На основании того, что братья Райт сказали в нескольких письмах и двух статьях (все соответствующие выдержки прилагаются к этому сообщению), а также используя экспериментальные данные в исследовании "АЭРОДИНАМИКА, УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ФЛАЕРА РАЙТ 1903 г. - Рис. 12 Lift and Drag of the 1903 Flyer» Фреда Кьюлика (1984) , я пришел к выводу, что и Flyer I, и II были крайне маломощными и не могли достичь скорости полета, заявленной братьями Райт. Есть ли лучшие работы, чем у Кулика, с более точными коэффициентами лобового сопротивления и подъемной силы?
Это мои расчеты:
Фрагменты из писем и статей Райтов, относящиеся к вопросу:
1904-03-14 , У. Райт, «Письмо О. Шанюту», Дейтон, 14 марта 1904 г. «Мы усердно готовимся к весне. Новые машины будут такого же размера, как и старые, но будут весить чуть больше — 800 фунтов. вероятно. Настроив двигатель на более быструю работу, мы не только будем нести дополнительный вес, но и будем иметь достаточно излишков, чтобы увеличить скорость примерно до 40 миль в час».
1904-05-20 , В. Райт, «Письмо О. Шанюту», Дейтон, 20 мая 1904 г. «Наши испытания оборудования в помещении показывают отличные результаты. С теми же винтами, которые мы использовали в прошлом году, мы получаем увеличение скорости на 50 оборотов в минуту, что указывает на увеличение мощности более чем наполовину. Это отчасти связано с тем, что двигатель работает с более высокой скоростью на один оборот винта, а отчасти с увеличением эффективности самого двигателя».
14 июня 1904 г. , У. Райт, «Письмо О. Шанюту», Дейтон, 14 июня 1904 г., 1 страница. «Эта машина совершенно новая, включая двигатель и механизмы. Мы используем старые винты».
1904-12-21 , Орвилл Райт, «Письмо Карлу Динстбаху», 21 декабря 1904 г., 2 страницы. «Два самых продолжительных рейса в сезоне были совершены 9 ноября и 1 декабря. В каждом из этих полетов мы сделали почти четыре полных круга и преодолели расстояние немногим более четырех с половиной километров со скоростью около 35 миль в час. В полете 9 ноября вес 50 фунтов. (железные прутья) несли дополнительно к весу оператора; в полете 1 декабря 70 фунтов».
1907 г. , Уилбур и Орвилл Райт, «Взаимосвязь веса, скорости и мощности летающих самолетов», Навигация в воздухе - Научное заявление о прогрессе аэронавтики до настоящего времени - Аэроклуб Америки, Лондон, Хайнеманн. , 1907 г., напечатано в Нью-Йорке, США, стр. 6-12. «Флайер 1903 года был оснащен четырехцилиндровым бензиновым двигателем с диаметром цилиндра четыре дюйма и ходом поршня четыре дюйма. В комплекте с магнето, радиаторами, баками, водой, топливом и т. д. двигатель весил немногим более 200 фунтов; и при 1200 оборотах в минуту развивал 16 лошадиных сил за первые 15 секунд после запуска. Через минуту-две мощность не превышала 13-14 лошадиных сил. При 1020 оборотах в минуту — скорости мотора в полетах на Китти-Хок 17 декабря 1903 года — он развивал около 12 лошадиных сил.Летчик 1904 года был оснащен двигателем, аналогичным первому, но с диаметром цилиндра на 1/8 дюйма больше. Этот двигатель при 1500 оборотах в минуту развивал 24 лошадиные силы за первые 15 секунд, но только 16-17 лошадиных сил после нескольких минут пробега. В комплекте с водой, топливом и другими аксессуарами он весил 240 фунтов. Этот же двигатель с некоторыми изменениями в смазочном устройстве и карбюраторе использовался во всех полетах 1905 г. Испытание его мощности, проведенное вскоре после полетов в октябре 1905 г., выявило прирост мощности по сравнению с испытаниями на 3 л.с. сделанный непосредственно перед установкой его на флаер в 1904 году. Этот выигрыш объясняется повышенной гладкостью цилиндров и поршней, вызванной износом. Небольшой выпуск этих двигателей был обусловлен отсутствием опыта создания бензиновых моторов. … Сравнение листовок 1903, 1904,Летчик 1903 года вместе с оператором весил 745 фунтов. Его самый длинный полет длился 59 секунд при скорости 30 миль в час и расходе 12 лошадиных сил. Летчик 1904 года весил около 900 фунтов, включая груз в 70 фунтов. в железных решетках. Скорость более 34 миль в час поддерживалась на расстоянии 3 миль при затрате 17 лошадиных сил.Летчик 1905 года весил вместе с грузом 925 фунтов. При затрате от 19 до 20 лошадиных сил он проезжал более 24 миль со скоростью более 38 миль в час. Полеты 1904 и 1905 годов были бы немного быстрее, если бы они совершались по прямой, как и полеты 1903 года. В 1903 году 62 фунта. на лошадиную силу везли со скоростью 30 миль в час; в 1904 г., 53 фунта. на скорости 34 мили в час; а в 1905 г. - 46 фунтов. со скоростью 38 миль в час. Следует заметить, что вес, приходящийся на одну лошадиную силу, почти точно обратно пропорционален скорости, как того требует теория: чем выше скорость, тем меньше вес, приходящийся на одну лошадиную силу. Поскольку летательные аппараты могут быть построены с примерно одинаковой динамической эффективностью для всех скоростей до 60 миль в час, флаер, рассчитанный на общий вес 745 фунтов. при 20 милях в час потребовалось бы только 8 лошадиных сил, или две трети мощности, необходимой для 30 миль в час. На скорости 60 миль потребуется 24 лошадиные силы — вдвое больше, чем требуется для перевозки того же веса на скорости 30 миль в час. При скорости 120 миль в час, вероятно, потребуется от 60 до 75 лошадиных сил, а вес, переносимый на одну лошадиную силу, составит всего 10 или 12 фунтов. На такой высокой скорости сопротивление тела оператора и двигателя является грозным фактором, потребляющим в 64 раза больше лошадиных сил, чем при скорости 30 миль в час. На скоростях ниже 60 миль в час это сопротивление практически ничтожно». и вес, переносимый на одну лошадиную силу, будет всего 10 или 12 фунтов. На такой высокой скорости сопротивление тела оператора и двигателя является грозным фактором, потребляющим в 64 раза больше лошадиных сил, чем при скорости 30 миль в час. На скоростях ниже 60 миль в час это сопротивление практически ничтожно». и вес, переносимый на одну лошадиную силу, будет всего 10 или 12 фунтов. На такой высокой скорости сопротивление тела оператора и двигателя является грозным фактором, потребляющим в 64 раза больше лошадиных сил, чем при скорости 30 миль в час. На скоростях ниже 60 миль в час это сопротивление практически ничтожно».
1908–09 , Орвилл и Уилбур Райт, «Аэроплан братьев Райт», журнал The Century Magazine, Нью-Йорк, сентябрь 1908 г., Vol. LXXVI, № 5, стр. 641-650 (стр. 648-649). « Наши первые гребные винты, полностью построенные по расчету, давали на полезную работу 66 % затрачиваемой мощности. Это было примерно на треть больше, чем было получено Максимом или Лэнгли».
Флаер I, Китти-Хок, Северная Каролина, 17 декабря 1903 года.
Результаты испытания, проведенного 21 ноября 1903 года, не совпадают с измерениями в аэродинамической трубе 1999 года. Расхождение огромное. Братья Райт и люди из НАСА тестировали очень разные самолеты и пропеллеры, иначе сообщаемые экспериментальные данные хорошо совпадали бы.
Я не согласен с тем, что эксперименты 1999 года на полноразмерной модели самолета 1903 года дали более точные измерения, чем те, которые были получены Фредом Куликом и опубликованы в 1984 году.
В аэродинамической трубе воспроизведенный воздушный винт не соответствовал условиям испытаний T=D на скорости 28 миль в час при работе на максимально допустимой скорости 340 об/мин. Эти данные анализируются
В той же презентации на странице 10 содержится измерение показывая и (Я извлек эти точные значения из диаграммы с помощью специального программного инструмента).
Минимальное сопротивление на скорости 28 миль в час должно было быть:
Суббота, 21 ноября. После многих попыток закрепить звездочки нам наконец удалось заполнить резьбу шинным клеем. Двигатель работал очень неравномерно, дергал цепи и ужасно тряс машину. Мы обнаружили, что проблема заключалась в подаче бензина, и после того, как мы починили клапан так, чтобы вибрация не могла его изменить, у нас больше не было проблем из-за этого источника. Первый тест скорости был 306 об. винт до минуты (309 за 60½ сек). Один баллон произвел всего несколько взрывов во время испытания. На следующем испытании мы получили 333 об. через 60 сек. После обеда мы договорились измерить тягу, установив центральные салазки на ролики и закрепив один конец машины, а к другому концу мы прикрепили веревку, которая проходила через шкив и несла 50-фунтовый ящик с песком. Помимо поднятия песка, мы получили дополнительную нагрузку на весы от 16 до 18 фунтов, что составляло общую тягу винтов от 132 до 136 фунтов при скорости 350 об/мин. Наша уверенность в успехе машины сейчас больше, чем когда-либо прежде. Погода сегодня была теплая и приятная, ветер 6-8 метров с северо-востока.
Орвилл Райт говорит, что на ветру к (Я возьму "=" в среднем), в , Райты получили толчок:
1. Я нашел эту статью:
The Wilmington Messenger, Уилмингтон, Северная Каролина, 26 мая 1904 г., колонка. 1, с. 6.
Экономист Элизабет-Сити: джентльмен, посетивший этот город, чей дом находится в Китти-Хок, несет ответственность за утверждение, что братья Райт, прославившиеся дирижаблями, вернутся в Китти-Хок в ближайшем будущем и возобновят работу над своим воздушным монстром. По словам этого джентльмена, воздушный корабль никогда не удалялся из Китти-Хок, и почти все интервью, опубликованные в норфолкских газетах, были ошибочными в этом отношении. Этот джентльмен помогал Райтам во всех их делах и осуществлял общий надзор за их имуществом во время их отсутствия. Он говорит, что они не достроили корабль и что они вернутся в течение следующего месяца и возобновят свою работу. Ходят слухи, что они достроят корабль и отправятся отсюда в Сент-Луис где-то этой осенью.
Текст был опубликован (какое совпадение!) в тот самый день, 26 мая 1904 года, когда братья Райт впервые подняли «Флайер-2» под Дейтоном. В статье говорится, что, по словам человека, который работал на них и заботился об их вещах, оставленных в Китти Хок, два изобретателя не закончили Flyer I. В заключение, эта машина не летала 17 декабря 1903 года!
2. Возвращаясь к вопросу, да, есть лучшие экспериментальные данные, чем у Фреда Кулика. Их можно найти в статье: «Результаты полномасштабных испытаний аэродинамической трубы Райта 1903 года из Исследовательского центра Эймса НАСА», из которой я извлек следующие диаграммы:
Флаер I 1903 г. - Данные аэродинамической трубы - Эффекты мощности
Как видно на диаграммах выше, для 300 об/мин, если затем , и с использованием формул, приведенных в вопросе, получается, что мощность, необходимая Флаеру I 17 декабря 1903 г., составляла всего , что смехотворно мало. Для 340 об/мин, при ( ), необходимая мощность была бы как раз .
Самолет 1903 года был значительно мощнее, если верить результатам статьи, которую я цитировал.
(Вес самолета принимался равным , скорость , КПД винтов )
В качестве примечания: все экспериментальные тесты с моделями различных размеров, представляющими Flyer I, имеют в качестве основного источника данных реплику 1916 года, построенную Орвиллом Райтом, а не оригинал 1903 года.
Роберт ДиДжованни
тихий летчик
тихий летчик
клаусвебер