Not translated yet — page language: Russian

Процесс проектирования RC-самолёта

Обновлено: 2026-08-12 проектирование процесс фазы RC

Процесс проектирования RC-самолёта: от ТЗ до первого полёта

Адаптация из: Raymer, MIL-STD-1521B, NASA NPR 7123.1, AIAA DBF, реальные кейсы
Убрано: сертификация (Part 23/CS-23), fatigue/damage tolerance, icing, EMC/EMI


Сверка с внешним источником (AD-1540)

Часть материала фазы A и B (§ A.5, B.1, B.2, B.3, B.9) сверена с внешним
разбором проектирования БПЛА («Engineering a UAV — Part 3a») и прошла два
независимых раунда проверки достоверности
: каждое утверждение либо
подтверждено первоисточником (Raymer, Currey, Chai & Mason, NACA TR-823,
руководство XFOIL), либо пересчитано на НАШ класс (размах 1–2 м, Re на конце
крыла 25…150 тыс., печатная конструкция), либо отвергнуто. Всё, что внесено,
несёт при числе указание источника и границ применимости.

Не перенесено — и это решение, а не пропуск. Список ниже нужен, чтобы
следующий проход «улучшения» не вернул опровергнутое:

Утверждение внешнего источника Почему НЕ внесено
Параметр перехода XFOIL N_crit занижать до 4…6 из-за шероховатости печати Опровергнуто по первоисточнику: таблица N_crit в руководстве XFOIL описывает окружение (планер, чистая труба, грязная труба), строки про шероховатость поверхности в ней нет. Как ставить N_crit на самом деле — § A.5
Крутильная жёсткость — главное ограничение удлинения Опровергнуто расчётом: дивергенция печатного крыла нашего класса выходит на 68…118 м/с при полётных 15…25 м/с. Реальный порядок ограничений — § B.1
Минимум нагрузки на носовую стойку 10 % Источника нет; по механике 10 % ничего не покупает сверх 5 %-го пола. Полоса и её источники — § B.9
Таблица «эквивалентных объёмных коэффициентов» схем оперения (T-образное 0.95, H-образное 0.5/0.95, V-образное 1/1) Без источника и внутренне противоречива (V-оперению одновременно приписан коэффициент 1 по обеим осям и требование добавочной площади). Что с V-оперением делать — § B.2
Абсолютные дюймовые клиренсы винта из практики большой авиации Не масштабируются на борт с размахом 1.5 м. Наш критерий — § B.9
«0.2» как константа предела сужения Константа даёт на конце нашего крыла Re 25…99 тыс., то есть срыв начинается с законцовки — ровно то, что сужение обязано предотвращать. Вместо константы — формула, § B.1
«Фюзеляж на 1–2° носом вверх работает несущим телом» Для нашего класса (тупой лоб, малое удлинение) приращение подъёмной силы пренебрежимо, а прирост сопротивления — нет

ФАЗА A: CONCEPTUAL DESIGN

Цель: Определить ЧТО строим — компоновка, размеры, основные характеристики.

A.1 Формулировка ТЗ (Mission Requirements)

  • Назначение (тренер, FPV, гонка, планер, грузовой)
  • Скорость крейсерская и посадочная
  • Масса MTOW и полезная нагрузка
  • Время полёта / дальность
  • Способ изготовления (3D-печать, бальза, пена, композит)
  • Ограничения (бюджет, размер принтера, доступные компоненты)

Результат: Документ ТЗ — зафиксированные требования
Успех: Все обязательные параметры определены, нет противоречий
Не успех: Требования противоречат друг другу (например: лёгкий + прочный + дешёвый + быстрый — невозможно всё сразу)
Критерий: Матрица требований заполнена, приоритеты расставлены


A.2 Constraint Analysis

  • Диаграмма W/S (нагрузка на крыло) vs T/W (тяговооружённость)
  • Ограничения: Vstall, Vcruise, скороподъёмность, разворот, взлётная дистанция
  • Определение Design Point — точка пересечения всех ограничений

Ограничение по взлётной дистанции существует не всегда. Оно следует из
СПОСОБА СТАРТА (§ B.9): при пуске с руки или катапультой разбега нет, и это
ограничение из диаграммы ИСКЛЮЧАЕТСЯ — не «принимается равным нулю», а не
строится вовсе. Оставить его при пуске с руки значит связать Design Point
условием, которого у борта нет. Способ старта в этом месте ещё может быть не
выбран: тогда ограничение строится, а после § B.9 диаграмма пересматривается
(это штатный возврат A.2 ← B.9, а не ошибка планирования).

Результат: Design Point (W/S и T/W), определяющий площадь крыла и тягу
Успех: Design Point существует — все требования совместимы
Не успех: Ограничения не пересекаются — требования невыполнимы, нужно ослабить ТЗ
Критерий: Design Point определён с запасом ≥ 10% по каждому ограничению


A.3 Выбор аэродинамической схемы

Это ДВА разных выбора, а не один список. До AD-1540 здесь стояла одна
строка «conventional, canard, flying wing, twin-boom», в которой три первых
пункта — расположение несущих поверхностей (кто создаёт балансирующий момент),
а четвёртый — продольный архетип ФЮЗЕЛЯЖА (чем связаны крыло и оперение).
Двухбалочный борт остаётся нормальной схемой по аэродинамике, и смешение
делало матрицу решений некорректной: сравнивались объекты разных осей.

A.3.1 Аэродинамическая схема (ось 1):

  • Trade study: conventional (нормальная), canard (утка), flying_wing
    (летающее крыло)
  • Матрица решений (scoring по критериям: устойчивость, простота,
    производительность)
  • Для RC: учёт простоты сборки и ремонтопригодности

Схема фиксирует ЦЕНТРОВОЧНОЕ ОКНО вместе с собой. Диапазон 25–35 % САХ
относится к НОРМАЛЬНОЙ схеме; у летающего крыла он физически другой, у утки не
выведен — таблица окон по схемам в § «CG — "KING CONSTRAINT"», полосы запаса
устойчивости — § B.6.1. Выбрать бесхвостку и продолжить с окном нормальной
схемы — это не консервативность, а чужой критерий под своим именем.

A.3.2 Продольный архетип фюзеляжа (ось 2) — выбирается независимо и
детализируется в § B.3 («Продольные архетипы»): классический, гондола с
балкой, двухбалочный, каплевидный.

Результат: Выбранная схема с обоснованием + выбранный архетип фюзеляжа +
зафиксированное вместе со схемой центровочное окно
Успех: Одна схема набирает >70% баллов в матрице, или явный лидер
Не успех: Все схемы примерно равны — нужны доп. критерии или прототипирование
Критерий: Схема зафиксирована, архетип фюзеляжа зафиксирован, центровочное
окно названо ЧИСЛОМ для выбранной схемы (или явно записано «для этой схемы
эталона нет»), обоснование задокументировано


A.4 Sizing Loop (итеративный)

  • Оценка массы (статистика аналогов)
  • Геометрия из W/S → площадь крыла → размах → хорды
  • Аэродинамика → CL, CD, L/D
  • Проверка массы → повтор
  • 3-10 итераций до сходимости (<1% дельта MTOW)

Результат: Сходившиеся параметры: MTOW, размах, площадь, AR, хорды
Успех: Сходимость за ≤10 итераций, масса реалистична
Не успех: Масса растёт с каждой итерацией (спираль смерти) — требования слишком жёсткие
Критерий: Δ MTOW между итерациями < 1%


A.5 Выбор профиля крыла

  • Подбор по Re (число Рейнольдса на крейсере)
  • Целевой CL крейсерский и CL max
  • Сравнение 3-5 кандидатов по полярам
  • Для RC (Re 100k-500k): NACA 4-digit, Eppler, Selig

Результат: Выбранный профиль с полярой
Успех: Профиль обеспечивает CL cruise с запасом, L/D > целевого, мягкий срыв
Не успех: Нет профиля удовлетворяющего всем требованиям при данном Re
Критерий: CL_max ≥ CL_landing * 1.2, L/D ≥ целевого, Cm линейный до срыва

A.5.1 Практика расчёта поляр: N_crit, шероховатость печати, двойной счёт

Добавлено AD-1540 по итогам сверки с внешним источником. Раздел задаёт, КАК
получена поляра, на которой стоит весь выбор профиля: без этого два человека
считают один профиль и получают разные CL_max.

N_crit ставится ПО СРЕДЕ, а не по поверхности. Параметр перехода метода
e^N описывает уровень возмущений набегающего потока. Таблица в руководстве
XFOIL перечисляет именно ОКРУЖЕНИЯ (полёт планера, чистая аэродинамическая
труба, «грязная» труба), и строки про шероховатость поверхности в ней НЕТ.
Для свободного полёта на улице — N_crit ≈ 9…11; 9 — нижняя (более
консервативная) граница этой строки, 11 — верхняя.

Занижать N_crit до 4…6 «из-за шероховатости печати» НЕЛЬЗЯ. Это
подмена: параметр среды используется как ручка шероховатости, для которой у
него нет ни калибровки, ни физического смысла. Количественного отображения
высоты слоя печати в N_crit не существует, и выдумывать его нельзя
получится число, которое выглядит расчётом, но не проверяется ничем.

Эффект шероховатости печати оценивается ВИЛКОЙ, а не одним прогоном:

Прогон Что задаётся Смысл границы
Чистый N_crit = 9…11, свободный переход оптимистичная граница (гладкая поверхность)
С принудительным переходом точка перехода на верхней и нижней поверхности назначена вблизи передней кромки пессимистичная граница (турбулентный пограничный слой почти с носка)

Проектное решение принимается по ОБЕИМ границам: профиль, который проигрывает
на пессимистичной границе, не «чуть хуже», а не подходит.

Пессимистичная граница всё равно оптимистична. Принудительный переход
мгновенно убирает отрывной пузырь, чего на реальном шероховатом крыле не
происходит (пузырь уменьшается, но остаётся), и не моделирует сопротивление
самого турбулизатора. То есть вилка ограничивает результат сверху и снизу, но
её нижняя граница — не «худший случай», а «худший случай этой модели».

Запрет двойного счёта потери подъёмной силы. Если CL_max крыла получен
РАСЧЁТОМ ПО РАЗМАХУ (распределение подъёмной силы → критическое сечение →
момент, когда местный cl достигает cl_max профиля), то домножать результат
ещё и на эмпирический множитель 0.9 НЕЛЬЗЯ: множитель описывает ту же самую
физику (максимум разных сечений достигается на разных углах атаки) и уже учтён
самим расчётом по размаху. Множитель законен там, где CL_max берётся из
cl_max профиля напрямую — например в переходе механизации к крылу (§
«Механизация крыла», ΔCL_max = 0.9·Δcl_max·…).

Штраф за крутку — считается ОТДЕЛЬНО и двойным счётом НЕ является:
эмпирический множитель откалиброван на НЕКРУЧЕНЫХ крыльях, потери от крутки в
нём нет по построению. Величины потери — § B.1 («Крутка: цена»).

Правило разрешения ничьей. Если два кандидата в пределах точности метода
неразличимы, берётся БОЛЕЕ ТОЛСТЫЙ: он даёт объём под сервоприводы и тяги
внутри крыла и строительную высоту лонжерона — то есть выигрыш на стадиях
C.1/C.6, где тонкий профиль уже ничем помочь не сможет.

Результат подраздела: поляра каждого кандидата в двух прогонах (чистый и
с принудительным переходом), с указанным N_crit
Успех: порядок кандидатов ОДИНАКОВ на обеих границах вилки
Не успех: порядок кандидатов меняется между границами → выбор зависит от
допущения, а не от профиля → возврат к A.5 с расширением списка кандидатов
или с решением в пользу менее чувствительного к переходу профиля
Критерий: N_crit назван числом и обоснован средой; ни одна оценка
CL_max не содержит эмпирического множителя поверх расчёта по размаху


A.6 Первичная аэродинамика

  • Поляра самолёта (не только профиля)
  • Индуктивное сопротивление (зависит от AR, Oswald factor)
  • Паразитное сопротивление — построчно по перечню тел, коэффициенты ниже
    (§ «Коэффициенты бюджета сопротивления»)
  • L/D на крейсере

Результат: Поляра самолёта, CL/CD/L/D на ключевых режимах
Успех: L/D ≥ целевого, Vstall ≤ требуемой
Не успех: L/D < целевого → пересмотр AR, профиля или схемы
Критерий: L/D cruise ≥ 8 (тренер), ≥ 12 (планер), ≥ 6 (акро)

A.6.1 Целевое качество по назначению — таблица вердикта

Добавлено AD-1442. Критерий строкой выше существовал с самого начала и был
классозависимым, а продукт судил любой борт ОДНОЙ лестницей 5 / 8 / 12
(verdicts.js::L_OVER_D_THRESHOLDS, наследство v1 vlm_verdict.py). Это не
«другая калибровка»: там стоят ТЕ ЖЕ ТРИ ЧИСЛА КЛАССОВ, применённые как
универсальная шкала. Следствие — перевёрнутые вердикты в обе стороны:
планер с L/D = 10 получал «хорошо» при требовании 12, пилотажка с
L/D = 7 — «низкое качество» при требовании 6.

Назначение (purpose) Обязательство Источник числа
trainer (тренер) L/D на крейсере ≥ 8 § A.6 выше
glider (планер) ≥ 12 § A.6 выше
acro (пилотаж) ≥ 6 § A.6 выше
cruiser, racer эталона НЕТ — критерий § A.6 этих классов не называет

Почему cruiser и racer остались без числа. Это тот же честный отказ,
что у Cn_beta в § B.6.1 (полосы нет — репера нет) и у объёмов оперения утки
(§ B.6.2). Продукт знает пять назначений, канон в этом критерии называет три;
подставить крейсеру требование тренера значило бы судить его чужим критерием —
ровно тот дефект, который таблица и закрывает. Пользователю показывается
величина и надпись «установленного эталона нет», а не вердикт.

Типовое качество стадии S04 сюда не годится и обязательством не является.
designer_v2_design_point.PURPOSE_DEFAULTS.lift_to_drag (тренер 11, крейсер 14,
гонщик 8) — это ДОПУЩЕНИЕ «сколько обычно получается», которое та же стадия
объявляет уточняемым расчётом борта. Судить результат допущением, которое этим
же результатом уточняется, — критерий вида «X не хуже X».

Машинная форма таблицы — web/services/designer_v2_stability.py
(L_OVER_D_TARGET_BY_PURPOSE), и второй копии этих чисел в коде быть не должно.


═══ GATE: SRR / Go-NoGo #1 ═══

Вопрос: Требования зафиксированы? Компоновка выбрана? Sizing сходится?

Критерии прохождения:
- [ ] ТЗ подписано / зафиксировано
- [ ] Sizing Loop сошёлся (<1% дельта)
- [ ] Схема выбрана с обоснованием
- [ ] Профиль выбран, поляра получена
- [ ] CG предварительно в допуске (25-35% MAC — нормальная схема; окно
другой схемы — § «CG — "KING CONSTRAINT"»)
- [ ] Нет show-stoppers

Не прошли: Возврат к A.1-A.4 с пересмотром требований


ФАЗА B: PRELIMINARY DESIGN

Цель: Подтвердить осуществимость, ЗАМОРОЗИТЬ конфигурацию.

B.1 Проектирование крыла

  • Удлинение (AR), сужение (TR), стреловидность, крутка (washout)
  • Мультисекционное крыло (если нужно)
  • Поперечное V (dihedral)
  • Законцовка: прямая, raked, винглет (типовые геометрии — § «Законцовки крыла»)
  • Управляющие поверхности: элероны, закрылки (размеры, позиция — коэффициенты
    механизации см. § «Механизация крыла (закрылки)»)
  • Угол установки (incidence) — типовой диапазон −1…+4°, тренер 1-3°

Результат: Полная геометрия крыла с управляющими поверхностями
Успех: Площадь = расчётной из Sizing, CL_max достигается, элероны достаточны для крена
Не успех: Площадь не вписывается в размах, или управляемость недостаточна
Критерий: Roll rate ≥ 60°/с (тренер), элероны 20-30% полуразмаха, washout 1-3°

Угол установки крыла — репер и диапазон

Репер (обязателен: угловая величина без точки отсчёта не существует —
skyforge-design-flow-reference.md § «Репер»).
Угол установки — это угол между
хордой корневой станции крыла и строительной горизонталью фюзеляжа (та же
продольная ось, от которой отсчитывается угол атаки борта). Знак «+» — передняя
кромка выше задней.

Зачем. Угол установки задаёт, на каком угле атаки крыло работает при
горизонтальном фюзеляже
, то есть как борт стоит в крейсере:
α_крыла = α_борта + i. Подобранный под крейсерский CL угол даёт фюзеляж,
летящий «по потоку» (меньше сопротивление, ровный горизонт на курсовой камере);
нулевой угол на тренере означает заметно задранный нос на малой скорости.

Класс Типовой угол установки
Тренер, высокоплан +2…+3°
Спортивный, полупилотажный +1…+2°
Пилотажный (симметричный профиль)
Планер +1…+2°
Гоночный / скоростной −1…+1°

Не путать с круткой. Крутка (washout) — разность углов корня и
законцовки
, распределённая по размаху; угол установки поворачивает все
станции одинаково
. Это два независимых числа, и их смешение в одном — известный
дефект (AD-1184).

Источник: Raymer, «Aircraft Design: A Conceptual Approach» (выбор угла установки
под крейсерский CL); диапазоны по классам — практика RC-моделизма, сверено с
парком v1-дизайнера. Реализация и домен ползунка (−3…+5°, с запасом по обе
стороны от таблицы) — AD-1383.

Предел сужения — ФОРМУЛА, а не константа (AD-1540)

Учебниковый нижний предел сужения λ = 0.2 в наш класс не переносится, и
это вывод расчёта, а не осторожность: при размахе 1–2 м и типовой площади
крыла λ = 0.2 даёт число Рейнольдса по КОНЦЕВОЙ хорде 25…99 тыс. во всём
реальном диапазоне крейсерских скоростей. На таких Re профиль теряет
cl_max и срывается раньше корня — то есть законцовка сваливается ПЕРВОЙ,
ровно то, что сужение (вместе с круткой) обязано предотвращать.

λ_min = max( 0.2·AR^0.25 ,  λ при котором Re по концевой хорде ≥ 70 000 на крейсере )
  • Первый член — геометрическая ветвь (у крыла большего удлинения предел
    сужения выше); при AR = 6…16 даёт 0.31…0.40.
  • Второй член — ветвь числа Рейнольдса, и на нашем классе она обычно и
    оказывается связывающей.

Порог Re = 70 000 — НИЖНЯЯ ЗАЩИТИМАЯ ГРАНИЦА, а не оптимум. Ниже неё
поляры ходовых RC-профилей ломаются качественно (отрывной пузырь не
присоединяется, cl_max падает скачком), поэтому опускаться туда сознательно
нельзя. Но и утверждать, что 70 000 — точная граница для конкретного профиля,
нельзя тоже: она зависит от профиля и от шероховатости. Это отдельный
открытый вопрос
: величина порога подлежит уточнению по полярам конкретного
профиля из § A.5.1 (обе границы вилки), и до такого уточнения число
используется как консервативный пол, а не как физическая константа.

Крутка: цена (AD-1540)

Диапазон washout 1–3° (критерий выше) остаётся; жёсткий потолок — 5°.

Крутка не бесплатна: она снижает CL_max крыла нелинейно.

Крутка (геометрическая) Потеря CL_max крыла
−3° ≈ 8 %
−4° ≈ 15 %
−5° ≈ 22 %

Порядок величин — оценка по расчёту распределения подъёмной силы для прямой
трапеции нашего класса; это оценки, а не измерения, и они названы так
намеренно. Смысл таблицы — не третий знак, а форма зависимости: между 3° и 5°
цена растёт почти втрое, поэтому «на всякий случай побольше» — плохая
стратегия.

Крутка оптимальна ровно на ОДНОМ режиме. Она подбирается под конкретный
CL (обычно крейсерский), и на любом другом угле атаки распределение
подъёмной силы отклоняется от эллиптического в другую сторону: на малых CL
законцовка начинает работать в минус (индуктивное сопротивление растёт), на
больших — преимущество по срыву меньше расчётного. Это классический
on-design/off-design компромисс, и его надо назвать, а не считать крутку
универсальным улучшением.

Почему у нас крутка НУЖНЕЕ, чем на полноразмерном самолёте той же
геометрии.
Концевая хорда меньше корневой → местное число Рейнольдса на
конце ниже → ниже местный cl_max → концевое сечение достигает своего предела
раньше, чем предсказывает расчёт по одному cl_max на всё крыло. У
полноразмерного аппарата Re и на конце остаётся в «полке» (миллионы), и
этого механизма нет. Отсюда же связка с предыдущим подразделом: сужение и
крутка решают одну задачу и обязаны подбираться ВМЕСТЕ.

Что на самом деле ограничивает удлинение печатного крыла (AD-1540)

Формулировка «главное ограничение удлинения — крутильная жёсткость»
ОПРОВЕРГНУТА расчётом
и в этом документе не употребляется: критическая
скорость дивергенции печатного крыла нашего класса выходит на 68…118 м/с
при полётных 15…25 м/с, то есть с запасом в 3–5 раз (оценка сверки AD-1540 по
крутильной жёсткости печатного кессона — порядок величины, а не поверочный
расчёт; для опровержения «главного ограничения» этого достаточно, запас
трёхкратный). Крутильная жёсткость в
списке ограничений есть, но она ПОСЛЕДНЯЯ.

Порядок реально связывающих ограничений (первым срабатывает верхний):

  1. Потеря устойчивости обшивки (тонкая печатная стенка теряет форму между
    опорами раньше, чем достигается предел прочности материала);
  2. Жёсткость на изгиб — прогиб (см. критерий § C.6: прогиб < 5 %
    полуразмаха);
  3. Корневой стык / гнездо лонжерона (концентратор, через который проходит
    весь изгибающий момент; типовое место отказа печатного крыла);
  4. Число Рейнольдса на конце (см. предел сужения выше);
  5. Изгибная прочность (собственно разрушение);
  6. Крутильная дивергенция — последняя, с запасом 3–5 раз.

Практическое следствие для конструкции: нервюры с шагом 35–45 мм при
толщине стенки нервюры 0.8–1.0 мм — это и есть инженерный ответ на пункт
(1): шаг задаёт длину неподкреплённой панели обшивки, а стенка нервюры — её
опору. Числа — практика класса печатных авиамоделей, а не паспорт материала.

⚠ Это НЕ противоречит § B.8.1 и не отменяет его: там указана минимальная
толщина, при которой деталь вообще печатается (0.45 мм для PLA — один
периметр), здесь — толщина, при которой НЕСУЩАЯ нервюра работает как опора
обшивки. Первое — технологический пол, второе — конструктивное требование;
второе всегда не меньше первого.

Практический потолок удлинения задаёт пункт (2), а не прочность.
Критерий «прогиб < 5 % полуразмаха» (§ C.6) на печатном крыле нарушается уже
при AR ≈ 15: расчётный прогиб выходит около 11 %. То есть удлинение
ограничивает не «сколько выдержит», а «насколько провиснет» — и ограничение
это УЖЕ записано в документе критерием C.6; здесь названо, что именно оно
означает для выбора AR.


B.2 Проектирование оперения

  • Тип: conventional, V-tail, T-tail
  • Объёмные коэффициенты Vh (0.35-0.70) и Vv (0.02-0.06)
  • Плечо хвоста
  • Рули высоты и направления (размеры)

Результат: Геометрия оперения, Vh и Vv
Успех: Vh и Vv в рекомендуемом диапазоне
Не успех: Vh < 0.35 → недостаточная продольная устойчивость; Vv < 0.02 → рыскание
Критерий: Vh = 0.35-0.70, Vv = 0.02-0.06

⚠ Эта пара — объединение по всему классу RC, а не порог для конкретного
борта: борт с Vh = 0.36 «в диапазоне» и при этом почти вдвое хуже по объёму
ГО, чем требует учебная модель. Полосы по назначению и по схеме (то, с чем
продукт на самом деле сверяет число) — § B.6.2 ниже; там же сказано, для каких
схем установленного эталона НЕТ.

B.2.1 Плечо оперения — определение, без которого коэффициент не значит ничего (AD-1540)

C_HT = l_HT · S_HT / (c̄_w · S_w)          C_VT = l_VT · S_VT / (b_w · S_w)

Плечо l — расстояние от ЧЕТВЕРТИ ХОРДЫ КРЫЛА (САХ) до ЧЕТВЕРТИ ХОРДЫ
ОПЕРЕНИЯ (его САХ).
Это определение обязано быть записано рядом с формулой,
потому что употребительны ДВЕ конвенции:

Конвенция Плечо l С чем совместима
Наша (Raymer, гл. 6) ¼ хорды крыла → ¼ хорды оперения табличные значения объёмных коэффициентов (§ B.2, § B.6.2)
Альтернативная ЦТ борта → фокус оперения собственные выкладки по устойчивости, СВОИ табличные значения

Табличные значения объёмных коэффициентов валидны ТОЛЬКО с первой
конвенцией.
Смешение конвенций даёт на нашем классе расхождение 2–4 % по
потребной площади оперения
— немного по величине и коварно по природе: оно
не выглядит ошибкой ни в одном промежуточном числе. Репер (базовая линия X и
положение передней кромки САХ) фиксируется в § B.5.

Знаменатель — не второе плечо. c̄_w (САХ) и b_w (размах) в
знаменателе несут ОПОРНУЮ ДЛИНУ той оси, вокруг которой считается момент:
хорда — для тангажа, размах — для рыскания. Это нормировка величины, а не
геометрия хвоста; читать b_w в C_VT как «плечо» — распространённая ошибка,
приводящая к попытке «улучшить» коэффициент изменением размаха крыла.

B.2.2 Объёмный коэффициент — СТАТИЧЕСКИЙ инструмент (AD-1540)

Две конфигурации с ОДИНАКОВЫМ C_HT статически устойчивы одинаково, но
демпфируют по тангажу по-разному, и коэффициент этого не показывает
вовсе.

Демпфирующий момент оперения пропорционален S·l². При фиксированном
коэффициенте S ∝ 1/l, следовательно S·l² ∝ l: демпфирование растёт
ЛИНЕЙНО с плечом
. Отсюда практический вывод для нашего класса:

⚠ Типовая компоновка «под принтер» — короткий фюзеляж (влезает на стол
целиком) плюс увеличенная площадь оперения — даёт формально верный C_HT и
при этом ВЯЛЫЙ, склонный к раскачке по тангажу борт. Формула «в норме», полёт
— нет.

Динамическая сторона (демпфирование, характер переходного процесса) — предмет
§ B.6; объёмный коэффициент её не заменяет и в неё не входит.

B.2.3 Обязательная проверка: балансировка на максимальном CL при ПЕРЕДНЕЙ центровке (AD-1540)

Объёмный коэффициент этой проверки не заменяет — он не знает ни о
механизации, ни о положении переднего предела центровки. Шаг обязателен для
любой конфигурации, у которой есть ГО.

Порядок:

  1. взять передний предел центровочного окна (не номинал!);
  2. режим — максимальная подъёмная сила крыла (посадочная конфигурация:
    CL_max с выпущенной механизацией, Cm крыла с учётом выпуска);
  3. просуммировать моменты вокруг переднего предела ЦТ;
  4. решить относительно ПОТРЕБНОЙ силы (коэффициента подъёмной силы) на
    оперении;
  5. сравнить с ДОСТИЖИМОЙ при полном отклонении руля высоты (механический
    предел 30° — § «Достаточность управления»; эффективность τ — оттуда же).

Мотивирующий расчёт (внести как пример, а не как норму). При C_HT на
НИЖНЕЙ границе разрешённого документом диапазона (0.35) и выпущенной
механизации потребный cl оперения выходит до ≈ 1.56 против достижимых
≈ 0.9. Это не проходит ни при какой передней центровке: не хватает не
запаса, а самой возможности.

⚠ Прямое следствие для этого документа, названное честно: § B.2 разрешает
Vh = 0.35, § «Механизация крыла» разрешает закрылки на 40°, и до AD-1540 в
схеме НЕ БЫЛО проверки, которая поймала бы их сочетание. Комбинация «нижняя
граница объёма ГО + механизация + передняя центровка» законна по каждому
критерию по отдельности и не летает.

Результат: потребный и достижимый cl оперения на посадочном режиме при
переднем пределе ЦТ
Успех: потребный ≤ достижимого с запасом (полное отклонение руля НЕ
требуется — критерий 80 % механического хода, § «Достаточность управления»)
Не успех: не хватает власти → увеличить C_HT (площадью или плечом —
возврат в цикл B.2↔B.3, § B.5.2), либо сузить переднюю границу центровочного
окна, либо ограничить угол выпуска механизации. Уменьшать угол выпуска
«задним числом» без пересчёта посадочной скорости нельзя — это возврат к A.2
Критерий: потребное отклонение РВ на этом режиме ≤ 80 % механического хода

B.2.4 V-образное оперение (AD-1540)

Угол развала панелей:

Γ = arctan( √( S_VT / S_HT ) )

где S_VT/S_HT — площади, потребные по объёмным коэффициентам для
эквивалентного НОРМАЛЬНОГО оперения.

Проекции — две разные пары, и их нельзя путать:

Что считаем Чем пользоваться
Устойчивость и подбор ПЛОЩАДИ S·cos²Γ (вклад в горизонтальную ось), S·sin²Γ (в вертикальную)
Проверка УПРАВЛЯЮЩЕГО момента одиночная проекция cos Γ / sin Γ

Одиночная проекция (cos Γ, sin Γ) — ТОЛЬКО для управляющего момента.
Ни для определения угла, ни в качестве «эквивалентных площадей» она не
годится: в производную устойчивости геометрия входит дважды (проекция набегающего
потока на панель и проекция полученной силы на ось), отсюда квадрат. Подстановка
одиночной проекции в подбор площади завышает вклад панели и даёт недоразмеренное
оперение.

Диапазон угла — 30…40°. Верхняя граница не эстетическая: упрощённая теория
V-оперения проверена экспериментом до 40° (NACA TR-823, «Wind-tunnel
investigation of a V-tail»), дальше её область применимости не подтверждена.
Ниже 30° вертикальная составляющая становится настолько малой, что схема
теряет смысл.

Надбавка к площади сверх «бумажной» эквивалентности:

Класс Надбавка
Общий случай (по литературе) +10…15 %
Наш класс (малое удлинение панелей, Re 50…150 тыс.) ближе к +15…20 %

Причина надбавки: у реального V-оперения панели работают на скошенном потоке и
взаимно интерферируют, а наклон линии подъёмной силы панели малого удлинения
на низких Re ниже теоретического. Верхняя цифра — НАША оценка на класс, а не
цитата; она названа оценкой намеренно.

Перекрёстные связи V-оперения (входы миксера полётного контроллера):

  • симметричное отклонение обеих панелей → тангаж;
  • дифференциальное отклонение → рыскание;
  • чистый запрос по рысканию подмешивает тангаж (паразитная связь схемы, а
    не дефект настройки) — разруливается миксером ПК, но должен быть УЧТЁН при
    проверке достаточности управления совместным случаем (§ «Достаточность
    управления», три проверки вместо одной).

⚠ Таблицы «эквивалентных объёмных коэффициентов» для схем оперения (T-, H-,
V-образное) в этом документе НЕТ и не будет без источника — см. § «Сверка с
внешним источником».


B.3 Проектирование фюзеляжа

  • Длина (% от размаха)
  • Форма сечения (круг, эллипс, D-shape, скруглённый прямоугольник)
  • Размещение компонентов (батарея, электроника, мотор)
  • Доступ для обслуживания

Результат: Геометрия фюзеляжа, внутренняя компоновка
Успех: Все компоненты помещаются, CG в допуске
Не успех: Компоненты не помещаются → увеличение фюзеляжа → рост массы и сопротивления
Критерий: Все компоненты размещены, фюзеляж ≤ 70% размаха

B.3.1 Назначение фюзеляжа — приоритетный список (AD-1540)

Фюзеляж делает три вещи, и порядок ниже — правило разрешения споров, а не
перечисление:

  1. Вместить внутренний объём (батарея, электроника, полезная нагрузка);
  2. Передать нагрузки между крылом, оперением и шасси;
  3. Сделать первые два с минимальным сопротивлением.

Нельзя ужать фюзеляж ради сопротивления, если в него не влезает
электроника или через него не проходит нагрузка.
Пункт 3 — оптимизация ПРИ
выполненных 1 и 2, а не равноправный участник компромисса. Ошибка обратного
порядка типична и выглядит убедительно: сечение уменьшено, CD0 в отчёте
упал, а батарея встала «на ребро» без фиксации и доступа.

B.3.2 Поджатие хвостовой части — предел 12° (AD-1540)

Угол поджатия (сужения) хвостовой части фюзеляжа к хвостовому срезу —
не более 12° по полууголу в продольном сечении. За этим пределом поток
отрывается от хвостовой части, и сопротивление растёт примерно как угол в
степени 2.5
: вдвое больший угол стоит впятеро дороже, то есть цена нарушения
не постепенная, а резкая.

Статус чисел: предел 12° и показатель 2.5 — практика класса и порядок
величины из сверки AD-1540; поимённой страницей первоисточника они НЕ
подтверждены (родственный материал — Hoerner, «Fluid-Dynamic Drag», разделы о
поджатых телах и отрыве, откуда взяты коэффициенты § «Коэффициенты бюджета
сопротивления»). Использовать как проектный ориентир можно, цитировать как
опубликованную норму — нет.

Практическое следствие для печатного борта: если хвост нужно поджать сильнее
(короткий фюзеляж под стол принтера), правильный ответ — сменить продольный
архетип (гондола с балкой), а не увеличивать угол.

B.3.3 Продольные архетипы — отдельная ось выбора (AD-1540)

Архетип выбирается в § A.3.2 и детализируется здесь. Это НЕ аэродинамическая
схема: двухбалочный борт остаётся нормальной схемой.

Архетип Что даёт Чем платит
Классический (единый фюзеляж от носа до хвоста) простая передача нагрузок, единый объём, максимум места под компоновку самая большая смоченная поверхность; длина ограничена столом принтера / транспортом
Гондола с балкой (короткая гондола + тонкая хвостовая балка) длинное плечо оперения при малой смоченной поверхности; печатается частями естественно стык «гондола-балка» — концентратор; крутильная и изгибная жёсткость балки становится проектным вопросом; объём только в гондоле
Двухбалочный короткая центральная гондола (нос свободен под нагрузку/толкающий винт), жёсткая связка оперения две балки = двойной стык и двойное сопротивление; масса больше
Каплевидный (несущее «летающее» тело) минимум сопротивления на своём режиме объём распределён неудобно; поджатие легко выходит за 12°; сложнее в постройке

Удлинение фюзеляжа 6–8 (длина / эквивалентный диаметр миделя) — ориентир
для КЛАССИЧЕСКОГО архетипа
, полученный из компромисса «смоченная поверхность
против сопротивления давления». К схеме «гондола с балкой» единое число
НЕПРИМЕНИМО: у гондолы своё удлинение (обычно 3–5, она короткая и толстая), у
балки своё (десятки), и их среднее не описывает ни то, ни другое. Считать
такую компоновку по одному числу — то же, что мерить объёмный коэффициент
чужой конвенцией плеча (§ B.2.1).

B.3.4 Чек-лист внутренней компоновки (AD-1540)

Проверяется до заморозки конфигурации; каждый пункт — да/нет, а не «учтено».

  • [ ] Охлаждение регулятора (ESC) — вход и выход воздуха, регулятор не в
    глухом кармане (проверка режима — § E.2);
  • [ ] Охлаждение мотора — обдув корпуса, для внутреннего размещения —
    канал;
  • [ ] Охлаждение батареи — обдув и, отдельно, возможность вынуть горячую
    батарею;
  • [ ] Приёмник в радиопрозрачном окружении — не внутри углепластиковой
    или экранированной коробки, антенны разнесены и не прижаты к проводке
    питания;
  • [ ] Спутниковый приёмник (GPS) с обзором неба — сверху, вне тени от
    мотора/батареи и вне экрана из карбона;
  • [ ] Лючки дают доступ БЕЗ существенной разборки — к регулятору,
    приёмнику и разъёмам можно добраться, не снимая крыло и не расклеивая
    фюзеляж;
  • [ ] Замена батареи быстрая и безопасная — фиксация повторяемая (не
    «подпихнуть поролон»), разъём доступен, при замене не деформируется
    проводка.

⚠ Каждый невыполненный пункт — не косметика: неохлаждаемый регулятор и
экранированный приёмник дают отказ в полёте, а не неудобство на земле.


B.4 Выбор силовой установки

  • Мотор: KV, мощность, масса
  • Пропеллер: диаметр, шаг
  • Батарея: ёмкость, C-rating, масса
  • ESC: ток, масса
  • Для двухмоторного: синхронизация, отказ одного

Результат: Спецификация привода (мотор + проп + батарея + ESC)
Успех: Тяга ≥ MTOW * T/W_design, время полёта ≥ требуемого
Не успех: Недостаточная тяга или время полёта
Критерий: Static thrust / MTOW ≥ 0.5 (тренер), ≥ 1.0 (акро); время полёта ≥ ТЗ

B.4.1 Согласование винта с мотором, регулятором и батареей (AD-1540)

Статическая тяга — РЕЗУЛЬТАТ подбора, а не метод. Критерий выше проверяет
итог; сам подбор ведётся по совместной работе четырёх элементов, и без него
«тяга ≥ 0.5·MTOW» достигается связкой, которая сгорает на второй минуте.

Что проверяется:

  • пиковый ток тракта на полном газе у земли — не выше 80 % предела
    регулятора
    и не выше допустимого тока разряда батареи
    (C · ёмкость); 80 % — запас на нагрев и на просадку напряжения, а не
    паспортное число;
  • тяга подтверждена на ДВУХ режимах — на статике (взлёт/разбег) И на
    крейсерской скорости (винт на скорости «разгружается», обороты растут, ток
    падает; винт, подобранный только по статике, на крейсере может не давать
    потребной тяги, а подобранный только по крейсеру — перегружать мотор на
    старте);
  • окружная скорость конца лопасти в пределах — считается по оборотам и
    диаметру, ограничение сверху ставит сама лопасть (потери на сжимаемость и
    шум) и прочность винта.

Результат: пара «мотор + винт» с током, тягой и оборотами на двух режимах
Успех: оба режима проходят, ток в пределах, конец лопасти в пределах
Не успех: ток выше предела → меньше шаг или диаметр, либо мотор с меньшим
KV, либо более мощный регулятор; тяги не хватает на крейсере → больше шаг с
пересчётом тока → возврат к § B.4
Критерий: I_пик ≤ 0.8 · I_ESC И I_пик ≤ I_разряда батареи; тяга ≥
потребной на статике и на крейсере; окружная скорость конца лопасти в пределах

Способ старта и шасси (§ B.9) решаются сразу после этого шага: клиренс винта
— общее ограничение привода и шасси.


B.5 Анализ масс и центровки (CG)

  • Component Weight Buildup (каждый компонент)
  • Загрузочная диаграмма
  • CG как % MAC для всех вариантов загрузки
  • Запас статической устойчивости (SM)

Результат: Весовая сводка, CG envelope, SM
Успех: CG в диапазоне 25-35% MAC для всех загрузок, SM = 5-15%
Не успех: CG за пределами → перекомпоновка: двигать компоненты
(правило разрешения конфликта — § B.5.2); смена плеча хвоста — это не приём
перекомпоновки, а возврат в цикл B.2↔B.3
Критерий: SM = 5-15% MAC (устойчивый), CG shift между загрузками ≤ 5% MAC

Окно 25-35 % САХ и полоса SM 5-15 % — нормальная схема. Окно по схемам —
§ «CG — "KING CONSTRAINT"», полосы SM по схемам — § B.6.1.

B.5.1 Система координат фиксируется ДО первой центровки (AD-1540)

Требование: зафиксированы (а) базовая линия X борта и (б) положение
передней кромки САХ
в этой линии. ВСЕ центровки, нейтральные точки и плечи
(§ B.2.1) выражаются в ней и только в ней.

Форма записи — одна строка вида «X = 0 на носовом шпангоуте, ось назад;
передняя кромка САХ = X 245 мм», и она попадает в весовую сводку, а не
остаётся в голове.

Обоснование прямое, а не гигиеническое: неоднозначность репера уже стоила
ТРЁХ исправлений в коде.
Одно и то же число «30 %» без репера означает три
разных положения — от носа, от передней кромки корневой хорды и от передней
кромки САХ, — и расхождение проявляется не как ошибка, а как «странная»
центровка, которую подгоняют грузом. Общее правило репера — .claude канон и
docs/reference/skyforge-design-flow-reference.md § «Репер»: угловая и
линейная величина без точки отсчёта не существует.

B.5.2 Внутрифазный цикл B.2 ↔ B.3 ↔ B.5 (AD-1540)

Разделы B.2, B.3 и B.5 напечатаны последовательно и читаются как линейные —
на деле это ЦИКЛ, и документ до AD-1540 признавал итерации только МЕЖДУ
фазами (§ «Итерационные петли»). Связи:

  • оперение размеряется от крыла (S_w, c̄_w, b_w в знаменателе
    коэффициентов, § B.2.1);
  • длина фюзеляжа задаёт плечо l_HT/l_VT, то есть площадь оперения;
  • центровка зависит от обоих (масса и положение оперения — самое дальнее
    плечо на борте) и, сдвигаясь, меняет требования к обоим.
        ┌─────────────► B.2 оперение ──────────┐
        │              (площадь от плеча)      │
   B.1 крыло                                   ▼
   (вход цикла)     B.3 фюзеляж ◄──────── B.5 центровка
        │            (плечо)                   ▲
        └──────────────────────────────────────┘

Точка входа — крыло (§ B.1). Его площадь уже зафиксирована фазой A
(Design Point), планформа задаёт исходную поляру — поэтому крыло в цикл не
входит и внутри него не меняется. Если цикл не сходится иначе как изменением
крыла, это выход из фазы B в фазу A (петля 2 § «Итерационные петли»), а не шаг
цикла.

Правило разрешения конфликта центровки: двигать КОМПОНЕНТЫ, а не крыло и не
оперение.
Плечи крыла и оперения уже зафиксировали длину фюзеляжа и площадь
оперения; сдвинув их ради центровки, конструктор ломает то, что этими же
плечами обосновано (объёмный коэффициент, § B.2.1). Компоненты — батарея (у
RC это крупнейшая подвижная масса), приёмник, полезная нагрузка — двигаются
без последствий для аэродинамики.

⚠ Смена плеча хвоста ДОПУСТИМА, но это не «ещё один способ подвинуть ЦТ»: она
означает возврат в цикл B.2↔B.3 с пересчётом площади оперения, объёмных
коэффициентов и массы хвоста — и, следовательно, новую итерацию B.5.

Критерий выхода из цикла: объёмные коэффициенты Vh/Vv в полосе своего
назначения (§ B.6.2) И центровка в окне своей схемы (§ «CG — "KING
CONSTRAINT"») — ОДНОВРЕМЕННО, на одной и той же геометрии. Состояние
«коэффициенты сошлись, но центровка выправлена грузом» и симметричное ему
«центровка сошлась, но ГО ушло из полосы» выходом НЕ являются: цикл считается
сошедшимся только когда ни одно требование не выполнено за счёт другого.


B.6 Анализ устойчивости и управляемости

  • Продольная статическая устойчивость (Cm_alpha < 0)
  • Боковая устойчивость (Cl_beta < 0)
  • Путевая устойчивость (Cn_beta > 0)
  • Триммирование на крейсере
  • Достаточность рулей

Результат: Производные устойчивости, триммировочные кривые
Успех: Все производные правильного знака, рули достаточны для триммирования
Не успех: Cm_alpha > 0 → неустойчивый → нужен больше стабилизатор или сдвиг CG
Критерий: Cm_alpha < -0.5 /rad, SM 5-15%, нейтральная точка определена

B.6.1 Числовые пороги устойчивости — таблица вердикта

Добавлено AD-1415. До этого тикета документ давал по трём каналам из четырёх
только ЗНАК производной, а расчёт не давал и того: числа выдавались без
ответа «норма ли это». Таблица ниже — единственный источник порогов
устойчивости для продукта; машинная её форма —
web/services/designer_v2_stability.py (константы *_REQUIREMENT), и второй
копии этих чисел в коде быть не должно.

Величина Обязательство (требование) Источник числа
Cm_alpha, 1/рад (продольная, относительно ЦТ) < 0 — иначе борт статически неустойчив по тангажу (жёсткий критерий, физика знака); норма ≤ −0.5. Это два разных вопроса, а не два порога одной величины — «устойчив ли вообще» и «устойчив ли с запасом»; в коде у них разные имена (designer_v2_stability.is_pitch_stable / has_pitch_stability_reserve), см. ниже B.6 выше (Raymer, адаптация)
SM, % САХ (запас устойчивости, относительно ЦТ) > 0 — иначе ЦТ позади нейтральной точки (жёсткий); норма зависит от аэросхемы: классика 5…15, летающее крыло 3…8, утка — не выведена B.5 выше; ветка схемы — см. ниже
Cn_beta, 1/рад (путевая) > 0 — флюгерная устойчивость есть или её нет; полосы «нормы» намеренно НЕТ B.6 выше
Cl_beta, 1/рад (поперечная) < 0 (жёсткий); норма по модулю 0.05…0.15 см. ниже
δ_РВ, ° (потребное отклонение руля высоты на балансировку крейсера) по модулю не больше 24 (= 80 % механического хода) — норма; больше 30 — за механическим пределом § «Достаточность управления» ниже (AD-1416) — своего порога этот раздел НЕ заводит
Vh (объём ГО) полоса по НАЗНАЧЕНИЮ, жёсткой границы нет; см. § B.6.2 B.2 выше + § B.6.2 (AD-1437)
Vv (объём ВО) полоса по НАЗНАЧЕНИЮ, жёсткой границы нет; см. § B.6.2 B.2 выше + § B.6.2 (AD-1437)

Cm_alpha: два порога — это ДВА ВОПРОСА, и у них разные имена (AD-1445).
< 0 спрашивает «есть ли восстанавливающий момент вообще» (физика знака),
≤ −0.5 — «хватает ли его с запасом» (норма). Пока оба числа стояли копиями по
коду без имён, борт между ними получал ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ ответы: Cm_α = −0.3
красился зелёным «устойчив» в панелях старого конструктора (там сравнивали с
0) и объявлялся «слабым» в отчёте v2 и в части рейтинга оптимизатора (там —
с −0.5). Копий было ВОСЕМЬ: три в web/templates/designer.html, пять в
web/services/geometry_optimizer.py. Сейчас число одно (CM_ALPHA_REQUIREMENT:
max_exclusive и band_max), а два вопроса называются is_pitch_stable и
has_pitch_stability_reserve; единственность держит обходом всего дерева
tests/threshold_single_source_guard.py (вторая строка реестра семейств), меры
tests/test_cm_alpha_single_source.py. По аэросхеме и назначению борта эта
величина НЕ делится
— в отличие от SM (строка выше) и от Vh/Vv (§ B.6.2):
если такое деление когда-нибудь будет выведено, оно заводится ЗДЕСЬ, а не
вторым числом в коде.

Почему у Cn_beta полосы нет, а у Cl_beta есть. Это не непоследовательность.
Путевой канал у нас измеряется одним прогоном и одним числом, репера для
«достаточно ли 0.03» в источниках этого класса нет — назначить границу значило
бы изобразить точность, которой нет. То же решение и по той же причине приняла
AD-1188 (тогда — на клиенте, в verdicts.js; с AD-1415 критерий живёт на
сервере, а обоснование переехало сюда). У поперечного канала репер есть —
см. ниже.

Cl_beta: откуда полоса 0.05…0.15 по модулю.
Опорная точка — Nelson, Flight Stability and Automatic Control, приложение с
табулированными производными лёгкого самолёта общего назначения (NAVION):
Cl_β = −0.074 1/рад. Наш класс (RC-модель нормальной схемы, поперечное V
2…6°) даёт тот же порядок: замер решателем на дефолтной геометрии v2 —
0°/5°/12° поперечного V → −0.003 / −0.086 / −0.209 1/рад.
Границы полосы назначены НАМИ по этому реперу, и обе имеют смысл, а не
взяты симметрично вокруг него:
- нижняя 0.05 — ниже неё момент восстановления по крену слабее, чем шум от
порыва, и борт из крена сам не выходит (по замеру выше это поперечное V
меньше ≈3°, то есть ровно та зона, где RC-модели «валятся» в крен);
- верхняя 0.15 — выше неё эффект поперечного V начинает преобладать над
путевым каналом, и появляется колебание рыскания-крена («голландский шаг»,
на RC — характерное покачивание с крыла на крыло). Это ХАРАКТЕР, а не отказ,
поэтому выход за неё — «внимание», а не «критично».

Полоса сознательно объявлена нашей калибровкой на названном репере, а не
цитатой из источника: диапазона именно для RC-моделей в открытых источниках
нет, и выдавать назначенное число за опубликованное нельзя.

SM: почему полоса разная у разных аэросхем (AD-1411).
Полоса запаса устойчивости — это КРИТЕРИЙ ВЫХОДА петли центровки, а не
украшение числа, и у летающего крыла он другой: рекомендованный диапазон ЦТ
бесхвостки порядка 15…25 % САХ при запасе 3…8 % (эталонная схема процесса,
docs/reference/skyforge-design-flow-reference.md § 3, ветвление V1 — там же
записано следствие: «схема, в которой критерий выхода записан одной константой
на все ветки, — неверна»). Физическая причина: у бесхвостки нет ГО, продольная
жёсткость идёт от стреловидности и крутки самого крыла и по величине заметно
меньше (замер решателем на дефолтной геометрии v2: Cm_α = −1.47 у классики
против −0.16 у бесхвостки на тех же слайдерах), поэтому конвенциональные
5…15 % для неё означали бы недостижимо переднюю центровку и потерю власти
руля тангажа. У утки полоса НЕ ВЫВЕДЕНА — она зависит от соотношения
площадей ПГО и крыла (тот же § 3), и подставлять ей конвенциональную было бы
чужим обязательством под её именем: у критерия остаётся только жёсткая граница
по знаку. Машинная форма — web/services/avl/scheme.py
(SchemeSpec.static_margin_band), читает её
designer_v2_stability.static_margin_requirement; второй копии этих чисел в
коде быть не должно.

δ_РВ: почему у этого раздела своего порога НЕТ.
Потребный угол отклонения руля — величина стадии S14b, и её обязательство уже
объявлено ниже, в § «Достаточность управления» (механический ход 30°, запас
80 % от него). Второй порог здесь дал бы ДВА разных ответа про одно число, то
есть ровно тот дефект, ради которого заведена вся эта таблица.

Первая редакция AD-1415 такой порог всё же завела (10°/15° — «граница
применимости линейной модели руля»), потому что раздела ниже тогда не
существовало. С его появлением расхождение снято в пользу канона, а прежний
довод сохранён — но КАК ОГОВОРКА К ИЗМЕРЕНИЮ, не как требование к борту:
оценка Cm_δe = −η·Vh·a·τ (web/services/avl/elevator.py) линейна по
отклонению, а эффективность плоского руля следует линейной теории лишь до
умеренных углов и дальше падает из-за срыва на отклонённой кромке
(Abbott & von Doenhoff, Theory of Wing Sections). Практическое следствие: за
пределами линейного участка показанный угол ЗАНИЖЕН, настоящий больше — и это
свойство метода, а не отдельная норма.

⚠ Оба места, где хорда руля превращается в его эффективность τ, обязаны
брать ОДНУ кривую — полином Sadraey из таблицы коэффициентов ниже
(control_authority.js::FLAP_EFFECTIVENESS_FIT
web/services/avl/elevator.py::FLAP_EFFECTIVENESS_FIT). Теория тонкого
профиля даёт на той же доле хорды 0.71 против 0.56 и завышала бы власть руля
на четверть.

B.6.2 Объёмы оперения Vh/Vv — полосы по НАЗНАЧЕНИЮ и схеме

Добавлено AD-1437. До тикета у обоих коэффициентов вердикт БЫЛ, но его зоны
жили в клиенте (geometry.js::TAIL_VOLUME_HINT_RANGES, Vh 0.4…0.7,
Vv 0.02…0.05) — то есть вне единственного источника порогов устойчивости
(§ B.6.1), ОДНОЙ парой чисел на любой борт и в третьей редакции чисел
(подпись «Typical range» в разметке несла свою копию). Показатель с неверно
откалиброванной зоной говорит «в норме» там, где не норма, и человек строит
по нему аппарат.

Полоса Vh (объём горизонтального оперения) — по назначению борта:

Назначение (purpose) Полоса нормы Vh Чем продиктована
trainer, cruiser 0.50…0.70 борт обязан прощать ошибку: устойчивость по тангажу важнее скорости реакции, ГО крупное
glider 0.40…0.60 длинная хвостовая балка добирает объём ПЛЕЧОМ, а не площадью — лишняя площадь стоит массы и сопротивления там, где считают каждый ватт
acro, racer 0.35…0.55 короткая связка и малое демпфирование по тангажу — условие манёвренности; власть по тангажу добирается ХОРДОЙ руля, а не объёмом

Полоса Vv (объём вертикального оперения):

Назначение (purpose) Полоса нормы Vv
glider 0.020…0.040
trainer, cruiser, acro, racer 0.020…0.060

Откуда взяты границы и что в них НАШЕ. Полное объединение обеих таблиц —
Vh 0.35…0.70 и Vv 0.02…0.06, то есть РОВНО пара из § B.2 (практика
RC-моделизма). Разбиение по назначению — не новые числа, а разрезание уже
принятого диапазона класса RC
: ни одна полоса за него не выходит, и борт,
который был «в норме» по прежней паре, не становится ненормальным сам по себе —
он получает вердикт СВОЕГО класса.

Порядок классов (кому нужен объём больше, кому меньше) взят у Raymer,
Aircraft Design: A Conceptual Approach, табл. «Tail volume coefficient»:
там планер (c_HT = 0.50, c_VT = 0.02) стоит ниже одномоторного самолёта
общего назначения (0.70 / 0.04), а манёвренный аппарат — ниже обоих по
c_HT. Абсолютные значения этой таблицы НЕ переносятся, и это вывод, а не
экономия: она описывает полноразмерные аппараты, и прямой перенос c_HT = 0.70
на RC-тренер объявил бы недостаточным почти любой борт нашего класса — замер на
актуальном коде (AD-1359/AD-1382/AD-1384 уточнили плечо, стреловидность
оперения и развели плечи ГО/ВО): дефолтный проект v2 даёт Vh = 0.559, а тот
же тренер на крыле точки проектирования S04 — Vh = 0.400. Это тот самый
случай «эталон грубее/чужероднее измеряемого» (.claude/rules/dev-approach.md,
признак 3), и цитировать чужой класс как свой порог нельзя.

Чего разбиение НЕ делает — и это сказано, а не умолчано:

  • Vv между trainer/cruiser/acro/racer НЕ разбит. Обоснованного
    репера для такого разбиения в источниках этого класса нет: у Raymer
    различаются полноразмерные классы, которым наши четыре назначения не
    соответствуют ни одним. Отдельные полосы здесь были бы изображённой
    точностью — ровно то, чего § B.6.1 не делает у Cn_beta. Единственное
    разбиение, у которого репер ЕСТЬ, — планер (c_VT = 0.02 против 0.04
    у GA — самый сильный контраст всей таблицы).
  • trainer и cruiser имеют ОДНУ полосу Vh, acro и racer — тоже.
    Источника, который развёл бы их по объёму оперения, нет; выдумывать разницу,
    чтобы «в таблице у каждого была своя строка», значит вернуть ту же болезнь в
    другой форме.
  • Жёсткой границы (critical) ни у Vh, ни у Vv НЕТ. Выход из полосы —
    «внимание»: это ХАРАКТЕР борта (вялый или строгий по тангажу), а не отказ, и
    канон эпика AD-1110 (R8) запрещает гейтить сборку значением коэффициента.
    Настоящий отказ по этому каналу ловят Cm_alpha/SM/Cn_beta выше — у них
    жёсткая граница есть.

Схемы, для которых эталона НЕТ. Полосы выше установлены для нормальной
схемы
(conventional) — оперение позади крыла, формулы Vh/Vv выведены
именно для неё.

Схема Что делает продукт
conventional вердикт по полосам выше
canard коэффициенты СЧИТАЮТСЯ (формулы применимы зеркально), но установленного эталона полос для ПГО нет — вердикт не выносится вовсе, показывается число и причина. Рекомендованные диапазоны для утки в источниках нашего класса отсутствуют, а подставить сюда полосы нормальной схемы значит выдать чужой критерий за свой
flying_wing коэффициентов НЕТ как величин (оперения нет вовсе) — вопрос о полосах не возникает; это уже сделано geometry.js::armMismatchReason кодом not_applicable

Экран БЕЗ назначения борта вердикта не выносит и говорит об этом (AD-1444).
Полоса зависит от назначения, поэтому экран, который назначения не знает,
физически не может сказать «в норме для ЭТОГО борта». Такой экран в продукте
один — СТАРЫЙ редактор (web/templates/designer.html и панель устойчивости
3D-вида web/static/js/aero3d.js, она же на странице компоновки): там
Vh/Vv показываются ЧИСЛОМ, без зелёной зоны и без окраски значения, а
рядом стоит абзац, называющий причину молчания. Это то же состояние «эталона
нет», что у утки в таблице выше, и та же граница честности: показать
объединённую полосу 0.35…0.70 значило бы оставить зелёный указатель, который
уже не означает «в норме для этого борта» (учебный борт с Vh = 0.40 получал
зелёный в v1 и «внимание» в v2 — ровно этот дефект). Научить старый редактор
назначению — не решение: развивать его мы не будем.

Машинная форма всего раздела — web/services/designer_v2_stability.py
(TAIL_VOLUME_H_BAND_BY_PURPOSE, TAIL_VOLUME_V_BAND_BY_PURPOSE,
TAIL_VOLUME_REFERENCE_SCHEMES), и второй копии этих чисел в коде быть не
должно — ни в JS, ни в разметке; это машинно сторожит реестр
tests/threshold_single_source_guard.py (семейство «объёмы оперения Vh/Vv»,
AD-1444) обходом всего дерева, включая шаблоны старого редактора.

B.6.3 Ходы рулей и момент приводов — расчёт, на который ссылаются гейты (AD-1540)

До AD-1540 два гейта требовали то, чего в схеме не было: PDR — «привод выбран
и подтверждён расчётом», MRR/TRR — «ходы соответствуют расчёту». Расчёта,
дающего эти ходы, ни один шаг не производил.

Шаг производит:

  1. Назначенные отклонения по трём каналам (тангаж / крен / рыскание) —
    числом в градусах в обе стороны, включая дифференциал элеронов, если он
    принят;
  2. Шарнирный момент каждой поверхности — из её площади, хорды и
    скоростного напора расчётного случая (случаи и коэффициенты Ch_α/Ch_δ
    § «Достаточность управления», второй копии этих чисел здесь нет);
  3. Подбор привода по классам из того же раздела.

Результат: таблица «поверхность → ход, ° → шарнирный момент → выбранный
привод», масса приводов и проводки возвращена в § B.5
Успех: каждому каналу хватает хода и момента; масса вернулась в развесовку
Не успех: момента не хватает → привод тяжелее (возврат в B.5 с новой
массой) или меньше хорда руля; хода не хватает → возврат к B.2/B.1 за
площадью поверхности
Критерий: момент выбранного привода не менее двойного расчётного
шарнирного, потребное отклонение ≤ 80 % механического хода, масса приводов
учтена в центровке. Дом обоих чисел (×2 и 80 %) — § «Достаточность
управления»
; здесь они названы как критерий шага, а не объявлены заново


B.6.4 Вертикальное положение крыла — вклад в Cl_beta

Добавлено AD-1369. Номер B.6.4, а не B.6.3: третий занят «Ходами рулей»
(AD-1540) — правка по ревью, до неё в каноне было ДВА раздела B.6.3, и
ссылка «см. § B.6.3» вела в оба.

Прежняя редакция § B.6.1 держала здесь абзац «что порогами
НЕ проверяется»: вертикального положения крыла в v2 не было как параметра,
расчёт шёл в допущении «среднеплан», и допущение называлось в отчёте. Теперь
параметр есть (DesignerV2Params.wingPosition), поправка считается, а
оговорка снята — вместе с причиной, а не отдельно от неё.

Почему решатель тут бессилен. Весь эффект вертикального положения на
Cl_beta — это ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ крыла с корпусом: при скольжении поток обтекает
фюзеляж и у высокоплана поджимается под наветренную консоль (момент на выход из
крена), у низкоплана — наоборот. Наш VLM фюзеляж как тело не строит вовсе
(в модель попадают только несущие поверхности), поэтому подъём крыла в
геометрии решателя вернул бы ТО ЖЕ ЧИСЛО. Слагаемое приходит эмпирической
поправкой из источника — это осознанная граница метода, а не заплатка.

Формула. DATCOM 5.2.2.1, в изложении Roskam, Airplane Design Part VI,
§ 10.2.4.1 (слагаемое интерференции крыло-фюзеляж в разложении Cl_β):

ΔCl_β = 1.2 · √A · z_w · (2·d) / (57.3 · b²)      [1/градус]
ΔCl_β = 1.2 · √A · z_w · 2·d / b²                 [1/рад]

A — удлинение крыла, b — размах, d — ВЫСОТА корпуса,
z_w — расстояние от оси корпуса до ¼ корневой хорды, положительное вниз
(у низкоплана z_w > 0). Крыло стоит НА корпусе, поэтому z_w = ∓d/2, и
выражение сворачивается в ΔCl_β = ∓1.2·√A·d²/b²: высокоплан делает Cl_β
БОЛЕЕ отрицательным (устойчивее), низкоплан — менее. Машинная копия —
web/services/avl/wing_position.py, и она единственная.

Величина Значение Откуда
Коэффициент слагаемого 1.2 DATCOM 5.2.2.1 / Roskam Part VI § 10.2.4.1
z_w/d высокоплана −0.5 геометрия: корень на верху корпуса
z_w/d среднеплана 0 геометрия: корень на оси
z_w/d низкоплана +0.5 геометрия: корень на низу корпуса
z_w/d подкосного (parasol) −0.5 названная нижняя граница: крыло поднято ещё на высоту стоек, которой у нас нет ни как параметра, ни как геометрии; настоящий стабилизирующий вклад БОЛЬШЕ показанного. Уточняется параметром высоты стоек (S07)
d fus_diameter · clamp(aspect, 0.5…2.0) · max(r_frac(обвод, 0.4), 0.03) высота корпуса на станции крыла, а не по миделю. Отклонение от источника (Roskam берёт максимальный габарит) осознанное: интерференция идёт с тем корпусом, которого крыло реально касается, и ровно на него садит корень рендер — одно число на расчёт и на картинку. На дефолте и на всех трёх пресетах станция крыла лежит на полном сечении, то есть числа совпадают с конвенцией источника. Кламп пропорции и пол доли сечения — те же, что накладывает на них построитель тела (fuselage_geometry): расчёт обязан видеть тот корпус, который построен, а не тот, который принёс документ

Ползунок тонкой подстройки (v1). Значения z_w/d в таблице выше — случай
«крыло стоит на обшивке», и он единственный у designer v2. У v1-дизайнера рядом
с селектом положения живёт ползунок wing_position_offset (0…1), двигающий
корень ВНУТРИ выбранного положения; тогда z_w/d интерполируется в диапазоне
своего положения (high −0.25…−0.5, mid +0.2…−0.2, low +0.5…+0.25
WING_ROOT_Z_FRAC_RANGE, зеркало диапазонов превью v1). Разбиение по
положениям и его границы заданы UI v1 и в канон не вводятся как новая физика:
это тот же z_w формулы, просто заданный непрерывно. Одно определение — одна
функция (wing_position.wing_root_z_offset).

Порядок величины — расчёт вместо прежней оценки. До AD-1369 § B.6.1
оценивал эффект «на глаз» как «±2…3° поперечного V, то есть ±0.05 1/рад».
Расчёт по формуле выше:

Борт b, м A d, м ΔCl_β на сторону эквивалент по поперечному V
дефолтный v2 1.5 8.52 0.10 ∓0.0156 ∓0.9°
пресет «Учебный» 1.5 7.6 0.121 ∓0.021 ∓1.3°
полный корпус 1.5 8.52 0.30 ∓0.14 за полосой нормы целиком

Эквивалент считается по замеру решателя 0°/5°/12° → −0.003/−0.086/−0.209
(AD-1415). Прежняя оценка ЗАМЕНЕНА расчётом, а не оставлена рядом с ним: двух
ответов на один вопрос у канона быть не должно. Вывод её при этом не отменяется
— эффект растёт КВАДРАТИЧНО по высоте корпуса, и уже на рядовом борте полный
размах высокоплан↔низкоплан составляет треть ширины полосы 0.05…0.15, то есть
у пограничного борта положение крыла переводит вердикт через границу. Потому оно
параметр, а не константа.

Область применимости названа, а не зажата клампом. Корреляция DATCOM
построена на телах с d/b порядка 0.1…0.2; ползунки v2 позволяют собрать
борт, где корпус сравним с размахом, и там квадратичный член даёт величину, за
которую источник не отвечает. Границу здесь СОЗНАТЕЛЬНО не назначаем: любое
такое число было бы подобрано по месту — ровно то, что этот раздел запрещает
(см. преамбулу § B.6.1). На таком борте за полосу нормы выходит и сам вердикт,
то есть пользователь получает «внимание», а не тихо правдоподобный ответ.


B.7 Оценка лётных характеристик

  • Потребная vs располагаемая мощность
  • Скороподъёмность
  • Дальность / время полёта
  • Vstall
  • Скорость максимальная

Результат: Подтверждённые ЛТХ
Успех: Все ЛТХ ≥ требований ТЗ
Не успех: Хотя бы один параметр < требования → возврат к sizing или приводу
Критерий: Каждый параметр ТЗ выполнен с запасом ≥ 5%


B.8 Выбор материалов и технологии изготовления

  • PLA+ / PETG (3D-печать)
  • Бальза + плёнка
  • EPP / EPO (пена)
  • Карбон / стекловолокно (композит)
  • Комбинированный

Результат: Материал для каждого элемента, технология изготовления
Успех: Материалы доступны, технология освоена, стоимость в бюджете
Не успех: Материал недоступен или технология не освоена
Критерий: Все материалы в наличии, стоимость ≤ бюджет


B.8.1 Числа материалов: плотность, допустимая толщина, масса конструкции

Раздел заведён AD-1414 под стадию S03 эталонной схемы
(skyforge-design-flow-reference.md): до него перечень материалов выше был
списком названий без единого числа, а масса конструкции — величина, которую
материал уточняет, — считалась только по размаху и назначению (AD-1407).
Продукт читает эти строки как данные (web/services/designer_v2_manufacturing.py
и его клиентское зеркало manufacturing.js), поэтому у каждой колонки назван
источник и статус: паспортная величина (свойство материала), практика
класса
(устоявшееся правило постройки) или контрольная точка (оценка
порядка величины по классу, а не измерение).

Материал Способ Плотность, кг/м³ Мин. толщина, мм Масса конструкции, кг
PLA 3D-печать 1240 0.45 1.20
PETG 3D-печать 1270 0.50 1.25
LW-PLA (вспенивающаяся) 3D-печать 620 0.60 0.80
Бальза + плёнка наборная 160 1.50 0.60
Липовая фанера + бальза наборная 450 1.00 0.85
EPP пена 30 2.00 0.75
XPS пена 33 1.50 0.70

Плотность — паспортная величина. PLA 1.24 г/см³ и PETG 1.27 г/см³ —
стандартные значения филамента, одинаковые у всех производителей. LW-PLA
базово тот же PLA, но при штатном вспенивании (около 250 °C, поток ~50 %)
плотность детали падает примерно вдвое — отсюда 620. Авиамодельная бальза идёт
сортами 100–200 кг/м³, берётся середина; тонкая липовая (тополиная) фанера
«liteply» — 450. Пены: EPP 30, XPS 33 — типовые марки, применяемые в моделях.

Минимальная толщина — практика класса, а не паспорт. Для печати это
толщина стенки: доминирующая практика печатных авиамоделей — печать в ОДИН
периметр соплом 0.4 мм, то есть 0.45 мм с учётом реальной ширины экструзии;
требование «два периметра» запрещало бы основную технологию класса. PETG
печатают чуть шире (0.5), вспенивающийся филамент — ещё шире, потому что
вспенивание увеличивает фактическую ширину экструзии (0.6). Для наборной
конструкции это толщина нервюры/шпангоута: бальзовая нервюра тоньше 1.5 мм
ломается при обтяжке плёнкой, фанерная работает от 1.0 мм. Для пены — толщина
задней кромки, которую оставляет струна: тоньше 1.5–2 мм кромка прожигается.

Масса конструкции — КОНТРОЛЬНАЯ ТОЧКА, оценка порядка величины. Столбец
задаёт массу ГОЛОЙ конструкции (планер без оборудования) одного и того же
борта: размах 1.5 м, класс «тренер» — той самой точки, на которой откалибрована
оценка взлётной массы эталонной схемы (S04: тренер 1.5 м → 1.4 кг взлётной).
Числа отражают устойчивое соотношение классов, наблюдаемое в парке: печатный
планер этого размера весит порядка 1.1–1.3 кг (комплекты класса 3DLabPrint /
Eclipson), бальзовый наборный — около 0.6 кг, готовый пенный тренер — около
0.75 кг. Это ОЦЕНКИ, а не измерения, и они названы так намеренно.

Как из этого получается число в продукте. Материал уточняет РОВНО ОДНУ
величину — массу конструкции (граф зависимостей эталонной схемы). Продукт не
заводит второго правила её расчёта: он берёт оценку по размаху и назначению
(AD-1407) и домножает её на БЕЗРАЗМЕРНЫЙ коэффициент материала, равный
отношению контрольной массы материала к СРЕДНЕЙ контрольной массе трёх опорных
материалов (PLA, бальза, EPP — по одному на способ; среднее 0.85 кг).

Материал Коэффициент
PLA 1.41
PETG 1.47
LW-PLA 0.94
Бальза + плёнка 0.71
Липовая фанера + бальза 1.00
EPP 0.88
XPS 0.82

Нормировка средним, а не «печать = 1», выбрана сознательно: доля массы
конструкции во взлётной массе (35 %) введена эталонной схемой для парка в
целом, а не для одной технологии. Приняв единицей печать, продукт объявил бы,
что схема всё это время описывала печатный борт, и разом утяжелил бы оценку
всем. Среднее оставляет прежнюю оценку посередине и РАЗДЕЛЯЕТ её по материалам.

Чего эта таблица не делает. Коэффициент принят НЕ ЗАВИСЯЩИМ от размаха и
назначения — их вклад уже несёт оценка взлётной массы. Это допущение; снимается
оно фактической развесовкой построенного борта, а не уточнением таблицы.
Композита в таблице нет: у него не описаны ни ограничения геометрии, ни
конечные стадии, ни правило массы, а значение, ничего не меняющее, хуже его
отсутствия.


B.8.2 Ориентация печати — проектное решение, а не настройка слайсера (AD-1540)

Требование: для КАЖДОГО несущего элемента заданы материал И ориентация
слоёв
, и расчётная прочность в этой ориентации внесена в исходные данные
прочностного расчёта (§ C.6). Не «печатается как удобно», а строка в
спецификации наравне с материалом.

Обоснование. Межслойная прочность печатной детали составляет 30–60 %
от прочности в плоскости слоя (разброс — материал, температура, геометрия
сечения; поэтому диапазон, а не число). Типовой отказ печатного крыла —
расслоение в корне, то есть разрушение ровно по межслойной плоскости, а не
по материалу. Прочностной расчёт, взявший паспортный предел филамента, считает
деталь вдвое-втрое прочнее, чем она есть, и FoS ≥ 2.0 в отчёте не значит
ничего.

Результат: для каждого несущего элемента — материал, ориентация слоёв,
принятая расчётная прочность в этой ориентации
Успех: ни один силовой поток не идёт поперёк слоёв без учёта межслойного
предела
Не успех: элемент нагружен поперёк слоёв → сменить ориентацию, добавить
армирование (лонжерон, пруток), либо принять межслойное значение в расчёт и
пересчитать § C.6 (рост массы → возврат к B.5)
Критерий: в спецификации у каждого несущего элемента заполнены материал,
ориентация и расчётная прочность; § C.6 считается ИМИ, а не паспортом
филамента


B.9 Шасси и способ старта (AD-1540)

Раздела не существовало, при этом на его результат ссылались ЧЕТЫРЕ места:
FEM узла шасси (§ C.6), рулёжка (§ E.3), чекбокс FRR и ограничение по взлётной
дистанции (§ A.2). Номер отражает место в нумерации фазы; РЕШАЕТСЯ шаг сразу
после § B.4 — клиренс винта общий у привода и шасси, а способ старта меняет
диаграмму ограничений фазы A.

Числа шасси — варианты, доли массы, размеры опор, продольное положение и
вклад в сопротивление — живут в § «Шасси: варианты, размеры, масса и
положение» (AD-1410); второй копии здесь нет.
Этот раздел добавляет то, чего
там нет: РЕШЕНИЯ и КРИТЕРИИ.

B.9.1 Первое решение — способ старта

Способ Шасси Что следует из выбора
С руки нет § B.9 дальше пропускается; § E.3 (рулёжка) НЕ применяется; ограничение по взлётной дистанции в § A.2 не строится
Катапульта нет (посадка на брюхо) то же, плюс расчётный случай перегрузки схода — вход § C.6
С полосы есть раздел выполняется целиком
Посадка на брюхо (пуск с руки/катапульты) нет усиление нижней поверхности фюзеляжа — вход § C.2

⚠ Это первое решение, а не следствие: выбрав «с руки», конструктор снимает с
себя целую ветвь требований — и обязан записать это ЯВНО, чтобы гейты FRR и
MRR не требовали пройденной рулёжки у борта, который не рулит.

B.9.2 Схема шасси

Трёхстоечная (носовая стойка) или с хвостовой опорой. Сравнение по массе и
сопротивлению — таблица вариантов § «Шасси: варианты…»; ниже — геометрические
критерии, которые от схемы зависят.

B.9.3 Геометрия — формулы

Репер — базовая линия X по § B.5.1; z вниз от линии осей колёс, x — назад.

угол касания хвостом      = arctan( z_хв / x_хв )
угол опрокидывания назад  = arctan( (x_главн − x_cg) / z_cg )
  • x_хв, z_хв — вынос и превышение хвостового среза относительно точки
    касания основных опор;
  • x_главн — продольное положение основных опор, x_cg/z_cg — положение ЦТ
    в той же системе.

Линия касания хвостом — 15° от горизонта: это угол, на котором борт при
взятии ручки на себя коснётся хвостом; он же задаёт максимальный угол атаки на
отрыве. Меньше — борт «пашет» хвостом раньше, чем набирает подъёмную силу;
больше — угол отрыва не достигается ходом руля.

B.9.4 Критерии

Критерий Значение Смысл
Угол опрокидывания вбок (вид СВЕРХУ) < 60° борт не заваливается на крыло в развороте
Угол опрокидывания вбок (вид СПЕРЕДИ) > 25° то же ограничение с другой проекции; ниже 25° колея слишком узкая
Центровка для ХВОСТОВОЙ схемы 16…25° назад от вертикали через главное колесо ЦТ позади опоры — иначе борт садится на нос при торможении; больше 25° — путевая неустойчивость на разбеге
Угол стоянки хвостом вниз (хвостовая схема) 10…15° угол атаки крыла на разбеге

Статус чисел. Сами критерии (углы опрокидывания вбок, положение ЦТ
относительно главного колеса, угол стоянки) — общепринятая рамка проектирования
шасси; она разобрана у Raymer, «Aircraft Design: A Conceptual Approach»,
§ 11.2–11.3. КОНКРЕТНЫЕ границы выше приведены по сверке AD-1540 и поимённой
страницей первоисточника не подтверждены — это проектные ориентиры класса, а не
опубликованная норма. На наш класс они переносятся законно ровно потому, что
безразмерны (углы), в отличие от абсолютных клиренсов (§ B.9.6).

Средства исправления при превышении угла опрокидывания: шире колея, ниже
стойки, длиннее база. Порядок именно такой: колея — самый дешёвый по массе
рычаг, высота стоек ограничена клиренсом винта (§ B.9.6).

B.9.5 Доля веса на носовую стойку

Граница Значение Что означает
Жёсткий пол 5 % ниже нет сцепления носового колеса — руление становится невозможным
Проектная полоса 8…15 % рабочий диапазон
Жёсткий потолок 20 % выше — перегруз носовой стойки, тяжёлый отрыв носа

Источники: Raymer § 11.2–11.3; Currey, «Aircraft Landing Gear Design» (1988),
с. 27–28 — пол
6 %, предпочтительно 8 % при ЗАДНЕЙ центровке,
доходящие до
15 % при передней; Chai & Mason § 3.3.3.

Оговорка Chai & Mason, обязательная к воспроизведению: «это рекомендации,
а не требования».
Числа выше — не физический предел и не сертификационная
норма; борт с 7 % не «неисправен». Пол 5 % — наша нижняя граница, названная по
механике сцепления; Currey называет 6 %, и это расхождение не скрывается.

Проверять на ОБОИХ предельных положениях центровки, а не на номинале. У RC
батарея — крупнейшая подвижная масса, и её штатный сдвиг между вариантами
загрузки перекладывает вес с носа на основные опоры сильнее, чем любые другие
компоненты. Доля, посчитанная на номинальной центровке, может лежать в 8…15 %
и при этом уходить за пол на заднем пределе.

Честная оговорка про боковой ветер. Управление на разбеге в боковой
ветер в НАШЕМ классе — задача руля направления, а не доли нагрузки на нос.
Расчёт: момент от киля растёт как КВАДРАТ скорости, а сцепление колеса
постоянно (оно ограничено весом на стойке, который от скорости не зависит) —
поэтому ни одна доля нагрузки не удерживает машину на курсе выше
≈ 5 м/с разбега. Требовать от носовой стойки курсовой устойчивости на
разбеге бессмысленно: до 5 м/с её хватает почти при любой доле, после — не
хватает ни при какой.

B.9.6 Клиренс винта

Дюймовые значения из практики большой авиации сюда НЕ переносятся — они
абсолютные и не масштабируются на борт с размахом 1.5 м.

Что проверяется Наш критерий
Просвет «конец лопасти — земля» при МАКСИМАЛЬНОМ обжатии амортизации/стоек не менее 15–20 мм
То же при крене (просадка на одну сторону, неровность полосы) просвет остаётся положительным
Прогиб печатной или проволочной стойки ПОД НАГРУЗКОЙ учтён ОТДЕЛЬНЫМ запасом сверх обоих пунктов

Числа 15–20 мм — практика класса (винты 8–12″ на борте 1–2 кг): меньший
просвет означает, что первая же кочка или посадка с недолётом уносит винт, а
часто и вал мотора. Это НАША граница по классу, а не цитата.

Результат: способ старта; при наличии шасси — схема, база, колея, высота
стоек, доля веса на носовую стойку на обоих пределах центровки, клиренс винта
Успех: все критерии § B.9.4–B.9.6 выполнены на ОБОИХ предельных
положениях центровки
Не успех: угол опрокидывания вне полосы → колея/высота/база (§ B.9.4);
доля на носу вне 8…15 % → двигать компоненты (правило § B.5.2), а не
основные опоры, если положение опор уже обосновано центровкой; клиренс винта
не проходит → меньше диаметр винта с ПЕРЕСЧЁТОМ § B.4.1 (тяга и ток) или выше
стойки с перепроверкой углов опрокидывания
Критерий: шасси/способ старта зафиксированы; углы опрокидывания и доля на
носовую стойку в полосах на обоих пределах центровки; клиренс винта ≥ 15–20 мм
при максимальном обжатии и положителен при 5° крена; масса и положение шасси
возвращены в § B.5


B.10 Матрица отказов и реакция систем (AD-1540)

Шаг заведён AD-1540. До него единственной формой работы с отказами был
чекбокс FRR «пилот брифован» — то есть ответственность за отказ переносилась
на человека в момент, когда что-то менять уже поздно.

Для каждого отказа заранее задан ожидаемый ответ системы и способ
проверки на земле
:

Отказ Ожидаемый ответ системы Проверка на земле
Потеря связи failsafe: заданное положение рулей и газа (для нашего класса — газ в ноль, рули в нейтраль или пологая спираль), поведение задано, а не «как приёмник настроен с завода» выключение передатчика на земле при подключённой батарее, наблюдение фактических положений (§ E.2)
Потеря питания приёмника приёмник и рули держатся при просадке от одновременной перекладки всех приводов (пиковый ток — § «Достаточность управления»); резервирование питания принято ЯВНО (отдельный BEC / буферный конденсатор / без резервирования) перекладка всех поверхностей одновременно с замером напряжения на приёмнике
Отказ мотора борт планирует; проверено, что при нулевой тяге он балансируется рулём высоты (моментная связь тяги — вход § B.6) и что качества хватает на возврат/безопасную посадку планирование заложено расчётом; на земле — проверка балансировки на нулевом газе
Сваливание на взлёте назначены скорость отрыва и минимальный угол набора; поведение на сваливании — мягкое (§ F.3), крутка/сужение подобраны (§ B.1) статическая проверка ходов и углов; на земле не воспроизводится — фиксируется как ОГРАНИЧЕНИЕ проверки, а не как «проверено»

Строка, которую нельзя проверить на земле, так и записывается
«проверке на земле не поддаётся». Матрица, в которой все четыре строки
получили галочку, — самообман: сваливание на взлёте на земле не
воспроизводится в принципе.

Результат: матрица «отказ → ответ системы → способ проверки» с заполненными
четырьмя строками
Успех: у каждого отказа назван КОНКРЕТНЫЙ ответ системы (а не «пилот
среагирует») и способ проверки либо явная отметка о непроверяемости
Не успех: ответ системы не определён → это проектное решение, а не
инструкция пилоту: возврат к § B.4 (резервирование питания), § B.6 (власть
рулей) или § B.1 (характер сваливания)
Критерий: все четыре строки заполнены; проверяемые строки перенесены в
чек-лист § E.2


═══ GATE: PDR / Go-NoGo #2 ═══

Вопрос: Конфигурация заморожена? Можно переходить к деталировке?

Критерии прохождения:
- [ ] Геометрия крыла, оперения, фюзеляжа определена
- [ ] Привод выбран и подтверждён расчётом
- [ ] CG в допуске для всех загрузок
- [ ] SM = 5-15%
- [ ] Все ЛТХ ≥ ТЗ
- [ ] Материалы выбраны, у каждого несущего элемента задана ориентация печати (B.8.2)
- [ ] Способ старта выбран; при наличии шасси — критерии B.9 выполнены
- [ ] Матрица отказов заполнена (B.10)
- [ ] Ходы рулей и приводы подтверждены расчётом B.6.3
- [ ] Цикл B.2↔B.3↔B.5 сошёлся по ОБОИМ критериям сразу (B.5.2)
- [ ] BOM предварительный составлен
- [ ] Нет open critical issues

Не прошли: Возврат к B.1-B.10 или к Фазе A (если проблема фундаментальная — ~20% проектов)


ФАЗА C: DETAIL DESIGN

Цель: Спроектировать КАЖДУЮ деталь для производства.

C.1 Конструкция крыла

  • Нервюры (количество, расположение, форма)
  • Лонжерон(ы) (позиция, сечение, материал)
  • Передняя и задняя кромки
  • Обшивка
  • Крепление к фюзеляжу (разъём или цельное)
  • Вырезы под сервоприводы

Результат: CAD-модель крыла со всеми деталями
Успех: Конструкция выдерживает расчётные нагрузки, собирается, разбирается
Не успех: Нагрузки не проходят → усиление → рост массы → возврат к B.5
Критерий: FoS ≥ 2.0 (для RC), масса крыла ≤ весового бюджета


C.2 Конструкция фюзеляжа

  • Шпангоуты / рамы
  • Ложемент батареи (с фиксацией!)
  • Моторама
  • Площадки под электронику
  • Лючки доступа

Результат: CAD-модель фюзеляжа
Успех: Все компоненты размещаются, доступ есть, жёсткость достаточна
Не успех: Компоненты не влезают или доступ затруднён
Критерий: Все компоненты помещаются, лючки достаточные, крепления надёжные

C.2.1 Тепловой режим (AD-1540)

Обычный печатный пластик теряет жёсткость при 55–60 °C (температура
стеклования PLA — около 60 °C, PETG — около 80 °C; § B.8.1 даёт плотности, но
не тепло). Это ниже температуры, до которой штатно нагреваются мотор и
регулятор под нагрузкой, поэтому тепловой режим — вопрос конструкции, а не
эксплуатации.

Проектируется:

  • охлаждение привода и электроники — сквозной тракт воздуха: вход впереди,
    выход СЗАДИ (в зоне разрежения), регулятор в потоке, а не в кармане;
    пункты компоновки — чек-лист § B.3.4;
  • материал моторамы — с температурой размягчения ВЫШЕ расчётной
    температуры узла. Печатная моторама из PLA у горячего мотора — типовая
    причина «самопроизвольного» изменения угла установки мотора в полёте.

Критерий проверяется на земле — § E.2.

Результат: тракт охлаждения на CAD-модели, материал моторамы с названной
температурой размягчения
Успех: у каждого греющегося узла назван путь отвода тепла; материал
моторамы выдерживает расчётную температуру
Не успех: узел без охлаждения → перекомпоновка (§ B.3.4); материала с
нужной температурой нет → металлическая/фанерная вставка в мотораме или
смена материала (возврат к § B.8, масса → § B.5)
Критерий: температура размягчения материала каждого нагруженного теплом
узла выше расчётной температуры этого узла; подтверждение — тест § E.2


C.3 Конструкция оперения

  • Стабилизатор (горизонтальный / V-tail / T-tail)
  • Рули (навеска, ход)
  • Крепление к фюзеляжу
  • Тяги управления / сервоприводы

Результат: CAD-модель оперения
Успех: Рули обеспечивают расчётные углы отклонения, конструкция жёсткая
Не успех: Люфт в навеске, недостаточный ход руля
Критерий: Ход руля ≥ расчётного, люфт < 0.5°


C.4 Электрическая схема

  • Разводка проводки
  • Размещение приёмника, FC, FPV
  • Сервоприводы (тип, момент, скорость)
  • Антенны (GPS, RC link, video)

Результат: Электрическая схема, список компонентов
Успех: Все соединения определены, длина проводов оптимальна, нет помех
Не успех: Помехи между компонентами, провода не дотягиваются
Критерий: Все компоненты подключены, провода с запасом, антенны не экранированы


C.5 Подготовка к производству

  • STL файлы для 3D-печати (разбивка на секции под стол принтера)
  • DXF для лазерной/CNC резки (нервюры из бальзы/фанеры)
  • Раскрой композитов (если применимо)
  • Сборочные инструкции

Результат: Файлы для производства + инструкция сборки
Успех: Все файлы готовы, инструкция понятна, все детали помещаются на стол принтера
Не успех: Деталь не помещается → перенарезка, ошибка в размерах → перемоделирование
Критерий: Все секции ≤ размер стола принтера, все соединения определены


C.6 Прочностной анализ (FEA)

  • Распределение нагрузок (V-n диаграмма → нагрузки на крыло)
  • FEM ключевых узлов (корень крыла, моторама, шасси)
  • Factor of Safety

Вход для узла шасси — § B.9 (схема, база, колея, высота стоек,
распределение веса по опорам). При старте с руки/катапульты узла шасси нет,
а расчётным случаем становится перегрузка схода с катапульты либо посадка на
брюхо — то, что зафиксировано в § B.9.1.
Прочность материала берётся В ОРИЕНТАЦИИ ПЕЧАТИ (§ B.8.2), а не по
паспорту филамента: иначе FoS ≥ 2.0 получается на прочности, которой у
детали нет.

Результат: Stress report, подтверждение прочности
Успех: FoS ≥ 2.0 везде, деформации в допуске
Не успех: Negative margin → усиление → рост массы → возврат к B.5
Критерий: FoS ≥ 2.0 для RC (≥ 3.0 по BMFA), max деформация крыла < 5% полуразмаха


C.7 Оценка флаттера (AD-1540)

До AD-1540 флаттер упоминался в схеме РОВНО ОДИН раз — как симптом в § F.2
(«Не успех: flutter, вибрации…»), то есть узнать о нём предполагалось в
полёте, ценой модели. Флаттер разрушает конструкцию за секунды, поэтому его
место — в конце фазы C, когда жёсткости и массы уже известны.

Оценивается критическая скорость флаттера V_фл — по жёсткости на
кручение и изгиб консоли, её погонной массе и положению центра масс сечения
относительно линии четверти хорды. Это ОЦЕНКА порядка величины (инженерная
формула/упрощённая двухстепенная модель), а не поверочный расчёт: полноценный
флаттерный анализ требует данных, которых на этой стадии нет, и он в схему НЕ
вводится.

Флаттер и дивергенция — РАЗНЫЕ явления, и запас по одному не является
запасом по другому.
§ B.1 показывает трёхкратный запас по крутильной
ДИВЕРГЕНЦИИ (статическая потеря устойчивости на кручение); флаттер —
динамическая связь изгиба, кручения и хода руля, и он наступает СИЛЬНО раньше
дивергенции. Ссылаться на запас из § B.1 как на «флаттер нам не грозит»
нельзя.

Критерий: V_фл ≥ 1.3 · V_max (максимальной скорости из ТЗ). Запас 30 % —
общепринятая практика запаса по флаттеру, перенесённая на наш класс; она
покрывает разброс жёсткостей печатной детали и неточность самой оценки.

Если критерий не проходит — три рычага, в порядке цены:

  1. массовая балансировка руля (груз впереди оси навески — снимает связь
    изгиб-отклонение руля; самый дешёвый по массе рычаг);
  2. толщина обшивки (крутильная жёсткость кессона растёт с толщиной
    напрямую);
  3. жёсткость конструкции — лонжерон, замкнутый контур носка, уменьшение
    удлинения (§ B.1) — возврат к B.5 с новой массой.

⚠ Люфт в навеске (§ C.3, < 0.5°) — не «качество сборки», а вход этой оценки:
свободный ход руля резко снижает V_фл.

Результат: оценка V_фл и её сравнение с 1.3·V_max
Успех: V_фл ≥ 1.3·V_max при принятых жёсткостях и балансировке
Не успех: запаса нет → рычаги 1-3 выше; при исчерпании — ограничить V_max
в ТЗ (возврат к A.1) и записать ограничение в § F.2
Критерий: V_фл ≥ 1.3·V_max; для каждой управляющей поверхности назван
способ балансировки (или явно записано «не балансирована» с обоснованием)


═══ GATE: CDR / Go-NoGo #3 ═══

Вопрос: Можно строить? Все расчёты сходятся?

Критерии прохождения:
- [ ] CAD-модель полная (все детали)
- [ ] Stress report: FoS ≥ 2.0 везде
- [ ] Масса CAD-модели ≤ весового бюджета + 10% margin
- [ ] Файлы для производства готовы (STL/DXF)
- [ ] BOM финальный, все компоненты заказаны/в наличии
- [ ] Инструкция сборки написана
- [ ] CG пересчитан с финальными массами — в допуске
- [ ] Оценка флаттера: V_фл ≥ 1.3·V_max (C.7)
- [ ] Тепловой режим спроектирован, материал моторамы назван (C.2.1)

Не прошли: Возврат к C.1-C.7 (локальные доработки) или B (если масса вышла за бюджет)


ФАЗА D: MANUFACTURING / PROTOTYPING

Цель: Изготовить и собрать первый лётный экземпляр.

D.1 Изготовление деталей

  • 3D-печать секций (крыло, фюзеляж, оперение)
  • Резка нервюр (лазер/CNC/ручная)
  • Изготовление лонжеронов
  • Закупка и подготовка ПКИ (мотор, сервы, электроника)

Результат: Все детали изготовлены, ПКИ в наличии
Успех: Все детали соответствуют чертежам, стыкуются
Не успех: Деталь не подходит → перепечатка/переделка, компонент не в наличии → ждать
Критерий: Все детали готовы, визуальный осмотр пройден


D.2 Сборка

  • Сборка крыла (нервюры + лонжерон + обшивка)
  • Сборка фюзеляжа
  • Сборка оперения
  • Установка привода (мотор + ESC + проп)
  • Прокладка электрики
  • Установка электроники (приёмник, FC, FPV)
  • Навеска рулей + подключение серв
  • Стыковка крыла с фюзеляжем

Результат: Собранный самолёт
Успех: Всё собирается без доработок напильником, рули ходят свободно
Не успех: Детали не стыкуются → подгонка, рули заедают → переделка навески
Критерий: Сборка завершена, все рули работают, мотор крутится


D.3 Взвешивание и центровка

  • Взвешивание полностью собранного самолёта
  • Определение фактического CG
  • Сравнение с расчётным
  • Балансировка (если нужно — перемещение батареи, добавление груза)

Результат: Фактическая масса и CG
Успех: Масса ≤ MTOW, CG в диапазоне 25-35% MAC
Не успех: Масса > MTOW → облегчение или пересмотр ТЗ. CG за пределами → перекомпоновка (двигать компоненты — § B.5.2)
Критерий: Масса ≤ MTOW, CG = 25-35% MAC (±2%) — нормальная схема; окно
другой схемы — § «Центровочное окно — ФУНКЦИЯ АЭРОСХЕМЫ»


═══ GATE: MRR + TRR / Go-NoGo #4 ═══

Вопрос: Самолёт собран? Готов к испытаниям?

Критерии прохождения:
- [ ] Сборка завершена
- [ ] Масса ≤ MTOW
- [ ] CG в допуске
- [ ] Все рули работают, ходы соответствуют расчёту
- [ ] Мотор работает, тяга проверена
- [ ] Электроника работает (RC link, телеметрия)
- [ ] Визуальный осмотр: нет трещин, люфтов, незакреплённых элементов

Не прошли: Устранение дефектов → повторная проверка


ФАЗА E: GROUND TESTING

E.1 Статические нагрузки

  • Нагружение крыла (мешки с песком / грузы) до расчётной нагрузки
  • Проверка деформации (измерение прогиба)
  • Проверка на остаточную деформацию после снятия нагрузки

Результат: Крыло выдерживает расчётную нагрузку
Успех: Прогиб ≤ 5% полуразмаха при n=3g, нет остаточной деформации
Не успех: Разрушение или остаточная деформация → усиление конструкции
Критерий: Нагрузка n * MTOW / 2 на каждую консоль, без разрушения


E.2 Функциональные тесты

  • Все рулевые поверхности: направление, ход, скорость
  • Мотор: полный газ, торможение
  • Failsafe: поведение при потере связи
  • Телеметрия: корректность данных
  • Расход тока: соответствие расчёту
  • Тепловой прогон (AD-1540): 60 с полного газа на земле, сразу после
    остановки — замер температуры мотора и регулятора
  • Проверка дальности радиолинии (AD-1540): на ПОНИЖЕННОЙ мощности
    передатчика (режим range check), с мотором на полном газе
  • Проверяемые строки матрицы отказов (§ B.10): failsafe, просадка питания
    приёмника при одновременной перекладке всех поверхностей

Результат: Все системы работают корректно
Успех: Все тесты пройдены
Не успех: Руль в обратную сторону (самая частая ошибка!), failsafe не срабатывает
Критерий: Чек-лист функциональных тестов — 100% пунктов. Отдельно:
(а) температура мотора и регулятора после 60 с полного газа на земле — не
выше температуры размягчения материала узла (§ C.2.1) и не выше паспортного
предела регулятора
; (б) дальность на пониженной мощности с работающим на
полном газе мотором соответствует заявленной производителем для этого режима

⚠ Почему газ обязателен в обоих тестах: на земле нет набегающего потока, и
60 с полного газа — самый тяжёлый тепловой режим борта (хуже, чем полёт);
работающий регулятор — главный источник наводок на приёмник, и проверка связи
без него проверяет не ту систему.


E.3 Рулёжка (Taxi test)

  • Руление по земле на малой скорости
  • Проверка управляемости на земле
  • Разбег без отрыва (если шасси есть)

Применяется только при старте с полосы (§ B.9.1). При пуске с руки или
катапульты шага НЕТ — не «пропущен», а неприменим; в этом случае чекбокс
FRR закрывается ссылкой на решение § B.9.1.
Управление курсом на разбеге проверяется рулём направления, а не долей веса
на носовой стойке — обоснование в § B.9.5.

Результат: Самолёт управляем на земле
Успех: Прямолинейное руление, повороты, торможение
Не успех: Неуправляемость → проверка шасси, CG, рулей
Критерий: Устойчивое руление, нет тенденции к развороту


═══ GATE: FRR / Go-NoGo #5 ═══

Вопрос: Готов к первому полёту?

Критерии прохождения:
- [ ] Статические нагрузки пройдены
- [ ] Все функциональные тесты — OK
- [ ] Taxi test — OK (применимость определена § B.9.1: при старте с руки/
катапульты шага нет)
- [ ] Тепловой прогон и проверка дальности радиолинии под нагрузкой — OK (E.2)
- [ ] Погода подходящая (ветер < 5 м/с для первого полёта)
- [ ] Матрица отказов (§ B.10) заполнена, её проверяемые строки пройдены на
земле, непроверяемые — названы как ограничение

- [ ] Пилот брифован (расчётные характеристики, аварийные процедуры) — брифинг
идёт ПО матрице отказов, а не вместо неё
- [ ] Зона полёта безопасная
- [ ] Телеметрия работает

Не прошли: Устранение проблем → повторные тесты


ФАЗА F: FLIGHT TESTING

F.1 Первый полёт

  • Консервативные режимы (50% газа, простые манёвры)
  • Прямолинейный полёт, пологие повороты
  • Оценка триммирования
  • Посадка

Результат: Самолёт летает, управляем
Успех: Устойчивый полёт, адекватная реакция на рули, мягкая посадка
Не успех: Неуправляемость, крен, пикирование → аварийная посадка → анализ причин
Критерий: Самолёт совершил круг и сел без повреждений


F.2 Расширение режимов (Envelope expansion)

  • Полный диапазон скоростей (от Vstall до Vmax)
  • Крутые повороты
  • Набор высоты на полном газе
  • Планирование с выключенным мотором

Результат: Подтверждённый диапазон режимов
Успех: Все режимы ТЗ достигнуты без проблем
Не успех: Flutter, вибрации, потеря управляемости на каком-то режиме → ограничение envelope
Критерий: Все параметры ТЗ подтверждены в полёте


F.3 Stall testing

  • Определение фактической скорости сваливания
  • Характер сваливания (мягкий/резкий, с креном/без)
  • Восстановление из сваливания

Результат: Vstall фактическая, характер сваливания
Успех: Vstall ≤ расчётной, мягкий срыв, предупреждение (бафтинг), лёгкое восстановление
Не успех: Резкий срыв с креном (опасно!) → нужен washout или vortex generators
Критерий: Vstall ≤ расчётной * 1.05, характер мягкий


F.4 Валидация ЛТХ

  • Фактическая скороподъёмность
  • Фактическое время полёта
  • Фактический расход тока
  • Сравнение с расчётом

Результат: Фактические ЛТХ vs расчётные
Успех: Отклонение ≤ 15% от расчёта
Не успех: Отклонение > 30% → ошибка в расчётах или изготовлении → анализ
Критерий: Каждый параметр ТЗ выполнен с фактическим замером


ИТЕРАЦИОННЫЕ ПЕТЛИ (возврат назад)

Петля 1: Sizing не сходится → ослабить ТЗ

Вероятность: 10-20% проектов
Триггер: MTOW растёт с каждой итерацией
Действие: Уменьшить требования (скорость, время полёта, нагрузку)

Петля 2: Preliminary → Conceptual

Вероятность: ~20% проектов
Триггер: CL_max недостижим, центровка не балансируется, конструкция слишком тяжёлая
Действие: Смена схемы или профиля

Петля 3: Detail → Preliminary (самая частая)

Вероятность: ~50% проектов
Триггер: FoS < 2.0 → усиление → рост массы → CG сдвигается
Действие: Локальные изменения конструкции, перебалансировка

Петля 4: Ground Test → Detail

Вероятность: ~30% проектов
Триггер: Статика не прошла, руль заедает
Действие: Усиление узла, переделка навески

Петля 5: Flight Test → Detail/Preliminary

Вероятность: ~70% первых прототипов
Триггер: Характеристики не соответствуют, вибрации, управляемость
Действие: От мелких доработок (vortex generators, перебалансировка) до серьёзных (новый стабилизатор)


CG — "KING CONSTRAINT"

Всё проектирование крутится вокруг допустимого диапазона центровки.

CG влияет на:
- Устойчивость (SM) — слишком передний CG = тяжело тянуть на себя, расход руля
- Управляемость — слишком задний CG = неустойчивость, опасно
- Trim drag — нетриммированный самолёт тратит руль на балансировку = доп. сопротивление
- Расположение ВСЕХ компонентов — батарея двигается для балансировки

Допустимый диапазон: 25-35% MAC (для статически устойчивого RC)
Оптимум: 28-32% MAC (SM = 5-10%)

Центровочное окно — ФУНКЦИЯ АЭРОСХЕМЫ (AD-1540)

Пара чисел выше описывает нормальную схему, а § A.3 разрешает выбрать и
другую. Универсальным окно быть не может: у бесхвостки нейтральная точка лежит
принципиально иначе, и 25–35 % САХ для неё физически неверны.

Схема Центровочное окно Где число живёт
conventional (нормальная) 25–35 % САХ, оптимум 28–32 % ЗДЕСЬ — это дом числа
flying_wing (летающее крыло) своё, заметно более переднее по САХ § B.6.1 (полоса SM 3…8 % и рекомендованный диапазон ЦТ бесхвостки) + docs/reference/skyforge-design-flow-reference.md § 3. Второй копии числа здесь нет намеренно
canard (утка) НЕ ВЫВЕДЕНО — зависит от соотношения площадей ПГО и крыла § B.6.1; остаётся только жёсткая граница по знаку SM

Требование к § A.3: схема фиксируется ВМЕСТЕ со своим окном. Если схема
выбрана, а окно не названо (или для неё эталона нет), это должно быть записано
явно — «для этой схемы установленного окна нет», — а не заменено окном
нормальной схемы. Подстановка чужого окна выглядит как консервативность, а на
деле даёт борту требование другого аппарата.


Коэффициенты бюджета сопротивления

Раздел заведён в AD-1404 и служит ЕДИНСТВЕННЫМ источником числовых
коэффициентов для расчёта паразитного сопротивления
(web/services/avl/drag_budget.py). Нужного коэффициента здесь нет — он
добавляется СЮДА с указанием источника, а не подбирается по месту в коде.

Почему у каждого тела свой коэффициент, а не общая надбавка. Общий
множитель «на всё прочее» не создаёт ни одной проверяемой величины и делает
модель нечувствительной к геометрии: борт с обтекателями на стойках и борт без
них получают одно и то же число. Три тикета подряд (AD-1373, AD-1378, AD-1404)
чинили один и тот же дефект — тело существует физически и не заведено в сумму.

Интерференция стыков — множители Q

Источник: Raymer D.P., «Aircraft Design: A Conceptual Approach», таблица
коэффициентов интерференции метода Component Buildup.

Стык Q Примечание
Фюзеляж 1.0 надбавки нет
Высокоплан, среднеплан или низкоплан с хорошим зализом 1.0 зализ для того и делается
Низкоплан без зализа 1.1…1.4
Оперение 1.03…1.08 нижняя граница — с зализами, верхняя — голый стык
Законцовка крыла (винглет и пр.) 1.03…1.08 тот же стык «несущая к несущей»; у печатного RC-борта зализа нет → верх диапазона (AD-1368)
Гондола/внешний груз непосредственно на фюзеляже или крыле 1.3 оба расположения нашего редактора
То же, на пилоне ближе диаметра 1.5 у нас не встречается
То же, дальше диаметра 1.0

Интерференция стыка крыло-фюзеляж — формула

Источник: Hoerner S.F., «Fluid-Dynamic Drag» (1965), раздел об
интерференции стыков несущей поверхности с телом.

Δ(D/q) = [0.8·(t/c)³ − 3·10⁻⁴] · c_корн²      — на ОДИН стык, м²

t/c — относительная толщина корневого профиля, c_корн — корневая хорда.
Вклад растёт как куб толщины и как квадрат хорды: толстое корневое
сечение на широкой хорде и есть то место, где стык стоит дорого. При
t/c < 0.072 выражение уходит ниже нуля — это предел применимости формулы, а
не тяга: результат обрезается нулём.

Зализ снимает надбавку целиком (Q = 1.0 по таблице выше).

Плохо обтекаемые тела — Cd по МИДЕЛЮ

Источник: Hoerner S.F., «Fluid-Dynamic Drag» (1965) — разделы о
сопротивлении цилиндра в поперечном потоке, профилированных стоек и шасси.

⚠ Эти тела нельзя считать методом Component Buildup (Cf × FF × S_смоч):
у них поток отрывается сразу за миделем, и формула обтекаемого тела занизила бы
вклад в разы.

Тело Cd по миделю Мидель
Стойка круглого сечения (Re 10⁴…2·10⁵) 1.2 диаметр × длина
Стойка в обтекателе (удлинение ≈3) 0.10 то же
Колесо с покрышкой, открытое 0.25 диаметр × ширина
Колесо в обтекателе («штанина») 0.15 то же

Обтекатель окупается больше чем на порядок по стойке — именно это различие и
должна показывать модель.

Щели навески управляющих поверхностей

Источник: Hoerner S.F., «Fluid-Dynamic Drag» (1965), раздел о сопротивлении
щелей и уступов.

Δ(D/q) = Cd_щели · w · L,   Cd_щели = 0.05

w — ширина щели, L — длина линии навески; коэффициент отнесён к проходному
сечению
щели.

Перекрёстная проверка порядка величины. F. Thomas, «Fundamentals of
Sailplane Design»: негерметизированные щели рулей стоят борту
ΔCD ≈ 2·10⁻⁴ по площади крыла. На дефолтной геометрии нашего редактора формула
выше даёт 5.4·10⁻⁴ при щели в 2% хорды — тот же порядок при заметно более
грубых щелях печатного борта. Два независимых источника сходятся, значит
коэффициент не выдуман.

Что этими коэффициентами НЕ считается

  • Шероховатость поверхности по технологии изготовления. Cf берётся для
    гидравлически гладкой поверхности. Поправка требует высоты шероховатости, а
    стадии «способ изготовления и материал» в редакторе нет вовсе.
  • Торцевые щели по краям управляющих поверхностей — на порядок короче щелей
    навески и лежат вдоль потока.
  • Профильное сопротивление самого крыла — считается ОТДЕЛЬНО, по поляре
    профиля в рабочей точке, и в паразитный бюджет не входит по определению.

Отсюда следует граница сравнения. Типовой диапазон «CD0 борта класса RC =
0.02…0.04» относится к полному CD0 — сумме паразитного бюджета и профильного
сопротивления крыла. Сравнивать с ним один только паразитный подтотал нельзя:
это две разные величины, и принять их за одну — тот же класс ошибки, что
посчитать тело дважды.


Шасси: варианты, размеры, масса и положение

Раздел заведён в AD-1410 и служит ЕДИНСТВЕННЫМ источником чисел по шасси
(web/services/designer_v2_landing_gear.py и его клиентское зеркало
web/static/js/tools/designer_v2/landing_gear.js). Cd плохо обтекаемых тел
берётся из таблицы выше — второй копии коэффициентов здесь нет.

Шаг процесса, который эти числа потребляет, — § B.9 «Шасси и способ
старта»
(решения, углы опрокидывания, доля веса на носовую стойку, клиренс
винта, критерии выхода). Здесь — ЧИСЛА, там — РЕШЕНИЯ; разнесено намеренно,
чтобы не завести вторую копию ни того, ни другого.

Шасси — решение с вариантами, а не галочка. До AD-1410 в редакторе не
существовало ни геометрии, ни параметра, поэтому вклад шасси в сопротивление был
не мал, а тождественно нулевым по построению: has_fixed_gear всегда
False. Признак дефекта тот же, что у мотогондол (AD-1373) и оперения
(AD-1378) — тело существует физически и не заведено в сумму, только здесь у него
не было даже входа.

Варианты и что каждый меняет

Вариант Опоры В потоке на крейсере Доля взлётной массы
нет (пуск с рук, катапульта, посадка на брюхо) нет 0
трёхопорное с носовой стойкой 2 основные + носовая да 0.055
трёхопорное с хвостовой («хвостовое колесо») 2 основные + хвостовое да 0.040
убирающееся 2 основные + носовая, в нишах нет 0.085
  • «Нет шасси» — ЗАКОННЫЙ вариант, а не отсутствие выбора: борт запускают с рук
    или катапультой и сажают на брюхо. Ноль здесь — следствие выбранного
    варианта, а не отсутствия модели.
  • Убирающееся шасси даёт РОВНО ноль в сопротивлении на крейсере (в потоке
    стоек нет — их мидель равен нулю точно, а не приближённо), но массу и объём
    в фюзеляже не теряет
    и в развесовку входит наравне с остальными. Именно
    поэтому доля массы у него САМАЯ БОЛЬШАЯ — механизм уборки, замки и приводы.
  • Хвостовая схема легче и дешевле по сопротивлению носовой: хвостовое колесо
    на порядок меньше основного (см. size_ratio ниже), а управляемой носовой
    стойки с её приводом нет вовсе.

Источник долей массы: Raymer D.P., «Aircraft Design: A Conceptual
Approach», статистические групповые массы лёгкого самолёта — шасси ≈ 5–6 % W₀
при неубирающемся исполнении, убирающееся тяжелее в полтора раза. Значения выше
— КАЛИБРОВКА этого диапазона на класс RC (доли, а не абсолютные килограммы),
и это НАЗВАННОЕ ДОПУЩЕНИЕ: уточняется фактическим взвешиванием собранного шасси
ровно так же, как масса конструкции.

Шасси — ОТДЕЛЬНАЯ массовая группа, не часть массы конструкции планера.
Доля 0.35 m₀ (STRUCTURE_MASS_FRACTION, эталонная схема S18) относится к
крылу, фюзеляжу и оперению; шасси добавляется СВЕРХ неё. Сложить их в одну долю
означало бы посчитать одну массу дважды либо потерять её целиком — тот же класс,
что тело без строки в бюджете сопротивления.

Размеры опор — от размаха и мидели фюзеляжа

Величина Правило На дефолтном борте редактора
Длина основной стойки 1.2 · D_фюз (клиренс = полвысоты корпуса + радиус колеса) 0.12 м при D_фюз = 0.10 м
Толщина стойки 0.05 · L_стойки 6 мм
Диаметр колеса 0.04 · размах 60 мм при размахе 1.5 м
Ширина покрышки 0.33 · D_колеса ≈ 20 мм

Точка калибровки — конкретный борт, а не «типичные» числа. Все четыре
правила подобраны так, чтобы на дефолтной геометрии редактора (размах 1.5 м,
фюзеляж ⌀0.1 м) дать РОВНО те размеры шасси тренера нашего класса, на которых
AD-1404 замерял вклад в бюджет: стойки 120×6 мм, колёса ⌀60×20 мм. Замер оттуда
(на ДВУХ опорах): неубирающееся шасси даёт +87 % к паразитному бюджету,
шасси в обтекателях — +24 %.

Замер AD-1410 на полном бюджете дефолтного борта (фюзеляж + оперение + стык
крыла; три опоры вместо двух):

Вариант cd0 шасси Рост полного паразитного бюджета Масса шасси
нет 0 0 % 0 г
трёхопорное с носовой 0.0124 +136 % 77 г
трёхопорное с хвостовой 0.0095 +105 % 56 г
то же в обтекателях 0.0027 +29 % 89 г
убирающееся 0 0 % 120 г

Именно эта таблица и есть ответ на вопрос «что меняет выбор шасси»: раньше все
пять строк были одинаковыми нулями.

Опоры разного размера считаются ЭКВИВАЛЕНТНЫМ числом основных. Сопротивление
линейно по числу опор, поэтому набор из основных и одной уменьшенной опоры
сводится к дробному числу опор основного размера по МИДЕЛЮ:
n_экв = n_осн + size_ratio². Это точная арифметика, а не приближение, и она
позволяет не заводить второй способ суммирования — тела по-прежнему складывает
одна функция drag_budget.landing_gear_parasite_drag.

Опора size_ratio (линейный масштаб к основной)
Основная 1.0
Носовая 0.9
Хвостовое колесо 0.4

Масса распределяется между опорами как куб масштаба (геометрическое
подобие): хвостовое колесо весит ~6 % основной опоры, носовая стойка — ~73 %.

Продольное положение опор — вход развесовки

Положение основных опор относительно ЦТ и есть то, что отличает носовую схему
от хвостовой на земле, поэтому у каждого варианта оно СВОЁ (CG — "KING CONSTRAINT" выше: ЦТ статически устойчивого RC-борта — 25–35 % САХ).

Опора Положение Почему
Основные, носовая схема 0.45 САХ от передней кромки САХ ПОЗАДИ ЦТ: борт опирается на них и не капотирует
Основные, хвостовая схема 0.15 САХ от передней кромки САХ ВПЕРЕДИ ЦТ: иначе борт садится на хвост при торможении
Носовая стойка 0.15 длины фюзеляжа от носа шпангоут моторамы
Хвостовое колесо 0.95 длины фюзеляжа от носа хвостовой срез

Убранное шасси остаётся на месте по X и уходит на ось по Y — ниши в
фюзеляже там же, где опоры выпускаются, поэтому продольная центровка убирающейся
схемы совпадает с носовой, а вертикальная — нет.

Законцовки крыла — типовые геометрии

Раздел заведён в AD-1368 и служит ЕДИНСТВЕННЫМ источником геометрии
законцовочных устройств для кода (web/services/designer_v2_planform.py
WINGTIP_DEFSweb/static/js/tools/designer_v2/geometry.js WINGTIP_DEFS).
Нужной законцовки здесь нет — она добавляется СЮДА с указанием источника, а не
подбирается по месту.

Что считается, а что нет. Законцовка у нас — не поправочный коэффициент к
удлинению и не «плюс столько-то процентов качества», а РЕАЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ
планформа: она уезжает решателю секцией крыла, и индуктивное сопротивление он
считает по ней сам, по вихревой пелене. Поэтому в таблице нет и не может быть
столбца «выигрыш, %»: величина вычисляется, а не назначается. Второе
определение той же величины (множитель к AR или к числу Освальда) —
запрещено: оно давало бы два способа получить одно число.

Почему длина панели задана ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ВЫНОСОМ, а не высотой. И расчёт,
и рендер наращивают панель по горизонтали, а подъём получают из угла развала
(z = y·tg Γ). При параметризации высотой законцовка типа raked (развал 0°,
высота 0) не выражается вовсе, а почти вертикальный «фин» требовал бы деления
на tg 90°. Высота — производная: высота = вынос · tg Γ.

Тип Вынос, доли b/2 Развал Γ от горизонтали, ° Стреловидность ¼ хорды, ° Сужение (к хорде законцовки крыла) Высота, доли b/2
прямая (none) 0
raked 0.050 0 40 0.55 0
winglet_up 0.027 75 25 0.65 0.10
winglet_down 0.027 −75 20 0.65 −0.10
blended 0.070 55 30 0.55 0.10
fin 0.0042 88 8 0.45 0.12
sharklet 0.0437 70 35 0.40 0.12

Источники.

  • Whitcomb R.T., NASA TN D-8260 (1976) — первичная работа по винглетам:
    панель ставится почти вертикально (в источнике развал задан от вертикали,
    ≈15°, то есть 75° от горизонтали — отсюда наши 75° у winglet_up), высота
    порядка хорды законцовки; выигрыш идёт от разгрузки концевого вихря, а не от
    прироста размаха.
  • Raymer D.P., «Aircraft Design: A Conceptual Approach», раздел о
    законцовках: высота винглета типично 10…15% полуразмаха, сужение панели
    0.4…0.7, стреловидность её ¼ хорды больше крыльевой. Отсюда высоты 0.10…0.12
    и сужения таблицы.
  • Практика транспортных схем (Airbus sharklet, Boeing blended/raked tip):
    «сопряжённый» винглет ставится под меньшим развалом (≈55°) и длиннее;
    «шарклет» — промежуточный (≈70°) с сильной стреловидностью; raked — почти
    горизонтальное продолжение с резко большей стреловидностью, работающее
    ПРИРОСТОМ РАЗМАХА, а не разгрузкой вихря.
  • v1-дизайнер SkyForge (designer.html::WINGTIP_DEFS, семь пресетов) — те
    же семь вариантов и те же развалы: 75/−75/55/88/70 и raked. AD-1368 переносит
    ИХ, а не выдумывает новые, поэтому расхождения между версиями нет.

Цена устройства считается всегда (cd0_wingtips, раздел о бюджете
сопротивления выше): панель добавляет смоченную поверхность. На RC-масштабе
эта цена регулярно превышает выигрыш
— замер по трём типовым бортам
редактора, каждый на СВОЁМ режиме:

Борт (масса, крейсер) CD_i прямая → винглет L/D прямая L/D raked L/D winglet_up
тренер (1.5 кг, 15 м/с) 0.00515 → 0.00451 12.86 12.62 12.44
гоночный (1.6 кг, 30 м/с) 0.00126 → 0.00120 6.93 6.74 6.62
планер (1.2 кг, 12 м/с) 0.00273 → 0.00242 15.15 14.74 14.50

Индуктивное сопротивление падает во всех трёх случаях — качество всё равно
ниже: смоченная поверхность панели (высота 10% полуразмаха) стоит дороже. Это
не дефект расчёта, а свойство малых удлинений и низких Re; вывод «винглет
всегда лучше» из таблицы геометрий не следует
, и пресеты редактора поэтому
раздают ПРЯМУЮ законцовку, а не винглет.

Названное допущение (перекрытие с профильным сопротивлением). Опорная
площадь считается по проекции ПОСТРОЕННОГО планформа, то есть включает ТЕНЬ
панели законцовки, а профильное сопротивление крыла нормируется той же
площадью — значит тень панели (у winglet_up это 25% её истинной площади,
0.0044 м² из 0.0170 м²) учтена и профильным слагаемым, и cd0_wingtips.
Замеренная величина перекрытия — ≈0.7% полного CD на дефолтном борте.
Устранение требует нормировать профильное сопротивление по площади БЕЗ
устройства, то есть завести вторую опорную площадь, — это дороже самой ошибки
и запрещено каноном одной опорной площади (AD-1222).

Названное допущение (устройству начислена ЦЕНА, но не МАССА). Масса
конструкции планера оценивается корреляцией по размаху КРЫЛА
(m_констр = доля · k(назначение) · b^2.6, реализация —
web/services/designer_v2_mass.py), и никакого
геометрического входа, кроме размаха, у неё нет. Значит панель законцовки
добавляет к отчёту сопротивление (cd0_wingtips), но НЕ добавляет ни грамма
массы — борт с винглетом выходит немного легче реального. Порядок
недоучёта: у winglet_up истинная площадь обеих панелей ≈0.0170 м² против
0.264 м² крыла дефолтного борта (дефолты: span 1.5 м, rootChord 0.22 м,
taper 0.6), то есть 6.5% несущей поверхности, не отражённые в массе. Дописать
сюда «плюс столько-то грамм за винглет» нельзя:
это было бы ВТОРОЕ правило массы (по площади) рядом с действующим (по
размаху) — тот же класс, что вторая опорная площадь. Закрывается не поправкой,
а отдельной стадией развесовки по площадям несущих поверхностей; до неё
ограничение названо здесь и в докстрингах
(web/services/designer_v2_mass.py; в designer_v2_analysis — инлайн у
wingtip_surfaces внутри build_avl_geometry, там же, где законцовке
начисляется сопротивление).

Удлинение борта с устройством считается по ОПОРНОЙ паре. Размах в
числителе AR = b²/S — опорный, то есть проекция ПОСТРОЕННОГО планформа на XY
(с тенью панели), ровно та же величина, которой решатель нормирует
коэффициенты (b_ref), а площадь в знаменателе — та же опорная S_ref. У
raked построенное удлинение поэтому РАСТЁТ (вынос 5% полуразмаха → b_ref
1.05·b), и это правильный ответ: устройство работает приростом размаха. Взять в
числитель размах КРЫЛА при площади С устройством значило бы показать
пользователю упавшее удлинение там, где построенное выросло, — две величины под
одним именем (AD-1222/AD-1368).

Транспортное ограничение ТЗ проверяется ПОСТРОЕННЫМ размахом. «Не шире X»
(maxTransportSpanM, S01) сверяется с той же опорной проекцией на XY, а не с
размахом крыла params.span: в багажник едет то, что построено, а построенный
габарит по оси Y у raked шире крыла на 5%, у blended — на 7%. Оставить там
params.span значило бы пропускать ограничение с превышением до 7% — по
расчёту борт влезает туда, куда физически не входит (тот же класс, что
AD-1222). Складывания/разъёмности у v2 нет, поэтому транспортный габарит равен
построенному полётному — допущение названо
(transport_span_equals_flight_span) и показывается пользователю.


ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПОТОКИ

КРЫЛО:       [геометрия]─[конструкция]─[FEA]─[файлы для печати]────>
                  │             │          │
ОПЕРЕНИЕ:    [геометрия]─[конструкция]─────────────────────────────>
                  │             │                    ║ Параллельно,
ФЮЗЕЛЯЖ:    [геометрия]─[конструкция]─[компоновка]─────────────────>  связаны
                  │             │          │         ║ через CG
ПРИВОД:      [подбор мотора]─[пропеллер]─[батарея]─────────────────>
                  │             │          │
ЭЛЕКТРОНИКА: [выбор]─────[схема]─────[закупка]─────────────────────>

Точки синхронизации: CG analysis (B.5) — ждёт данные от ВСЕХ потоков.


ДОСТАТОЧНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ: коэффициенты и расчётные случаи

Добавлено AD-1416 — стадия S14b эталонной схемы
(docs/reference/skyforge-design-flow-reference.md). Раздел собирает числа,
которых в этом справочнике не было: до него «привод выбран и подтверждён
расчётом» (критерий выхода фазы B) не опирался ни на одну величину.

Устойчивость и управляемость — разные вопросы. Устойчивость отвечает
«вернётся ли аппарат к режиму сам», достаточность управления — «хватит ли
власти рулей, чтобы им управлять». Модель может быть устойчивой и
неуправляемой: слабый привод отдаёт руль набегающему потоку.

Расчётные случаи

Случай Скорость Что определяет Поверхность
Балансировка на крейсере V_кр угол, на котором руль стоит в горизонтальном полёте РВ
Вывод из крена V_кр потребный темп крена элероны
Посадка 1.3·V_свал балансировка на Cl захода РВ
Боковой ветер заход + ветер балансировка скольжения РН
Шарнирный момент 1.4·V_кр (VNE) нагрузку на привод все

Посадочная скорость 1.3·V_свал — общепринятая практика RC (запас 30 % над
сваливанием); V_свал считается по Cl_max крыла, а не по типовому числу:
типового Cl_max не бывает, он свойство профиля и планформа.

Коэффициенты

Величина Значение Источник
Эффективность руля τ(c_f/c) полином 4-й ст.: −6.624x⁴ + 12.07x³ − 8.292x² + 3.295x + 0.004625 Sadraey, Aircraft Design: A Systems Engineering Approach (2013), гл. 12
— контрольные точки τ(0.20)=0.42, τ(0.28)=0.50, τ(0.35)=0.56, τ(0.50)=0.67 там же
Наклон линии подъёмной силы a = a₀/(1 + a₀/(π·e·AR)), a₀ = 2π, e = 0.9 теория несущей линии Прандтля
Cd0 борта 0.02 типовое для RC-моделей (Raymer, гл. 12; вход демпфирования крена)
КПД потока у оперения η_h 0.9 типовое (Raymer, гл. 16)
Cm_ac профиля −0.05 ходовые RC-профили с положительной кривизной (NACA 2412)
Целевая спираль крена P·b/2V 0.08 0.07…0.09 для тренировочных и спортивных RC
Расчётный боковой ветер 3 м/с типовой предел для лёгкой модели
Ch_α / Ch_δ простого руля −0.005 / −0.008 на градус plain flap, NACA TR-688 / Roskam, Airplane Design ч. VI
Расчётный угол атаки в случае шарнирного момента манёвр/порыв
Механический предел отклонения 30° типовая кинематика качалки RC
Запас по углу ≤ 80 % механического предела критерий «с запасом, а не на упоре» (S14b)
Запас по моменту привода ×2 критерий S14b («порядка двукратного»)
КПД проводки 0.85 трение и податливость тяг
Время реакции управления 0.2 с потребный темп перекладки
Деративка скорости привода под нагрузкой 0.7 паспорт даёт скорость без нагрузки
Люфт проводки < 0.5° § C.3 этого справочника (допущение, не расчёт)
Погонная масса сервокабеля 6 г/м трёхжильный 28 AWG

Классы приводов (паспортные данные при 6 В)

Класс Момент, кг·см Скорость, с/60° Масса, г Стопорный ток, А
микро 5 г 0.8 0.10 5.0 0.45
9 г (TowerPro SG90) 1.8 0.10 9.0 0.70
14 г металл (MG92B) 3.5 0.08 13.8 1.20
55 г (MG996R) 11.0 0.17 55.0 2.50
60 г цифровой (DS3225) 25.0 0.13 60.0 3.50

Две связи, без которых стадия сходится на бумаге

  1. Масса приводов и проводки возвращается в развесовку. Пять приводов по
    9 г — это 45 г на борте расчётной массой 1.5 кг, и стоят они не в ЦТ, а на
    крыле и в хвосте. Проверка достаточности, не вернувшая эту массу в
    центровку, ломает CG — «king constraint» этого справочника.
  2. Ток тракта считается по ПИКОВОМУ, а не среднему потреблению. При
    одновременной перекладке всех поверхностей (порыв, вывод из крена, тест
    рулей на земле) каждый привод берёт стопорный ток; разница с суммой холостых
    токов — два порядка. Стабилизатор питания, подобранный по среднему,
    просаживается ровно в момент, когда управление нужнее всего.

Смешанные поверхности: правило смешивания (AD-1425)

Добавлено AD-1425. До него потребный угол смешанной поверхности не считался
вовсе: элевон отдавал признак «микшер не реализован». Именно на смешанной
поверхности нехватка управления вылезает первой — ход делится между осями, и
полного отклонения не получает ни одна.

Микшер следует из аэросхемы, а не настраивается на глаз (критерий выхода
S14b). Правило: смешанная поверхность берёт на себя ту ось, у которой на борте
НЕТ своей выделенной поверхности, а ход делится между взятыми осями поровну.

Компоновка Оси элевона Доля хода
Летающее крыло (только элевоны) крен + тангаж по 50 % (15° из 30°)
Элевоны + отдельный руль высоты только крен 100 % (30°)
Элевоны + элероны + руль высоты не выводится: доля тут свободный выбор конструктора, и её не угадывают

Равные доли — допущение, а не расчёт: ровно так устроены ходовые микшеры
хобби-аппаратуры и полётных контроллеров. Выводить долю из ПОТРЕБНОСТИ осей
(δ_оси / Σδ) нельзя: доступный оси ход тогда равен её же потребности с
точностью до общего множителя, и вердикт каждой оси вырождается в вердикт суммы.

Три проверки вместо одной

Проверка С чем сравнивается Что ловит
Потребный угол ОСИ доля хода этой оси ось просит больше, чем ей даёт микшер, — при том что сумма может укладываться
Совместный случай δ_крен + δ_тангаж ПОЛНЫЙ механический ход одновременный запрос по обеим осям (выравнивание на посадке с исправлением крена)
Момент привода паспортный момент как и у обычной поверхности

Совместный случай считается по МЕНЬШЕЙ из скоростей осей: потребный угол крена
от скорости не зависит (целевая спираль P·b/2V безразмерна), а
балансировочный растёт с падением скорости.

Управляющая производная тангажа — по НОСИТЕЛЮ поверхности

Носитель Cm_δ Плечо
ГО (руль высоты) a_h·η_h·Vh·τ несколько САХ
Крыло (элевон, бесхвостка) a_w·τ·(S_рул/S)·(x_рул/САХ) доли САХ

x_рул — от ЦТ до центра площади поверхности; ЦТ бесхвостки берётся из запаса
устойчивости (нейтральная точка ≈ ¼ САХ крыла, ЦТ впереди неё на SM·САХ).

Следствие, которое видно сразу: плечо элевона на порядок короче, поэтому
несимметричный профиль (Cm_ac = −0.05 из таблицы выше) обходится бесхвостке
ДЕСЯТКАМИ градусов элевона на балансировку. Это не дефект расчёта, а причина,
по которой летающие крылья строят на S-образных (рефлексных) профилях и с малым
запасом устойчивости. Реальный Cm_ac профиля в расчёт пока не доезжает
(допущение названо в таблице коэффициентов); подмена его «удобным» нулём была бы
приукрашиванием, а не уточнением.

Реализация — web/static/js/tools/designer_v2/control_authority.js
(AD-1416, смешанные поверхности — AD-1425); граница стадии — руддерватор
(записи в каталоге геометрии пока нет) в неё не входит. Механизация (закрылки)
заведена AD-1367 — см. следующий раздел; в достаточность управления она входит
СВОИМ расчётным случаем
шарнирного момента, а её прирост подъёмной силы и сопротивления живёт в поляре
крыла, а не здесь.


МЕХАНИЗАЦИЯ КРЫЛА (закрылки)

Добавлено AD-1367 — паритет v1→v2 по стадии S09 эталонной схемы. Раздел
собирает числа, которых в этом справочнике не было: B.1 упоминал закрылки в
перечне управляющих поверхностей крыла, но ни одного коэффициента под них не
давал.

Закрылок — не четвёртый руль. Руль создаёт момент по оси и поворачивает
борт; закрылок меняет поляру крыла: его выпуск даёт прирост подъёмной силы
и прирост сопротивления. Отсюда и величины, которые он двигает, — скорость
сваливания, посадочная скорость (1.3·V_свал) и CD0 конфигурации, а не темп
крена или балансировочный угол.

Показывать одну половину без другой нельзя. Прирост CL_max без прироста
CD даёт механизацию, которая борт только улучшает, и цена решения остаётся
неназванной — тот же класс, что «обязательство и результат под одним именем»
(§ 14 эталонной схемы).

Положения и углы

Положение Угол выпуска Зачем
Убрано крейсер; поляра чистого крыла
Взлётное 15° прирост подъёмной силы при малой цене по сопротивлению
Посадочное 40° низкая скорость захода и крутая глиссада; сопротивление здесь цель, а не цена

Простой (небалансированный) закрылок дальше ~45° работать перестаёт — поток за
ним срывается целиком, и прирост подъёмной силы падает.

Коэффициенты

Величина Значение Источник
Типовая хорда закрылка c_f/c 0.15…0.30 (домен ползунка 0.15…0.35) Raymer, «Aircraft Design: A Conceptual Approach», гл. 12
Эффективность τ(c_f/c) тот же полином, что у рулей (см. раздел выше) Sadraey, гл. 12
Поправка на большое отклонение η_δ 10°→1.00, 20°→0.83, 30°→0.66, 40°→0.55, 50°→0.46, 60°→0.38 (линейная интерполяция) Roskam, Airplane Design ч. VI, кривая η_δ(δ) для plain flap
Секционный прирост Δcl_max = a₀·τ·η_δ(δ)·δ теория тонкого профиля с эмпирической поправкой
Переход к крылу ΔCL_max = 0.9·Δcl_max·(S_flapped/S_ref)·cos Λ_шарнира Raymer, ур. 12.21
Прирост сопротивления ΔCD = F·(c_f/c)·(S_flapped/S_ref)·(δ − 10°), F = 0.0144 (plain), 0.0074 (щелевой) Raymer, гл. 12
Скорость выпуска V_FE 1.4·V_свал (допущение: своих ограничений эксплуатации в продукте нет) практика RC; заход идёт на 1.3·V_свал

Перекрёстная сверка модели. На 60° и c_f/c = 0.20 формула выше даёт
Δcl_max ≈ 1.05, тогда как Raymer (табл. 12.2) для plain flap приводит
«типичное» 0.9. Порядок и величина сходятся; ужесточать это сравнение нельзя —
сопоставляются метод и табличное значение, а не два расчёта одной модели.

Множитель 0.9 в переходе к крылу учитывает, что максимум подъёмной силы
механизированной и чистой частей крыла достигается на разных углах атаки, и
складывать их полностью неправомерно.

Что этими коэффициентами НЕ считается

  • щелевой и выдвижной (Fowler) закрылок — у них своя F и своя прибавка
    хорды c'/c; каталог v2 знает только простой закрылок, и второй тип приедет
    вместе со своей записью, а не подгонкой этих чисел;
  • смещение аэродинамического центра и момент Cm от выпуска — выпущенный
    закрылок даёт заметный пикирующий момент, который здесь не считается вовсе;
    это вход стадии балансировки, и он остаётся разрывом
    (docs/reference/skyforge-design-flow-gaps.md);
  • потребная длина разбега — величина S16-соседства (нужны располагаемая
    тяга и коэффициент трения качения), этим тикетом не заводилась.

Реализация: web/services/avl/high_lift.py (подъёмная сила),
web/services/avl/drag_budget.py::flap_deployment_drag (сопротивление),
web/services/designer_v2_flaps.py (конфигурация борта → числа расчёта).