Крыло с наддувом как у Woopy

briz

Я люблю строить самолеты!
2 henryk . Очень жаль красивый планер
2 DesertEagle . Если вы будете использовать давление до 1 атм
то вполне подходят клапана от надувных игрушек
если больше,  то  от велосипеда или  авто

Вы пошили  крыло под новый проект – это грандиозно!
Только зачем бегать может за авто  только не так утрированно как на  рисунке

С уважением Александр
 

Вложения

briz

Я люблю строить самолеты!
Если баллон разделить на два, то давление он выдержит в 2 раза больше
при том же весе  если на 4, то в 4, если на (n)
:)
С уважением Александр
 

Вложения

briz

Я люблю строить самолеты!
Добрый день
а разделить трубу на секции
С уважением Александр
P.S.
1. Интересно вы продували полномасштабную модель в  XFLR5
Или используете другую программу
2. Экспериментировали  с (Tensairity) и на сколько расхождение с практикой
 

M.Gennadij

Я люблю строить самолеты!
Если баллон разделить на два, то давление он выдержит в 2 раза больше
при том же весе если на 4, то в 4, если на (n)
Я думаю что в этом Вы ошибаетесь. Максимальное давление внешней оболочки будет зависеть от радиуса, можно подобрать высоту мембран таким образом что бы нагрузки на них и оболочку были равными, но в этом случае баллон будет напоминать цветок с количеством лепестков в два раза большим количеству мембран.   
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Естественно не все так просто
1.      количество мембран повышает давления в болоне вес увеличивается на количество мембран
2.      проблемный участок в этой идеи центр соединения мембран
3.      но с мембранами выигрыш в весе есть вот такой цветочек  получается 
С уважением Александр
 

Вложения

D

DesertEagle

Результаты испытаний баллонов из пленки неутешительны. Баллон из пленки для ламинации PET/PE/EVA (50/25/25 мкм) взрывается при 0.2 атм. Причина в чрезмерной жесткости ПЭТ пленки, происходит разрыв в местах концентрации - на изгибах сварного шва, в местах крепления клапана и т.д. В итоге пленка рвется по краю шва. Шов остается целым, тем не менее сам по себе он довольно слабый, можно руками с некоторым усилием расклеить. Судя по всему, это происходит из-за низкоплавкого клеевого слоя либо из-за тонкости слоя полиэтилена.

Баллон из пленки OPA/PE (ориентированный полиамид 25 мкм + полиэтилен 75 мкм) чаще всего рвется при 0.4-0.5 атм. Иногда чуть раньше, иногда позже. Причина опять же в некоторой жесткости пленки. В местах где шов чуть неровный, появляется маленькая дырочка. Через которую стравливается давление, взрыва обычно не происходит (в отличие от баллона из ПЭТ).

В любом случае, при давлении больше 0.1 атм обе пленки сильно натягиваются и не создают впечатление надежности. Для лодки или надувной мебели/игрушек еще годятся, так как 0.05 атм это уже довольно сильно накачанная упругая конструкция. Но под расчетные 0.5 атм нет. Кстати, почему-то по ощущениям разница между 0.1 атм и 0.3 атм почти не ощущается, видимо это из-за жесткости оболочек баллонов, которая не тянется.

Что касается клапанов, то испытывался простейший вариант - трубка в торец баллона. Герметизация производилась двумя способами: с помощью силиконового герметика и с помощью двухстороннего скотча. Оба варианта обеспечивают достаточную герметичность. Закрепление же пленки вокруг трубки производилось также двумя способами: обмотка несколькими метрами нитки и закрепление тремя-четырьмя пластиковыми хомутиками. Разницы между способами не обнаружено, оба варианта достаточно надежны. Трудоемкость с хомутиками ниже. С двухсторонним скотчем также работать оказалось удобнее, так как не нужно ждать сутки пока застынет герметик. Также испытывался способ приваривания соска несколькими слоя полиэтиленовой пленки 200 мкм (путем расплавления ее строительным феном), но не увенчался успехом - трубка выскакивает из затвердевшего после остывания полиэтилена.

Итого: данные пленки для применения в качестве надувных лонжеронов в крыле я считаю непригодными. Имхо, необходимо искать более мягкий материал, которому не будут так критичны концентраторы напряжения. Это либо двухслойная пленка из неориентированного полиамида с полиэтиленом (ПА/ПЭ 120 мкм и выше), либо классика - полиуретановая пленка. Причем для давлений под 200-300 мбар скорее всего нужна полиуретановой пленка толщиной около 300 мкм.

Использовать баллоны из пленки под давлением менее 0.1 атм в качестве наполнителя крыла с имеющимся жестким лонжероном наверно можно, но большого смысла имхо не имеет. Сравнимую упругость конструкции дает наддув турбинкой при несравненно большей простоте и надежности.

В силу недоступности следующих материалов (многослойные пленки для ваккумных мешков не продаются в розницу, а полиуретановые и лодочные ткани слишком дороги в объемах под 100 м2), дальнейшие эксперименты с надувными баллонами прекращаются до лучших времен.
 

TSP3

Я люблю строить самолеты!
А ооооочень жаль!!!!!!, я потому и не провожу подобные опыты - денег =0 :'(, а с простым полиэтиленом, да со вставками в несущий кожух :~) если правильно понял (поэкспериментировать готов, но месяца 2
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Добрый вечер
Очень жаль
1.      Уточните,  пожалуйста,  какой диаметр баллона
2.      сколько кг на 1см пленки можно подвесить
3.      сколько кг на 1см пленки можно подвесить через шов
С уважением Александр
P.S. ответили на письмо о  судьба надувного PNEUMAGIC-2
"Wie Sie der Webseite von prospective concepts entnehmen k[ch246]nnen, sind wir nicht mehr aktiv in der Entwicklung.
F[ch252]r die aeronautischen Projekte ist die iii-solutions (www.iii-solutions.ch)  neu der Ansprechpartner"
В общем Reinhard занят другими проектами
 
D

DesertEagle

Я имел ввиду, что из этих пленок планировал сделать несколько прототипов с разной конструкцией крыла. Но так как они не держат необходимое давление, то не вижу смысла продолжать. Теперь надо искать полиуретановую пленку 300 мкм, а в случае неудачи и с ней, проводить испытания баллонов из лодочной ткани с жесткими вставками. Потому что делать самолет целиком из лодочной ткани бессмысленно - он будет весить под 100 кг и стоить только за материал около 10 тыс. долларов. А вот парой баллонов с технологией тенсарити, в принципе, можно обойтись. Если оно действительно работает так, как описано в статьях. Но это уже не будет таким бюджетным и легким как двухслойные пленки, жаль конечно.

Впрочем, я все равно сварил из текущей пленки 7 баллонов длиной 8.5 м, посмотрим что будет с низким давлением (не более 0.1 атм). Герметик должен сохнуть 48 часов. Заодно потом можно попробовать измерить момент без вставок и со вставками. Пусть не на рабочем давлении, но хотя бы можно узнать соответствуют ли формулы тенсарити действительности.


1.Уточните,пожалуйста,какой диаметр баллона
Я сделал около десятка баллонов разной длины и диаметра. Длина от метра до двух, диаметр от 15 см до 25 см. Характер разрывов качественно не меняется. Дело в том, что в месте где лопается пленка появляется как бы белое пятнышко. Как на резком перегибе ПЭТ пленки. То есть хорошо видно, что причина в жесткости пленки и концентраторе напряжения, а не в пределе прочности. В месте сварки полиэтилен плавится и, судя по всему, остается чистая жесткая пленка, которая под давлением при наполнении баллона перегибается под острым углом и как бы трескается.

Ориентированный полиамид (ОПА) помягче, но все равно во многом напоминает ПЭТ. Я имею ввиду прочность и жесткость. Хотя более толстый слой полиэтилена немного улучшает ситуацию. Надо бы проверить с неориентированным, который напоминает больше полиэтилен, только попрочнее. Но его достать практически нереально, потому что используется только в пищевой промышленности для упаковки продуктов. А это соответственно заказы с логотипом фирмы/продукта, а просто так отдельно как пленка не продается.

Если использовать эластичную пленку, например из полиуретана, и при этом заключенную в прочный чехол, то такой баллон наверняка будет лопаться примерно на 1 атм или выше, а рабочее давление будет выдерживать до 300-400 мбар. Собственно, так и есть в надувных кайтах.

Текущую пленку заключать в баллон скорее всего бессмысленно. Она не тянется, поэтому если в каком-то месте ее диаметр окажется чуть меньше диаметра чехла, то лопнет при том же давлении, что и без чехла. И кроме того, это не устраняет резкие перегибы на кромке где начинается шов.

2.сколько кг на 1см пленки можно подвесить
Тесты проводились на стандартной полоске шириной 5 см. Концы наматывались на трубки так, что разрыв всегда происходил на середине полоски, а не в местах креплений.

Результаты:

1. ПЭТ/ПЭ/EVA 100 мкм (50/25/25 мкм) рвется при нагрузке 30 кг.
2. ОПА/ПЭ 100 мкм (25/75 мкм) рвется при нагрузке 23 кг.
3. Полиэтилен примерно 100-150 м км (точные данные неизвестны, кроме того, рулон пролежал на чердаке не менее года, тепличная пленка) рвется при нагрузке 7 кг.

3.сколько кг можно пленки можно подвесить через шов
Испытания не проводились. Сварить полоску 5 см посередине и попытаться разорвать как при стандартном тесте?
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Спасибо огромное за ответы
Ушел думать
С уважением Александр
 

maket

Сдавшихся - в разы больше, чем проигравших.
а я вот тут уже подумал :)

я правильно понял, что шов формировался утюгом,  и этот шов  имеет некоторый угол к касательной к поверхности баллона и это место служит концентратором?
если я правильно представляю геометрию  баллона, конечно...,
но может попробовать ещё один эксперимент - сварить листы внахлест так, чтобы шов вписывался в поверхность баллона по цилиндрической его части  - а торцы похожим образом вварить вставки - вставки в форме круга, по краю которого наварена полоса. эта полоса приваривается к цилиндрической части - как бы "стаканом" вовнутрь и затыкается пенопластовой пробкой по диаметру цилиндра и по краю, по шву стягивается хомутом. эта пробка - в надежде, что она не даст образоваться концентраторам напряжения на боковых поверхностях балллона

для неболшого баллона длинной около метра может получится и с утюгом - может такой вариат лучше держал бы давление?!!
уфф.....извиняейте, если невнятно излагаю! :)
если скажете, что  приходи и делай - я приду !:))
 
D

DesertEagle

может попробовать ещё один эксперимент - сварить листы внахлест
Идею понял, попробую на днях. Ну и подумал еще, что надо действительно измерить прочность шва, а потом пересчитать напряжение материала учитывая диаметр и выяснить от чего рвется. То ли от того что жесткая пленка переламывается на концентраторах напряжения (как я предполагаю), то ли достигается предел прочности именно шва. Потому что в месте где начинает шов и две стороны пленки соприкасаются, общая толщина меньше, чем сумма толщин обеих пленок. Из-за того, что полиэтиленовый слой плавится и растекается по площади. Поэтому самое слабое место - это линия у начала шва.
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Доброе утро
Размерность вроде верная
Пленка на 100 мк 5см  держит 30кг или  1см держит  6 кг прочность
Далее 15см диаметр х 3.14=  47.1см  умножаем на давление 0.2 атм = 9кг разрывная сила
Потому и рвется
С уважением Александр
PS шов внахлест это обязательно, я даже не представляю как себя ведет полиэтилен(клеевой слой) под постоянной нагрузкой есть предположение что дефармируется навсегда
 
D

DesertEagle

Итак, вставил в крыло 6 баллонов (по проекту 7, но последний было уже лень). Основная задача посмотреть будет ли внешняя оболочка натягиваться ровным слоем, чтобы устранить матрасность. Профиль:



Давление в каждой трубе 30-40 мбар:





В целом, поверхность действительно натягивается и выравнивается, но неидеально:



Оказалось важным чтобы давление в соседних баллонах было одинаковым, иначе одна труба может передавливать другую и выпячивать оболочку.

Также очень важно чтобы разница в диаметрах двух соседних труб не была слишком большой, иначе в этом месте видны искажения. В общем, для подобной конструкции нужен более тщательный расчет, учитывающих многие факторы.

От изгиба контура профиля тоже многое зависит, с другой стороны крыла обнаружилась выраженная матрасность:



Тем не менее, даже при таком маленьком давлении 30 мбар, крыло при поднимании удерживает свою форму. На снимке оно стоит заборчиком, но я его за стропы отрывал полностью от земле и оно не складывалось:



Ну а потом я попробовал имитировать прямой старт, но при рывке раздался хлопок и крыло сложилось пополам. Лопнул один или пара баллонов, на этом все и закончилось.

Тогда я вытащил баллоны и подключил трубинку от фена:



Но так как в перегородках не предусмотрено отверстий для перетекания воздуха, да и торцы на данном крыле совсем негерметичны, то одной турбинки оказалось маловато. Сравните качество поверхности и морщинки с фотографиями вараинта вупи на пару страниц выше. Тем не менее, крыло сразу приобрело нормальные очертания профиля, в отличие от варианта с надувными балками.











С наддувом крыло поддерживать свою форму при поднимании, естественно, не способно. Сразу изгибается:




Резюмируя, крыло с надувными лонжеронами оказалось на практике неудобным, даже если бы баллоны держали нужное давление. Всплыли несколько проблем: пленка 100 мкм требует очень нежного обращения, вся конструкция не создает ощущения надежности. Баллоны сложно вставлять (и вытаскивать впоследствии для ремонта и поиска утечек), особенно в одиночку: пришлось пропускать сначала веревку, привязывать ее к неподвижному объекту и как бы натягивать все крыло на баллон. Долго, не не так, ДОЛГО накачивать :). Но еще большая проблема потом все это сдуть через тонкую трубочку диаметром 10 мм. В подобных конструкциях обязательны лодочные клапаны с большим диаметром и какой-нибудь электрический компрессор. Хотя бы центробежный для первоначального накачивания, а догонять уже ручным. Форму профиля нужно подбирать, чтобы не было крутых перегибов, так как баллоны внутри ничем не закреплены и под давлением начинают оказывать друг на друга влияние. И тому подобные неприятные мелочи.

На данный момент мне кажется более перспективным использование прямоугольного крыла продольного кроя (из-за радикальной простоты пошива по сравнению с парапланерным с поперечными нервюрами) с лонжероном и наддувом. Возможно оно будет работать даже в таком виде как есть, но в принципе просматриваются два способа устранения матрасности: либо одеть сверху мешок из самой простой тонкой подкладочной ткани (ее продуваемость в данном случае даже плюс!), либо сразу шить с двойной оболочкой, но это добавляет большое количество швов на каждую секцию и, возможно, тоже потребует как и в случае с надувными лонжеронами тщательного расчета чтобы поверхность нормально выравнивалась натяжением.

Тем не менее, варианты с  полиуретановой пленкой в чехле из прочной ткани и баллона из лодочной ткани с жестким элементом, воспринимающим нагрузку на сжатие, тоже необходимо исследовать.
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Добрый день
Огромное спасибо за фото и рассказ
героический труд
Может если появится желание и возможность, сделаете баллон из ОПА/ПЭ 100  пленки
С уважением Александр
 

Вложения

D

DesertEagle

Может немного позже, ближайшее время я буду занят другим, тоже довольно интересным, проектом. А через пару недель, когда сойдет снег, надеюсь, наконец удастся облетать вупи. А то я в окрестностях так и не смог отыскать пологого склона, не занесенного снегом по колено ;-).
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Добрый вечер, какие новости на фронте :)
Новый проект связан с надувными конструкциями или это что-то другое
Даже странно, что такой интересный проект и такая активность небольшая
Ждем подробностей, если не сильно напрягает
С уважением Александр
 

briz

Я люблю строить самолеты!
Добрый вечер
Если движения по теме
С уважением Александр
P.S. Купил швейную машинку Singer 2263
Интересный агрегат :)
 
Вверх