Проектирование и изготовление крыльев

[Yubin]

Круглый лонжерон использовал еще Джим Биди (BD) почти на всех его самолетах.
К слову: именно у него начинали работать еще тогда молодые Рутан и Зивко(Edge-540)

 

[Leon CX]

Первое утверждение неверно. Рутановские самолеты по 20-30 лет летают ещё на старых смолах и без проблем всё переносят. Никаких высокотемпературных смол т.к. пена теряет механической прочность при 90[sup]o[/sup]C. Поэтому самолеты все белого цвета.
Насчет вакуума в основном верно, но иногда выигрыш настолько небольшой, а затраты настолько больше, что от этого отказываются.
Чтобы поменьше контактировать с эпоксидкой нужно пользоваться защитой или делать алюминиевые самолеты  ;D
В России тоже проблемы с помещениями, но это никак не относится к технологии композитных самолетов  😉 Алюминиевый или деревянный будут в оконцовке процесса занимать места не меньше  ;D
Обшивка на полностью заполненных крыльях Рутана рабоает очень хорошо. Неоднократно выдерживала удары тупым тяжелым предметом в виде головы посетителя авиашоу без последствий для самолета. Крайняя встреча с птицей показала, что птица значительно мягче композитной обшивки. Мы её сбили без каких либо последствий для самолета. Обшивка такого сечения, работающая на кручение и имеющая очень хорошую устойчивость является  :IMHO оптимальной. Крылья, изготовленные из сендвича будут весить если не больше, то столько же как и полностью заполненное пеной крыло. Можете сами посчитать, на тонком профиле заполненное пеной крыло будет легче и устойчивей, чем сендвич. Но самая фишка в том, что Рутан позволил отказаться от матричной технологии и дал возможность при необходимости быстро менять профиль крыла хоть на каждом новом самолете. Нет матрицы - нет проблемы. Вот баки делаются из сендвичей и я Вам скажу это намного затратнее и дольше, даже имея готовые матрицы. Но другого варианта всё равно нет. Как баки это разумное решение. На Ваших фотках сверху там как раз баки и показаны, даже видно топливозаправочную горловину. Рутановская безматричная технолоия изготовления крыльев из пены дает самодельщикам прекрасную возможность сделать очень крепкое и не сложное в изготовлении крыло, которое может быть изготовлено "на коленке" за 1 неделю неспешного труда одного человека. Фактчески рабочих часов намного меньше, но необходимо ждать, когда произойдет полимеризация лонжерона, верхней и нижней части консоли крыла. Кроме того, поверхность контакта ламината с пеной очень высокая и не будет вероятно катастрофической ситуации, связанной с частичной деламинацией, как в случае деламинации отдельных нервюр и потери устойчивости. Как правило композиты не ломаются вследствии нагрузки, превышающей их прочность. Разрушения происходят именно вследствии потери устойчивости! Пена как раз дает превосходную устойчивость и более низкие требования к качеству склейки.

Ваш круглый лонжерон можно использовать например в рулях высоты или направления например, но в крыльях технологичнее швеллер или коробку, хотя можно и двутавр. Не забывайте, что нужно ещё обеспечить крепление консоли крыла к фюзеляжу, а там прямоуголькик удобнее  😉

Админ,
согласен что для еденичного екземпляра - из пенопласта крыло самое оно, вот для трех уже вопрос....и еще, если даже для двух (правого и левого) крыльев прямоугольных то матрицу есть смысл делать, качество в разы лучше.

Вот по швеллеру соглашусь, швеллер лучше с точки зрения крепления к обшывке, чем труба.

Вот статьи для тех кто задумал таки класическое крыло:

http://www.hpaircraft.com/hp-24/update_8_august_06.htm
http://www.hpaircraft.com/hp-24/update_11_august_06.htm
http://www.hpaircraft.com/hp-24/update_16_august_06.htm
http://www.hpaircraft.com/hp-24/update_23_august_06.htm
http://www.hpaircraft.com/hp-24/update_28_august_06.htm


...а птичку - жалко  :-/

 

[Sykes]

Админ, согласен что для еденичного екземпляра - из пенопласта крыло самое оно, вот для трех уже вопрос..../

Не имея 40 метров для постройки самолета говорить о трёх - да Вы шутник, однако ;D

 

[Усенко Владимир]

В принципе возможно изготовление лонжерона в различных вариантах. Во первых крыло прямое или подкосное? Считаем нагрузки, определяем размеры полок , а дальше дело техники. Хоть швелер, хоть 2 тавр и т.п. А труба хорошо, но в концевой части будет избыток прочности, если хватает в корне. А на участках с мин нагрузки можно обойтись одной стенкой.
А на счет выклеек без внутреннего слоя ткани, то зачем тогда клеить пенопласт. Просто потерян весь смысл трехслойной конструкции.Читайте Гимельфарба. Там подробно описано во скколько раз повышается изгибная жесткость конструкции. Не забывайте , что при толщнине заполнителя больше в 5 раз по отношению к несущим слоям изгибная жесткость повышается примерно  в 90 раз!!!!

 

[СОКОЛ]

В принципе возможно изготовление лонжерона в различных вариантах. Во первых крыло прямое или подкосное? Считаем нагрузки, определяем размеры полок , а дальше дело техники. Хоть швелер, хоть 2 тавр и т.п. А труба хорошо, но в концевой части будет избыток прочности, если хватает в корне. А на участках с мин нагрузки можно обойтись одной стенкой.
А на счет выклеек без внутреннего слоя ткани, то зачем тогда клеить пенопласт. Просто потерян весь смысл трехслойной конструкции.Читайте Гимельфарба. Там подробно описано во скколько раз повышается изгибная жесткость конструкции. Не забывайте , что при толщнине заполнителя больше в 5 раз по отношению к несущим слоям изгибная жесткость повышается примерно  в 90 раз!!!!

 Пенопласт нужен только для придания формы, если стекло только сверху. А кстати изгибная жесткость в данном случае будет не причем. Потому что сендвич сверху крыла будет сжиматься весь целиком, так же и с нижним сэндвичем (он будет растягиваться) (при положит перегрузке конечно).
Так что только внешняя оболочка имеет право на существование. :IMHO
дело в  устойчивости обшивки, она в сендвиче конечно в разы выше ни кто не сможет оспорить. И стоит ее применять если крыло кессонной схемы.
В общем каждый ищет свою золотую середину.

 

[Vovan]

Подскажите пожалуйста, следующие вопросы :

1. Зачем на конце шаблона хвостики в виде крылышка ?
2. В пенопласте выкладываем полки лонжерона, а далее когда готов уже швеллер - как подогнать полку в ровень с шаблоном нервюры, т.е. задать необходимую кривизну. Или эти погрешности не столь существенны и они сглаживаються после нанесения внешних слоёв стеклоткани ?

 

[Sosedko]

Подскажите пожалуйста, следующие вопросы :
1. Зачем на конце шаблона хвостики в виде крылышка ?

Все дело в жесткости задней кромки, очень тонкой получается, сход струны с провисом ее еще и деформирует. наличие пенопластовой бабышки, позволет оклееть ее с одной стороны слоем стеклоткани, после отверждения, вавышка срезается и оклееваться хвостик с другой стороны.

 

[skyCat]

Уважаемые форумчане нужна консультация. Почитав посты решил попробовать изготовить составное крыло для подкосного высокоплана с использованием пенопласта и стеклоткани, так имеется в наличии некоторое кол-во и лежит без дела 🙂.
Прошу указать на явные ошибки если чего не так...
И ответить на несколько вопросов по технологии:
-как лучше заделать корневое сечение лонжерона для установки узлов навески консоли;
-как лучше производить оклейку пенопласта полосами шириной 10-15см под углом 45 градусов(обматывать как куклу) или полосой шириной 1м вдоль или поперёк размаха;
-необходимо ли ребро атаки в носке профиля;
-допустимо ли использовать в носке в качестве заполнителя шариковый пенопласт(носки нервюр оставить из плотного пенопласта);
заранее благодарен за советы :~)

 

[CS]

-допустимо ли использовать в носке в качестве заполнителя шариковый пенопласт(носки нервюр оставить из плотного пенопласта)

Лучше не надо. Набирает влагу в себя. Говорят — даже через ламинат.

 

[skyCat]

CS Спасибо, за ответ... Я уж думал: или мои вопросы на столько глупые, или крыльями никто не интересуется 🙂

 

[Александр Лозовой]

Узкие полосы наберут вес.
И испортят форму профиля.
Прийдется много шкурить и шпаклевать.
Попробуй кидать целым полотном 45Х45 обязательно.
Обычно именно на кручение самодельное крыло слабо.
Кстати на рисунке не видно задика.
Как ты его собираешься делать?

 

[skyCat]

Узкие полосы наберут вес.
И испортят форму профиля.
Прийдется много шкурить и шпаклевать.
Попробуй кидать целым полотном 45Х45 обязательно.
Обычно именно на кручение самодельное крыло слабо.
Кстати на рисунке не видно задика.
Как ты его собираешься делать?

Если ты о хвостовике нервюры, то он из деревянных реек 15*5 со вклееными бобышками. По задней кромке консоли пойдёт дюралевый уголок неравнобокий(гориз.полка 12мм, верт. 5мм стенка 1,5мм).
По поводу узких полос понятно. Я их пущу только вдоль полок лонжерона( вернее они и будут полками).
Подскажи какой материал лучше заделать в качестве бобышек для крепления узлов навески. Да и забыл, будут подвесные элероны и закрылки. И ещё, при расчёте крыла на кручение и изгиб какие напряжения используете для композита на основе стеклоткани? Из книги Кондратьева можно брать?

 

[skyCat]

Аууу! Композитчики! Откликнитесь! 🙁

 

[Александр Лозовой]

Задиком мы называем часть консоли образующую щель перед закрылком и элероном.Лобик и задик 🙂 жаргон!!!
А вот полки стеклянные это не так просто...
Места крепления консоли две пластины лучше и нержи.
Получится вилка другое дело их правильно надо соединить с лонжероном разнести заделку.

 

[Михаил-Нск]

Делать носовую часть крыла из сплошного пенопласта ненадо. Если тебе некуда его деть, сделай из него болван для выклейки сэндвич носка. Для одноразовой конструкции само то. От теории отними толщину стекла 3 раза и 5 мм пенопласта. Нарежь полученный контур из того самого пенопласта (который некуда деть). Прошпаклюй, прошкури и аккуратненько оклей его одним слоем стекла (чтобы меньше дышал, а заодно потренируешься). Если есть маленько денег купи самоклеящуюся пленку, лучше немецкую (DSFiks кажется), оклей ею болван, нанеси разделительный слой. Дальше кладешь первый слой стекла по дикогонали с учетом направления кручения крыла. Сверху 5 мм пенопласта ослабленного в метах максимального изгиба, а потом еще слой стекла уже продольно. Все это накрываешь астролоном и полиэтиленовым мешком, а потом вакуумом его.. вакуумом. Если управишься сам и до того как начнет полимеризоваться смола - табе медаль!

 

[skyCat]

Неее парни... Так дело не пойдёть! Какой вакуум?? :-? Я ни разу стеклоткань даже просто так не клеил ;D.  Потому и решил упростить немного задачу. А без вакуума разве нельзя выклеить? Тут даже тема была об этом...
В принципе как клеить ткань на пенопласт я уже прочитал, а вот как заделать эти самые пластины узлов крепления (консолей,подкосов,навесных елеронов-закрылков) я как раз и не могу придумать 🙁 Может туплю немного, но не могли бы Вы [highlight]по шагово[/highlight] обрисовать технологию заделки металлической пластины в композит? Ну не как не соображу...
Извините если достаю, но не хотелось бы потерять консоль в воздухе :'( :~~) :~)

 

[skyCat]

Крылышко будет выглядить так..

 

[skyCat]

P.S. А с чем связаны трудности изготовления стеклопластиковых полок лонжеронов? Не предсказуемостью качества самодельного пластика? Или есть другие подводные камни?
Давайте я опишу процесс как себе его представляю, а вы отрецензируете то что не правильно.Так наверное лучше будет...
1 берём стандартные листы плотного пенопласта (кажись 1200х600) и склеиваим их по всей длине клеем для пенополистирола (аки бутерброттт) до толщины равной высоте лонжерона +20 мм запас.
2 Поизготовленным из твёрдого материала (металл, фанера?) шаблонам боковой проекции вырезаем блоки из склеенных заготовок.
3 на ровной достаточно длинной поверхности (стапель) склеиваим блоки между собой в длину набирая носок консоли (4000мм)
4 В местах крепления узлв навески и подкосов крыла вырезаем в пенопласте место под деревянные бобышки с прикрученными к ним на болтах металлическими деталями и вклеиваим эти бобышки на место вырезанного пенопласта.
5 наклеиваим вдоль полок лонжерона ленты из стеклоткани заодно соединяя их с вклеенными бобышками и накладываем пару слоёв в качестве стенки лонжерона. Набираем необходимую толщину полок (изходя из расчёта на прочность).
6 в процессе накладки полос полок лонжерона вклеиваим центральные части нервюр (см. рис.конструкции крыла ранее) заделывая тем самым дерево в пластик.
7 ставим консоль хордой вертикально и по диагонали начинаем оклеивать всю переднюю часть (пенопласт) консоли. Первый слой по диагонали, второй вдоль (толщину корки считаем изходя из работы на кручение замкнутого контура)
8 декоративная отделка (шпаклёвка, шлифовка полировка окраска.
9 Навеска элеронов-закрылков и монтаж проводки управления.
10 Обтяжка консоли термотканью.
11 Покраска консоли.

Ну вот так приблизительно. Прошу прочитать сей мемуар и высказать соображения. 😱

 

[Михаил-Нск]

Неее парни... Так дело не пойдёть! Какой вакуум?? :-? Я ни разу стеклоткань даже просто так не клеил ;D.  Потому и решил упростить немного задачу.  

Вот и упрощай - делай все из дерева.
А вот переменная щель между закрылком и крылом не есть гуд, тем более если собираешся использовать его как подвесной элерон. Ось вращения должна быть снизу.

 

[Александр Лозовой]

А не отказаться ли от деревянных бобышек!
Набрать нужную толщину стеклотканью!
Подпрессовав пакет струбцинами.
Характеристики крыла,что ты вывесил будут хуже чем того что вывесил я.
Уж если делать то щелевые элерон и закрылок.
Эффект есть проверено! 😉