Здравсвуйте Все! Поделитесь пожалуйста опытом изготовления рамы фюзеляжа из стальных труб. Насколько целесообразно сваривать раму из стальных труб квадратного (прямоугольного) сечения? Кажущиеся преимущества - легче производить предварительную обработку деталей (резка в одной плоскости); меньший габаритный размер сечения, по сравнению с трубой круглого сечения при равных площадях сечения; как ни странно, легче приобрести в нашем государстве (не Россия). Вроде как уже этого достаточно для того, чтобы повсеместно применяли такую трубу. Однако, только единожды, в болгарской конструкции самолета "ДАР-21" удалось усмотреть такое решение. Подскажите пожалуйста, какие проблеммы возникают при такой конструкции рамы фюзеляжа. Заранее благодарю за советы.Спасибо.
Применение труб прямоугольного сечения для рамы фю
Fairchild все свои маленькие довоенные самолеты делал из прямоугольных труб, визитная карточка была так скажем. Успех самолетов Fairchild был несомненым.
- Откуда
- Одесса, Украина
Рамы самолета пока не делал, но собираюсь именно из стльных труб делать марки 08кп и вот почему:
С этими трубами я работаю постоянно вот уже почти 5 лет и массового распространения среди любителей нет, как я думаю, по двум основным причинам:
Первая - нужен жесткий верстак (стапель), иначе крутит и очень сильно, и неплохая квалификация сварщика, а так же умение предугадать как себя металл поведёт и как избежать кручения после провара.
Вторая - мало кто считает досконально рамы на все накрузки, потому и не вкурсе, что даже пресловутый Д16Т не сильно выигрывает перед этой сталью потому, что он клепается, а значит отверстия под клёпки создают концентрацию напряжения, вследствии чего запас прочности должен быть увеличен, то есть тот, более чем двойной выигрыш в характеристиках металла, на деле несколько меньше и как результат - проигрыш в массе такой рамы на двухместный составит не более 20 кг, а технологичность и призводительность снизится в разы, так же возрастает безопасность при падении при грубой посадке (рама деформируясь гасит энергию, предохраняя пилота)
И еще одно замечание уже из жизни: сварил я как-то из такой трубы раму подъемнка для мотора, считал по пределу прочности, просто дал нагрузки с запасом, но когда нагрузил весом, превосходяшим этот предел - никаких изменений в геометрии рамы не произошло и подъемник мне еще долго после этого служил.
С этими трубами я работаю постоянно вот уже почти 5 лет и массового распространения среди любителей нет, как я думаю, по двум основным причинам:
Первая - нужен жесткий верстак (стапель), иначе крутит и очень сильно, и неплохая квалификация сварщика, а так же умение предугадать как себя металл поведёт и как избежать кручения после провара.
Вторая - мало кто считает досконально рамы на все накрузки, потому и не вкурсе, что даже пресловутый Д16Т не сильно выигрывает перед этой сталью потому, что он клепается, а значит отверстия под клёпки создают концентрацию напряжения, вследствии чего запас прочности должен быть увеличен, то есть тот, более чем двойной выигрыш в характеристиках металла, на деле несколько меньше и как результат - проигрыш в массе такой рамы на двухместный составит не более 20 кг, а технологичность и призводительность снизится в разы, так же возрастает безопасность при падении при грубой посадке (рама деформируясь гасит энергию, предохраняя пилота)
И еще одно замечание уже из жизни: сварил я как-то из такой трубы раму подъемнка для мотора, считал по пределу прочности, просто дал нагрузки с запасом, но когда нагрузил весом, превосходяшим этот предел - никаких изменений в геометрии рамы не произошло и подъемник мне еще долго после этого служил.
Без основательного стапеля точно будет тяжко. А стапель - это либо похороненные средства при однократном исполнении, либо большой соблазн серийного производства. Есть еще соображение по поводу применяемой сварки - полуавтомат точно знаю, что создает сильные напряжения, которые вызывают остаточные деформации, наверное этого частично можно избежать применением либо дедовского способа газосварки, либо его модерного исполнения в виде TIG. В моем государстве, как ни странно проще приобрести трубу квадратного (прямоугольного) сечения толщиной стенки 1 мм из низкоуглеродистой конструкционной стали, чем аналогичную тонкостенную трубу круглого сечения. Хромансиль - это из области фантастики, Зато как грязи 10х18н10т. Но с ней работать очень неприятно на этапе заготовительных работ. Да и варить легированные стали тоже не хочется. А тут вот оно! И резать легко, и варить низкоуглеродку намного проще. И еще есть такая мысль - к примеру - если на чертеже указана труба круглого сечения 20х1, площадь материала в сечении оной составит 31 мм2. Применяя трубу квадратного же сечения, та же самая площадь достижима уже при габарите 16 мм! т.е. труба 16х16х1 имеет площадь матерала в сечении те же самые 31 мм2! Вес, как понимаете никуда не ушел и не пришел, но габариты уменьшаются! Правда, возможно, за счет изменения моментов сопротивления при уменьшении габарита трубы жесткость конструкции уменьшится. Тут возникает вопрос, что в такой ситуации делать - придерживаться габаритного размера трубы, но при этом неизбежно возрастет вес, либо сохранить вес и уменьшить габарит. Пусть подскажут более компетентные товарищи (господа) дилетанту.
- Откуда
- Одесса, Украина
Самолетом я только планирую заняться, но с металлом давно работаю и верстак 3,3 х 1,6 у меня имеется и весьма основательный, а что касается труб, то с такой тонкой стенкой я не встречал у на, я работаю со стенкой 2мми варю обычной дуговой сваркой.
Полуавтомат на конструкционной стали не дает никаких напряжений, а шов прочнее и такая толщина только им и варится, но на таких стенках прочность шва падает и нузны усилительные накладки, да я бы и не стал варить из такой трубы раму - жесткость маловата, да оно и не нужно - варится каркас силовой с основными креплениями под навесное оборудования, крылья, шасси и кресло пилота, а остальное проще и легче из дерева - свой самоль я так и буду делать.
Полуавтомат на конструкционной стали не дает никаких напряжений, а шов прочнее и такая толщина только им и варится, но на таких стенках прочность шва падает и нузны усилительные накладки, да я бы и не стал варить из такой трубы раму - жесткость маловата, да оно и не нужно - варится каркас силовой с основными креплениями под навесное оборудования, крылья, шасси и кресло пилота, а остальное проще и легче из дерева - свой самоль я так и буду делать.
samodelkin_33rus
Я люблю этот Форум!
Вы конечно меня извините, но согласиться с тем что TIG это модерновое исполнение газосварки ну никак не могу, так как занимаюсь профессионально сварочными работами, и сами способы получения необходимой температуры для плавления металла совершенно разные. В газосварке сжигается газ ацетилен, либо его заменители и для получения необходимой температуры добавляется кислород. А способом так называемой TIGовой сварки, а точнее сварки неплавящимся элекдродом в среде инертных газов , чаще всего аргона или его смеси с другими газами, для каждого случая свой рецепт. И получение высокой температуры достигается поджигом электрической дуги . Так что это его больше роднит с полуавтоматом чем с газосваркой.
Теперь что касается остаточных напряженией, интересно откуда вы это знаете точно , что при применении полуавтома возникают большие остаточные напряжения?
Из практики я вот как то знаю остаточные напряжения напрямую связаны с зоной прогрева металла вокруг сварочной ванны, и чем меньше эта зона (ЗТВ) тем меньше эти напряжения которые тоже зависят напрямую и от свойств свариваемого металла и его состава. И максимальные напряжения дает как раз дедовская сварка именно потому что у нее зона прогрева максимальная, и металл уводит именно при сварке газом. А полуавтомат как раз имеет минимальную зону термической зависимости. Вобщем если хотите разобраться в этих вопросах , купите хотя бы учебник для ПТУ по сварке , и плюсом к нему несколько сварочных аппаратов разного назначения. Ну и хотябы пару лет практики. Ок . Без обид.
Теперь по поводу труб квадратного сечения. Вариант на перспективу неплохой, Но если начнут выпускать их безшовными и с толщиной стенки хотябы 1мм. На сегодняшний день выпускают только 1.5мм и 2мм из тех что могли бы подойти, для ферм. Здесь вы можете посмотреть мою задумку в этом исполнении от которой пришлось в итоге отказаться после беседы с тех комом. Да и вес в таком виде был уже 135кг вместе с Шасси. Что превышал практически в два раза тот который можно получить используя ту же сталь 20. Так что выводы делайте сами .
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1135358644/15#15
- Откуда
- Одесса, Украина
Посмотрел фото - я в шоке, чесслово ;D - ну нельзя же так - все варить из железа, это же не люминь!
стальной каркас должен быть минимальным и в основном его задача - связать отдельные узлы самолёта в единую конструкцию, ведь даже сталь 08кп по характеристикам уступает Д16Т более чем в двое, просто сталь варится легко, потому из нее проще сделать основу в креплениями, а дальше уже либо дюраль, либо дерево, последнее пребпочтительней благодаря простоте сборки и обработки, да и вес выигрывает.
стальной каркас должен быть минимальным и в основном его задача - связать отдельные узлы самолёта в единую конструкцию, ведь даже сталь 08кп по характеристикам уступает Д16Т более чем в двое, просто сталь варится легко, потому из нее проще сделать основу в креплениями, а дальше уже либо дюраль, либо дерево, последнее пребпочтительней благодаря простоте сборки и обработки, да и вес выигрывает.
samodelkin_33rus
Я люблю этот Форум!
Ну вот вы сами и ответели , стоит ли связываться с такой сталью , когда шок пройдет ;D поищите нормальную , а самолеты с цельносварной фермой есть и очень много. Ну для начала откройте ветку с Пайпером, или посмотрите конструкции самолетов 30-60 годов. Практически все легкомоторные самолеты имели таку концепцию. Сварная ферма -деревянное крыло. Самое главное правильно выбрать материал ! Поэтому учитесь на чужих ошибках .Съэкономите свое время.
- Откуда
- Одесса, Украина
Так, стоп, чёт я не вкуриваюсь - о какой стали идет речь, я что-то пропустил? ;D Я говорил о Ст-08кп, которая отличается от стали 20 только тем, что немного прочнее при прочих равных условиях, с этими трабами работаю много - в основном навесы под поликарбонат делаю - ферма 5 метров длиной выдерживает трех человек аж бегом, при ее весе не более 20 кг, а то, что самолеты военных лет были полностью сварные - ну так они и весили несколько больше ;D, а я не танк строить планирую, а Long EZ и масса планера у него в сборе не должна превышать 200 кг
- Откуда
- Одесса, Украина
Хотя может мне просто марку не ту сказали - я ж особо не вдавался в подробности, не самолет жа строил ;D
samodelkin_33rus
Я люблю этот Форум!
Вообще мне тоже по роду деятельности приходится заниматься этой ерундой ( не хоца а нада) . Вообще профили сейчас гонят из переплавленного чермета и марку им присваивают, покрайней мере в России ст3пс , либо ст2пс. или кп , взависимости от свойств переплавки. А ст 08пк или пс идет обычно в листах , и поставляет ее Украина. Разница в чистоте металла , ст 20 хоть и ржавеет но не так быстро как ст3 холоднокатанная , а 08 так вообще после первых брызг воды налетом покрывается чуть ли не на глазах. Горячекатанная та немножко подольше держит коррозию за счет окалины получаемой при горячем прокате , а сними ее болгаркой сверху и тоже сразу начинает ржаветь. Поэтому требует дополнительных мер защиты . Либо цинкованием, либо хорошим лакокрасочным покрытием.
- Откуда
- Одесса, Украина
Я располагаю металлом из Днепропетровска (Украина) и сталь в этих трубах вполне приличная, по крайней мере на искру показывает содержание углерода не малое, но пока я этим вплотную не занимался, скорее всего надо будет сделать пресс для растяжки образца - уж больно мутные производители и марку не всегда говорят, особенно по дюралю - вообще не допросишься марки, так что выход вижу в том, чтобы то, что свободно продается на рынке и металлобазах просто проверять на растяжение и вполне можно найти чегось - попадаются стали приличные, но это уже когда вплотную подойду к проекту.
У нас проще с сортаментом. Есть от10х10х1. От ст10 до ст.38 Производитель и Российский и из ЕС. А вот круглую тонкостенку малых диаметров завозить не хотят. В моем государстве сейчас строительный бум. Под это дело и подстроены поставки. Отсюда и тема возникла. А сварка у нас для самостоятельного самолетостроения почему-то приветствуется исключительно либо газовая, либо TIG. Да и вообще закон о самостоятельном самолетостроении и включенные в него технические условия весьма консервативны. Хотя и допускают двойные трактовки типа зажигание от магнето - хорошо, батарейного типа допускается, при соблюдении ряда условий, но по тексту понимаешь, что это "западло".
У вас есть закон о сомодельных СЛА? И можно их регистрировать и летать?
Есть правила кабинета министров и приложения ним (технические требования к самостоятельно изготовленным воздушным судам), есть установленная процедура регистрации сначала проекта для постройки, затем инспектирования в процессе самой постройки, механизм испытаний, регистрация и пр. нюансы. Скажу только, что на выходе самолет имеет паспорт, регистрационное свидетельство, бортовые номера, радиопозывные (если есть станция) и ничем не отличается от других участников воздушного движения, по правилам которых производятся полеты. В общем не партизан или изгой. Права и обязанности в одном комплекте. А что касается разделению на классы, да есть класс ультралайтов, много критериев определяющих именно принадлежность к этому классу, самый понятный это максимальный взлетный вес аппарата с полной коммерческой нагрузкой и запасом топлива на ОДИН час полета. Есть две цифры для одно- и двух-местных аппаратов класса ультралайт. Даблплэйсед - это 450 кг. Сингл - 375. Все что выше либо по массе, либо по скоростям сваливания и полета - отмежеваны в класс ВССП. Нет у нас градаций пока как в США. В чем разница для пилотов - в классе ультралайт своя лицензия, своя программа обучения и свои правила полетов. Никаких ограничений по радиусу зоны и пр. - только выполнение полетов по ПВП. На ультралайтах в принципе нет условий для выполнения ППП. Видим - летим, не видим - сидим дома. Как только вы хотите большего самолета, чем ультралайт - плиз учиться на лицензию частного пилота. Другая программа, другой налет, другая теория, и другие деньги. Соотношение стоимости получения лицензии пилота ультралайта или частного пилота - 1:3,5! Т.Е. какая мысль - если ты не строишь планов на профессию пилота и лишь будешь летать в удовольствие - зачем тебе дорогой большой самолет, дорогая лицензия, и серьезная программа обучения. Если всего этого тебе точно не надо - твой класс - это класс ультралайта. Лицензия частного пилота более соответствует понятию первой ступени многоуровнего образования профессионального пилота. А ультралайт - это класс любителей, которые не собираются быть профессиональными пилотами. Им и так хорошо. А летать хотят просто в кайф а не за бабки. А аппарат можешь и построить и купить - кому что больше нравиться. Соблюдай законы и правила, плати налоги и все будет хорошо!
Ротор
Сергиев-Посад
Я делаю из квадратных труб только раму безопасности с креплениями для спассистемы, противокапотажные дужки фонаря и крепления основных стоек шасси. Варил переменкой, без стапеля, только в комплексе- сначала наживил, затем потихоньку обварил. Ничего не повело. Раму переношу один, вес приемлимый, думаю, что сильно не перетяжелил ее.
- Откуда
- оз.Байкал
А были ли случаи стальных фюзеляжей изготовленных из гнутых профилей (уголок, швелер) :question :question :question
Гнутый профиль, например тавр, предназначен для восприятия особых нагрузок (изгиб), или удобства исполнения ребер жесткости (уголок).
Ферменные же конструкции требуют от сечения балки равной устойчивости в любом направлении, поскольку работают на сжатие-растяжение. Поэтому, любой профиль кроме симметричного замкнутого будет неправильным.
Что касается обсуждаемой здесь квадратной трубы - это очень распространенный в фермах или ферменно-балочных конструкциях выбор.
Квадратную или прямоугольную трубу:
проще соединять друг с другом
к ней проще крепить обшивку или любые кронштейны или сверлить в ней отверстия
прямоугольной трубой можно задавать требуемую жесткость в определенной плоскости, что для круглой трубы означает задание овального сечения - иногда идут и на это.
Минусы - наши трубы как правильно написали - в основном все электросварные (шовные), сделаны из низкоуглеродистой стали плохого качества, имеют толстую стенку.
erisky
Я люблю строить самолеты!
- Откуда
- г.Оренбург
Мужичок из деревни даже из горячекатанного уголка делал,с движком от "урала" летал!!!