Tester hypersonisk flydesign med to par vinger

[Redaksjonen.]

Et biplan som kan fly med syv ganger lydens hastighet.

Tester hypersonisk flydesign med to par vinger

[Simen1]

George Lucas var før sin tid

[sedsberg]

Wright-brødrene også.

 

[Fri diskusjon og kunnskap]

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

[Trestein]

Vindtunneler som kan teste overlydsfart er nok desverre mangelvare. Jeg vet ikke om store tuneller. En god del a erodynamikk lovene er også uklare når hastighet blir høy nok. Men erfarig finnes vi har laget slike fly i 50år minst.

[trikola]

Er du så sikker på det?

 

https://www.google.no/maps/dir/Kastrup,+Denmark/New+York,+NY,+USA/@46.7841923,-48.5495001,4z/data=!3m1!4b1!4m14!4m13!1m5!1m1!1s0x4653ab61988884e3:0x7d9beb7e17597896!2m2!1d12.6051632!2d55.6107703!1m5!1m1!1s0x89c24fa5d33f083b:0xc80b8f06e177fe62!2m2!1d-74.0059728!2d40.7127753!3e4?hl=en

[MrAHB]

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

 

Det er svært-svært datakraftintensivt å regne ut luftmotstand. Når man skal regne ut luftmotstand på objekter i lavere hastighet, som personbiler, blir det brukt mange forenklinger for at ikke superdatamaskiner skal trenge å bruke praktisk talt åresvis å regne ut luftmotstand. For større og raskere objekter, som fly, som i tillegg beveger seg i ulike lufttrykk og i ulike temperaturer kreves enda mer datakraft.

 

Eksempelvis har Ferrari Forumla1-team ganske så mye ressurser, men likevel pleier de å lage små kopier av bildeler, eksempelvis speil, så sender de bildelene inn i en vindtunell for testing. -Fullskala vintunelltesting er det ikke mange som har råd til, men

 

NASA har en vindtunell for fly som ble laget i 1944, ved å se på videoen kan man se at den antakelig koster flesk å starte opp.

 

https://no.wikipedia.org/wiki/Luftmotstand

https://www.youtube.com/watch?v=WM55pcAL4bA

[KWPHWF43]

Så hvorfor har ingen fugler doble vingepar hvis dette er mer effektivt? Noen insekter har det, så vidt jeg vet, men fugler er vel mer avanserte enn insekter?

[Simen1]

Man tester som regel ikke fullskala, men nedskalerte modeller, fordi små modeller også fungerer bra. Det er heller ikke kjempevanskelig å oppnå supersoniske hastigheter i vindtuneller. Det gjør man ganske enkelt ved at turbinen har stort tverrsnitt og lav lufthastighet, så snevrer man inn tverrsnittet i tunellen. F.eks vil en halvering av diameter gi fire ganger så høy hastighet. Gir turbinen 500 km/t så vil lufta passere innsnevringen med 2000 km/t. Så plasserer man skalamodellen i innsnevringen og utfører diverse tester.

 

KWPHWF43: Jeg skjønner ikke hva du legger i "mer avanserte", men hverken fugler eller insekter flyr nært eller over lydens hastighet. I følge artikkelen er det nettopp i overlydshastigheter de doble vingene skal ha fordeler. En annen ting er at luftmotstand og vekt skalerer med ulike faktorer når man endrer størrelsen på noe. Derfor er glideflyvning helt normalt for store fugler og fly i underlydshastighet, mens små fugler og insekter bruker andre aerodynamiske teknikker for å holde seg i lufta. Jeg antar at de doble vingene på overlydsflyet har til hensikt å redusere støy ved hjelp av destruktiv interferens mellom sjokkbølgene til de to vingeparene.

Endret 3. mars 2018 av Simen1

[Sturle S]

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

Eg har sett andre påstå det i kommentarfeltet her før, men det er eit NP-komplett problem. Ein har testa seg fram til rimeleg gode variantar av vengjer for klassiske fly med få motorar, og optimalisert dei for ulike aerodynamiske eigenskapar under ulike tilhøve (stabilitet, luftmotstand, løft, fart, høgde osb). Nye metodar og datamaskiner (dei fleste flyvengjer i bruk i dag vart utvikla på 1950-talet) gjer det mogeleg å eksperimentere friare med alternative utformingar. Berre ta noko so enkelt som winglets. Kvifor kom ikkje dei i bruk før?

 

No skjer det mykje interessant utvikling. Elektrifisering gjer det mogeleg å erstatte få store motorar i god avstand frå vengjene med mange små og relativt lette elektromotorar som kan plasserast kvar som helst på flykroppen. Det er ein ny måte å tenkje på, og gjer det endå meir umogeleg å finne ei optimal løysing, men det er heilt sikkert at det finst løysingar som er betre enn dagens. Det vert m.a. mogeleg å lage fly med STOL-eigenskapar som òg oppfører seg godt i høg fart, noko som kan gje norske kortbaneflyplassar nytt liv.

[HF-]

Og kor mykje energi går med på å flyge i mach7?

Oss må flyge mindre og bruke mindre energi på det, ikkje begynde å rote med slikt som det her. Rikelig bråk også om en ikkje har fly som skal drive og bryte lydmuren

[Krozmar]

Så hvorfor har ingen fugler doble vingepar hvis dette er mer effektivt? Noen insekter har det, så vidt jeg vet, men fugler er vel mer avanserte enn insekter?

Tror faktisk insekter har hatt lengere tid til å utvikle seg en fuglene..  Så rent teoretisk kan man vel si at insekter er mer avansert, men så puster jo insekter gjennom "huden" om man kan kalle den det, så de slipper å ha lunger og alt det andre ekstrautstyret der..

[Twinflower]

 

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

 

Det er svært-svært datakraftintensivt å regne ut luftmotstand. Når man skal regne ut luftmotstand på objekter i lavere hastighet, som personbiler, blir det brukt mange forenklinger for at ikke superdatamaskiner skal trenge å bruke praktisk talt åresvis å regne ut luftmotstand. For større og raskere objekter, som fly, som i tillegg beveger seg i ulike lufttrykk og i ulike temperaturer kreves enda mer datakraft.

 

Eksempelvis har Ferrari Forumla1-team ganske så mye ressurser, men likevel pleier de å lage små kopier av bildeler, eksempelvis speil, så sender de bildelene inn i en vindtunell for testing. -Fullskala vintunelltesting er det ikke mange som har råd til, men

 

NASA har en vindtunell for fly som ble laget i 1944, ved å se på videoen kan man se at den antakelig koster flesk å starte opp.

 

https://no.wikipedia.org/wiki/Luftmotstand

https://www.youtube.com/watch?v=WM55pcAL4bA

Jeg jobbet med FEM-modellering vha COMSOL og NTNUs supercomputer for et par år siden, og det du skriver er veldig overdrevet.

 

Det er effektivt og enkelt å lage en dynamisk modell for simulering hvor man for hver simulering endrer på gitte parametere (f.eks vingeprofil, lengde osv) eller grensebetingelser (som luft og temperatur etc).

 

Det tar ikke årevis. Jeg gjorde mange av simuleringene på egen datamaskin før jeg tok de ekstra grundige på Vilje.

[N8591NB4]

Ser helt tragisk ut.

[toreae]

Så hvorfor har ingen fugler doble vingepar hvis dette er mer effektivt? Noen insekter har det, så vidt jeg vet, men fugler er vel mer avanserte enn insekter?

 

Hypersonisk?

[BippeStankelbein]

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

 

Jepp. Det har vært kjent sinden 30 tallet at monoplan har bedre aerodynamiske egenskaper en bi/multiplan. Ihvertfall i subsoniske hastigheter, som de aller fleste fly opererer mesteparten av sin tid (også supersoniske. De flyr for det meste subsonisk). Uansett, i supersoniske hastigheter vil utfordringene til en biplan bare bli enda større, med refleksjoner av sjokkbølgen som må kontrolleres mellom vingeflatene, og subsoniske transisjoner som skaper vedig mye luftmotstand. Dette er sannsynligvis et tilfelle av misforstått aerodynamikk, feiltolkning av simuleringer, eller rett og slett bare en dårlig ide som ikke har blitt sammenlignet med bedre alternativer.

[Roger Hansen]

Så hvorfor har ingen fugler doble vingepar hvis dette er mer effektivt? Noen insekter har det, så vidt jeg vet, men fugler er vel mer avanserte enn insekter?

 

Fordi fugler ikke har behov for å fly 7 ganger lydens hastighet?

 

Fugler har vinger utviklet til det spesielle behovet fuglene har for å overleve, enten det er seile på vinden med store vingespenn eller være kjappe og manøvrerbare som spurver og falker.

 

I tillegg vil 2 par vinger være mer kostbart i form av energi for å gro disse vingene i tillegg til energi for å bruke dem. Hvor mye energi en fugl (eller hvilket som helst skapning) bruker har direkte konsekvenser på hvor mye de må innta av mat, ergo hvor mye tid de må bruke på å finne mat noe som gjør dem mer sårbare og eksponert.

 

Du kan lese litt mer detaljer om fire-vingede fugler her: http://phenomena.nationalgeographic.com/2013/03/14/the-rise-and-fall-of-four-winged-birds/

[KjeRogJør]

Så hvorfor har ingen fugler doble vingepar hvis dette er mer effektivt? Noen insekter har det, så vidt jeg vet, men fugler er vel mer avanserte enn insekter?

 

Vel, når jeg ser en øyenstikker blir jeg i tvil, den gjør raske og presise kursendringer og er fasinerende å se

på.

[KjeRogJør]

Man tester som regel ikke fullskala, men nedskalerte modeller, fordi små modeller også fungerer bra. Det er heller ikke kjempevanskelig å oppnå supersoniske hastigheter i vindtuneller. Det gjør man ganske enkelt ved at turbinen har stort tverrsnitt og lav lufthastighet, så snevrer man inn tverrsnittet i tunellen. F.eks vil en halvering av diameter gi fire ganger så høy hastighet. Gir turbinen 500 km/t så vil lufta passere innsnevringen med 2000 km/t. Så plasserer man skalamodellen i innsnevringen og utfører diverse tester.

 

KWPHWF43: Jeg skjønner ikke hva du legger i "mer avanserte", men hverken fugler eller insekter flyr nært eller over lydens hastighet. I følge artikkelen er det nettopp i overlydshastigheter de doble vingene skal ha fordeler. En annen ting er at luftmotstand og vekt skalerer med ulike faktorer når man endrer størrelsen på noe. Derfor er glideflyvning helt normalt for store fugler og fly i underlydshastighet, mens små fugler og insekter bruker andre aerodynamiske teknikker for å holde seg i lufta. Jeg antar at de doble vingene på overlydsflyet har til hensikt å redusere støy ved hjelp av destruktiv interferens mellom sjokkbølgene til de to vingeparene.

 

Men de fremoverrettede vingene har vi sett før på et amerikansk fly, det krevde vist god datakraft å korrigere

vingene så den ikke rev seg sund.

Manøvreringsegenskapene var vist

i en egen klasse, men sikkert dyrt og krevende å holde seg med.

Var det Grumman?

[KjeRogJør]

 

Jeg trodde vindtunneler/datamaskiner  hadde prøvd ut alle rare former, i alle hastigheter, for lengst?

 

Jepp. Det har vært kjent sinden 30 tallet at monoplan har bedre aerodynamiske egenskaper en bi/multiplan. Ihvertfall i subsoniske hastigheter, som de aller fleste fly opererer mesteparten av sin tid (også supersoniske. De flyr for det meste subsonisk). Uansett, i supersoniske hastigheter vil utfordringene til en biplan bare bli enda større, med refleksjoner av sjokkbølgen som må kontrolleres mellom vingeflatene, og subsoniske transisjoner som skaper vedig mye luftmotstand. Dette er sannsynligvis et tilfelle av misforstått aerodynamikk, feiltolkning av simuleringer, eller rett og slett bare en dårlig ide som ikke har blitt sammenlignet med bedre alternativer.

Av en eller annen grunn brukes biplan en del i luftakrobatikk. det må da være at de under noen omstendigheter har egenskaper som er hensiktsmessige.

Lav hastighet, lite plass.......(?)