Исходя из
этой
последней цифры легко устанвоить и радиус выхода из пике. Он
на
самом деле был: 139**2/54= всего 358 метров!
И вот продолжение его выступления:
"Чрезвычайно малая эффективность бомбометания с горизонтально-
го полета по узкой и малой цели, требующая большого
количества
самолетов.... все это вызвало к жизни бомбометание с пикирования.
Естественно, что оно повышает не только результаты попадания, так
как по некоторым данным и по нашим исследованиям оно в три
раза
выше, чем с горизонтального полета, увеличивается и пробивная си-
ла бомбы...
Недавно летчики которые присутствовали на сборе, заверяли
ме-
ня, что они всегда попадут в линкор с пикирования. Конечно в
из-
вестной мере они бахвалятся, но все же это имеет под собой неко-
торые основания. Они проводили бомбометание по катеру ВУ (волно-
вого управления) на Черном море с пикирования и это бомбометание
показало довольно высокий результат.
Фотоснимки подтверждают это. Правда в катер они не попали,
но
бомбы ложились рядом с катером. Так что все будет
зависеть от
смелости и решительности летчика.
Практика (финской) войны показала, что в этом
недостатка не
было. Летчики выходили БЕЗ ШАССИ, шасси оставляли на воде.
Один
летчик дважды сбил столб, который стоял у нас в центре полигона.
Это говорит об известной точности бомбометания..."
И примерно то же самое об этом говорят и японские данные:
"...Во время учений при участии "Сэттсу", старый линкор
длин-
ной 160 м и шириной 20 м, который маневрировал в открытом море на
скорости 16 узлов, при атаке 9 пикировщиков получил девять попа-
даний. стр 259 книги "Зеро!"
"В период 1939-40 годов японские горизонтальные
бомбардиров-
щики действовали невероятно плохо. 3 или 4 группы по 9 самолетов
(27-36 машин. прим О.Т.) сбрасывая бомбы с высоты 10000 футов (то
есть около 3 км) в открытом море по маневрирующей цели
размеров
линкора, часто не добивались ни единого попадания. (И при
этом
при полном отсутствии зенитного огня! О.Т.)
С другой стороны, атака 3 пикировщиков по этой же
цели, при-
носила как минимум 1 попадание (а чаще 2 или 3 прим О.Т.). В
ре-
зультате высшие круги пришли к мнению, что для атаки кораблей пи-
кировщики и торпедоносцы предпочтительней других самолетов. (кни-
га "Зеро!" 1998г стр 58)
*******
Теперь попробуем узнать, тот же самый радиус вывода
для сов-
сем уж тихоходного четырехмоторного древнего ТБ-3, про
который
никто и помыслить не смеет, что он мог бы быть пикирующим бомбар-
дировщиком: Скорость горизонтальная - 288 км/ч, а скорость пики-
рования - вероятно около 330 км/ч = 90 м/с. Соответственно
ра-
диус вывода из пикирования для "ТБ-3" равен: r=90**2/54 =
всего
150 метров!!
А вот тоже четырехмоторный "Пе-8". Его
горизонтальная ско-
рость 422 км/ч, пикировочная скорость принята около
500 км/ч
(140 м/с), следовательно радиус вывода должен был составлять
360
м!
Ну и напоследок можно вспомнить цитаты из моих уважаемых
оппо-
нетнов: Наиля и Дмитрия. "А насчет, все "бомбардировщики-пикиров-
щики", ну да все, только угол пикирования и высота выхода из
не-
го разные. И с Ту-4 можно с пикирования бомбить, только
смысла
нет, слишком высоко выводить из него придется ;-)))"
>>> DM:
"Именно поэтому тут Вам все так распинаются о пологом выходе
из
пикирования. А "переламывание" - это
субъективная оценка
летчика..."
********
Итак - сверхтяжелый четырехмоторный, дальний
бомбардировщик
"Суперфортресс" - фирмы Боинг Б-29 (и одновременно
с ним его
кровный советский "сыночек" - "Ту-4"), имевший
горизонтальную
скорость 598 км/ч, и вероятно скорость пикирования около 650 км/ч
= 180 м/с, и радиус вывода получается - r= 180**2/54 = 600
мет-
ров - всего лишь чуть-чуть больше, чем у "Пе-2". Но это из-за то-
го, что у "Пе-2" меньше и горизонтальная скорость - 540 км/ч про-
тив 598 км/ч у Боинга. А ведь скорость входит в квадрате
в эту
формулу, поэтому стометровая разница и получилась.
Выводы сделанные автором изо всех этих математических
упражне-
ний таковы: практически любой бомбардировщик может быть пикиров-
щиком. И радиус выхода из пике и перегрузки у всех у них находят-
ся вполне в пределах разумного.
**********
Но по поводу принятой автором перегрузки 5,5 единиц
во всех
этих расчетах можно привести интересное сравнение: если кто пом-
нит, то Алексей Медведев в свое время утверждал,
что горизон-
тальные бомбардировщики рассыпаются при 5 g. Но ведь если
срав-
нить 5 g Медведева, и 5,5 g Тесленко - то ясно видно,
что это
весьма близкие цифры! А прав ли тогда был О.Т. так жестоко напа-
дая на А.М., если сам приводит почти такое же значение?
Но ведь Медведев утверждал, что при 5 g бомбардировщики
рас-
сыплются, а О.Т - это вполне выдерживаемая самолетом перегрузка.
Мало того: расчетная - около 8 единиц, но это не правильная циф-
ра - потому, что на самом деле расчеты производились с полутора-
двукратным запасом, то есть на 12 g. А ведь есть еще
тщательно
скрываемый авиационными специалистами запас прочности (об
этом
есть в статье автора "Обманные расчеты прочности самолетов"),
по
мнению автора он составляет в разных случаях от 10% - до 25%,
от
которого реальная прочность бомбардировщиков до разрушения могла
выдержать вероятно 14-15 кратные перегрузки. Поэтому мое
мнение
сильно отличается от цифры Медведева.