Сколько должно весить крыло

[Denis]

Вот еще информация http://www.rans.com/s-10.htm

 

[snmon warwarwetterweg]

Кажется здоровая дискуссия переходит в спор на принцип - кто кого.
Смысл ведь не в том, что нельзя или можно. Самое время вспомнить название темы. Если не превышать запасы прочности, сиречь веса, то конечно.
Трудно судить о зарубежных аппаратах. Легче сравнить то, что имеем. Например, Як-18 и Як-12. При равноценных силовых установках каковы перспективы в подготовке акробатов?

Админа ни о чем просить не надо. Каждый удалить свои посты и только. А может и так разрулится. В свою очередь отдаю должное Denisу.  Респект.  

еще один способ построить вечный акробат- подкосный высокоплан

То, что в заставке [highlight]http://www.rans.com/s-10.htm [/highlight]скорее среднеплан. Интересно бы поподробнее о нем. И все-таки, при использовании на эксплуатацинных перегрузках(не заниженных) как обойти ресурсные ограничения? Вопрос риторический. Ведь любое ограничение, в том числе и перегрузочное, это завуалированное увеличение веса.

 

[FT]

Икакая же это ткань с толщиной 0.1 мм. Прошу подсказать! Из дешевых Э3-100,  а другое?

Кажется марка наз. Э-001. Но она конструкционная, не из дешевых. 245р/пм. Один из аргументов остаться с деревом форева.

Несколько заметок на эту тему:

Несколько слоев тонкой ткани дают большую жесткость, чем одна толстая (видимо за счет большего армирующего материала и меньшего количества связующего), особенно это касается оболочек, стенок лонжеронов, где ткань работает на касательные напряжения под 45градусов.

Кто работал с Т-10 и Т-13, наверное,  знают как она тяжело ложиться и пропитывается. Лучше в этом смысле Т-11, но она тяжелее и толще, но ленты для склейки нервюр с оболочками и др. из нее можно делать. Не знаю какая ТС-45 (не работал), а вот лучше ТС-40 не пробовал - и ложиться на любую самую замысловатую поверхность, и ленты из нее замечательные, и лонжерон легко обворачивать ... И, кажется, по прочности не намного уступает Т-10, во всяком случае легче. Для оболочек, лонжеронов и др., наверное, разница по прочности не сильно важна - все работает под 45градусов.

 

[FT]

В.Кондратьев "Сравнительный анализ конструкций и ЛТХ советских и германских истребителей...":

У Ла-7 замена деревянного лонжерона на металлический со стальными полками и дюралевой стенкой - 80кг экономии веса.
Аналогично у Як-3, Як-9.
Замена у Як-7 деревянного стабилизатора на металлический дала экономию в весе 20кг.

В.Кондратьев "Самолет своими руками":

Есть другой пример. И-301(ЛаГГ-1) в опытном исполнении давал значительно более высокие показатели, чем в серии. Часто в массовом производстве делается большая уступка технологии для достижения меньшими средствами нужных показателей, может быть в ущерб каким-то достоинствам. Зачем истребителю высокоресурсная конструкция, при продолжительности жизни в несколько часов? Кроме того, коэфициент безопасности для дерева изначально выше, хоть и не всегда оправданно. Например, с учетом невозможности контролировать свойства материала в массовом пр-ве.

Яки были сконструированы на пределе прочности дерева (фанера, сосна), никакие другие способы, кроме замены лонжеронов и нервюр на дюралевые, не помогли облегчить конструкцию.

У ЛаГГ-3 ситуация была хуже - использовалась дельта-древесина -хотя и более прочная , чем сосна, но тяжелая, да и запас по прочности был завышен. К тому же разъемное крыло еще более ухудшило ситуацию. Двигатель тот же, что и у Яков - М105П(1110л.с.). По отзывам летчиков- утюг-утюгом, все мечтали о Як-1.

Если б не двигатель М-82 (1700л.с) не было бы ни Ла-5, ни Ла-7.
Кстати его пытались поставить на Як-7, "но из-за более слабой конструкции..." отказались. Вот эта фраза тоже говорит об использовании материалов в Яковлевских машинах на пределе прочности. Ни о каком завышенном запасе прочности не может быть и речи, это может касаться только истребителей Ла.

На сжатие:

сосна    3.5кГ/кв.мм          уд.вес        520кг/куб.м          
дюраль 40кГ/кв.мм           уд.вес      2800кг/куб.м    
пластик 30кг/кв.мм           уд.вес       1600кг/куб.м    

Для пластика -  Т-10 из В.Кондратьева "Самолет своими руками".

Для лонжерона - усилие полки 4000кГ. Площадь поперечного сечения и масса одного погонного метра:

сосна    - 1143кв.мм. = 11.43x100(мм)         0.594кг
дюраль - 100кв.мм     = 10х10(мм)                 0.280кг
пластик - 133кв.мм     = 13х10(мм)                 0.213кг

Для пластика неонозначно и с весом и с прочностью, но побороться с дюралем может, хотя бы в полках лонжеронов.

Дерево катастрофически проигрывает, если учесть и необходимый ему объем (нужно в 10 раз больший по сравнению с дюралем)  и учесть, что усилие во столько раз меньше (хотя бы в полках лонжерона) во сколько плечо между серединами полок больше от одного и того же изгибающего момента.
Дюраль, как и пластик, за счет меньшего занимаемого объема более полно использует строительную высоту.

Зависимость между весом деревянного лонжерона и дюралевым даже не линейная, а пораболическая.

 

[snmon warwarwetterweg]

Все время присутствует однобокое представление ситуации. Никто ведь и неоспаривает цифры.
Есть еще ресурс, технология и практика.
Замена деревянного крыла на металл дает выигрыш в весе, но проигрыш по ресурсу. Як-3(полностью металлический) не допускал высоких скоростей пикирования, значит облегчение было не только за счет материала. Отстрел законцовки крыла приводил к его разрушению. На ЛаГГ-3 не было этой проблемы. Дюраль не выносит даже царапин, как концентраторов напряжения и без солидных запасов прочности просто лопается под нагрузкой. О долговечности и говорить нечего.
По весу можно просто сравнить крыло Лазера и Сушки. Эксплуатационные перегрузки почти вровень. Строительная высота на 30% выше у Сушки.
Взлетная масса Су-26 - 840кг, Як-55 - 840кг. Где выигрыш? :-?
Нельзя же тупо сравнивать прогулочные самолеты с пилотажными машинами. Думаю более уместно говорить о культуре производства. Сам сейчас планирую облегчить крыло на несколько десятков кг при потере 10-15% прочности.

 

[FT]

Все время присутствует однобокое представление ситуации. Никто ведь и неоспаривает цифры.
Есть еще ресурс, технология и практика.
Замена деревянного крыла на металл дает выигрыш в весе, но проигрыш по ресурсу. Як-3(полностью металлический) не допускал высоких скоростей пикирования, значит облегчение было не только за счет материала. Отстрел законцовки крыла приводил к его разрушению. На ЛаГГ-3 не было этой проблемы. Дюраль не выносит даже царапин, как концентраторов напряжения и без солидных запасов прочности просто лопается под нагрузкой. О долговечности и говорить нечего.
По весу можно просто сравнить крыло Лазера и Сушки. Эксплуатационные перегрузки почти вровень. Строительная высота на 30% выше у Сушки.
Взлетная масса Су-26 - 840кг, Як-55 - 840кг. Где выигрыш? :-?

Лазер под двигатель 200-260л.с. Был бы 400л.с. весил бы больше.
И проектировался любителем-спортсменом, а Су и Як госпредприятиеми - запас по прочности завышен естественно, кто ж даст обойти нормали.

Су и Як и сравнивать трудно - аэродинамика разная.

Если о весе - то лишнее доказательство, что пластиковый может быть не тяжелее дюралевого.

Су можно было бы облегчить - хотя бы заменить управляющие поверхности на дюралевые, или на дюралевые с полотняной обшивкой. Да и консоли - уголь вместо стекла. Панели фюзеляжа на сендвич с углем или на полотно.
Это чемпионский пилотажник - он дорогой, и материалы могут быть дорогие.

А вот дюралевый может быть не хуже, вернее легче, правда ресурс меньше.

Лонжерон дюралевый практически всегда легче деревянного или пластикового. А вот обшивка?
Чем проигрывает обшивка дюралевая по отношению к фанере или пластиковому седвичу? Жесткостью и устойчивостью. Поэтому приходиться вводить много нервюр и стрингеров. А если сделать сендвич из тонкого дюраля? Тут, мне кажется, дюралевая консоль по весу может здорово выиграть.

А если еще и стальную ферму фюзеляжа с полотнянной обшивкой?

(Но тут надо все считать - есть такое еще понятие, как момент инерции относительно поперечной, продольной).

Эдакий гибрид для соревнований.

Лапшин, мне кажется, не зря собирается строить дюралевый пилотажный самолет - есть, наверное, огромные аргументы за.

 

[snmon warwarwetterweg]

Что касается Лапшина, то вот его слова: если допуски не превышать - все будет норм. А вот слова главного технолога Авиамы: так или иначе, это все малоресурсные конструкции, для "летчиков выходного дня".
По поводу обшивки пример: изначально Як-52 клепался впотай и крутил пилотаж без потери высоты. Рвалась обшивка. Стали клепать полукруглой заклепкой - теряет высоту и ничего не сделаешь, аэродинамика.
Алюминиевый сендвич применялся французами во время войны, но быстро отказались. Окисление и потеря адгезии.
По пластику, на мой взгляд такие минусы: половина строительного материала - смола, отсюда цена, недаром же не стесняются деревянных вставок. Да и технология требует большего количества оснастки. Крыло за три дня это здорово, но сколько дней подготовки?

 

[FT]

Сам сейчас планирую облегчить крыло на несколько десятков кг при потере 10-15% прочности.

Посчитай хотя бы замену мощных сосновых лонжеронов на пластиковые (переднюю балку можно не ставить - сделай пластиковый лобик), ну и обшивку на сендвич - сделаешь выводы, может и не надо будет снижать прочность.

У тебя огромное преимущество - есть болван для матриц!

 

[snmon warwarwetterweg]

У меня и нет передней балки, лобик фанерный. Сендвич по твоим прикидкам уже тяжелее 2мм фанеры. А как болван не пойдет, профиль этот повторять не буду. На край слепить корки можно и с готового крыла.
А потом, как насчет предложения на практике пободаться? Юрий вон впрягся. Заодно и выясним...

 

[FT]

Алюминиевый сендвич применялся французами во время войны, но быстро отказались. Окисление и потеря адгезии.

За 50 лет появилось много разных клеев (были ли тогда эпоксидные? даже не знаю) Читал про клейку дюраля в каком то английском справочнике, есть разные зависимости (плакированная, неплакированная и т.д.), подобрать, наверное можно, даже из наших.

У сендвича дюралевого, наверное ресурс должен быть больше, не будет обшивка "прощелкивать". Но может клей наложит ограничения? Не знаю.

Но по себестоимости технологии такой сендвич будет близок к пластиковому - огромное преимущество! Осталось большие листы найти дюраля, чтобы без нахлеста и швов.

 

[snmon warwarwetterweg]

Как говорится: флаг в руки! Если сейчас начать, через пару лет выясним, можно ли так делать. Может это и будет твое направление по теме?
А я буду традиции пока шлифовать... :

 

[FT]

У меня и нет передней балки, лобик фанерный. Сендвич по твоим прикидкам уже тяжелее 2мм фанеры. А как болван не пойдет, профиль этот повторять не буду. На край слепить корки можно и с готового крыла.
А потом, как насчет предложения на практике пободаться? Юрий вон впрягся. Заодно и выясним...

Сендвич по моим прикидкам весит тяжелее фанеры, если шесть слоев ткани на весь размах крыла, а если грамотно по эпюре моментов, то легче на 20 кг. А если полку лонжерона в сендвич? Причем тебя же никто не ограничивает в ширине полки - можешь и 400 - 500 мм сделать в корне? И толщину пенопласта - в корне 20мм, на конце 3мм (к примеру) опять же по эпюре?

Конечно, лучше крыло доделать, вылизать. Матрицы всегда можно снять с готового.

На практике не получиться, завязал с пластиком два года назад - мощная аллергия, видимо еще с детства, когда авиамоделизмом занимался, а сейчас добавил. Больше смотрю на дюралевые, хотя по возможностям пластик даст всем фору.

 

[snmon warwarwetterweg]

Аллергия на что? Может работал с полиэфиркой? На семинаре говорили, что современная эпоксидка это уже ХХI век. Я там задал вопрос, как насчет 153го клея(работаю с ним с 2003г), сказали - это каменный век. А я его чуть ли не ем при работе - ноль проблем. Короче, компаунды нетоксичны.

 

[FT]

По пластику, на мой взгляд такие минусы: половина строительного материала - смола, отсюда цена, недаром же не стесняются деревянных вставок. Да и технология требует большего количества оснастки. Крыло за три дня это здорово, но сколько дней подготовки?

Понятно, что пластик выгоден только в серии, но вот ты доделал деревянное крыло, снял матрицы - дальше просто и дешево.

Сделал пару самолей - и окупился. Может и спрос появиться?

 

[snmon warwarwetterweg]

Есть така мячта : Но, капиталу нет :'(. Этот самоль - пробы и ошибки. А вот следующий, поглядииим!

 

[FT]

Аллергия на что? Может работал с полиэфиркой? На семинаре говорили, что современная эпоксидка это уже ХХI век. Я там задал вопрос, как насчет 153го клея(работаю с ним с 2003г), сказали - это каменный век. А я его чуть ли не ем при работе - ноль проблем. Короче, компаунды нетоксичны.

С ЭД-20, а из чего состоит компаунд К-153? Мне кажется все они токсичны, не пахнут, а в организме копяться. Маски не спасают. Насмотрелся, кто-то три дня работает, кто то два-три года - финал один- аллергия. Но больше на обработанное стекло - шлифованное, пиленое и т.д. От него никуда на производстве не деться.

 

[snmon warwarwetterweg]

К-153 это пластифицированный эпоксидный компаунд. Эд-20 можно забыть. Сама смола нетоксична, токсичны примочки.
Со стеклом хуже, тогда дерево или металл, конечно. Если что-то быстро делать - металл, если навечно - дерево. Как пример, какой-то буржуй в англии кажется, эксклюзивные авто собирает, типа Ролса, только круче - рама из дерева.

 

[Дмитрий Шаповалов (Velocity)]

В композитках есть куча приятных моментов, которые не найти в дереве или алюминии.

Попробуйте сделать капоты движка или обтекатели шасси не из композитов  ;D. Знаю одного мастера, который отстучал себе алюминиевые капоты, но его квалификация очень высокая (не доступная многим) и видать времени было в достатке.

Попробуйте сделать в уже готовом алюминиевом или деревянном проекте местные усиления конструкции. Попробуйте изготовить просто лонжерон переменного сечения по толщине, например из алюминия. Дерево в конструкции очень хлопотно при эксплуатации и хранении, а обеспечение его долговечности на десятки лет задачка не для слабонервных  .

Придание необходимых физико-механических свойств поверхностям легко достигается подбором типа тканей и их послойной комбинацией как по количеству, так и по направлению нитей. Алюминий и дерево такой возможности не имеют  .

Возможность легкого перехода от экспериментального образца к серийному копированию с готовых матриц тоже существенный плюс.

Устойчивость к варварскому обращению композитных и в особенности сендвичных конструкций была ярко продемонстрированна на МАКСе. Мой самолёт был атакован твердыми частями тел посетителей и не получил никаких повреждений. Из ПГО устрили под моим руководством лавочку для отдыха. Одновременно с этими издевательствами соседние самолеты из алюминия получили повреждения в виде вмятин в обшивке, а Юнкерс 87, обтянутый тканью (элероны), пострадал ещё больше. Их просто порвали  . При этом только мои самолеты в выходные дни стояли не огороженные от публики. Прямое попадание птицы в полете оставило лищь немного крови и не привело к каким либо повреждениям.

Ремонтопригодность композитных изделий намного превышает все мыслимые ожидания. Сломанный пополам фюзеляж планера "Янтарь" восстановлен нашей командой до исходного состояния и успешно эксплуатируется уже второй сезон. Вы не найдете на нём следов ремонта не распилив его пополам  . Он выглядит, летает, весит КАК НОВЫЙ  .

В прошом году притопили Лейк и его алюминиевый фюзеляж не подлежит восстановлению, но если бы это был композитный самолет, то его ремонт был бы возможен и не сильно дорог.

Конечно, применение конкретного материала зависит от поставленной задачки. Можно построить недорогую и легкую тряпочно-трубочную конструкцию для выполнения полетов блинчиком с небольшими перегрузками с неподготовленных коротких полос или изготовить точную копию ПО-2. В этих случаях, применение композитов везде и всюду будет как минимум не понято, но в других случаях может быть абсолютно оправдано.

 

[FT]

К-153 это пластифицированный эпоксидный компаунд. Эд-20 можно забыть. Сама смола нетоксична, токсичны примочки.
Со стеклом хуже, тогда дерево или металл, конечно. Если что-то быстро делать - металл, если навечно - дерево. Как пример, какой-то буржуй в англии кажется, эксклюзивные авто собирает, типа Ролса, только круче - рама из дерева.

Да, остаются Питс, Мерфи, RV... Но, почему то, я не жалею об этих ограничениях!  

 

[snmon warwarwetterweg]

Капоты действительно, я и сам планирую пока из пластика.
Придание необходимых физико-механических свойств легко достигается, а потом проверяется на слом второго экземпляра ибо, по признанию Юрия на семинаре: (категорично)"пластик не просчитывается!" Испытание дерева до слома проводить необязательно, оно предупреждает писком, после которого восстанавливается полностью.
Переход на дерево во многих конструкциях на практике был обусловлен как раз ремонтопригодностью.
После многолетних опытов с деревом и эпоксидкой могу утверждать, что это очень удобное сочетание материалов и никакой аллергии.
Цена пластикового самолета при равноценной конструкции значительно выше.
Усиления в деревянной конструкции не представляют большей сложности, чем в пластике, да можно усилить и пластиком .
А хранение для любой конструкции - морока. Вряд ли пластиковая конструкция без присмотра на солнце выдержит больше одного сезона. Хотя здесь могу и ошибаться :-/. Но слабое звено здесь - эпоксидка и в этом дерево и стекло рядом.