Осциллирующие крылья доктора Вольфа

Вниманию форумчан предлагается научно-практическая работа известного в прошлом столетии талантливого польского пилота и авиаконструктора сверхлегких ЛА – Ежи Вольфа, сотрудника авиационного института в Варшаве.  Она была оформлена на английском языке и впоследствии при поддержке массачусетского института аэронавтики и космонавтики Кембридж была в 1974г. представлена на втором международном Симпозиуме по Технологии и Науке Малоскоростных Безмоторных Полетов.

Имеется первоисточник в виде PDF-файла на английском языке. Заинтересованным можно по запросу послать на емайл (запрос в личку мне или Henryk’u).

Если будут замечены ошибки моего перевода здесь, - просьба поправлять!

Аппарат, изображенный на фото, построен и испытан доктором Вольфом. Вес крыла составляет всего 10 кг при 10 м[ch178] площади.

Содержанием работы является комплекс основных механических и аэродинамических проблем создания тяги колеблющимися крыльями энергией пилота планера (дельтаплана). Такая тяга требует эластичной подвески пилота. Управление производится пилотом посредством структуры жесткого крыла, направляющих и устройства трапеции. Такой тип создания тяги может быть исключительно эффективным, если предварительно обеспечено продольное управление. Показана особенность тяги колеблющихся крыльев дельтаплана в отличие от машущих птицеподобных крыльев.

vi64 сказал(а):

построен и испытан доктором Вольфом. Вес крыла составляет всего 10 кг при 10 м[ch178] площади.

Нажмите, чтобы раскрыть...

-на снимке крыло приспособлено для привода лодки\КАДЕТ\
с целью "полётов" над водой=в воде остаютсмя только мечь и руль...

по этой теме я нашёл Вольфа в 74г. и с тех пор с Ним сотрудничил,вернне=учился. многое узнал\у Него было множество оргинальных разработок,большинство делал и облётывал сам\.

но был и "минус" моего с Ним знакомства=Он своим авторитетом оттянул меня от заинтересованности работами Каспэра и я даже не знал,что Витольд проживал последние годы своей жизни рядом со мной,в Новой Гуте!
про Его похороны в Кракове я узнал год спустя из "Спорт Авейшн"?!!!

а сейчас благодарю Виктора за содействие=большое спасибо!

Тяга крыльев летающих аппаратов с частичным использованием человеческих мускул представляет интерес очень давно. Принцип тяги махолета показан на рисунке 1.

На рис.2 проиллюстрирована необходимость использования эластичного элемента К в системе Липпиша (б), по сравнению с системой Леонардо да Винчи (а).

На следующем рисунке показана классификация систем тяги, использующих несущие поверхности для разных диапазонов скоростей (0-5, 5-20 и 20-100 м/сек) – вращающиеся, цилиндрические, машущие и колеблющиеся (вертикально-плоскопараллельно).

На нижнем рисунке показано вертикально колеблющееся крыло с растяжимой подвеской полезной массы (а) и с подвеской, использующей также упругое сжатие элементов подвески(б).

На следующем рисунке показана схема дельтаплана, использующего для создания тяги вертикальные колебания крыла, обусловленные колебаниями массы пилота на упругой подвеске.  Колебания пилота и крыла – почти противофазные, с различной амплитудой. Управление дельтапланом обычное – через воздействия на трапецию. Масса крыла существенно меньше массы пилота.

Период осцилляций крыла и пилота определяется по формуле,
где:  - W1 масса пилота, а W2 – масса крыла. В знаменателе первого сомножителя в подкоренном выражении стоит константа упругих свойств подвески пилота, включающая и ускорение свободного падения, и (i=2).

Более точная теоретическая модель происходящих здесь явлений показана на рисунке 6: упрощенная схема (а) и реальная схема (б).
Под К понимается жесткость пружины (степень деформации пружины в зависимости от силы, ее деформирующей).

vi64 сказал(а):

с подвеской, использующей также упругое сжатие элементов подвески(б). 

Нажмите, чтобы раскрыть...

-заметная схожесть с принципом Быкова\ТМ 4/99\...

Жесткость К подвески может быть вычислена подобно примеру ниже:

С учетом анатомических особенностей пилотов, пружинящих в коленях несколько по-разному, формула периода колебаний может быть поправлена: К представлена суммой коэффициентов пружинящих свойств подвески и ног пилота.

Для исходных данных, при весе пилота 80кг, весе крыла 13,5кг и приведенной жесткости (эластичности) подвески 23 кг/м, может быть достигнут период колебаний  в 1 сек и амплитудой до 0,3м (периодическое изменение расстояния от ЦТ пилота до ЦТ крыла).

На рисунке 7 показан график изменения силы Z (отталкивания ногами?), на которую влияют факторы жесткости подвески и ног пилота. Видно, что сила изменяется между 50кг и 100кг. Эта переменная сила нагружает крыло.  Угол атаки крыла зависит, как обычно, от положения трапеции – т.е. от замысла пилота (не исключено влияние пилота на комбинирование фазы колебаний крыла с фазой изменения угла атаки крыла).

Исходя из формулы необходимой мощности, определяемой в зависимости от удвоенной амплитуды колебаний и силы, а также от периода колебаний... можно определить максимальную силу

Из графика на рисунке 7 можно составить пропорцию для определения необходимой эластичности/жесткости ног пилота, она здесь равна 35кг/м:

Вертикальная аэродинамическая сила определяется, как минимум 78,5кг

... или как максимум 234кг

в то время как нормальная сила тяжести планера равна сумме веса пилота и веса ЛА, 93,5кг

vi64 сказал(а):

пилота на упругой подвеске. 

Нажмите, чтобы раскрыть...

=на рис. пилот в "сидячем" положении.
после Вольф зделал такую подвеску для положения "лёжа"
головой вперёд.
я её пробовал "в сухую"=очень эффективный способ качания.

я лично предпочитаю подвеску типа "лёжа ногами вперёд"
=более натуральное движение ног и рук,как в "академической гребле".