Проектирование и изготовление крыльев

[erissky]

Я классику имел ввиду…прямоугольно крыло, один профиль по всей длине…может кто подскажет - имеет право жить подобная конструкция крыла (в качестве главного лонжерона - углепластиковая труба).

По поводу лонжерона-пока толщина обшивки не будет меньше толщины полки лонжерона,то достаточно только стенки.А конструкция довольно распространеная,только я не вижу в ней особой выгоды-труба лучше всего работает на кручение,но не на изгиб крыла.Если хотите обойтись одним лонжероном,работающим на кручение,обратите внимание на коробчатую конструкцию.Сравните результаты прочностных расчетов,масс,и выберите оптимальный вариант.

Дело в том, erissky, что круглый лонжерон больше подходит из технологических соображений:
1) Круглый лонжерон технологически легче и дешевле изготовить (намотка на шланг, потом все дело в трубу готовую пластикувую соответствующего диаметра и подача давления из балона с азотом в шланг, далее инфузия - и шланг резиновый, и трубу легче достать соответствующего размера чем короб квадратного сечения);
Вся эта конструкция оправдана если трубчатый лонжерон воспринимает кручение,т.е. нет доп.стенок или лонжерона.При этом не забудте,что лонжерон будет утолщаться к корню-и это вы считаете технологически оправдано?

2) Как видно на рисунке передний и задний короба образующие крыло фактически "поглашают" трубу внутри, и соответственно при соответствующей культуре производства формообразующих коробов, практически не нужна будет обработка поверхности (чего не скажеш в случае квадратного короба - верхняя и нижняя стороны которого потребуют обработку до формы профиля);

3)Фактически кручение будет нести труба, в то время, когда сопротивление изибу будет обеспечивать Ф образная конструкция (труба и усиления переднего и заднего коробов);

4) Короба планирую изготавливать короткого размера 32-40см длины, и их боковая сторона будет играть роль нервюр.

Есть лы смысл в такой конструкции ?

 

[СОКОЛ]

Мужики объясните мне зачем нужен нижний слой стеклоткани в "сэндвиче"? И вообще как он работает? везде только написано как факт что сэндвич лучше и приведены куча графиков осевых моментов инерции и моментов сопротивления. Как сильно измениться прочность если нижнего слоя не будет? При чем во многих схемах такое применяется.

Сэндич, это когда у тебя сверху и снизу слои прочного материала, один из которых допустим при изгибе растягивается, а другой сжимается. Наполнитель  (который в середине) придает конструкции устойчивость, то есть сохраняет параллельность верхнего и нижнего слоев пирога.
Отними ка один слой и согни сэндвич. Та его сторона, где материал убрали, растянется, благодаря податливости наполнителя, и вся конструкция сломается.
Вот так он и работает вобщем-то. Чем толще слой наполнителя - тем жестче будет вся конструкция. Например огромные изотермические полуприцепы собраны вообще без каркаса - пластиковые панели, у которых внутри пенопласт - очень жесткие.  

Еще раз дико извиняюсь, но опять возник вопрос. (что то сразу не догнал). На сколько я понимаю обшивка будет работать на кручение и изгиб. Если представить картинку касательных сил (кручение) то  получается что внутренний слой сэндвича работает в ту же сторону что и наружный (просто внутренний чуть меньше работает). То же самое и с изгибом. Обшивка работает точно так же. на верхнем обводе профиля сэндвич будет сжиматься на нижнем растягиваться. Единственное на что будет зависеть это на жесткость самой обшивки. То есть продавить ее тяжелее

 

[Sykes]

Сендвичи используются в массовом производстве, когда делается в матрице много заготовок, в единичном морочить себе голову с матрицей нет никакого смысла

 

[СОКОЛ]

я честно говоря не вижу смысла делать сэндвич в СЛА получается слишком прочным крыло, но от этого толку мало и к тому же перетяжелено. с таким же успехом можно тонкий слой пенопласта для образования формы (толщину пенопласта на вкус), а сверху расчетный слой стекла. Причем и посчитать легко. методики уже давно всем известны

 

[СОКОЛ]

да кстати виноват. Про устойчивость я не подумал. а это меньше нервюр перегородок итд. Так что есть в этом смысл

 

[Leon CX]

да кстати виноват. Про устойчивость я не подумал. а это меньше нервюр перегородок итд. Так что есть в этом смысл

В чем есть смысл ?

Сендвич для крыла можно и нужно использовать - но грамотно (не загонять сендвич на все крыло, а лиш на наиболее нагруженую часть до лонжерона - по принципу камовских вертолетных лопастей)

 

[Хboct]

На сколько я понимаю обшивка будет работать на кручение и изгиб.

Принимаем, что обшивка работает на кручение, а лонжерон на изгиб.

 

[Хboct]

а можно подетальнее - жалко будет времени и денег убитых....

Что ты имееш под модулем - тяжело ? вес или тяжело (много роботы) ?
Дорого - опять же затраты времени или материалов ?

Имеем лонжерон, работающий на все виды нагрузки. Все нормально. Из угля, дороже но круче. К этому всему пластиковую обшивку в виде модулей, принимающую только воздушную нагрузку. Это тяжело по массе по определению и собственно совершенно не нужно. И к томуже  ОЧЕНЬ дорого, если делать с авиамодельным качеством из угля. И материалы и особенно работа. А еще все это надо собрать, не накосячить и ... со всем этим теперь мы попробуем взлететь.

 

[Yubin]

Джим Марске разработал, протестировал и внедрил следующую технологию изготовления лонжерона: в стаканы лонжерона вклеиваются угольные прутки.Лонжерон получается в двое легче и в три раза прочнее.Эта технология используется на ЛАК-17, ЛАК-19 , Генезисе планерах- печь использовать не надо да и форма лонжерона изготавливается очень просто из фанеры.У меня есть ДВД и СД с подробнейшим описанием. Так же много информации на его вебсайте , включая простую программу расчета:

http://www.continuo.com/marske/ARTICLES/Carbon%20rods/carbon.htm

программа расчета:

http://www.continuo.com/marske/performance/performance,spar%20calculations.htm

 

[Leon CX]

Джим Марске разработал, протестировал и внедрил следующую технологию изготовления лонжерона: в стаканы лонжерона вклеиваются угольные прутки.Лонжерон получается в двое легче и в три раза прочнее.Эта технология используется на ЛАК-17, ЛАК-19 , Генезисе планерах- печь использовать не надо да и форма лонжерона изготавливается очень просто из фанеры.У меня есть ДВД и СД с подробнейшим описанием. Так же много информации на его вебсайте , включая простую программу расчета:

http://www.continuo.com/marske/ARTICLES/Carbon%20rods/carbon.htm

программа расчета:

http://www.continuo.com/marske/performance/performance,spar%20calculations.htm

Действительно примитивный метод создания лонжерона....и оснастки ноль...

 

[Leon CX]

К этому всему пластиковую обшивку в виде модулей, принимающую только воздушную нагрузку. Это тяжело по массе по определению и собственно совершенно не нужно.

с каких пор сендвич по всей площади крыла, стал тяжелее обшивки с локальными усилениями ?
По трудозатратах тоже под вопросом....а зачем с авиамодельным качеством "из угля"....? ;D

 

[nico]

Джим Марске разработал, протестировал и внедрил следующую технологию изготовления лонжерона: в стаканы лонжерона вклеиваются угольные прутки.Лонжерон получается в двое легче и в три раза прочнее.Эта технология используется на ЛАК-17, ЛАК-19 , Генезисе планерах- печь использовать не надо да и форма лонжерона изготавливается очень просто из фанеры.У меня есть ДВД и СД с подробнейшим описанием. Так же много информации на его вебсайте , включая простую программу расчета:

А ДВД и СД можно какнить заполучить??

 

[Хboct]

quote]
с каких пор сендвич по всей площади крыла, стал тяжелее обшивки с локальными усилениями ?
По трудозатратах тоже под вопросом....а зачем с авиамодельным качеством "из угля"....? ;D

Посчитайте или еще лучше сделайте чего нибудь подобное. Любой отход от авиамодельного качества, особенно угля, автоматом увеличивает массу или снижает характеристики.

 

[Sykes]

Ну хоть убейте меня, но я в упор не вижу смысла в сендвиче для любительского самолёта, да еще и составного крыла и уж тем более в полимеризации под темпиратурой - это новый способ мазохизма такой? В угле смысл, конечно, есть, но тут уже как финансы позволяют, а выигрыш - ну килограм 20 на весь планёр - для двухместного аппарата это ерунда - лучше малость поработать над усовершенствованием силовой установки и её облегчением.
А по поводу 30 - 40 квадратных метров для работы с крылом - ну а как собирать самолёт, не имея этих метров - на аэродроме перед взлётом?
Уже давно изобретен и массово используется метод оклейки цельной пены, вырезанной по шаблону - что может быть проще?

Я так.........думаю ;D

 

[455]

Ну хоть убейте меня, но я в упор не вижу смысла в сендвиче для любительского самолёта, да еще и составного крыла и уж тем более в полимеризации под темпиратурой - это новый способ мазохизма такой? В угле смысл, конечно, есть, но тут уже как финансы позволяют, а выигрыш - ну килограм 20 на весь планёр - для двухместного аппарата это ерунда - лучше малость поработать над усовершенствованием силовой установки и её облегчением.
А по поводу 30 - 40 квадратных метров для работы с крылом - ну а как собирать самолёт, не имея этих метров - на аэродроме перед взлётом?
Уже давно изобретен и массово используется метод оклейки цельной пены, вырезанной по шаблону - что может быть проще?

Я так.........думаю ;D

Если строить двухместный СЛА с двигателем 100 л.с, то 20 кГ за запятой не увидишь, а если сверхлегкий мотопланер то 20кГ это ВЕС...ьма большое увеличение массы.

 

[Leon CX]

Уже давно изобретен и массово используется метод оклейки цельной пены, вырезанной по шаблону - что может быть проще?

Где испоьзуется, тем более массово (!) цельно пенистое (извиняюсь  ;D) крыло, кроме как на "законцовках" у рутановских утят - или те три метра ты называеш "крылом" ?!? Тыкни пальцем на хоть один самолет более менее заводского производства   :

 

[Viper]

Ну хоть убейте меня, но я в упор не вижу смысла в сендвиче для любительского самолёта, да еще и составного крыла и уж тем более в полимеризации под темпиратурой - это новый способ мазохизма такой? В угле смысл, конечно, есть, но тут уже как финансы позволяют, а выигрыш - ну килограм 20 на весь планёр - для двухместного аппарата это ерунда - лучше малость поработать над усовершенствованием силовой установки и её облегчением.
А по поводу 30 - 40 квадратных метров для работы с крылом - ну а как собирать самолёт, не имея этих метров - на аэродроме перед взлётом?
Уже давно изобретен и массово используется метод оклейки цельной пены, вырезанной по шаблону - что может быть проще?

Согласен!

 

[Sosedko]

Если нет необходимости сильно часто повторять конструкцию, то можно из пены вырезать подобие матрицы, выложить внешний контур, потом докатать 3х слойный сенгвич, а потом уже внешнюю поверхность залить филером и дрюкать до получения необходимой поверхности. Вариант мазохистический, но на модельке мы ето попробовали, одну корку получили, вторая не пошла, попытка обклееть пену "матрицу" с вогнутой поверхностью, к приятному результату не привела. Во многом из-за малой размерности

 

[Sykes]

Где испоьзуется, тем более массово (!) цельно пенистое (извиняюсь  ;D) крыло, кроме как на "законцовках" у рутановских утят - или те три метра ты называеш "крылом" ?!? Тыкни пальцем на хоть один самолет более менее заводского производства   :

Самолёт "Велосити", размах крыльев - 8'940 мм, крыло имеет чистую длину около 4х метров

 

[Дмитрий Шаповалов (Velocity)]

Ну не видел я тут гигантских шкафов для сушки, как и прочего в описании...

зато я вижу человека нюхающего епоксидку  ;D

Если серьезно:
- чтобы получить качественное изделие, которое протянет пять лет без ангара на солнышке - это высокотемпературные смолы;
- чтобы получить легкое изделие - это вакуум;
- чтоб поменьше контактировать с эпоксидкой и не разводить грязь кругом - это инфузия (еще при малых деталях с инфузией возится легче).
- проблемы (в Швейцарии) с помещением
- не нравится мне идея нагружать обшивку....легче крыло от этого не будет...

все это наводит на мысль на блочную конструкцию крыла, с последующей склейкой...

Первое утверждение неверно. Рутановские самолеты по 20-30 лет летают ещё на старых смолах и без проблем всё переносят. Никаких высокотемпературных смол т.к. пена теряет механической прочность при 90[sup]o[/sup]C. Поэтому самолеты все белого цвета.
Насчет вакуума в основном верно, но иногда выигрыш настолько небольшой, а затраты настолько больше, что от этого отказываются.
Чтобы поменьше контактировать с эпоксидкой нужно пользоваться защитой или делать алюминиевые самолеты  ;D
В России тоже проблемы с помещениями, но это никак не относится к технологии композитных самолетов   Алюминиевый или деревянный будут в оконцовке процесса занимать места не меньше  ;D
Обшивка на полностью заполненных крыльях Рутана рабоает очень хорошо. Неоднократно выдерживала удары тупым тяжелым предметом в виде головы посетителя авиашоу без последствий для самолета. Крайняя встреча с птицей показала, что птица значительно мягче композитной обшивки. Мы её сбили без каких либо последствий для самолета. Обшивка такого сечения, работающая на кручение и имеющая очень хорошую устойчивость является  :IMHO оптимальной. Крылья, изготовленные из сендвича будут весить если не больше, то столько же как и полностью заполненное пеной крыло. Можете сами посчитать, на тонком профиле заполненное пеной крыло будет легче и устойчивей, чем сендвич. Но самая фишка в том, что Рутан позволил отказаться от матричной технологии и дал возможность при необходимости быстро менять профиль крыла хоть на каждом новом самолете. Нет матрицы - нет проблемы. Вот баки делаются из сендвичей и я Вам скажу это намного затратнее и дольше, даже имея готовые матрицы. Но другого варианта всё равно нет. Как баки это разумное решение. На Ваших фотках сверху там как раз баки и показаны, даже видно топливозаправочную горловину. Рутановская безматричная технолоия изготовления крыльев из пены дает самодельщикам прекрасную возможность сделать очень крепкое и не сложное в изготовлении крыло, которое может быть изготовлено "на коленке" за 1 неделю неспешного труда одного человека. Фактчески рабочих часов намного меньше, но необходимо ждать, когда произойдет полимеризация лонжерона, верхней и нижней части консоли крыла. Кроме того, поверхность контакта ламината с пеной очень высокая и не будет вероятно катастрофической ситуации, связанной с частичной деламинацией, как в случае деламинации отдельных нервюр и потери устойчивости. Как правило композиты не ломаются вследствии нагрузки, превышающей их прочность. Разрушения происходят именно вследствии потери устойчивости! Пена как раз дает превосходную устойчивость и более низкие требования к качеству склейки.

Ваш круглый лонжерон можно использовать например в рулях высоты или направления например, но в крыльях технологичнее швеллер или коробку, хотя можно и двутавр. Не забывайте, что нужно ещё обеспечить крепление консоли крыла к фюзеляжу, а там прямоуголькик удобнее