Проверка фюзеляжа на кручение.

[Айдар]

Первоисточник я указал - это JAR-VLA. Там дается несимметричная нагрузка на ГО. Выше в своем посте я выложил скриншот этой страницы. Вопрос в том, правильно ли определена нагрузка на ГО? Кроме того, нельзя забывать о том,  что получившийся крутящий момент нельзя рассматривать изолированно. Ведь на хвостовую балку будет действовать еще и нагрузка от ГО - т.е. надо нагрузить одну половину грузом 58 кг, другую 83 кг. Это обязательно надо сделать. Момент от ВО можно было бы создать таким образом, как посоветовал HAINOV. Но на практике реализовать это трудно - надо как-то фиксировать фюзеляж от поворота. Можно было бы дополнительно нагрузить ГО так, чтобы создать такой доп.момент от ВО, но при этом не превысить эксплуатационную нагрузку на ГО.
Перегрузку в 4g я принял из минимальной, которая оговаривается в JAR-VLA (там она 3,8). В Вашем самолете она может быть и выше. Она определяет эксплуатационные ограничения на Ваш самолет. При этом упругая деформация, естественно, возникнет. А вот допустимое значение этой деформации я не смогу подсказать - недостаточно опыта. Может, Владимир Павлович согласится помочь в этом вопросе?
Вообще, было бы интересно и важно знать допустимые деформации элементов планера: прогибы, углы закрутки и т.п

 

[meglin1]

Ответ очевиден и изложен в тех же Нормах прочности. Приемлемая деформация - та, при которой рули и органы управления функционируют беспрепятственно. Что, собственно и проверяется при нагружении эксплуатационными нагрузками.  Правда, стоит добавить "и которая не вызывает дискомфорта окружающих🙂".
А вот что неочевидно:
допустим, нагрузили до экспл нагрузок. Держит. Проверили финкционирование - нормально.
Решили пойти дальше - ведь самолет должен держать и расчетный уровень, правда?
Прибавили , допустим еще 5% - а он возьми, да и сломайся: потеря устойчивости какого-нибудь элемента с последующим хрумом всей конструкции.
Получаем, что конструкция держит всего 67+5=72% нагрузки, вывод - не держит.
Вопрос: а что мы, собственно, хотели получить эксплуатационным нагружением, какую прочность, кроме проверки функционирования  системы управления?

 

[HAINOV]

причем тут вторая половинка ГО ? или в физике есть еще какой то момент силы о котором я не подозреваю ??

А при том, что в реальности вы не сможете нагрузить фюзеляж крутящим моментом только одной половиной стабилизатора.
Но если вы при испытаниях будете создавать крутящий момент, нагружая только одну половину, то грузить вам придется вдвое больший вес. Соответственно, либо стабилизатор сломается, либо в нем избыточный запас прочности. И лишний вес, соответственно.

 

[alex-vld]

Ответ очевиден и изложен в тех же Нормах прочности. Приемлемая деформация - та, при которой рули и органы управления функционируют беспрепятственно. Что, собственно и проверяется при нагружении эксплуатационными нагрузками. 

Далее читаю умную книжку, пишут про флаттер из за недостаточной жесткости конструкций... Туда-сюда и отломалось .. Похоже, что работоспособность рулей это лишь часть безопасных условий

 

[alex-vld]

допустим, нагрузили до экспл нагрузок. Держит. Проверили финкционирование - нормально.
Решили пойти дальше - ведь самолет должен держать и расчетный уровень, правда?
Прибавили , допустим еще 5% - а он возьми, да и сломайся: потеря устойчивости какого-нибудь элемента с последующим хрумом всей конструкции.
Получаем, что конструкция держит всего 67+5=72% нагрузки, вывод - не держит.
Вопрос: а что мы, собственно, хотели получить эксплуатационным нагружением, какую прочность, кроме проверки функционирования  системы управления?

Немного не так, в этих цифрах расчета прочности уже заложены коэфф 2...  Тоесть фактически, будет 67*2+5= 139%

 

[alex-vld]

причем тут вторая половинка ГО ? или в физике есть еще какой то момент силы о котором я не подозреваю ??

А при том, что в реальности вы не сможете нагрузить фюзеляж крутящим моментом только одной половиной стабилизатора.
Но если вы при испытаниях будете создавать крутящий момент, нагружая только одну половину, то грузить вам придется вдвое больший вес. Соответственно, либо стабилизатор сломается, либо в нем избыточный запас прочности. И лишний вес, соответственно.

Не вдвое больший, а именно расчетный, предложеный вами вариант не верен, так как нагружая вторую половинку ГО вы
уменьшаете момент (не берем во внимание симметричное нагружение), вот если одну сторону давить вниз, а другую тянуть вверх, тогда согласен.

 

[Айдар]

Ответ очевиден и изложен в тех же Нормах прочности. Приемлемая деформация - та, при которой рули и органы управления функционируют беспрепятственно. Что, собственно и проверяется при нагружении эксплуатационными нагрузками. 

Далее читаю умную книжку, пишут про флаттер из за недостаточной жесткости конструкций... Туда-сюда и отломалось .. Похоже, что работоспособность рулей это лишь часть безопасных условий

Действительно, функционирование органов управления  условие необходимое, не недостаточное. Как быть с углами закрутки крыла и оперения - какие изменения углов атаки приемлемы? Или какой угол поворота оперения при закрутке фюзеляжа можно считать допустимыми?

А вот что неочевидно:
допустим, нагрузили до экспл нагрузок. Держит. Проверили финкционирование - нормально.
Решили пойти дальше - ведь самолет должен держать и расчетный уровень, правда?
Прибавили , допустим еще 5% - а он возьми, да и сломайся: потеря устойчивости какого-нибудь элемента с последующим хрумом всей конструкции.
Получаем, что конструкция держит всего 67+5=72% нагрузки, вывод - не держит.
Вопрос: а что мы, собственно, хотели получить эксплуатационным нагружением, какую прочность, кроме проверки функционирования  системы управления?

Тоже интересно было бы выяснить - на какую нагрузку проводить статиспытания единственного экземпляра самолета?

 

[meglin1]

Ответ очевиден и изложен в тех же Нормах прочности. Приемлемая деформация - та, при которой рули и органы управления функционируют беспрепятственно. Что, собственно и проверяется при нагружении эксплуатационными нагрузками. 

Далее читаю умную книжку, пишут про флаттер из за недостаточной жесткости конструкций... Туда-сюда и отломалось .. Похоже, что работоспособность рулей это лишь часть безопасных условий

Так ведь статические нагружения при всем желании не помогут исследованию вопросов флаттера. Ну получите Вы деформацию допустим 20 см на конце стабилизатора - много это или мало? У нас вот она примерно такая и получилась - балка достатоно гибкая.

 

[meglin1]

допустим, нагрузили до экспл нагрузок. Держит. Проверили финкционирование - нормально.
Решили пойти дальше - ведь самолет должен держать и расчетный уровень, правда?
Прибавили , допустим еще 5% - а он возьми, да и сломайся: потеря устойчивости какого-нибудь элемента с последующим хрумом всей конструкции.
Получаем, что конструкция держит всего 67+5=72% нагрузки, вывод - не держит.
Вопрос: а что мы, собственно, хотели получить эксплуатационным нагружением, какую прочность, кроме проверки функционирования  системы управления?

Немного не так, в этих цифрах расчета прочности уже заложены коэфф 2...  Тоесть фактически, будет 67*2+5= 139%

Да даже если это будет 199% для к-та 2 и произойдет разрушение на этом этапе, то вывод будет один - прочность недостаточна.

 

[meglin1]

Тоже интересно было бы выяснить - на какую нагрузку проводить статиспытания единственного экземпляра самолета?

Вопрос этот до сих пор вызывает споры у прочнистов.
Учитывая то, что владельцы обычно соглашаются провести нагружение до уровня эксплуатационных нагрузок, то хотя бы появляется уверенность, что примерно 2/3 нагрузки аппарат держит точно - что уже неплохо
А вот проверка функционирования систем управления - это действительно важно, потому что чаще всего разработчики упускают из виду, что проводка управления дает вполне серьезные нагрузки на конструкцию - почитайте-ка раздел о дополнительных к-тах на проводке управления! И на могучей фирме Антонова крепления кронштейнов и качалок зачастую выламывались на испытаниях. А уж у нашего-то брата сделать качалку из 2 мм листа или посадить ее на 0,5-мм листик - это запросто.
Я бы Рули с проводкой грузил на все 100% расчетной.

 

[Ivan_V]

Тоже интересно было бы выяснить - на какую нагрузку проводить статиспытания единственного экземпляра самолета?

Вопрос этот до сих пор вызывает споры у прочнистов.
Учитывая то, что владельцы обычно соглашаются провести нагружение до уровня эксплуатационных нагрузок, то хотя бы появляется уверенность, что примерно 2/3 нагрузки аппарат держит точно - что уже неплохо
А вот проверка функционирования систем управления - это действительно важно, потому что чаще всего разработчики упускают из виду, что проводка управления дает вполне серьезные нагрузки на конструкцию - почитайте-ка раздел о дополнительных к-тах на проводке управления! И на могучей фирме Антонова крепления кронштейнов и качалок зачастую выламывались на испытаниях. А уж у нашего-то брата сделать качалку из 2 мм листа или посадить ее на 0,5-мм листик - это запросто.
Я бы Рули с проводкой грузил на все 100% расчетной.

Предлогаю 100% эксплуатационной и измерять деформацию.

 

[alex-vld]

Ответ очевиден и изложен в тех же Нормах прочности. Приемлемая деформация - та, при которой рули и органы управления функционируют беспрепятственно. Что, собственно и проверяется при нагружении эксплуатационными нагрузками. 

Далее читаю умную книжку, пишут про флаттер из за недостаточной жесткости конструкций... Туда-сюда и отломалось .. Похоже, что работоспособность рулей это лишь часть безопасных условий

Так ведь статические нагружения при всем желании не помогут исследованию вопросов флаттера. Ну получите Вы деформацию допустим 20 см на конце стабилизатора - много это или мало? У нас вот она примерно такая и получилась - балка достатоно гибкая.

Ух... Пластилиновый самолетик... У меня стальная трехгранная ферма, из трубы прямоугольного сечения, сейчас приварены только "диаметральные" распорки, расчетное симметричное нагружение выдерживает с прогибом ~20 мм, можно я так подозреваю еще столько же нагрузить 🙂
Вот пока на скручивание вопрос открытый, я пробовал на ГО повисеть 90 кг, за краешек и с раскачкой/рывками, Когда резко накидываешь вес подкручивает прилично, до 50 мм точно...
Просто если это не критично, то так тому и быть, если критично, то еще пару кило на диагональные распорки добавлять...
Если совсем тоска, можно обшивку добавить 🙁

 

[alex-vld]

Тоже интересно было бы выяснить - на какую нагрузку проводить статиспытания единственного экземпляра самолета?

Вопрос этот до сих пор вызывает споры у прочнистов.
Учитывая то, что владельцы обычно соглашаются провести нагружение до уровня эксплуатационных нагрузок, то хотя бы появляется уверенность, что примерно 2/3 нагрузки аппарат держит точно - что уже неплохо
А вот проверка функционирования систем управления - это действительно важно, потому что чаще всего разработчики упускают из виду, что проводка управления дает вполне серьезные нагрузки на конструкцию - почитайте-ка раздел о дополнительных к-тах на проводке управления! И на могучей фирме Антонова крепления кронштейнов и качалок зачастую выламывались на испытаниях. А уж у нашего-то брата сделать качалку из 2 мм листа или посадить ее на 0,5-мм листик - это запросто.
Я бы Рули с проводкой грузил на все 100% расчетной.

По какой методике ? Положить на руль пару мешков с цементом и попробовать взять на себя ? Тут мне кажется больше ограничивается здоровьем пилота, нежели крепежом

Хотя 0.5мм конечно явный перебор... У меня меньше 6 мм д16т не присутстует элементов...

 

[meglin1]

Ну тут все несложно: закрепили РУС тягой, да и грузите себе руль полегоньку. А вот тут возможны варианты.
У Бекаса руль взял, да и лег в крайнее положение еще при 50-60%. И что делать? Подняли его повыше - тоже самое. задрали в райнее положение - лишь тогда он как-то уравновесился под нагрузкой где-то в нижнем положении. При этом самолет вполне себе отлично летал и накручивал пилотаж. Причину этой эластичности сразу выяснить не удалось.

 

[Айдар]

Владимир, Вы нас заинтриговали. Хотелось бы продолжения - узнать причину такой эластичности.

 

[meglin1]

Это было ужасно: мы начинали прикладывать нагрузку на -30 град руля высоты и заканчивали где-то на 10-15 в плюсе! Поверьте, я был в отчаянии, потому как был жестко ограничен во времени. Вот вы спросили - много или мало деформации... И мне тогда пришлось искать ответ на этот вопрос. Явно чересчур много. Но самолет к этому времени уже 7 лет летал в сотне экземпляров и вышивал в воздухе все, что хотел с полной нагрузкой, т.е. фактически доказал свою полную работоспособность. Это подтвердили своими испытаниями военные и гражданские эксперты ГАНИЦ и департамента. Далее наступила очередь элеронов. Жутко вспомнить, но картина повторилась. Т.е. элероны под нагрузкой уходили вниз. Мы их подняли - опять. И лишь вывернув их на предельный угол -25 град, мы получили хоть какое-то равновесие, а не упирание в конструкцию. Вот и судите - нормально ли это?
Еще раз повторю: к тому времени самолет прошел все возможные и невозможные летные испытания с комплексом регистрирующей аппаратуры. Причем в большинстве случаев испытания проходили с масой 525 кг вместо 450 - столько весили эксперты. И пилоты все без исключения были в восторге от характеристик устойчивости-управляемости и от сбалансированности по каналам.
С одной стороны - безобразие, с другой - полный одобрямс!
было совершенно ясно, что измени сейчас конструкцию, увеличь жесткость - и самолет будет неузнаваемым, т.е. совершенно другим. У него явно переразмерянные элероны, руль высоты - вероятно, вырастут усилия, и самолет вместо управления пальцами будет управляться плечом. Вот и пришлось прочнистам доказывать, что мнение пилотов тут первоопределяюще, правда, они кончено, в анализе накатали про чрезмерную податливость. Но доказать - удалось!

 

[meglin1]

Причину податливости РВ искали несколько дней: постепенным переносом закрепления элементов от РУСа назад. Грешили на троса. Ерунда! Троса вообще практически не дают ничего. Специально проверили сразу. Но правда выяснилось, что система управления нагружает шпангоуты, стенки и пр., которые имеют склонность легко изгибаться.  Было подозрение на один шпангоут с подшипником. Но дал он не так много - не то... И таки противный элемент был найден: им оказался поперечный вал управления, являвшийся переходным элементом между жесткой и мягкой проводкой. Достаточно было просчтать его на жесткость - о, ужас! На длине около 60 мм каленый вал легко закручивался чуть ли не на 20-25  градусов. Все - из-за его крохотного диаметра в 12 мм... Это и позволяло РВ легко подаваться под нагрузкой.
Нашлась причина и на элеронах. Они у нас висят на "клюшках", и я визуально отслеживал их деформацию при нагружении - гнутся упруго, уходя миллиметров на пять. Пришлось лезть буквально носом в узлы крепления, чтобы увидеть, в чем дело. Мы их неправильно прикрепили - не к нервюрам, а к лонжерону, посчитав, что это прочнее, чем крепить к слабым элементам. А лонжерон совершенно не хочет брать нагрузки из своей плоскости - легко закручивается, давая дикие перемещения узла навески и самого элерона - и закрылка тоже.
Тем не менее, этой невеликой жесткости вполне хватало и хватает для энергичного маневрирования. Валик был несколько усилен, но не настолько, чтобы радикально изменить картину. А остальное - осталось.
Понятно, что рули наши недорабатывают, сбрасывая избыток нагрузок, автоматически уходя на меньшие углы под нагрузкой. Но самолету - вполне хватает.
У меня же не выходит из памяти случай с воскресенским клоном 701-го, на котором мой знакомый попал в тяжелую аварию из-за качалки руля высоты, которая, разумеется, не испытывалась. Это - серьезно.

 

 

[Rafis]

Я бы Рули с проводкой грузил на все 100% расчетной. 

А зачем?
В штатах и европах, при сертификации типа, не требуется проводить статиспытания до расчетной разрушающей перегрузки. Т.е. достаточно продемонстрировать что при максимально допустимой эксплуатационной перегрузке не возникает опасных деформаций и всё, на остальное достаточно расчетов.

допустим, нагрузили до экспл нагрузок. Держит. Проверили финкционирование - нормально. Решили пойти дальше - ведь самолет должен держать и расчетный уровень, правда?Прибавили , допустим еще 5% - а он возьми, да и сломайся: потеря устойчивости какого-нибудь элемента с последующим хрумом всей конструкции.

Почти невероятное событие.

 

[леха (magnum)]

to meglin1:

проблемма, в том, что наро думает, что если перегрузка +4, то можно грузить +4,
а на самом деле, если будет +4,05 то идет потеря устойчивости и в приципе допускаются пластические деформации, т.е самолет может потечь (Рафис поправь, если чушь сказал).

А если ещё и порыв ветра и будет +5, то самолет может скривится весь и его можно будет выкидывать на помойку.

Реально на самолетах с +4 максимум +3 можно намеренно делать .


ну и по поводу пилотажа на бекасе, вот хороший ролик, показательный.

[media]http://www.youtube.com/watch?v=e747MWr6rSs[/media]

 

[meglin1]

Почти невероятное событие.
Возможно. А вот мне с ним пришлось столкнуться - весьма неприятно, скажу я вам, скрежет жуткий.

Леша, я плохо понял по перегрузкам, но было доказано не единожды +6,6/-4,4. А разрешено, конечно, от 0 до +4,4.
Что касается ролика, то если не осматривать машину и не контрить гайки болтов крепления основных подкосов, то не то что пилотаж крутить на предельно малой высоте - а и вообще в воздух подниматься не стоит.