Как компенсировать температурное расширение тросса на пластиковом самолете

[komunist004]

Где то встречал на форуме поднимали этот вопрос, но отдельной ветки не нашёл. Подскажите кто знает?

 

[Hind]

припоминается поучительная история про разбитие самолета: http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1203541092

другая, про кевларовый трос: http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1324032657

 

[Hind]

Композитные конструкции, как и металл, при нагреве расширяются. Для стеклопластиковых печатных плат везде указывают коэффициент теплового линейного расширения +20х10[sup]-6[/sup]/ 1[sup]о[/sup]С, что чуть-чуть меньше дюраля (+22,6х10[sup]-6[/sup]/  1[sup]о[/sup]С) и заметно больше сталей (+11..+17х10[sup]-6[/sup]/  1[sup]о[/sup]С). Можно предположить, что самодельный композит расширяется слегка сильнее, чем прожаренная под давлением печатная плата; может быть +25х10[sup]-6[/sup]/ 1[sup]о[/sup]С, но это все равно очень близко к показателям дюраля. Я предполагаю именно такую цифру из двух соображений. Во-первых, планера сплошь и рядом в крыльях используют проводку элеронов из дюралевой трубы где-то 12х0,5 длиной по 5-6 метров, и ни про какие проблемы при полете в сильный холод я не слышал. Во-вторых, внимательное чтение замечательной таблицу на сайте tempratures.ru показывает, что стеклонаполненные материалы имеют коэффициент от 20 до 30 на 10[sup]-6[/sup] даже в том случае, когда чистое связующее расширяется очень сильно, с коэффициетном более 100х10[sup]-6[/sup], а для чистой эпоксидки коэффициент довольно скромный - около 50х10[sup]-6[/sup]

Вот тут нашлась настоящая диссертация на эту тему, но скачивание платное, я не знаю что там написано 🙂 : http://www.dissercat.com/content/teplofizicheskie-svoistva-stekloepoksidov-i-epoksidnykh-smol-pri-kriogennykh-temperaturakh

Общий вывод: с расширением тросов на пластиковом самолете надо обращаться так же, как на дюралевом, и не заморачиваться.


А про кевларовые троса, которые невероятно легкие и чертовски прочные, в яндексе нарыл неутешительные вещи. Оказывается, кевларовое волокно имеет слегка отрицательный коэффициент теплового линейного расширения! Много где попадаются фирменные данные Dupont по волокну Kevlar29 и Kevlar49, например: http://www.twistcom.ru/p_kevlar_svoistva.htm. К сожалению нету данных по температурам ниже комнатной, но в диапазоне 25[sup]о[/sup]-150[sup]о[/sup]С , в котором кевлар стабилен и не теряет прочности, называют -4..-5х10[sup]-6[/sup]/ 1[sup]о[/sup]С . То есть, пятиметровый трос при нагреве до 75[sup]о[/sup]С станет на один миллиметр короче, чем при комнатной температуре. А пятиметровый композитный фюзеляж удлинится на пять миллиметров.

 

[Ротор]

Таки осмелюсь сказать мнение. Если самолет круглогодичного использования- делайте жесткий привод РВ и ВО. А если периодически (теплое время) - в доступном месте делать натяжители. Регулировать накануне полетов и ослаблять при длительной стоянке.

 

[Vadim_D]

Общий вывод: с расширением тросов на пластиковом самолете надо обращаться так же, как на дюралевом, и не заморачиваться.

Я бы сказал даже больше - у пластикового самолета эта проблема гораздо меньше,чем у дюралевого.
На авиатике при выкатке зимой самолета из цеха троса руля направления ослабевали почти до нуля (правда их и не подтягивали - для РН это не страшно), а на МАИ-223 изменения натяжения при изменении температуры вообще незаметно. Думаю в размерности 2-4 места можно и с натяжителями не париться, но канал РВ и элероны делать жесткими.

 

[Hind]

Вадим Юрьевич,

а на МАИ-223 изменения натяжения при изменении температуры вообще незаметно.

- это нуждается в отдельном пояснении. Хвост пластиковый, а троса-то небось стальные. Как так? Коэффициент расширения пластиковой конструкции ближе к таковому у стального троса, чем к дюралевой фюзеляжной трубе Авиатики?

P.S. что-то мне Яндекс не находит ни одного справочника про коэффициент расширения стального троса вообще. Он что, строго равен коэффициенту для сплошной стали?

 

[Vadim_D]

это нуждается в отдельном пояснении. Хвост пластиковый, а троса-то небось стальные. Как так? Коэффициент расширения пластиковой конструкции ближе к таковому у стального троса, чем к дюралевой фюзеляжной трубе Авиатики?

P.S. что-то мне Яндекс не находит ни одного справочника про коэффициент расширения стального троса вообще. Он что, строго равен коэффициенту для сплошной стали? 

Из практики - когда на МАИ-223 была пластиковая обшивка крыла (ее потом заменили на классический  дюралевый лобовик и термоусадочную ткань), как я писал где-то раньше - обнаружили, что на вытащенном на улицу ( T ~0 град) для отправки на аэродром крыле обшивка, до этого натянутая как барабан вдруг потяряла натяжение совсем, а на следующую зиму пошла хлопунами до 20 мм глубиной. Демонтированная обшивка оказалась примерно на 3 мм длинней чем каркас, вытащенный на мороз.
Также примерно вели себя троса на Авиатике  - длина троса чуть меньше чем обшивка крыла, но близко. Т.е. сталь и пластик на дюралевой конструкции вели себя очень схоже.
Отсюда вывод - кооф  темп линейного расширения самодельного пластика и стали ( с тросом я думаю они не сильно расходятся - свивка вроде как бы не должна влиять, длина вероятно будет определяться центральной жилой) примерно одинаковые.
По любому, как я помню,  кооф темп линейного расширения углеродистой стали в 1.5-2 раза меньше чем у дюраля и таким образм он ближе к пластику. Как то так - прошу прощения, что  без цифр.

 

[Hind]

Спасибо большое и на этих наблюдениях. Точных цифр-то, пожалуй, и быть не может, пластик у всех слегка разный получается.


Только вот, тогда мне непонятно, как живет проводка элеронов и РВ у Янтаря  😡 Дюралевая труба ж сплошная.

 

[fan444]

Самое  лучшее  решение  в  этом  случае - сделать  управление  жестким.  Этим  самым  Вы  избавитесь  от  многих  хлопот  ,  тем  более  в  пластиковой  конструкции.

 

[Malish]

Поставте PUSH-PULL cables(Боудены) и не будет проблем.

 

[Hind]

Как я люблю такие уверенные, взаимоисключающие советы  ;D

 

[Алексей SPB]

А что если все тросы крепить через слегка преднатянутую пружину которая заведомо жёстче возможного наибольшего воздействия на органы управления?

Тогда пружина будет автоматически компенсировать все температурные изменения длины троса, но она не будет изменять свою длину при воздействии пилота на органы управления.

Заодно она будет выбирать и все люфты возникающие в процессе естественного износа управляющих и исполнительных механизмов.

 

[Hind]

Это ж и тросы, и все качалки постоянно будут под усилием, превышающим расчетный максимум от поверхностей управления! Мне кажется, именно поэтому столь простой вариант не прокатывает...

 

[Алексей SPB]

постоянно будут под усилием

с какой радости?
одна пружина будет компенсировать другую

 

[KAA]

одна пружина будет компенсировать другую 

И обе будут постоянно нагружать качалку и узы навески руля. Пластик "течёт" под постоянной нагрузкой. 🙁

Только вот, тогда мне непонятно, как живет проводка элеронов и РВ у Янтаря Дюралевая труба ж сплошная

Как она живёт зимой-никого не интересует,т.к. летают на планерах летом. 😉

 

[Hind]

Ага. На аэродроме +20, в волне над Альпами -20. Летом.

 

[Renat]

Только вот, тогда мне непонятно, как живет проводка элеронов и РВ у Янтаря  

Ну отклоняться оба элерона на один и тот же градус вверх(или вниз), в зависимости от температуры...Ну и фиг с ним 🙂

 

[Malish]

Как я люблю такие уверенные, взаимоисключающие советыСмех

Обьясните пожалуйста

 

[Hind]

@ Renat
то есть, сработают как флапероны. поменяется свойства крыла в целом, что нежелательно, а может даже опасно

@ Malish
ну, вы и fan444 посоветовали строго противоположные вещи

 

[Malish]

ну, вы и fan444 посоветовали строго противоположные вещи 

Я говорил про Боудены(Push-Pull cables). Они успешно используются на саиолётах JABIRU и других пластиковых самолётах на каналах управления.