Для удобства пользования форумом и поиска информации прошу придерживаться правила: 1 тема = 1 вопрос.
К примеру, если обсуждается настройка передатчика, а у вас вопрос про подключение такого же передатчика к симулятору или вопрос про другую модель передатчика - создавайте новую тему. Если вы новичок в авиамоделизме, рекомендуется прочитать статью Новичку и ссылки с нее.
Исключение только в разделе Вопросы и обсуждения по статьям
Как выложить фото, Как опубликовать видео
С уважением,
Константин.
Модель с ДВС. Проектируем и строим
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Итак, прочность. Пожалуй, очевидным является то, что прочность конструкции зависит от материалов, из которых она сделана. И поскольку речь идет о силовом лонжероне крыла, и поскольку я уже заявил, что буду использовать сосновые рейки, то надо бы выяснить, на что способны эти деревянные элементы в моей конструкции. Заодно мы выясним, на что способны горячо любимые нашими моделистами деревянные ученические линейки, которыми лично я никогда не пользуюсь. Это будет небольшое отвлечение от темы, исключительно для любителей портить школьный инвентарь...:-)
Так вот, под действием нагрузки в материале конструкции возникают напряжения, (обозначаются греческой буквой сигма) которые измеряются так же, как давление, то есть в килограммах на квадратный миллиметр (правильнее в паскалях, но мне так привычнее).
Смотрим данные по древесине. Я обычно заглядываю в настольную книгу авиамоделиста – «Авиамоделирование» О.К. Гаевского. В таблице 1 видим, что средний предел прочности сосны на изгиб равен 6,5 кг/кв. мм, а для березы (это я о линейках) соответственно 8,8 кг/кв. мм.
Да, я же не сказал, что напряжение в материале при изгибе относительно оси Х в плоскости сечения равно изгибающему моменту Mx, деленному на момент сопротивления сечения Wx, в котором это напряжение рассматривается. Картинка ниже.
Момент сопротивления Wx зависит от ФОРМЫ сечения. Здесь я опять вас отсылаю к картинке в посте №62, из которой видно, что наилучшим сечением в плане при одном и том же расходе материала является двутавровая балка. Я буду стараться приблизиться к этой форме, как уже писал, путем использования двухполочного лонжерона со стенкой в районе центроплана примерно на треть размаха. Стенка может быть (и скорее всего так и будет) из другого, более слабого материала, поэтому в расчете на прочность она участвовать не будет. Ее подкрепляющее действие, равно как и подкрепляющее действие остальных элементов силового набора крыла пойдет в запас прочности.
URL=http://www.radikal.ru]
Пару слов о линейке, поставленной на ребро. Здесь соотношение размеров h и b не должно быть очень большим, иначе ее будет скручивать, и вместо расчета на изгиб получим расчет на устойчивость. Чтобы этого не происходило, линейку надо «заневолить» подклеив к ней полоску потолочной плитки (лучше с двух сторон). Тем не менее, я бы не стал делать это отношение больше 4-х. Приняв это соотношение, что будет, если линейку поставить не на ребро, а положить плашмя? Тогда h и b надо поменять местами и момент сопротивления упадет в четыре раза. Проверить можете самостоятельно. А если еще и линейку возьмете в руки и попробуете ее сгибать и так и сяк…
Итак, максимальная толщина профиля у меня 45 мм (см. пост № 71). Это значит h = 45 мм. Рейки 8 х 4 мм. То есть h1 = 37 мм, а b = 8 мм. Теперь мы имеем все данные о лонжероне и можем вычислить момент сопротивления Wx. Он у меня получился равным 1200 куб. мм. Проверяйте. И имеем максимальную нагрузку Mx = 2,5 х 1,45 х 295 = 1070 кг*мм
Расчетное напряжение в материале лонжерона 1070/1200 = 0,9 кг/кв. мм, при допустимой нагрузке, которую держит материал – 6,5 кг/кв. мм. Семикратный запас прочности! Вроде много. Но помимо прочности, есть еще деформация. Сломаться не сломается, но гнуться может. Я предположу, что мое крыло будет достаточно жестким и не будет гнуться при таком запасе прочности, и при том, что я не учитывал передний и задний лонжерон, нервюры, делящие полость крыла на закрытые кессоны, и подкрепляющее действие обшивки… Все это учесть достаточно сложно, поэтому я положусь здесь на свой опыт. Крыло подобных размеров я делал из тех же материалов. Проблем с деформацией не возникало.
Как общую рекомендацию могу предложить ориентироваться на пятикратный запас прочности. Зависит от типа модели конечно, но пусть это будет вашей отправной точкой.
Успехов в творчестве!
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Зашивка бальзой или шпоном огроменный запас по прочности добавляет. Расположена она в самом удачном месте и в удачном положении по формуле с правой картинки.
- AndrStan
- Андрей (г.Реж,Свердл. обл)
- Пилот
- 1861 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
AndrStan написал(а):
Зашивка бальзой или шпоном огроменный запас по прочности добавляет.
Абсолютно справедливо!
Правда, бальзы не будет, шпон тяжелый. Пока не решил... Думаю!
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Юрий,
идет задержка с отправкой посылки. Причина - нет на складе вот этих сервомашинок BMS-760DMG Low Profile Digital Servo(Metal Gear) 5.6kg / .18sec / 34g
Подобрал похожую по характеристикам вот такую сервомашинку BMS-760DD Low Profile Digital Servo 5.6kg / .18sec / 28g
Как вы считаете, можно ли будет заменить металл пластиком?
- A-street
- Александр (Волгоградская обл.)
- Пилот
- 1972 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Александр,
Дважды имел неприятности с пластиком на сервах РН. Притом на электро и модель весом до 1 кг. На пластиковых шестернях берут меньший модуль (зубья мельче), и при том, что сам материал менее прочный, шестерни легко срезает. Зато такие машинки точнее отрабатывают команды по той же самой причине - мелкие зубья!
Чтобы потом не жалеть, возьмите лучше эти:
Успехов!
PS. Такой же движок ко мне уже едет. Хочу попробовать, но не на этой модели. О впечатлениях расскажу.
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Спасибо за совет! Тоже на них глаз положил, крепеж правда смущал.
Думаю, разберемся как закрепить, в крайнем случае под лапками все лишнее срежем!
- A-street
- Александр (Волгоградская обл.)
- Пилот
- 1972 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Юрий, возвращаясь немного назад по теме, хотел узнать про нагрузку на крыло. В постройке модели, вы задали параметр 40г/дм2. Почему не 35 или 45г/дм2? Как узнать при какой нагрузке, какой тип моделей и какого размера будет летать хорошо (комфортно)? Может быть, есть таблица зависимости нагрузки от размера модели?
- Senezh
- Алексей
- Пилот
- 159 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Алексей,
Здесь нет однозначных рекомендаций или какой-то формулы. Есть статистический диапазон, основанный на практике, опыте, множестве построенных моделей. И вообще, процесс выбора основных проектных параметров - это процесс итерационный. Результирующие значения будут близки, но они будут другими. За примером далеко ходить не надо. Я принял вес модели в 1450 грамм, а по результатам взвешивания уже изготовленных деталей он уменьшился примерно на 5 грамм. А площадь крыла получилась не 36,25 кв. дм, а 35,55 кв. дм. Отсюда нагрузка на крыло в этой следующей итерации = 1445/35,55 = 40,65 г/кв.дм.
И это не конец. Если интересно могу поподробнее написать об этом процессе, а пока почитайте вот:
Сам с удовольствием прочитал.
Успехов в творчестве!
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Юрий, спасибо за информацию. Значит, я правильно догадывался, что значение нагрузки на крыло берётся из статистики и практики создания моделей и их облёта.
- Senezh
- Алексей
- Пилот
- 159 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Алексей,
Пожалуйста. К сожалению, дело двигается не быстро, сообщения на форуме тоже, поскольку по вечерам еще надо выкроить время на постройку моделей.
Не доделан киль с РН для экстрим-модернизации Кальмато Спорт. Кальматенок даже не извлечен из коробки. Сейчас собираю Чирка (http://rc-aviation.ru/chirok) для товарища по полетам. (Это третий самолет данного типа, второй - переделка в пилотажку с такими же обводами фюзеляжа, увеличенным и без поперечного V крылом с симметричным профилем, и типично пилотажным хвостовым оперением.) Надо успеть до майских праздников. Между праздниками уйду в отпуск и там начнется активная фаза строительства. Еще пара задумок ждет реализации.
Однако продолжим.
С крылом более-менее определились, начинаем прикидки по фюзеляжу. Для начала я хочу определить площадь миделя (максимального поперечного сечения) всего самолета. Когда определялся размах крыла, то была учтена ширина фюзеляжа (обычно это самое широкое место) в шестьдесят миллиметров. Я хочу иметь развитую боковую поверхность фюзеляжа для уверенного полета на ноже, поэтому он будет довольно высоким. Для первого приближения я заложу высоту фюзеляжа в 170 мм и грубо аппроксимирую его прямоугольником. Тогда площадь миделя фюзеляжа будет Sмф = 60 х 170 = 10200 кв. мм. Я считаю, что это с запасом, учитывая площадь поперечного сечения хвостового оперения и прочих выступающих элементов.
Крыло у меня имеет толщину профиля 45 мм, а размах консоли (без учета фюзеляжа - мы его уже учли, и без законцовок) равен 600 мм. Поперечное сечение крыла точно представляет собой прямоугольник, поэтому Sмкр = 2 х 45 х 600 = 54000 кв. мм. Итого площадь миделя самолета Sм = 54000 + 10200 = 64200 кв. мм.
Зачем мне площадь миделя? Я хочу вычислить коэффициент лобового сопротивления модели Сх. Как это сделать - в следующем сообщении.
Успехов!
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
Данный пост отредактирован.
Продолжу.
Поскольку я не учел законцовки крыла, то добавлю их площадь к площади миделя. Прикидка дала площадь 3100 кв. мм, то есть площадь миделя крыла 57100 кв. мм, а всего 67300 кв. мм или 0,067 кв. м.
В посте №89 я приводил картинку значений коэффициента лобового сопротивления различных конфигураций фюзеляжа. Я надеюсь сделать фюзеляж достаточно обтекаемым, с закапотированным двигателем, поэтому рассчитываю получить Сх на уровне 0,7. При этом Сх профиля обычно относят к площади крыла, а не его миделю. А для крыла Сх обычно сильно ниже, чем для фюзеляжа. Но у меня толстый профиль, широкое крыло малого удлинения... Аэродинамической трубы под рукой нет, поэтому я с учетом пересчета Сх на площадь миделя возьму его с запасом равным 0,1.
Тогда для расчета Сх всего самолета надо вычислить: (0,7 * 10200 + 0,1 * 57100) / 67300 = 0,191
Итак общий коэффициент лобового сопротивления самолета Сх = 0,191. Это оценка, но пока ее достаточно.
Что мне дает знание Сх? Ну, например, я могу вычислить потребную тягу для прямолинейного горизонтального полета модели с постоянной скоростью. Тяга должна в этом случае быть равной лобовому сопротивлению модели. А его-то мы и можем вычислить по формуле:
Х = Сх * q * Sм
Здесь q - скоростной напор (плотность воздуха на квадрат скорости полета, деленное пополам). Опуская выкладки Х = 0,008 * V^2
Выше я рассчитывал на тягу двигателя в 2,2 кг (21,58 Н). Хоть это и была статическая тяга, но давайте прикинем, с какой скоростью может лететь самолет с такой тягой.
V = SQRT(21,58 / 0,008) = 51,94 м/с или примерно 187 километров в час. Эта скорость чересчур велика и в реальности невозможна, поскольку с увеличением скорости полета тяга падает. Об этом я писал здесь: http://rc-aviation.ru/obzorm/781-theory … ory-poleta
То есть с увеличением скорости полета тяга падает, а сопротивление Х растет. Где-то наступает равновесие, которое и определяет максимально достижимую скорость полета. Я на этот раз опущу длинные выкладки и расчеты, поскольку планирую написать продолжение приведенной выше статьи, где это будет изложено. Скажу сразу, что результат для равновесной скорости у меня получился примерно 18 метров в секунду, что составляет 65 километров в час и вполне реально.
Если помните, при расчете нагрузок на крыло я рассчитывал на выход из пикирования со скоростью 20 м/с. И здесь ведь сила тяжести помогает разогнать самолет. Так что, похожие на правду цифры? Значит я не сильно ошибся в расчетах... :-)
Успехов!
- yuri_la
- Юрий Арзуманян
- Пилот
- 1538 Сообщений
-
Re: Модель с ДВС. Проектируем и строим
А вы можете так же написать о обтяжки модели цветочной пленкой? Просто я там модель делаю с двс..
- Стасян
- Станислав
- Пилот
- 928 Сообщений
-
Информация
- Статистика форума:
- Всего тем:
- 9948
- Всего опросов:
- 79
- Всего сообщений:
- 183174
- Сообщений на этой неделе:
- 26
- Пользователи форума:
- Всего пользователей:
- 10173
- Последним зарегистрировался:
- urus_vp
- Пользователи онлайн:
- 0
- Гостей онлайн:
- 1338
- Самые активные пользователи:
- konst, carpenter, kompmen, cnyx, Dragony, maks_dg, Goby, Student, alldn, nikolaypet
- Онлайн:
- Нет пользователей онлайн