• úvod
  • témata
  • události
  • tržiště
  • diskuze
  • nástěnka
  • přihlásit
    registrace
    ztracené heslo?
    XCHAOSSolární letadla a vzducholodi (pilotovaná/bezpilotní+stratosférické/elektrické létání+"létající auta"/VTOL)
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    Ještě pro zajímavost pro ty, kdo na odkazy neklikají: hustota vzduchu (ve vzorečku [ XCHAOS @ Solární letadla a vzducholodi ] je to označeno jako ρ a vyskytuje se tam ve jmenovateli a pod odmocninou) je ve 20 km cca 13.7-krát nižší, než v 0 km, a druhá odmocnina z tohoto čísla je tedy 3.7. Během prvních několika měsíců debaty jsem byl příliš líný si toto konkrétní číslo dohledám, a počítal jsem tedy s konzervativním odhadem, kde druhá mocnina poměru hustot měla hodnotu jen 3. To ovšem odpovídá letové hladině někde mezi 15 a 20 km, což je rozmezí, které se v mých (tolik kritizovaných) odhadech vyskytovalo taky často (konkrétně jsem často mluvil o výšce 16 km, než jsem se kvůli různým zádrhelům posunul do 20 km)

    Bez zajímavosti není ani to, že v letové hladině 25 km je vzduch už 30-krát řidší (druhá odmocnina tohoto čísla je sympatických 5.5). Když si odmyslíme letadla a zaměříme se jednodušší způsob vodorovného pohybu, tak soudobé rekordní japonské solární vozítko, které po Australských pouštích drandí rychlostmi kolem 100 km/h, by se mohlo ve výšce 25 km pohybovat rychlostmi kolem 500 km/h (myšleno po kolečkách, pokud bychom mu tam postavili vodorovnou zavodní dráhu - pozor, neřekl jsem, že by takto rychle mohlo letět!)
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    Výzvu v předchozím příspěvku bych ještě ilustroval kresbou, která NYXem už proběhla dříve v jiných klubech a která se vztahuje k současném "letošnímu" modelu, který je nyní evidentně ve fázi těsně před dokončením, a jehož fotografií jsem celý tenhle klub zahájil. Jde opět o design Erica Raymonda:

    (na ostatní fotografie se snadno můžete doklikat přes odkaz v záhlaví klubu)
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    Zajímaly by mě názory co nejvíce členů tohoto klubu na následující otázky:

    1) Maximální rychlost "vyladěného" větroně (s klouzavostí 30:1 nebo lepší) ve výšce 0 km, 12 km, 20km.

    2) Maximální rychlost solárního letadla (poháněného pouze energií z FV panelů, ne z baterií) ve výšce 0 km, 12 km, 20km.

    3) Maximální rychlost solární vzducholodě (poháněné pouze energií z FV panelů, ne z baterií) ve výšce 0 km, 12 km, 20km.

    Výškou "0 km" je míně obecně "tlak vzduchu u hladiny moře" (může se to ale samozřejmě týkat obecně letu nízko nad zemí, dejme tomu 0-3000m, což je rozpětí, ve kterém se hustota vzduchu ještě mění relativně zanedbatelně)

    V ideálním případě bych tedy od co nejvíc účastníků debaty chtěl slyšet co nejvíce odhadů - v podstatě jde o matice 9 čísel, protože mě vždy zajímá horní hranice (zejména u vzducholodi je jasné, že může letět pomaleji, ale v podstatě i letadla mohou letět poměrně pomalu, pokud mají nízká plošná zatížení křídla - viz ty paraglidy, například).

    Zadání pro větroně je poměrně matoucí - v podstatě mi tam zajímají jak odhady teoretických možností, tak třeba i konkrétní vygooglené hodnoty.

    Těm, kdo chtějí vysloveně střílet od boku, aspoň napovím, jak v uvedených výškách klesá hustota vzduchu: http://www.engineeringtoolbox.com/standard-atmosphere-d_604.html (druhá tabulka je v "lidských", ne v amerických jednotkách)

    Pokud nepůjde o odhad, ale o výpočet, tak mi samozřejmě zajímá i to, jak to kdo počítal. Napovím, že vzhledem k tomu, že síla odporu vzduchu roste s druhou mocninou rychlosti, tak velikost výkonu potřebného pro let danou rychlostí roste (logicky) dokonce s třetí mocninou (což je vcelku hlavní důvod, proč u aut je "více koní pod kapotou" většinou pokládáno za větší frajeřinu, než různé aerodynamické optimalizace...)

    Tyto otázky byly základním kamenem sporu v předchozích debatách, a právě proto bych to tady raději vzal z druhého konce: nechal bych různé lidi vyslovit odhady těchto 9 čísel.

    Dočasně bych si dokonce troufl říct, že vše ostatní bude nějakou dobu offtopic: prostě kdo se chce dál debaty účastnit, měl by si "vsadit" těchto 9 čísel (a nemyslím, že si pomůže, když ty odhady budou úmyslně komické nebo mimo mísu: je jasné, že všech devět odhadů - doufám logicky - musí být větší 0 a že horní hranicí je celkem logicky Machovo číslo - tedy rychlost zvuku ve vzduchu o dané hustotě - i když upozorňuji, že výše ve stratosféře lze volným pádem překročit i tuto hranici - jak nedávno demonstroval Felix Baumgarten - ale fakt už nevím, jestli i tak nízko, jako 20 km nad zemí :) ).

    Myslím si, že kdo si netroufne "vsadit" žádnou matici těchto devíti čísel a aspoň trochu si za ní stát, tak by pak neměl v debatě předstírat schopnost "fundované kritiky" jiných odhadů. Vlastní odhad lze doplnit i očekávanou přesností (tedy např. +/- 10%, +/- 50% apod.) a samozřejmě lze i opisovat - tedy jestli někdo přijde s těmito devíti čísly první a ostatní nevědí, tak se mohou klidně "postavit za něj".
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    ALMAD: no, ne úplně "fyzikální". jde o kompromis v debatě o fyzice - odhad, který bude pro všechny přijatelný: evidentně, různé motory a různé vrtule mají různou účinnost. počítat se 100% účinností vede k přehnaně optimistickým závěrům, na druhou stranu - počítat s 0% účinností (a přesně na tohle číslo by tu evidentně řada lidí ledacos viděla strašně rádo, aby se zaokrouhlovalo)

    Strašně dlouho se debata točila kolem účinnosti FV panelů, kterou jsem pracovně začal počítat jako 20% - i když dosahované maximum u křemíku je už dnes 33%. Tím, že počítám s 20%, jsem prostě vyjádřil, že Slunce nebude prakticky nikdy svítit na křídla letadla kolmo zezhora: je to tedy taky "kompromisní odhad".

    Např. valivý odpor pneumatik se u aut uvádí "asi tak třetina všech třecích sil": samozřejmě, bude se to lišit typ od typu, u různých pneumatik i aut. Ale evidentně je jasné, že počítat s tím, že buď valivý odpor neexistuje nebo odpor vzduchu neexistuje, by vedlo k zjevně chybným výsledkům: přesná čísla lze změřit pro jeden konkrétní existující typ, ale pokud uvažujeme obecné auto (např. sestavené z dosud neexistujících součástek - ne jen poskládání něčeho ze součástek ze známými vlastnostmi), tak evidentně budeme počítat s "kompromisní hodnotou", která bude např. zprůměrování hodnot naměřených u několika obdobných typů.

    V podstatě si myslím, že odhadnout některé parametry a na základě nich dopočítat zbylé je obvyklý postup. Navrhoval jsem, že to udělám i jako skript: kde by šlo na vstupu iterovat přes různé odhadované hodnoty (typu ta účinnost, apod.) a dopočítávat ostatní hodnoty.
    ALMAD
    ALMAD --- ---
    "Navrhněte fyzikální kompromis"
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    KEYMASTER: jsou to jen odhady. ptám se, jestli jsou pro tebe přijatelné - pokud operovat s účinností 100% je pro tebe nepřijatelné, čekal bych, že navrhneš nějaký kompromis.
    REDGUY
    REDGUY --- ---
    XCHAOS: jinak ten můj zjednodušený vztah samozřejmě nesmí vyvracet tenhle: jeho pointa je v tom, že u něj už počítám s tím, jakou rychlostí to pro daný L/D poměr poletí, zatímco u tohoto vzorečku tu rychlost vůbec neznáme - a stejně se požadovaný výkon dozvíme. - coz take neni pravda. Tvuj vztah neni "zjednoduseny", tvuj vztah je _spatne_: coz lze nahlednout uz z toho, ze ve tvem vztahu ten vykon zalezi na Cd/Cl, takze pro libovolne letadlo s danou klouzavosti dostanes stejny vysledek. Pro letadlo s malym odporem a malym vztlakem (Cd=1, Cl=4, Cd/Cl = 0.25) dostanes stejny vysledek jako pro letadlo s velkym odporem a velkym vztlakem (Cd=10, Cl=40, Cl/Cd = 0.25). Jenomze v tom skutecnem vzorci je to to jinak, v nem zalezi na Cd/(Cl^(3/2)). Takze pro prvni letadlo ten koeficient bude 1/(4^(3/2)) = 0.125, pro to druhe to bude 10/(40^(3/2))=0.04

    Jinymy slovy: mam dve letadla, se stejnou plochou kridla, stejnou klouzavosti, na stejne rychlosti, ve stejnem vzduchu, ktera se lisi pouze hodnotou Cl a Cd (ale pomer tehle dvou hodnot je stejnej). Tvuj vzorec rekne, ze tahle dve letadla budou potrebovat stejny vykon pro vodorovny let. Vzorec z pdf ktere jsi nalinkoval rekne, ze budou potrebovat kazde vyrazne jiny vykon. Ocividne, jeden z tech vzorcu je blbe. Kterej? Ten tvuj, o kterym uz pul roku ja i ostatni rikame ze je blbe a u kteryho uz jsem ti ukazal jine konkretni priklady kdy selhava? Nebo ten z toho pdfka svycarskeho technologickeho institutu, ktere jsi ty sam linkoval a ktere, cituji, "hodně ovlivnilo"?
    REDGUY
    REDGUY --- ---
    XCHAOS: To "b" by melo jit vcelku trivialne dopocitat z druhy formy toho vzorce, ne? Jestli te zajímá co to je, tak si to spocitej.
    KEYMASTER
    KEYMASTER --- ---
    Jak se počítá těch 75, resp. 50%?
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    XCHAOS: BTW, nedohledal jsem, co v tom vzorečku znamená to "b"... (nebo to rozpětí nebo tak něco? když tam nefiguruje plocha křídla S,ale aspect ratio AR?)
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    ISTEVE: ano, jistě: 0km znamené "tlak u hladiny moře". resp. do nadmořské výšky 3000m. víceméně jsem vyhrabal, že pro moderní účinné vrtule lze pokles účinnosti vrtule ve výšce 0-3 km zanedbat.

    ale jestli tě to uklidní, můžeme odteď začít klidně počítat s tím, že účinnost celého řetězce elektromotor+vrtule je v 0 km například 75% a ve 20 km například 50%? bude ti ten odhad pak připadat realističtější, nebo to je na tebe pořád příliš optimistické a nebo navrhneš jinou hodnotu? (jisté je, že 0% to nebude, že ano...)
    ISTEVE
    ISTEVE --- ---
    XCHAOS: "o stratosférickém letadle v tomhle klubu debata téměř nezačla :-) byl jsem napadán za ten solární paraglide. ten létá v 0km, tak vysvětluju, proč sem u něj cca tak 10% ztráty na vrtuli zanedbal (a místo toho počítal s pesimistickými hodnotami všeho ostatního)"

    Paraglide v 0km? Muzes prosim klarifikovat co je "0km"? A ponevadz to pouzivas pri argumentaci o tom, ze nizkej tlak neni problem, tak predpokladam ze myslis AMSL?
    REDGUY
    REDGUY --- ---
    XCHAOS: Viz [ REDGUY @ Solární letadla a vzducholodi ] .

    nevím, jestli tě štve, že si nemůže současně udržet anonymitu a současně také získat veřejné uznání za svůj přínos do diskuze... nevím... (už jsem tu jednou vyhlásil, že rozbory osobnostních rysů jsou tu offtopic, tak se toho budu držet taky - nerozumim. Tak jsou rozbory osobnosti on-topic (jak predvadis v prvni polovine citovaneho), nebo off-topic (jak tvrdis v druhe polovine)? Nebo je to proste tak jak se ti hodi, kdyz chces ty rozebirat neci osobnost, tak je to ok, kdyz chces zduvodneni proc jsi nekoho zabanoval, tak to ok neni?

    A ne, nestve me nic. Legracni mi prijde, ze minuskujes a nejsi schopne to zduvodnit jinak nez " asi mě naštval nějaký dílčí výrok, nebo nepřesnost." 8))
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    REDGUY: mě zajímá spíš tenhle vzoreček:


    ...z něj jasně vyplývá, že Aspect Ratio je v čitateli a hustota (ró) ve jmenovateli, oboje pod odmocninou - z toho je jasné, že pro hodně velkou výšku a hodně velkou štíhlost bude ten výsledek zajímavý... a všechna existující stratosférická podzvuková letadla víceméně toto dokazují, svým tvarem.

    REDGUY: asi mě naštval nějaký dílčí výrok, nebo nepřesnost. neříkám, že do té doby, než začneš být útočný, nejsi nějaký čas zdrojem cenných informací :-) nevím, jestli tě štve, že si nemůže současně udržet anonymitu a současně také získat veřejné uznání za svůj přínos do diskuze... nevím... (už jsem tu jednou vyhlásil, že rozbory osobnostních rysů jsou tu offtopic, tak se toho budu držet taky...)

    jinak ano... jedním možným způsobem, jak realizovat letadla větších rozměrů, než je pro daný materiál a hmotnost možné, jsou dvoupločníky. a jiným jsou právě třeba paraglidy...
    REDGUY
    REDGUY --- ---
    XCHAOS: z toho vzorečku jasně vyplývá, že v 10x řidším vzduchu bude potřebná energie sqrt(10)-krát nižší... (tedy 3x) ... což tvrdím od začátku. - coz samozrejme neni pravda (tedy, posledni ctyri slova pravda jsou, mluvim o tom zbytku 8) ). Jednak napriklad proto, ze ve vysce budou vyssi ztraty na vrtuli (coz dokazuje jiny graf ktery jsi ty sam linkoval). Druhak napriklad proto, ze jak uz jsme ti mnhokrat vysvetlovali, tvoje presvedceni ze v tom vzorci pouzite Cl a Cd jsou konstanty je _mylne_. Dokonce to explicitne rika i to pdfko na ktere se ty sam odkazujes :

    CL and CD heavily depend on the airfoil, the angle of attack α, the Re number and Mach number.

    Reynoldsovo cislo zalezi na cem? Aha, mj. na hustote vzduchu.

    Cili, pokud mas vzorec kterej rika ze P zalezi na Cl, Cd a odmocnine ro, je hloupost rict, ze v desetkrat mensim ro dostanu i skrt(10)krat mensi P, proto s tim ro se mi zmeni i Cl a Cd. Pokud nevis jak se s ro meni Cl a Cd, _nemuzes_ rikat veci jako "z toho vzorečku jasně vyplývá".

    Hele, znovu: ptal jsi se VYHULENY_UFO, jestli to pdfko cetl. Co ty? Cetl jsi ho?
    REDGUY
    REDGUY --- ---
    XCHAOS: A ja bych odkazal na kapitolu 4, kde se pise "Hence, it was proved here that the realization of such airplane is more difficult for higher dimension.". Jenom az budes zase "extrapolovat" z letadel desetkrat mensich nez jsou tvoje "vize" 8)

    A btw, proc jsem dostal minus za [ REDGUY @ Solární letadla a vzducholodi ] ? Je to za to, ze jsem te upozornil, ze vypocet vykonu, o kterem jsi pul roku tvrdil ze je spravny, je ve skutecnosti nesmysl? Ja mel dojem ze v tomhle klubu chces aby ti lidi rikali kdyz se spletes, ne?
    KEYMASTER
    KEYMASTER --- ---
    XCHAOS: aha, já reaguju na XCHAOS. Protože jsem si právě pod potřebnou energií představil příkon, ne výkon
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    KEYMASTER: o stratosférickém letadle v tomhle klubu debata téměř nezačla :-) byl jsem napadán za ten solární paraglide. ten létá v 0km, tak vysvětluju, proč sem u něj cca tak 10% ztráty na vrtuli zanedbal (a místo toho počítal s pesimistickými hodnotami všeho ostatního)
    KEYMASTER
    KEYMASTER --- ---
    XCHAOS: Ty grafy jsou do 3km, což je 70% tlaku. Jak jsi to extrapoloval pro 10%?
    XCHAOS
    XCHAOS --- ---
    KEYMASTER: výkon. příkon bude muset být vyšší, ale zas ne tak dramaticky: viz [ XCHAOS @ Solární letadla a vzducholodi ]
    Kliknutím sem můžete změnit nastavení reklam