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山海觀-我曾在空軍花蓮北埔機場當兵

趁老闆不在,趕緊還稿債,順便補充解釋...

第二篇: 啊怎摸估算或測量機翅膀滴升力?

基本公式:力量(F)等於壓力(P)乘以正向ㄟ面積(A)
F = P * A
所以要嘛就直接測量力量(記得古典牛頓力學第三運動定律嗎?作用力 = 反作用力),
要嘛就測量壓力跟計算其正向ㄟ面積(偶重述過,流體在機翼滴壓力差產生了升力)。

就分作兩大派來講吧!

1. 測量派

鐵血國國民奧托·李林塔爾(Otto Lilienthal)素開山祖師,史上首位能重複成功完成滑翔飛行的人,綽號「蝙蝠俠」!可惜死於試飛事故
柏林-泰格爾機場,又稱奥托·李林塔爾機場就素以他的名字命名。

他最早測量滑翔翼面滴升力跟功角(attack angle)關係,後人換算成升力係數製成下表:


萊特兄弟得到啟發,但他們以自己發明的技術,有系統滴測量各款翼剖面滴升力(lift)與阻力(drag),尚主要係嘗試找出取得升阻比例(l/d ratio)與平衡(balance)ㄟ翼剖面,用自行設計滴風洞試驗再試驗,最後決定飛行者一號所使用滴翼剖面,並在北卡羅來納州小鷹鎮(Kitty Hawk)寫下歷史新頁。但素他們藏私粉久粉久,為了要買賣賺錢,以致於當時沒幾勾人相信他們真正飛上了天,還有他們開創滴江河。


風洞複製品


街頭測試用滴改裝腳踏車,還有一些用於風洞測量滴翼型


萊特兄弟當年測量滴翼剖面之一,由NASA珍藏


萊特兄弟測量超過200種以上滴翼剖面

萊特兄弟有太多太多滴巧思與設計,以後再談。雖然後來為專利打官司,名聲大壞,一堆恩怨結下樑子,甚至有輿論指責他們拖延米老鼠國滴航空科技進展!但米老鼠國哪A可能放棄這勾聖杯?好歹素自己人,接收成果尚重要,再爛也要捧!

值得一提滴事:奧托畢生追尋在翼剖面上所謂滴壓力中心(center of pressure),但務實滴萊特兄弟不走這條路找空氣壓力係數("Smeaton coefficient" of air pressure):
L = k * S * V^2 * CL
升力 = 空氣壓力係數 乘以 產生升力滴總表面積 乘以 速度平方 乘以 翼型變化滴升力係數

而是找到升力係數(lift coefficient),也沒一味要有壓力中心不可。啊唔過當年他們沒寫出下列公式啦:
L = 1/2 * ro * A * V^2 * CL
升力 = 1/2 乘以 空氣密度 乘以 相對滴機翼表面積 乘以 速度平方 乘以 測量而計算出來滴升力係數

風洞測試(wind tunnel testing)科技日新月異,早已不素當年用腳踏車零件改裝ㄟ模樣,但基本原理沒變。透過風洞測試而得到滴翼剖面升力係數(當然也有阻力係數)與功角滴資料,成為現代航空工業ㄟ基礎。NASA 與前身 NACA 也不藏私,出書或網路上公布粉多翼剖面滴測量資料。但那勾會賺錢滴翼剖面,啊係私人企業滴開發成果,就另當別論囉~~~

(待續)

應「官眾」要求,加碼貼張合成圖片:


[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2018-09-02 08:31 編輯 ]

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2. 計算派

平心而論,萊特兄弟素一代巨人。哥哥先用改裝腳踏車掛載兩種簡單ㄟ機翅膀騎上街頭亂跑,證明奧托·李林塔爾測量滴空氣壓力係數不對。後來兄弟倆用腳踏車零件跟木板設計出簡易風洞,有系統滴測量200多款翼剖面ㄟ升阻比與平衡關係,還飛出世界紀錄,教導第一代飛行員。但...

這根本係土法煉鋼啊!

學術界在吸取經驗以後,就突「飛」猛進,去蕪存菁,終於找出一些理論用來計算翼剖面滴升力和阻力。

先幾句話講阻力吧!基本上有三種因素影響:形狀(shapes)、傾斜角度(inclination)、和流體狀況(flow conditions)。阻力當然也可以測量出來,但素粗分作以下三款:零升力阻力(drag at zero lift)、誘導阻力(induced drag)、超音速波阻力(sonic wave drag)。 (以後再唆)

那摸升力咧?有郎立馬就搬出伯努利定律(Bernoulli's Principle),咦,還真行耶,可以算出普普通通滴薄翼剖面(thin airfoil),在極低速率ㄟ流體通過時,最最最靠近上下機翼面ㄟ流線之動壓力和靜壓力,然後粗略一算,啊哈,Eureka (偶找到了)!飛行時滴升力「差不多」就在計算值附近。唉,只能唆瞎貓碰到死耗子!所以這就素為蝦咪錯誤ㄟ理論貽害百年,到現在某些飛行學校、軍校甚至教科書還在用伯努利定律解釋升力滴產生...



伯努利定律俗在係基於許多滴假設,除了以前講過要能量守恆,還需要在一維(一度空間、一次元)流線上。薄翼剖面勉強唆滴過去,究係因為它就素那摸薄薄滴一片,幾乎感覺不到它滴存在... 啊不素啦!素太太太...薄了,乍看之下,翼剖面上下兩邊滴流線幾乎親像係焦不離孟、孟不離焦,攏總靠作伙,當作素同一家人,簡直可以看成同一條流線!但素一看下圖,倪就宰羊,增加攻角(angle of  attack)後,平板翼剖面上方根本就係亂七八糟ㄟ流場,絕對不再近似同一條流線!



如果有娘問倪,粉簡單,就唆流體跟機翼剖面係二維(二度空間、二次元),而且真正滴機翅膀係三維(三度空間、三次元),所以伯努利定律不適用!
她若帶著不解疑惑滴看著倪,就這樣回答吧:
「能借用您的纖纖玉手嗎,謝謝!機翼側面看過去,某種程度上很像人的手掌,機翼前緣在手腕附近,尾緣在手指尖。
它是一個立體有曲線的形狀,所以飛機在飛行的過程中,氣流就會從它上下兩面流過。
就像在洗手時,水流從手掌兩面流過一樣。
為了不弄濕婗的手,容我用手指代替水滴或是氣流分子,從手掌上面和下面輕輕滑過。
上面手指會碰到下面手指嗎?喔,不會的。除非氣流滑到手指尖,而且是慢慢的、慢慢的滑,才會碰得到!
並且氣流在流經機翼時,會盡量貼近它的表面,就像這樣平平順順的流過去。
其實呢,所有有曲線的立體形狀,氣流在極低速流過時,都會像我的手指靠在這曲線滴表面這樣輕輕地滑過...」



以上係把妹學唆,記得靈活應用。啊倪要素被呼巴掌,偶可不負責喔!

(先前有事離開,現在晚了粉睏,偶會盡快寫完。附上咩咩圖囉 ^_^)


蔡店連鞋長,溫柔點,別那摸馬羊XY狗豬嘛~~~

[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2018-09-05 12:02 編輯 ]

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百九長官快要凍未條了! 偶啊係趕緊收尾,貼上這則續篇囉~


(續) 計算派之二 薄翼理論 Thin Airfoil Theory

這勾算素純粹用數學ㄟ方程式來推算,偶一直在想怎摸樣才口以寫滴老少咸宜,好教大家都看得懂…

首先解釋一些翼型,也就係翼剖面滴專有名詞:


* 前緣 (leading edge):翼型滴最前面
* 後緣或尾緣 (trail edge):翼型滴最後面
* 翼弦線 (chord line): 從前緣到後緣ㄟ直線
* 弦長 (chord length):前緣到後緣ㄟ直線距離
* 中弧線 (mean camber line):在翼剖面中間畫一大堆圓圈,每勾圓圈都有跟上弧線以及下弧線相切(tangent),然後把所有圓圈ㄟ圓心連接起來,就素這條曲線了。
* 最大弦厚 (maximum chord thickness):翼剖面最厚滴地方
* 最大弧高 (maximum camber height):中弧線距離翼弦線最遠滴地方
請注意,最大弦厚位置不見得係最大弧高位置。

如果最大弦厚不到弦長ㄟ20% (廿趴,嘿嘿,可不素LP),尚好係10%以下,而且最大弧高也不到弦長ㄟ5% (伍趴,有啦有啦),就可以叫做薄翼。這勾時候,翼剖面就祖剩下薄薄滴一片,幾乎忘記了她滴存在!啊不素啦,不存在怎摸飛上天捏?!其俗喔,這款簡化剩下來滴,也就素中弧線。如果素上下對稱滴翼剖面,那摸這條中弧線就粉簡單,變作一條直線囉!


還有其他假設,例如小功角 (low angle  of attack,以希臘字母alpha表示) 不超過10度,非壓縮ㄟ (incompressible) 空氣流體,所以素次音速流不超過0.3馬赫 (Mach),以及沒有黏滯性ㄟ (inviscid) 空氣分子,叭啦叭啦…

此時流經中弧線滴氣流都在旋轉,倪要這些渦流(vortex)莫輪轉都不行。親像小虎隊剛出道模仿張國榮唱滴歌:
「停止轉動,喔,杯比!」 ─ 但這素不~可~能~啦!




下面這張圖唆明了 一切:


渦流沿著中弧線分佈,形成了旋渦片(vortices sheet),那就可以計算每單位長度滴渦流強度…(略)…
一張圖帶過吧,免得大家被轉暈了!


擱來就用三角函數,計算在多大滴功角時,每單位長度會產生多少升力,而在該功角流經博翼滴氣流也有垂直跟水平兩勾分量。如果功角不大,正弦函數sin(x) 近似於 x  (注意!這勾不素90度180度滴角度degree,而素跟圓周率pi 有關聯滴弧角radian),餘弦函數 cos(x) 則近似於 1 (粉簡單吧 )
sin(x) ~ x
cos(x) ~ 1

然後就請出大神 Kutta-Joukowski 定律,叭啦叭啦… 變出來這勾東東:
Lift = d * V * Sum (dGamma) => 蛤,這勾係蝦咪?
升力 = [流體密度] 乘以 [流體流速] 乘以 [從前緣到尾緣所有漩渦片段滴總和]

再根據升力係數CL滴定義:
Lift = ½ * CL * d * v^2 * c   其中小寫c 就素中弦線長度啦!
取多項式前面兩項滴近似值,就得到
CL = 2 * pi * (A0 + A1/2)

同時也口以計算在四分之一弦線位置滴轉動慣量係數 (coefficient of moment)
CM (at 0.25c) = - ¼ * pi * (A1 + A2)

結論就素,偶們得到一勾跟在風洞裡測量得到升力係數非常接近滴結果,耶~ 賓果!

以下滴例子素對稱NACA0012翼剖面風洞測量跟薄翼理論計算結果ㄟ比較:


好棒棒喔~

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  • waterdondon 金錢 +2 大大懂這麼多,偶看到目睭灰灰去。 2018-10-26 12:59

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  • 散漫充員官 金錢 +4 拖稿50幾天,搞了一篇令老人家頭痛的科技課目來乎哇天旋地轉暈眩 2018-10-26 08:55

  • 3328工兵官 金錢 +3 又讓偶想到流力死當的那學期 2018-10-26 08:19

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(續) 唉,理想與現實之間,講到數學就傷腦筋!

如果想造飛機,不論載不載人,可素又不想唸薄翼理論,算一大堆有A莫A...

來來來,嘎嘎烏拉拉,就係這勾網站!
http://airfoiltools.com/



網路上滴翻譯器太發達了,幾勾英文單字難不倒有心人啦!

Airfoil search 尋找翼剖面 -> 資料庫
Airfoil plotter 列印翼剖面 -> 可以放大縮小,貼在夾板或巴爾沙木上剪裁
Airfoil comparison 比較翼剖面 -> 看形狀差異
My airfoils 哇A翼剖面 -> 自己設計啦
NACA 4 digit airfoil generator 就是第一代公開給大眾滴翼剖面,可以畫以剖面,計算升力係數、阻力係數、功角跟無因次滴雷諾數(Reynold's number)之間滴關係
NACA 5 digit airfoil generator 就是第二代公開給大眾滴翼剖面,網頁功能同上
Reynolds number calculator 雷諾數計算機 -> 輸入機翅膀尺寸跟飛行速度,就搞定了!

Airfoils A to Z 編列了一些冷門翼剖面滴資料

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兵友們如果會用MATLAB軟體,可以參考這網頁寫程式,算出升力與飛行速度、阻力與飛行速度、阻力與重量關係...等等。

http://cfd2012.com/matlab-aerofoil-lift-calculation.html



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暴力美學 - 計算流體力學 CFD Computational Fluid Dynamics

味蝦咪講作這款捏?因為電腦尚未發明、啊係尚未發達以前,根本素天方夜譚,莫法度算啊!

它基於牛頓第二運動定律,加上幾勾基本的守恆原則:
Conservation of Mass 質量守恆
Conservation of Momentum 動量守恆
Conservation of Energy 能量守恆

提到動量守恆,其中一隻大怪物就素... 納維 - 斯托克斯方程式 (Navier–Stokes equations)!見者無不頭痛,微積分、工程數學根本上不了陣解決所有疑難雜症,只能解簡單滴問題。



不過,如果素穩態(steady state),又不素紊流(turbulent flow),在一勾封閉空間裡加上邊界條件,碰碰碰... 嘗試錯誤、縮小誤差總量,一直算到某某可以接受滴誤差範圍,就收工看答案囉~

問題素:這封閉空間到底有多大?

於是超級電腦就派上用場了!要計算夠精確,速度跟記憶容量就越來越大,永無止境滴大下去...

但素,普羅大眾受惠啊。例如天氣預報,就因為超級電腦才辦得到,才日益準確。好代誌耶!

順便講一下:如果倪素天才,能找到紊流(turbulent flow)滴封閉迴圈(closed-loop)解答,不論數學符號方程式還素電子數位解答,通通有獎 - 美金一百萬 $$$
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%B3%E7%BB%B4-%E6%96%AF%E6%89%98%E5%85%8B%E6%96%AF%E6%96%B9%E7%A8%8B

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小弟就另開話題,接下來會講飛行控制翼面,卡有趣喔!

喔喔,來幾張咩咩圖犒賞各位看官:





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  • 269砲指部 金錢 +3 2018-10-26 18:21

  • 3328工兵官 金錢 +3 幸好那二張圖 有看懂 2018-10-26 17:38

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偶想先談最近粉夯滴四軸無人機,再講傳統滴飛機控制翼面。因為上班,會寫寫停停,請大家包涵囉!

四軸,顧名思義就素有四勾旋轉翼面,也就素螺旋槳。其俗喔,也有兩軸、三軸、六軸、八軸,N 軸... 但四軸就最簡單最好操作(以下詳述)。

蓋出名滴兩軸機CH-47

三軸機

六軸機

數不清楚有幾軸嘞

四軸機ㄟ英文名稱 quadcopter 由 quad (四部、四分之一區域) 跟 copter 組成,最早素2勾字 quadrotor helicopter (四部旋轉器之直升機)。

那摸 helicopter 就素由 heli 跟 copter 組成囉?非也非也!

正確講素由 helico (螺旋、扭轉) 跟 pter (法文ptère,機翼素也 wing)組成,所以在米老鼠國滴軍規標準(MIL Standards)裡,直升機滴官方名稱素rotary wings (旋翼機)!

不管系直升機、旋翼機、四軸機、有郎無娘機... 基本原理就素靠螺旋槳(propeller)帶動滴推力(thrust)升空。 在下前面提過,當年萊特兄弟從無到有,爭辯到底應怎摸設計螺旋槳,結論就素:跟機翼沒兩樣,剖面就素勾翼剖面(airfoil),祖素用轉動滴,不素在直線上移動。他們倆滴灼見,設計出飛行家一號滴螺旋槳效率相當地高!但再怎摸高,不轉動就沒推力,固定翼飛機也許可以滑翔,但素旋翼機組有一勾命運:自由落體

回題,味蝦咪四軸翼操作容易捏?

維基百科滴插圖解釋滴粉好:
https://en.wikipedia.org/wiki/Quadcopter#Flight_dynamics

對角線兩端滴螺旋槳,轉動方向素港款滴,兩雙不同轉動方向滴螺旋轉,理論上就抵銷掉扭矩(torque)跟側旋(yaw),實際上有偏差,就稍稍增減其中一雙螺旋槳滴轉速,多好使啊!


要左轉?左邊一只螺旋槳減低轉速,右邊一只增速。要右轉?反向操作就素了。
要直線上升?四只一起增速。下降?一起減速。
要抬頭上升?前面那只增速。要翹屁股升降?那就改變後面這只轉速囉!
要側旋捏?嘿嘿,把保持平衡轉速ㄟ四只螺旋槳故意搞到不平衡就OK了!多摸簡單啊!
當然,要深入研究,就要有PD控制,啊係更好滴PID控制迴路囉~~~


看官們會問:啊常看到滴四軸機不素長這勾樣子?
其俗喔,四軸機20世紀初就有了,生作這款樣子:




現在捏?沒差啦,把前後左右配置ㄟ螺旋槳,變成四勾象限(quadrant)配置,相機就可以對準正前方啦!
而且各廠牌配置不一定非得在45度、135度、225度和315度滴方位,祖要左右對正、前後標齊就口以囉!







左轉右轉?這時候要改變同一邊兩只不同轉向滴螺旋槳轉速。
抬頭或翹尾?改變前面或後面兩只不同轉向滴螺旋槳轉速囉。
其他操作沒啥變化。

現代IC晶片功能越來越強,價位越來越合理,加上印刷電路板容易製成,數位控制(digital control)不難辦到,造就了大疆(DJI), 3D Robotics, EHang, Lily Airware, Hobbico 等大廠先佔先贏,捷足先登者,站穩腳步就賺大錢,站不穩就摔倒,進場條件粉公平啦,摔出場也素粉容易滴~

簡單操作,容易上手,讓四軸機再度復甦。運用範圍也越來越廣,從玩家、娛樂,到載貨、醫療、救災、搜索...

發揮倪ㄟ想像力,飛行之路係無限寬廣滴!

[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2018-10-27 12:27 編輯 ]

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  • Alona 金錢 +5 精品文章! 2018-10-27 06:49

  • 269砲指部 金錢 +3 2018-10-27 06:42

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唆到怎摸飛,不素飛上天就可以囉。要上去,也要下得來,而且平平安安下來。

傳統式有機翅膀滴飛輪機,升力主要係由主翼提供,其他滴翼面素用來控制飛行。維基百科這張GIF插圖唆明了飛行控制系統(Flight Control System)滴幾勾操縱翼面與方式:

https://zh.wikipedia.org/zh-hk/% ... 6%E7%B3%BB%E7%BB%9F


A 副翼 (Aileron) - 向左翻或向右翻 (側傾 roll)
B 操縱桿與踏板 (Control Stick & Pads),大型軍用機以及民航機會用操縱盤(Control Wheel or Yoke)以及其他裝置
C 升降舵 (Elevator) - 向上或向下 (俯仰 pitch)
D 方向舵 (Rudder) - 左轉或右轉 (偏航 yaw)


側傾 roll


俯仰 pitch


偏航 yaw

離題一下,萊特兄弟滴飛行者一號以及其他飛機冇這款控制翼面喔!可他們素第一次把三軸控制(three-axis control)系統給定型的喔
因為他們兄弟倆想模仿鳥鳥飛行,所以就翹曲主翼翼面,一邊向上翹另一邊向下翹,造成兩邊機翼升力不一樣,就可以些微滴左翻或右翻 (roll)。他們用前置升降舵控制俯仰(pitch)以及用尾舵控制偏航(yaw)。

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/% ... 9%E5%85%84%E5%BC%9F


萊特兄弟手繪草圖,用風箏翹曲翼面驗證機翼滴可控制性(現存於美國國會圖書館)


哥哥威爾伯在試飛中操作翹曲機翼和可動尾舵進行轉向。攝於1902年10月24日。

副翼ㄟ觀念粉早就被一位日已落國滴科學家發明並申請專利...
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%89%AF%E7%BF%BC

但卻素到了1908年由一位法國飛行家路易·布莱里奥才實現了這基本格式滴飛行控制系統

https://en.wikipedia.org/wiki/Bl%C3%A9riot_VIII


布莱里奥第八號實驗飛機


布莱里奥第十一號,1909年7月25日成為第一架飛越英法海峽滴飛輪機!

(待續)

有賞,耶~~~


屎蓋不入長官:
免驚,免驚。這幾款老爺機轉彎不超過奶雞,啊不速啦,素2G啦!


[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2019-02-26 01:52 編輯 ]

系統公告:厚~這篇不多給摳摳對不起你,多送給你94元!

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歹勢喔,待續待到過完年...

換勾兵友們感到卡趣味ㄟ話題:戰鬥機滴性能
顧名思義,要戰鬥就要夠兇狠,那摸,飛輪機怎樣才兇狠捏?

一般滴想法就素:飛得比人快,爬得比人高,抓得比人準,打得比人猛!先講飛得比人快,就拿零式戰鬥機來作個案研究。

其俗這素勾趕鴨子上架ㄟ結果!二戰時膏藥國海軍部看過中國戰場滴戰鬥報告後,修訂版要求極速要超過270節(註:一節等於每小時移動一海里,270節等於時速500公里)。中島飛行機株式會社知難而退,三菱重工只好承擔研發。總工程師素帝國大學高材生崛越二郎,曾經在鐵血國滴容克公司和米老鼠國滴寇蒂公司實習過,真大膽敢採用粉多創新滴設計,親像係收起式輪架,超硬鋁合金及構造,可拋式副油箱... 等等。

別被宮崎駿滴『風起』騙了!當年沒那摸浪漫,三菱正忙著研發11試轟炸機,素海軍部特准停止,全力於12試艦載機,崛越二郎勉為其難接下案子。好啦,引擎祖有875馬力(其俗上了天空剰850不到),那怎辦?瘦身減肥啊!

言歸正傳,零戰原型機性能如下:
巡航速率160節,高度2000米,空重1700公斤,最小起飛重量2400公斤,極速270節。
後來發現,它空氣阻力係數竟然低到0.234,實際迎風面積小到0.525平方米!



在下就空氣動力學和物理公式,來探討它從巡航到極速要多久(p.s. 跟跑車0到60概念類似),不難,國中物理就夠用了。這裡有粉多假設,例如空戰時用平均重量(其俗要稱為質量才對)。而且引擎超極棒,立刻就達到最大馬力輸出!

阻力 = 空阻係數 x 迎風面積 x 空氣密度 x (空速)平方 / 2 (D = Cd x A x rho x V^2 / 2)
可用推力 = 引擎推力 - 阻力 (F = T - D)
推力 = 質量 x 加速率 (就係 F = ma 啦!)
功率 = 推力 x 推動距離 / 時間 (P = F x L / t)
推動距離 = 速率 x 時間 (L = V x t)
末後速率 = 初始速率 + 加速率 x 時間 (Va = Vo + a x t)

偶使用EXCEL試算表,以每秒為一單位逐步計算以下數字:
阻力 -> 消耗功率 -> 移動距離 -> 可用推力 -> 加速率 -> 速率 -> 再計算阻力 ->... 周而復始
計算結果顯示,在2000公尺空中,24秒就達到極速。

膏藥國就拿國軍當作第一代零戰試驗場,可憐我空軍健兒不素技不如人,而是...
I-15和I-16這舊款戰機根本不素對手



偶找不到完整滴I-15性能,祖有:空重1012公斤,全重1415公斤,引擎最大功率0.25千瓦/公斤,極速350公里/小時。就假設迎風面積跟零戰相同,空阻係數相仿於一根橢圓柱型,巡航速率為零戰一半...
一樣滴計算方程式及方式,結果顯示,18秒達到極速。

但是,就素這勾但是,萬一I-15被零戰追逐捏?
假設接戰前相距2公里,零戰目測後(註:看起來約芝麻大小)立馬加速,I-15也趕緊溜掉。計算結果,40秒之後,I-15飛過5.4公里處,但是,零戰已經快飛到5.0公里了!

默哀一分鐘還不到,I-15已經GG了!





當然,出來混總是要還的!零戰雖然產量第一,但素超薄蒙皮,脆弱結構,無滅火裝置油箱... 到頭來被米老鼠新式戰機追著打,不斷修改加強性能,最後淪落到神風特攻隊,能怨誰?

最後兩張圖表打錯字,縱軸素距離 m 公尺,已更正囉。再補上一張還原現場ㄟ海報...

[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2019-02-18 03:39 編輯 ]

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來繼續看霾阿爬得比人高。上回唆到I-15跟I-16,其俗喔,後者爬升率和零戰相比還素有拼咧!

I-152 爬升率 7.6 m/s 飛行高度 7250 m 引擎 750馬力 主翼負荷 65 kgf/m2

I-16-10 爬升率 14.7 m/s 飛行高度 9700 m 引擎 750馬力 主翼負荷 134 kgf/m2

Zero (Model 21) 爬升率 15.7 m/s 飛行高度 10000 m 引擎 950 馬力 主翼負荷 107.4 kgf/m2

單兵注意!這勾爬升率素一般飛行高度ㄟ最大值,真正滴爬升率牽扯到粉多因素,例如重量、高度、引擎設計(渦輪增壓、輔助進氣...)、引擎效率等。



不過,第一代機零戰11型祖有850馬力,爬升率較差。看起來伊-16抓住機會,還素可以跟零戰一搏喔!但素,就素有勾但是,主翼負荷大些,影響了翻轉率和最小飛行半徑...

實戰上,伊-16式十型機接收較晚,高志航甚至為了接收它在周家口被炸死
國軍和蘇聯志願隊稍後熟習性能,保衛武漢,戰果輝煌,直到1940年9月零戰出現...
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... 0%E9%AC%A5%E6%A9%9F



偶要企休息室「做實驗」囉!先告個段落,接下來要就講一下零戰跟P-38閃電式(Lightning)之間滴愛恨情仇,以簡單公式及EXCEL試算表計算,比較他們滴爬升率囉~  (待續)

更正,P-47叫做雷霆式(Thunderbolt),P-38叫做閃電式(Lightning)。洛•馬現今服役滴F-35素閃電二式(Lightning II),就素想繼續這勾不朽滴傳奇吧?!
更新:偶卡在找不齊全所有對應海拔高度滴經驗公式。空氣密度、氣壓、氣溫、重力加速度有了,但素引擎越高效率越差馬力越低,哪來滴公式...哇ㄅ一ㄤˋ了~~~

[ 本文章最後由 上尉後勤兵 於 2019-02-27 14:31 編輯 ]

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偶怕耽擱太久,就先分享一些大氣科學和相關資料,稍後再補充。

大氣層錯綜複雜,但素可以分為對流層、同溫層(平流層)、中間層(中氣層)、熱(成)層和外逸層(散逸層)。海拔100公里通常素是地球大氣層與外太空、航空與航太技術的分界線。但最近又有新發現,唆月娘也在地球大氣層之內!
http://technews.tw/2019/02/23/ea ... ite-moon-exosphere/

對流層厚薄不定,一般滴定義係從海平面到11公里高度,但也有講祖有10公里高。啊偶就取整數囉~




https://zh-yue.wikipedia.org/wik ... 7%E6%B0%A3%E5%B1%A4

每勾地方四季溫度攏總唔港款,就假設為攝氏15度吧!

海拔越高氣溫越冷,如果忽略溼度及風力體感效應,一般滴經驗公式生作這款:
T= 15.04 - .00649h (if h<11000)
T 為攝氏,h 為海拔高度單位係公尺

大氣壓也素跟著海拔上升而下降:
p = 101.29 * ((T+273.1) / 288.08)^5.256
p 為氣壓單位為千巴 kPa,括號號面為非整數滴次方

空氣密度也越高越稀薄,所謂滴高山症,就素這摸來滴~~~
rho = p / (.2869 * (T + 273.1))
rho本來素希臘小寫字母,單位為公斤每立方公尺 kg/m3

飛機引擎就卡趣味囉。內燃機ㄟ時代,有兩款增壓方式,藉以彌補光光吸入稀薄空氣:

1. 機械增壓器,又稱超級增壓器 (supercharger),利用發動機曲軸產生的扭矩驅動空氣壓縮機。膏藥國ㄟ零式戰機使用這一款。不存在遲滯現象,低轉速時動力響應迅速,僅需對進氣系統進行改裝。

2. 渦輪增壓器 (turbocharger),利用引擎廢氣推動渦輪,來驅動空氣壓縮機。米老鼠國ㄟ雷電式戰機則使用這一款。高轉速時動力較佳,僅損耗部分動力驅動增壓機,需要對排氣系統進行大改造。

一般小型滴單座或雙座飛輪機,動力較小負載較輕,頂多就裝勾機械增壓器。它滴輸出馬力大概素:
Hp loss = attitude(ft) / 1000 * 0.03 * Hp@seaLevel
海拔以英呎計算,每增加1000英呎就損失3趴滴馬力

當年ㄟ零戰,由於沒有技術跟經驗對排氣系統進行大改造,引擎就是用機械增壓器,所以也落入這款滴地步,飛得越高就越無氣力!

下圖為總結,參考看麥



嘻嘻,多多益善!

系統公告:厚~這篇不多給摳摳對不起你,多送給你28元!

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太久沒來逛逛,也沒顧店,還欠百九長官一篇PO文...

維基百科講滴粉籠統,但素已經點出一勾重要因素:...737 MAX本身已經能夠使燃油效率提升10-12%
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/% ... #%E8%A8%AD%E8%A8%88

燃油效率為丟係節省成本,但怎摸提升咧?加裝先進技術翼尖帆(ATW)素有幫助,但最主要滴,當然素換新引擎啊!下面這張圖片說明了差距:



德文耶?唔地驚啦,阿拉伯數字看得懂就口以囉!引擎直徑從原來的1.55公尺增加到1.73公尺,啊那勾機身機翅膀又沒重新設計(不然就不叫做737了,變作797!!!),所以...

有天才就把引擎軸線也『向上提升』,於是偶們看到引擎上半部遮住機翅膀。從空氣動力學來看,那可素大大改變了機翅膀附近滴流場,以及產生升力滴模式!

於是,又有天才橫空出世,倡導用軟體控制操控翼面,就係在水平尾翼啦!這勾軟體,就素惡名昭彰滴 MCAS 系統(「操控特性增益系統」Maneuvering Characteristic Augmentation System)!

本來嘛,線傳飛控(Fly by Wire)技術已經粉成熟了,冇蝦咪好驚ㄟ。但素,就素這勾但素...

1. 說好了有兩組攻角傳感器,出廠時只剩一勾。因為維基引述指出:
「...聯邦航空總署規定:只要在飛機上安裝任何依賴多個傳感器的新系統,飛行員就必須接受D級(最高級)類比器訓練。」
萬一故障、日久失修、沒做好校正、阿係被弄髒了,出事時根本沒有後備!

2. 推出上市時,壓根沒強調MCAS系統,這款非典型滴魔鬼飛控軟體!

3. 使用手冊有講水平尾翼控制翼面最多只會調整0.6度滴攻角,結果實際測試,哇咧,將近2.4度

4. 737機師重新訓練應該要講滴粉清楚,怎摸使用MCAS系統,以及排錯過程。結果,呵呵,祖有短短滴2小時!拜託,寒暄加上提早下課,屁股還沒坐熱咧!

5. 要花幾千塊鎂再買另外一勾裝置,才能夠強制駕馭(override) MCAS系統滴程式指令。可惜滴是,有些航空公司為了省錢就不買,省出了人命!

上述滴完美風暴(perfect storm),造成了衣索比亞航空滴墜機事件。機組人員拼命翻閱使用手冊,逐一排錯,到墜毀還沒放棄。可憐啊,波音早把他們放棄了...

同場加映

第一段係米老鼠國公視ㄟ水管影片(枯燥):


第二段係解釋為蝦咪波音又要換引擎又用MCAS系統,還有兩次空難滴根本原因(卡科技化):


第三段係中文註解,有郎模擬墜機過程,可以跳到3:21:

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散漫充員官  勿因善小而不為…小錢也捨不得投資,大公司也有想不開的時候

多謝百九長官、水噹噹、飛天大大、以及各位兵友們滴耐心閱讀和點讚摳摳!偶不敢太高興,因為...事件背後係血淋淋啊!

其俗喔,波音公司有太太太...多ㄟ黑暗面,還有知情不報滴歷史,搞到連自己郎/娘攏看不下去,跳出來吐槽!

以前有朋友問偶,為蝦咪不去波音應徵找工作?偶總以其他理由回答。如果偶祖素一根小螺絲釘,要對不起良心,還要看上面臉色辦事,幹嘛要去?

紀念王助設計波音Model C滿百年 復原機展出
https://newtalk.tw/news/view/2016-11-16/79142

... 王助1893年生於北京,1916年取得美國麻省理工學院航空工程系碩士學位,1916至1917年任美國波音公司總工程師。1916年正值大戰時期,美國海軍需要大量教練機,麻省理工教授韓瑟克推荐王助至波音公司,設法改良B&W水上飛機,其設計的C型飛機,隔年成功售予美國海軍50架,成為波音公司第一張美國國內產品訂單。雖然王助僅在美國波音公司工作一年,但波音公司認為他是第一位航空工程師,對波音公司貢獻卓著。

王助在1918年回中國,陸續在航空界擔任重要職務,如海軍飛機工程處、中國航空公司、航空研究院等。來台灣後,1955年起至1963年在成大機械系擔任教授,於大四上、下學期開設各3學分的「航空工程一、航空工程二」兩門課,其講義Engineering Aerodynamics提供高年級學生了解空氣動力學的基本原理, 並從實務觀點計現代化的飛機與飛彈,該講義已被波音公司、MIT等單位典藏。1965年3月4日病逝。


成大已故教授王助任職美國波音公司時設計出B&W型飛機Model C,成功試飛至今滿100年。為了讓大家見識此傳奇飛機,成大航太系引進全球第一架Model C的1:1復原機,在成大博物館前廣場公開展示。   圖:黃博郎/攝

===== 以上為剪報一 =====
王教授這摸偉大,才待一年,那A安奈?因為他不素米國郎,沒有公民,還有更黑滴代誌!

美“波音之父”竟是中國人 對錢學森影響很大
https://zh.wenxuecity.com/news/2019/03/13/8158216.html

... 錢學森曾列過一個名單,上面寫了17位對自己產生重大影響的前輩姓名,其中就有王助。

... 這份訂單為波音公司帶來了57萬美元的收入,是波音發展史上最需要的第一桶金。假如沒有這份訂單,波音公司很可能早已銷聲匿跡了。

... 實上,王助是“憤然”回國的。在美國時,他受到了嚴重的種族歧視。盡管B&W—C水上飛機的設計、製造都出自王助之手,但在進行飛行測試時,美國方面卻不允許王助進入測試場地,擔心他會偷學“美國最高航空技術”。這種明顯針對中國人的歧視,使王助極為憤怒,也讓他更加認清了祖國強大的意義。不願在美國忍受屈辱的王助,毫不猶豫地選擇回國,發展中國自己的航空事業。

===== 以上為剪報二 =====
這款公司,倪宰羊實情後,還想去工作貢獻一己之力嗎?

波音省成本 傳737 MAX軟體開發外包
https://www.worldjournal.com/636 ... %E5%A4%96%E5%8C%85/

已停飛數月的波音737 MAX客機被聯邦航空管理局(FAA)發現新的軟體問題,現在又傳出波音公司為節省成本,解雇了多位有經驗的工程師,改將軟體開發測試工作外包給薪水較低的承包商。

彭博新聞報導,這些承包商往往來自缺乏航空領域背景的國家,如印度等地,臨時工人薪水每小時只要九元

曾支援MAX飛行測試工作的前波音軟體工程師拉賓(Mark Rabin)表示,波音公司承包商之一印度軟體開商HCL,其位在西雅圖波音公司的辦公室,有好幾排辦公桌坐的是剛畢業的大學生。

HCL編碼員通常依據波音公司制定的規範進行開發設計,拉賓說,「這麼做其實很有爭議,因為效率遠低於直接由波音工程師編碼,經常因為編碼不正確,退回重修。」

拉賓在2015年遭波音解雇,他回憶說,經理人員在一次大會中表示,波音公司產品已經成熟,不再需要資深工程師,「這讓我深感震驚,因為是當著現場幾百名資深工程師的面,說波音不需要我們了。」

===== 以上為剪報三 =====
連老美都被拋棄了,偶們幹嘛去湊熱鬧?

同場加映

第一段,深入分析】埃航737MAX坠机真凶居然是他们?特朗普怒了,紧急封杀波音!可以快轉到5:58


第二段,波音飞机的黑历史 比737 MAX全球停飞更黑 | 天空享知道


註解寫到:
1991年3月3日联合航空585航班在接近降落的时候坠毁。 1994年9月8日全美航空427航班在匹兹堡附近神秘坠毁。 ​1996年6月9日美国东风航空517号班机在4000英尺的进近阶段,多次严重向右倾侧。 美国国家运输安全委员会(NTSB)经过多年调查,终于发现原因是波音737飞机的方向舵伺服器有缺陷。 波音后来告知英国航空事故调查局,波音在70年代就知道有缺陷。 该缺陷疑似造成其他空难,包括 1992年11月24日中国南方航空3943航班桂林空难,又称92空难,1124空难。 1997年12月19日新加坡胜安航空185号班机空难。 1992年6月6日巴拿马航空201号班机空难。 1994年3月8日印度撒哈拉航空公司训练空难。

偶們哀矜勿喜,希望波音能記取教訓,讓旅客和機組人員攏平安出門,平安回家。

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