Можно ли управлять самолетом в аэродинамической трубе?

Там есть очень большие аэродинамические трубы . Не было бы очень эффективно тестировать новые самолеты, запуская их «на месте» внутри этих тоннелей? То есть в свободном полете - не закрепленный на пилоне? Предположительно, можно было бы отказаться от пилота-испытателя и управлять им дистанционно, получить отличную визуальную обратную связь и иметь полностью контролируемую среду. Это было сделано? Если нет, то почему?

пилот чихает и дергает штурвал-> самолет падает на землю при скорости ветра 800 км/ч ветер тянет обломки обратно в выхлопную трубу аэродинамической трубы, вызывая небольшие повреждения

Ответы (6)

Это фактически упустило бы точку испытаний в аэродинамической трубе. Свободно летающая модель может подчиняться воздушному потоку только по скорости и направлению, чтобы силы были уравновешены. С другой стороны, фиксированная модель может подвергаться воздействию воздушного потока любого направления и скорости и измеренных сил. Важно измерить силы и в этих условиях.

Не могли бы вы? Да, наверное, но это было бы очень сложно из-за очень ограниченного пространства. Для небольшого самолета вам потребовался бы огромный поток воздуха, превышающий 50 узлов, и вы не могли бы полностью смоделировать какое-либо движение, например, бочки при взлете. Также можно было не тестировать срывы и другие маневры. Я думаю, что основная причина против этого заключается в том, что это простые области динамики полета, которые с таким же успехом могут быть выполнены с помощью вычислительной гидродинамики на компьютере с меньшими усилиями и затратами.

Я тоже не думаю, что это было бы безопаснее. Это очень ограниченное пространство, и вы не сможете очень быстро перекрыть воздушный поток, так что это, вероятно, более опасно, чем полет на открытом воздухе с неограниченным пространством и стабильным воздушным потоком.

Были испытания настоящих самолетов в аэродинамических трубах, с пилотом, сидящим в кабине. Но во всех случаях самолет был привязан веревками. Уравновешивать подъемную силу и особенно тягу на всех этапах теста действительно невозможно.

Messerschmitt 109 был испытан во французском туннеле Шале-Медон в 1940 году, Bell P-39 был испытан в Лэнгли, где максимальная скорость могла быть увеличена с 340 до 392 миль в час, P-51 был испытан в Лэнгли в 1943 году, как и большинство небольшие военные самолеты того периода, а в последнее время в 1984 году был испытан стелс-демонстратор производства MBB, в большинстве случаев с пилотом на месте. Это те, кого я знаю; были конечно больше.

@Federico: Свободный полет в аэродинамической трубе невозможен. Поэтому я и написал, что "во всех случаях самолет был привязан веревками". Силы на струнах (на самом деле стальных тросах) были измерены, чтобы получить представление о задействованных силах.
хорошо, я вижу это. удаление моего комментария

Вы, конечно, могли бы управлять полностью собранным самолетом в достаточно большой аэродинамической трубе - по крайней мере , теоретически (теория - прекрасное место - там всегда все работает. Когда я уйду на пенсию, я перейду к теории).

На самом деле есть много недостатков, на которые уже указывалось, но есть один, на который еще не обращали внимания: Испытания в аэродинамической трубе традиционно проводятся с использованием масштабных моделей, и даже в этом случае это не «дешево»: требуется много энергии для перемещать ветер через туннель на высокой скорости, и масштабирование его до полноразмерного планера - даже небольшого размера самолета, такого как ваш типичный учебный самолет Cessna или Piper - непомерно дорого, поскольку вам придется построить весь самолет, а затем платить за продувку. высокоскоростной воздух над ним.
( Зато есть аэродинамические трубы такого масштаба — по крайней мере, одна. НАСА потратило на это много денег, а потом Боинг и Эйрбас выпустили свои новые супер-гигантские самолеты, которые не подходят!)

Также стоит отметить, что гидродинамическое моделирование, которое раньше выполнялось с помощью аэродинамических труб и следов дыма, теперь часто выполняется с помощью программного обеспечения Computational Fluid Dynamics (CFD) . Дешевле, безопаснее (нет риска, что детали оторвутся и улетят в туннель) и точнее во многих отношениях — но далеко не так весело смотреть :)

Да, ты можешь. Да, это было сделано. И да, люди до сих пор этим занимаются. Предостережение в том, что большинство (все?) тестов проводятся с масштабными моделями, а не с полноразмерными самолетами.

Испытания в аэродинамической трубе в свободном полете проводятся по разным причинам, чем испытания в статической установке. В тех случаях, когда проводятся статические испытания на подвеске для измерения сил, действующих на самолет/деталь, испытания в свободном полете проводятся для понимания/подтверждения устойчивости самолета.

Летать на модельном самолете в таких ограниченных пространствах очень сложно, и, как правило, самолет имеет тенденцию блуждать в аэродинамической трубе. Таким образом, данные, которые вы можете получить в результате бесплатного летного испытания, очень ограничены.

Из-за сложности проведения теста и ограниченного объема данных, которые вы можете получить из него, большинство новых конструкций самолетов не проходят такой тест. Вместо этого обычно происходит то, что проект переходит прямо к радиоуправляемой масштабной модели, которую запускают на открытом воздухе для изучения ее устойчивости. Однако при опробовании новых идей, которые еще не получили развития, все же стоит провести тесты на стабильность в контролируемой среде — в большой аэродинамической трубе.

Вот несколько старых видео испытаний в аэродинамической трубе свободного полета (они относятся к периоду времени, когда поведение треугольных крыльев еще не было полностью изучено):

https://www.youtube.com/watch?v=OGmigdhxMRw

https://www.youtube.com/watch?v=aDIQc3-umf4

Вот более свежее видео испытаний в аэродинамической трубе в свободном полете корпуса Blended Wing:

https://www.youtube.com/watch?v=B7zMkptajMQ

это модели, а не самолеты.
@Federico: Модели самолетов
это все-таки не самолет где "можно опустить летчика-испытателя"
На самом деле, именно заявление ОП об исключении летчика-испытателя и дистанционном управлении самолетом заставило меня опубликовать это. Некоторые из этих моделей крупнее Cri-cri. Так что они определенно достаточно велики, чтобы считаться полноценными самолетами. Только конечный продукт обычно должен быть намного больше.

Нет, на таком самолете нельзя летать.

Проблема в том, что отсутствует двигатель. Как только вы подвергаете модель самолета воздействию воздушного потока, аэродинамические поверхности (крылья) начинают создавать подъемную силу, но также и сопротивление. В реальном мире самолету требуется двигатель, чтобы преодолеть сопротивление (индуцированное сопротивление, паразитное сопротивление и т. д.), чтобы двигаться вперед.

Модель самолета в аэродинамической трубе просто взлетела бы и упала бы позади, не было бы возможности установить стабилизированное положение полета, при котором тяга равна сопротивлению, а подъемная сила равна весу. Такая стабилизация требуется, чтобы серьезно начать измерения. Вот почему модели привязаны к пилону или чему-то еще. Таким образом, результаты измерений также могут быть воспроизведены (определенные фиксированные углы атаки при определенных скоростях воздушного потока и т. д.).

Я думал с включенными двигателями.
Хорошо, с включенными двигателями (вероятно, небольшими реактивными двигателями или электрическими винтами) модель будет летать в воздушном потоке по забавным причинам. Но рассмотреть, как летит неустойчивая модель самолета, для серьезных измерений невозможно. Я предполагаю, что управление им с помощью автопилота приведет к непозволительно высоким затратам, хотя это интересная идея :-)