Ламинарный поток VS турбулентный поток

Пришло время объединить информацию из предыдущих постов. Чем отличаются друг от друга две разновидности воздушных потоков?

✅ Структура
Ламинарный поток характеризуется упорядоченным, плавным движением воздуха, а турбулентный поток - хаотичным и непредсказуемым

✅ Эффективность перемешивания
Компоненты воздуха лучше перемешиваются при турбулентном потоке, чем при ламинарном

Обе разновидности воздушных потоков находят применение в различных областях науки и техники. Разберём подробнее ⬇️

📌 Ламинарный поток часто используется в лабораторных условиях для создания стабильных условий окружающей среды, в медицинских устройствах для точной дозации лекарств, в аэродинамических испытаниях и многих других областях, где важна точность и предсказуемость движения воздуха.

📌 Турбулентный поток применяется в системах вентиляции и в промышленных процессах для эффективного перемешивания воздуха или различных компонентов, в аэродинамике для увеличения теплообмена.

Теперь вы знаете все о воздушных потоках и легко сможете освоить законы аэродинамики 💫

Аэродинамическая схема

Возвращаюсь к вам с новым термином 🤓

⁉️Что же такое аэродинамическая схема ⁉️
💡Схема, которая характеризует геометрические и конструктивные особенности самолёта

В основном такие схемы принято различать:

📍По взаимному расположению крыла и горизонтального оперения
📍По числу крыльев
📍По расположению крыла относительно фюзеляжа
📍По типу и расположению двигателей
📍По диапазону чисел Маха полета
📍По способу взлёта и посадки

К наиболее распространённым схемам относятся:

✅ Нормальная
Горизонтальное оперение расположено сзади крыла. Наибольшую популярность получила вследствие простого решения вопросов продольной устойчивости и управляемости на всех режимах полёта

✅ "Бесхвостка"
Горизонтальное оперение отсутствует, а в качестве органов продольного управления используют элероны и закрылки, которыми в этом случае осуществляется и поперечное управление 

✅ "Утка"
Горизонтальное оперение расположено впереди крыла и впереди центра тяжести самолёта

✅ "Тандем"
Крайне редко используемая для самолётов аэродинамическая схема, представляющая сочетание двух крыльев, расположенных одно за другим

✅ "Летающее крыло "
Разновидность аэродинамической схемы самолёта с редуцированным фюзеляжем, роль которого играет крыло, несущее все агрегаты, экипаж, полезную нагрузку

Профиль крыла

С каждым новым термином мы все ближе подбираемся к строению самолёта. В прошлом посте разобрали разновидности аэродинамических схем, на которые больше всех прочих факторов влияет способ расположения крыла. Пришло время поговорить об этой важной части конструкции самолёта ✈️

💡Профиль крыла - форма поперечного сечения крыла💡

📎 Тело в форме профиля крыла, двигаясь в воздушном потоке, создаёт подъемную силу, которая перпендикулярна направлению потока.

📎 Свойства профиля крыла влияют на требуемую для балансировки и продольной устойчивости самолета эффективность горизонтального оперения, что необходимо учитывать при проектировании модели в целом.

Разработано много различных форм профилей, но все они могут быть разделены на следующие виды:

📍Двояковыпуклые симметричные
📍Двояковыпуклые несимметричные
📍Плосковыпуклые
📍Вогнуто-выпуклые

📎 Наибольшую подъемную силу дают вогнуто-выпуклые крылья. У двояковыпуклых крыльев подъемная сила несколько меньше. Крылья плосковыпуклым сечением занимают промежуточное место, подъемная сила и лобовое сопротивление у них меньше, чем у вогнуто-выпуклых, но больше, чем у двояковыпуклых.

Составляющие самолёта

В предыдущих постах мы подробно рассмотрели такую часть конструкции самолёта, как крыло. Пришло время узнать и о других составляющих. Начнём с базовой информации, необходимой для верного понимания темы 🤓

💡Самолёт - летательный аппарат, предназначеный для перемещения различных грузов и людей по воздуху

Из основных элементов конструкции выделяют:
📍Фюзеляж
📍Крыло
📍Хвостовое оперение
📍Взлетно-посадочное устройство
📍Двигатель

📎 Фюзеляжем называют основу самолёта. Он как бы собирает в единое целое все остальные элементы конструкции и является вместилищем авиационного оборудования и полезной нагрузки

📎 Про крыло вы уже многое знаете. Оно предназначено для создания подъемной силы. Крыло остоит из двух частей, консолей, а также располагает на себе органы управления поворотом самолёта (элероны, интерцепторы) и взлетно-посадочную механизацию (закрылки, предкрылки)

📎 Хвостовое оперение состоит из киля и стабилизатора. Они предназначены для стабилизации полета, то есть помогают самолету сохранять то направление полета и высоту, которые ему первоначально были заданы вне зависимости от атмосферных воздействий.

📎 Взлетно-посадочное устройство по простому принято называть шасси. Это не просто колесо, а целый комлекс оборудования.

📎 Двигатели могут располагаться внутри  фюзеляжа, либо в специальных мотогондолах под крылом или на фюзеляже.

Финал ЛЦТ

Международный фестиваль объединяет лучших инноваторов и ученых. ЛЦТ - площадка, которая покажет потенциал в области искуственного интеллекта и IT.

❓К чему все эти слова❓

📌 Мы с командой стали финалистами самого масштабного хакатона России "Лидеры цифровой трансформации". В рамках фестиваля участники решали задачи различных треков. Наша команда FlowCode преуспела в создании сервиса для проектирования заданий на заданной территории для департамента строительства Москвы.

📌 Из 930 участников лучший результат показали 230. Следующий этап - питчинг проектов. После него определятся 75 команд-лидеров, которые разделят призовой фонд в 50 млн рублей🤑

Ждём финал ЛЦТ.Феста 29 июня в уже родном кластере "Ломоносов" 😊🤞

Управляющие поверхности

Вы уже очень хорошо знакомы с конструкцией летательных аппаратов, но с помощью чего ими управляют?

💡Система управления полётом - совокупность управляющих поверхностей и механизмов, обеспечивающих выбор и поддержание направления движения💡

Главные рулевые поверхности:

📍Элероны
📍Руль направления
📍Руль высоты

📎 Рулевые поверхности это как бы “вырезанные” из целого крыла, стабилизатора или киля подвижные части. Они отклоняют поток воздуха, заставляя самолет двигаться в противоположном направлении.

"Взлёт.Пикник"

📌 На днях в Гимназии имени Е.М. Примакова прошел "Взлёт.Пикник". За последние годы мероприятие уже успело стать традиционным днем чествования победителей и призёров заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников Подмосковья.

"Взлёт" обучает ребят по трём направлениям, среди которых:

✏️ Наука
⚽️ Спорт
🎨 Искусство

📌 За упорный труд наградили не только ребят, но и тренеров сборной. Так, CEO FlowTech получил благодарность от Регионального центра выявления, поддержки и развития способностей и талантов у детей и молодежи Московской области за вклад в развитие олимпиадного движения и активное участие в работе с талантливыми школьниками. В этом году под руководством Никиты и его коллег ребята завоевали 40 дипломов на заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников🏆

Приятно видеть успех ребят, которые вместе с Никитой прошли непростой путь. Надеемся, олимпиадное движение в нашей стране с каждым годом будет только развиваться 📈

БПЛА

Если объяснить, что такое самолёт или вертолёт, может ребёнок в детском саду, а предназначение аэродинамических труб знает каждый подписчик нашего канала, то с БПЛА дела обстоят иначе.

Разберём, что это такое и где применяется в 21 веке 🧐

💡Беспилотный летательный аппарат - воздушное судно без экипажа на его борту💡

📎 Человек управляет им с земли при помощи заранее заданной программы или ручного механизма. Такие аппараты также называют дронами, квадрокоптерами или беспилотными воздушными судами 📎

С помощью БПЛА осуществляется:

🔍 Обследование труднодоступных снаружи высотных сооружений
🗺 Съёмка и картографирование местности в научных целях
💥 Решение военных задач
📦 Доставка почты, грузов и другой полезной нагрузки
🚨 Оказание помощи в ЧС
🔥 Мониторинг лесных пожаров
🌱 Контроль сельскохозяйственных процессов

Режимы полета

Рады приветствовать вас на борту! Вместе мы уже многое изучили и сейчас готовы перейти в режим взлёта 🛫

Кажется, вы до сих пор ничего не знаете о режимах полета... Давайте исправим это 😉

💡Режим полёта - этап или участок управляемого движения летательного аппарата, характеризуемый конкретной целью или параметрами движения💡

Для самолётов используются следующие понятия:

📍Взлёт
📍Посадка
📍Крейсерский режим
📍Режим перехвата
📍Режим барражирования

💡Крейсерский режим - полёт аппарата с постоянной скоростью💡

📎 Именно он является основным при эксплуатации самолётов гражданской авиации. Иначе его можно назвать режимом установившегося горизонтального состояния 📎

📎 Взлёт и посадка обозначают начальный и завершающий этапы полёта воздушного судна. Режим перехвата - не что-то из современных компьютерных игр, а используемая долгими десятилетиями международная система маневров. Барражирование же по большей мере относится к истребительной авиации. Этот режим отличается скоростью, обеспечивающей наибольшую продолжительность полёта с целью оперативного реагирования на возникающую угрозу 📎

АДТ для обучения детей в школах и вузах

Мы часто говорим о том, что наша аэродинамическая труба полезна не только в науке и производстве, но и в образовании. Возможно, многие из вас не осознают практическое значение нашего проекта в процессе обучения. Давайте исправим это 😉

С FlowTech школьники и студенты получают возможность не только изучать теорию, но и проводить реальные аэродинамические испытания.

Труба позволяет:

📍Проводить серию испытаний для изучения характеристик ЛА
📍Выполнять качественные и количественные эксперименты
📍Испытывать прочностные показатели
📍Проектировать надводные, подводные и летающие аппараты

🤓 Мы разработали специальную программу. К ней прилагается набор аэродинамических моделей: разных профилей крыльев, мост, лопасти, гондолы двигателя. В программе учтены последние достижения в области аэродинамики, что обеспечивает высокое качество обучения.

🤓 Для заинтересованных ребят могут быть созданы различные кружки или объединения. FlowTech поможет при организации профориентационных уроков и проектной деятельности.

Программа эксперимента в АДТ

Вы уже не раз слышали о возможностях FlowTech и о применении проекта в строительстве, энергетике и автомобильной промышленности. Но что насчёт примера работы трубы для образования?

Представляем вам эксперимент, который поможет показать зависимость подъемной силы от угла атаки.

Проведение эксперимента:

1⃣ Произвести установку модели в аэродинамическую трубу;

2⃣ Поставить скорость потока воздуха 15 м/с;

3⃣ Плавно изменять угол атаки от 0 до 15 градусов, регистрируя данные с помощью кнопки "Запись значений".

Из эксперимента становится понятно, что при изменении угла атаки подъемная сила увеличивается до момента срыва потока. После этого подъемная сила падает.

Национальная научно-техническая конференция

📌 На прошлой неделе CEO FlowTech принял участие в полуфинале Национальной научно-технической конференции, направленной на изучение основным 14 отраслей промышленности. Каждый год это мероприятие объединяет лучших молодых инженеров и специалистов для создания важных разработок для нашей промышленности.

📌 На конференции участники защищали техническую и научную часть своих проектов, подкрепленную исследованиями. Никита презентовал экспертам уже известную вам аэродинамическую трубу FlowTech.

📌 Получив высокую экспертную оценку, начинающие специалисты приглашаются в финальный этап, который пройдет осенью. Особенно интересно было презентовать аэродинамическую трубу FlowTech перед кандидатами технических наук, действующими сотрудниками оборонных предприятий с которыми удалось провести отличный конструктивный диалог ⚙🧠

P.S. Мы в финале😉

Испытания летательных аппаратов
Часть 1

Садясь в самолёт, чтобы отправиться в путешествие, или видя в небе истребитель, задумывались ли вы над тем, сколько времени и ресурсов было потрачено для разработки их конструкций?

📌 Ценой жизни
В начале 20 века лётчики самостоятельно испытывали новые модели летательных аппаратов. После разработки самолета пилот садился в кабину, не зная что его ждёт. Если первое тестирование завершалось благополучно, к испытанию приступал второй лётчик. Усовершенствование конструкции осуществлялось, только исходя из недочётов первого запуска.

📌 Краш-тест
Позднее научились проводить испытания летательных аппаратов, моделируя всевозможные ситуации. На прочность проверялась не только конструкция, но и все её детали в отдельности. В испытаниях использовали вибростенды для создания условий турбулентности, нагрузку, превышающую максимально возможную, и даже пневматическое устройство, которое имитировало столкновение с птицами.

Продолжение следует 😉

Испытания летательных аппаратов
Часть 2

📌 Со временем в арсенале инженеров появились беспилотные летательные аппараты. Они помогают испытать не только конструкцию новой модели, но и её прочность без риска для жизни и здоровья пилотов.

📎 Тестирование осуществляется путем запуска модели. Если на этом этапе возникают трудности или БПЛА падает, производятся перерасчёты. Специалисты считают, что для принятия аппарата в эксплуатацию необходимо налетать не менее тысячи часов 📎

Испытания БПЛА позволяют:

✅ Получить полное представление о функциональных свойствах и характеристиках типовой конструкции
✅ Оценить соответствие изделия требованиям технического задания
✅ Определить технологичность, способы упаковки, возможности транспортирования и монтажа на месте применения
✅ Узнать об удобстве эксплуатации, целесообразности и возможности ремонта

Следующий пост по этой теме будет завершающий 😊

Испытания летательных аппаратов
Часть 3

📌 Постепенно учёные пришли к выводу о том, что испытывать самолёты можно с помощью "продувания" модели в аэродинамической трубе. При тестировании огромные вентиляторы создают постоянный воздушный поток, особенности обтекания объекта визуализируются максимально точно, а данные измеряют тензометрические весы. Этот способ позволил сократить затраты и убрать риски для человеческих жизней.

📌 Однако сейчас активно развивается производство малых и средних БПЛА, которые имеют небольшие габариты. Из-за своих размеров и низкой цены они не проходят испытания в аэродинамических трубах. Они просто не рассчитаны на такие маленькие объекты, а испытания в них очень дорогие.

💡Наша команда FlowTech предлагает решение💡

📎 Мы создали аэродинамическую трубу небольших габаритов с сохранением низких чисел Рейнольдса и трехкомпонентными весами. Именно поэтому она удобна для использования в помещениях при испытании БПЛА. Кроме этого, мы предлагаем программу обучения, рассчитанную на студентов вузов и ссузов, молодых специалистов. Проект позволит улучшить качество конструкций современных моделей и расширить кадровый резерв 📎

3D испытания летательных аппаратов

В серии предыдущих постов мы подробно изучили тему тестирования моделей летательных аппаратов. Стоит учитывать, что кроме перечисленных методов испытаний в 21 веке стали возможны и расчетные испытания 💻

💡Испытания с помощью компьютерного моделирование - комплекс программ, которые позволяют рассчитывать виртуальную модель и в целом осуществлять компьютерное моделирование различных
объектов в разной среде 💡

💸 Такой метод тестирования значительно сокращает расходы на производство летательных аппаратов.

При различных расчётах можно определить:

• особенности обтекания аппарата вязким воздухом
• аэродинамические характеристики модели
• распределение давления, плотности и температуры
• скорость на поверхности исследуемого объекта и в выделенной области пространства

Виртуальные испытания VS натурные испытания

Теперь, когда вы знакомы не только с натурными способами тестирования летательных аппаратов, но и с более современными методами, давайте сравним их ⚖

💸 В последние годы наблюдается тенденция роста стоимости при проведении натурных испытаний. Использование аэродинамических труб для тестирования новых моделей не всегда выгодно. На помощь в этой ситуации приходят 3D испытания, которые очевидно требуют меньших затрат.

⚙ В настоящее время при виртуальных тестированиях используются целые пакеты прикладных программ, однако на практике часто выявляются следующие проблемы:

❌ Выбор расчётной области
❌ Построение соответствующей расчётной сетки
❌ Назначение адекватных краевых условий
❌ Использование подходящей модели турбулентности

Иначе говоря, способ 3D тестирования нуждается в доработке и пока не может считаться лучшим вариантом испытания летательных аппаратов.