От zero1975
К zero1975
Дата 27.01.2024 00:47:35
Рубрики Современность;

В цифрах:

Посмотрите вот здесь:
https://core.ac.uk/download/pdf/46594053.pdf
на 41-ой странице таблица параметров конструкции разных птиц.

У сапсана при массе 1,222 кг (это максимум, насколько я понимаю), площадь крыльев 1342 см2. Получается удельная нагрузка 9,1 кг/м2.

У одноименного самолёта (Хаябуса) максимальная взлётная масса 2,8 тонны, площадь крыла 21,3 м2. Удельная нагрузка - 131,5 кг/м2.

Если я в запятых не запутался, то разница впечатляет.
А дальше - вопрос прочности, но тут см. выше - масштабный фактор.
От zero1975
К zero1975 (27.01.2024 00:47:35)
Дата 27.01.2024 04:21:23

Удивительно, но закономерно:

>У сапсана при массе 1,222 кг (это максимум, насколько я понимаю), площадь крыльев 1342 см2. Получается удельная нагрузка 9,1 кг/м2.

>У одноименного самолёта (Хаябуса) максимальная взлётная масса 2,8 тонны, площадь крыла 21,3 м2. Удельная нагрузка - 131,5 кг/м2.

В том же источнике указано:
"Данные, приведенные в таблице, указывают на то, что площадь крыльев у птицы приблизительно пропорциональна весу тела, взятому в степени 2/3".
https://core.ac.uk/download/pdf/46594053.pdf

Собственно, автор говорит о вполне понятной пропорции куб/квадрат - масса зависит в кубе от линейных размеров, а площадь - в квадрате. И если мы посмотрим на "безразмерное" соотношение кубического корня из массы к квадратному корню из площади крыльев для сокола-сапсана и для Ки-43 Хаябуса, то получим, соответственно, 2,92 и 3,05 (кг^0,33/м^0,5).

А если для Ки-43 возьмем не максимальную взлётную, а снаряженную массу (2,5 тонны), то пропорция и вовсе совпадёт: 2,92 и 2,94 (кг^0,33/м^0,5).

Ну, с Ки-43 всё понятно: Хаябуса и сапсан - одно и то же. Но как в этот ряд Б-29 затесался? Он ведь в эту пропорцию тоже вписывается: 3,1 для макс. взлётной массы и 2,94 без бомбовой нагрузки. Даже не знаю - это бионика рулит, аэродинамика, или подбор нужных кандидатов для сравнения... :-)

P.S. А может, товарищи авиаторы неправильно бутерброд едят удельную нагрузку оценивают? ;-)
От tarasv
К zero1975 (27.01.2024 00:47:35)
Дата 27.01.2024 03:46:20

Re: В цифрах:

>У сапсана при массе 1,222 кг (это максимум, насколько я понимаю), площадь крыльев 1342 см2. Получается удельная нагрузка 9,1 кг/м2.
>Если я в запятых не запутался, то разница впечатляет.
>А дальше - вопрос прочности, но тут см. выше - масштабный фактор.

То что куб/квадрат и птицы низкую энерговооруженностью компенсируют низкой нагрузкой на крыло это понятно. Но вот с перегрузкой не понятно. 90м/с сапсана при перегрузке 4g это ~200 метров радиуса поворота. Видимо как написал выше ув. Koshak птицы начинают тормозить заранее.

Орфографический словарь читал - не помогает :)
От zero1975
К tarasv (27.01.2024 03:46:20)
Дата 27.01.2024 04:39:41

Re: В цифрах:

> То что куб/квадрат и птицы низкую энерговооруженностью компенсируют низкой нагрузкой на крыло это понятно.

Ну вот - пока я куб/квадрат считал для птиц и самолётов- вы уже написали...
Нечестно - у вас инсайд! :-)

>Но вот с перегрузкой не понятно. 90м/с сапсана при перегрузке 4g это ~200 метров радиуса поворота. Видимо как написал выше ув. Koshak птицы начинают тормозить заранее.

А почему вдруг 4g? Я пока информацию искал - вроде бы 10g встречал. Это же вопрос прочности, а там тот же куб/квадрат - у мухи вроде до 120g доходит...
От tarasv
К zero1975 (27.01.2024 04:39:41)
Дата 27.01.2024 08:35:37

Re: В цифрах:

>А почему вдруг 4g? Я пока информацию искал - вроде бы 10g встречал. Это же вопрос прочности, а там тот же куб/квадрат - у мухи вроде до 120g доходит...

Как-то отложилось в памяти что рабочая перегрузка птиц вдвое больше чем у человека. Человек работоспособен примерно до 2 g. Дальше лучше сидя или лежа.

Орфографический словарь читал - не помогает :)
От zero1975
К tarasv (27.01.2024 08:35:37)
Дата 27.01.2024 09:34:45

Re: В цифрах:

> Как-то отложилось в памяти что рабочая перегрузка птиц вдвое больше чем у человека. Человек работоспособен примерно до 2 g. Дальше лучше сидя или лежа.

Рабочая перегрузка для мозгов дятла - 1200...1400g.
И пофиг - сидя или лёжа. Я как-то видел вверх-тормашками :-)))
От zero1975
К zero1975 (27.01.2024 04:39:41)
Дата 27.01.2024 08:03:57

Отличная статья на тему (с цифрами ускорений):

>А почему вдруг 4g? Я пока информацию искал - вроде бы 10g встречал. Это же вопрос прочности, а там тот же куб/квадрат - у мухи вроде до 120g доходит...

Отличная статья на тему "модели наведения", используемой сапсаном:
Physics-based simulations of aerial attacks by peregrine falcons reveal that stooping at high speed maximizes catch success against agile prey. Mills R, Hildenbrandt H, Taylor GK, Hemelrijk CK (2018) // PLOS Computational Biology 14(4): e1006044.
https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006044

Кнопка [Download PDF] по ссылке - работает.

Так вот, там авторы приводят предельные перегрузки для сапсана (см. стр. 29/38 - вверху):
"При полностью вытянутых крыльях это означает максимальное ускорение 3g-4g, что соответствует аэродинамической нагрузке по 1,5mg-2mg на каждое крыло".
Т.е. указанная вам цифра верна, но для вытянутых крыльев. При сложенных крыльях возможности совсем другие:
"Когда птица втягивает крылья, плечо момента уменьшается. Поэтому максимальная нагрузка на крыло увеличивается. Модель Такера показывает, что сапсан с соответствующим образом сложенными крыльями может испытывать силу более 18mg во время пикирования, что составляет по 9mg на крыло."
А чуть выше они пишут, что ограничивающим фактором является не прочность как таковая, а сила, развиваемая грудными мышцами (pectoralis and supracoracoideus muscles).

А на стр. 6/38 приведен рис.3 с несколькими графиками (светлые - для скворца, темные - для сапсана):
рис. 3(с) - доступные перегрузки в зависимости от скорости;
рис. 3(e) - соответствующие радиусы поворота.
Получается, что при скорости 90 м/с возможен маневр с мгновенным радиусом ~60 метров.