Расчет лонжерона.

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
Спорить больше не буду!Надоело. Свое я уже сказал. 
И это правильно остыньте на своей табуретке и оцените ситуацию здраво. Часто спор из за того, что мы примеряем штаны не на того клиента. Тут высказывают мнение что лопасть  вертолёта это что то выходящее за понимание. Нет она подчиняется тем же законам аэродинамики и цель у них одна создание подъёмной силы. И в некоторых случаях  гибкое крыло просто необходимо.   К примеру челенджер он бы не когда не взлетел если бы ему сделали жёсткое крыло.  Жёсткое ещё не значит прочное.  Я когда пересел на туполь для меня было дико наблюдать как машут крылья  при полной заправке. Я рулил и удивлялся на сколько жидкое крыло. Да есть свои не удобства при применении гибкого крыла. Морщится и гремит обшивка. Но чаще всего такое крыло выдерживает большые динамические нагрузки. Мало того  использует взмах крыла. Но это всё бодяга  и слишком мелко. Я просто хочу чтобы не заблуждались. В некоторых случаях а именно в малой авиации использование трубчатого лонжерона более перспективно. При этом использование труб большого диаметра иногда не совсем правильно. Соотношение  толщины стенки и диаметра трубы имеет очень тесную зависимость.  Труба большого диаметра при тонкой стенке отнюдь не обеспечивает гармоничную работу лонжерона. Иногда лучший результат даёт труба меньшего диаметра с более толстой стенкой. У меня был живой пример...... лонжерон был телескопически собран из трубы 65Х1,5 и трубы 62Х2 так вот при аварии  65 труба сжучилась и сломалась. А 62я просто согнулась.   Следовательно при перегрузке на 62 трубе я бы с остаточной деформацией но догрёб бы до полосы а с 65 просто рухнул на землю. Но как говорится примером не чего не докажешь, так, что выбор за вами.
 

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
Если брать только вес "простой" трубы и классического металлического лонжерона ... то она "несколько" тяжелее, но считать нужно все крыло вместе, а там ведь не только один лонжерон и лоб,тогда какой получается расклад? 
Лонжерон с лобиком требует дюраля 7,5 кг. (лонжерон 2 кг , лобик 5 кгТруба без облегчения/бужевания 8,7 кг (если 100х2  Д16). Отличия для трубы: потребуется больше передних частей нервюр, ребро обтекания , и  "тряпка" лобика итого 8,7+1,8=10,5 кг
При условиях: 115 кг, длина консоли 5 м, и если за лонжероном консоли одинаковые по конструкции.
Чтобы поиметь ту же массу консоли, надо облегчить трубу на 10,5-7,5=3 кг или 25- 30%
Количество заклепок, на общую массу, влияет незначительно, для клепки лонжерона и лобика потребуется около 600 заклепок~0,3 кг .
Вы конечно убедительно и научно обоснованно расписали процесс. Я скажу проще. Моё крыло с трубчатым лонжероном с размахом 4м и хордой 1,3  вместе с элероном и всей лабудой вытянуло 27 кг и работает при нагрузке 28 кг на метр. Для любительской машины это это очень не плохо. Учитывая что обшивка сотовый поликарбонат. А вес его отнюдь не самый лёгкий. 0,7 кг на М квадратный. Так, что прежде чем опровергать проведите хотя бы слабенький опыт.  Вы выросшие на метрической системе мер пытаетесь объективно судить  о расчётах. Ваши внутренние весы оттарированы на 5 кг картошки.  А тут вдруг ньютоны, паскали  и прочее. Все ваши расчёты виртуальны. Вы их не можете представить в физическом представлении. Конструктор не обладающий этим даром просто обречён на ошибку.  Вот вы видите перед вами железяка и ваши внутренние  весы через глаза определяют желязяка кил пять.  А тут килоньютоны. Что это да мы понимаем сила  но на сколько она велика. Нет мы привыкли к килограммам  тоннам к граммам. Нужно или с детства приучать или чётко представлять что это такое 10 кило ньютонов.  Только тогда вы сможете сделать правильный расчёт. Сухой язык цифр понятен не каждому. И потому за расчётом идёт испытание. И даже оно не даёт полный ответ а лишь повышает процент надёжности.  И когда я слышу как человек колотит себя в грудь я расчитал.... я просто скромно улыбаюсь. :)
 

oleg51

Я люблю самолеты!
И ещё коль завели слушайте. Лопасть вертолёта по сути это толстостенная профилированная труба без нервюр и перегородок. А остальное подобие пчелиных сотов (фольга)  безо всяких вторых лонжеронов. Так что учитесь отделять шелуху от зерна. Пригодится когда нибудь.
Лопасть вертолета по другому нагружена,нежели крыло. На нее не действует изгибающий момент как на крыло,т.к. она подвешена на шарнире. А чтобы лопасть не "улетела" вверх,провернувшись на шарнире, она удерживается ценробежной силой.Это называется условием равновесия лопасти относительно горизонтального шарнира.
 
V

vfhn

Моё крыло с трубчатым лонжероном с размахом 4м и хордой 1,3  вместе с элероном и всей лабудой вытянуло 27 кг и работает при нагрузке 28 кг на метр. Для любительской машины это это очень не плохо
Консоль 27 кг. Итого крыло 54 кг.  Что тут хорошего? 20 кг лишнего веса возите в полете. А с учетом такого подхода к одноместнику , и с учетом всех элементов планера, бьюсь об заклад-50 кг возите лишних. Гоните вы мужики, гоооониииите.
 

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
И ещё коль завели слушайте. Лопасть вертолёта по сути это толстостенная профилированная труба без нервюр и перегородок. А остальное подобие пчелиных сотов (фольга)  безо всяких вторых лонжеронов. Так что учитесь отделять шелуху от зерна. Пригодится когда нибудь.
Лопасть вертолета по другому нагружена,нежели крыло. На нее не действует изгибающий момент как на крыло,т.к. она подвешена на шарнире. А чтобы лопасть не "улетела" вверх,провернувшись на шарнире, она удерживается ценробежной силой.Это называется условием равновесия лопасти относительно горизонтального шарнира.
Вам не чего не буду писать это букварь школьника. Я когда пишу обычно считаю что разговариваю с человеком знающим хотя бы основы аэродинамики. И по тому не расписываю такие вещи. Спасибо. Только думать надо глыбше а видеть ширше :)
 

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
Моё крыло с трубчатым лонжероном с размахом 4м и хордой 1,3  вместе с элероном и всей лабудой вытянуло 27 кг и работает при нагрузке 28 кг на метр. Для любительской машины это это очень не плохо
Консоль 27 кг. Итого крыло 54 кг.  Что тут хорошего? 20 кг лишнего веса возите в полете. А с учетом такого подхода к одноместнику , и с учетом всех элементов планера, бьюсь об заклад-50 кг возите лишних. Гоните вы мужики, гоооониииите.
Вы наверное про авиамодельное крыло говорите.
А я вам про крыло несущее на себе машину около 300 кг весом. Для примера крыло брошки весило около 20кг. Но это крыло предназначалось не для полётов а для подскоков. Можно сделать ещё легче но летать на нём уже будет самоубийца. Достоинства моего крыла технологичность и доступность каждому. Конечно же не для птици говорун. Которые мативируют лишь высосанными откуда то цифрами. Мои же высказывания это проверенные на опыте не опровержимые факты.
Ну и конечно справедливости ради. Давайте данные вашего лёгкого крыла..... Количество нервюр, вес лонжеронов  вес лобика,  узлов навески. вес лонжерона элерона и закрылка. Ведро заклёпок.  Вес обшивки. Ну и главное под какую нагрузку на метр и перегрузку, хотя бы эксплуатационную, испытано крыло. Не забудьте размах, хорду указать. Да полки.... количество уголка и размеры.
 

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
@ urii похоже стал бронзоветь..Говорит длинно и непонятно о чём.. :-?
А наш, лихой казак, похоже начинает борзоветь ;D
Не понимание, вызывает другой недостаток, брошенное зерно, чтобы прорости, должно упасть в почву а если её нет....
 

Юрий Ер

Грамотный, не есть, умный.
Откуда
Ижевск
Вы наверное про авиамодельное крыло говорите.
А я вам про крыло несущее на себе машину около 300 кг весом
Ежели конечно тяпать, то и все 300 кг получаеся, а по уму- не более 230кг взлетного
Командир говорит.... Штурман курс.... 300гр, командир. Ты не умничай говори куда налево или на право.
Так что не нужно умничать я попросил по детально а уж синус на конус я сам перемножу.
 

Чечако

Я люблю строить самолеты!
Постараюсь разрядить...
Вадим Е спрашивал про консоль для своего аппарата. urii- рассказал про свое крыло ( с обшивкой сотовым поликарбонатом). Изначально ставились разные задачи, предполагаю: в первом случае - сократить трудоемкость,  уменьшив  клепальные и гибочные работы, во-втором- снизить стоимость, используя нестандартную обшивку. Я, например, привел данные по обычному и трубчатому лонжерону,для 115 кг, потому что не нашел трубы 100х2 и остановился на более трудоемком и дорогом обычном лонжероне.
Отсюда и непонимание у некоторых форумчан. Разные задачи, разная квалификация, разные технологические и финансовые возможности- отсюда и разные конструкции и соответствующий вес.
Кстати, если бы в моем ТЗ было: налет не менее 500 часов в год, то консоль бы потяжелела на пару-другую килограмм!

Можно делать консоль-кессон из углепластика- и вес будет малый, да и технология несложна. Чего-ж в пример не приводите? И не хаите все остальные...?

Да! Можно сделать крыло для аппарата urii легче, можно дешевле, можно быстрее, можно под другую обшивку- но это будет не ЕГО крыло!
 
S

SVD

Постараюсь разрядить...
Со всем согласен, все правильно сказано, а это
Можно сделать крыло для аппарата urii легче, можно дешевле, можно быстрее, можно под другую обшивку- но это будет не ЕГО крыло!
совсем понравилось  :) :) :)
Действительно, все эти рассуждения последних страниц, не о чем, а нужно плясать от конкретного проекта, а получается - курица-яйцо, дурак - сам дурак.
Удалил и свое лишнее  :)
 

Чечако

Я люблю строить самолеты!
только вот говорю про самоль весом ок 450 кг, 
Прошу прощения, ошибся
(все меряю на свой аршин- похоже зациклился). Свой пост исправил. Вы абсолютно верно меня поняли.
все эти рассуждения последних страниц, не о чем
 
Откуда
Москва
На тему расчетов...Мне понравился простенький калькулятор с рисовалкой эпюр. Конечно все равно нужно мозги прикладывать, а для этого регулярно въезжать в тему, которую совсем не знаешь как отче наш  :IMHO
Прога выложена @ M.Gennadij здесь
Играться ей пробовал тут и там
Встал вопрос прикидки тросовых расчалок и поймал себя на мысли, что не знаю как.  ;D Методом научного тыка, не знаю, на сколько правильно, из тех данных по расчету консоли Пилигрима получается следующее.

Взлетная - 400 кг, разрушающая перегрузка 8, размах - 10м. Углы расчалок на виде спереди порядка 22,5 и 55 градусов. Соответственно нагрузки на лонжероны передний и задний распределены в пропорциях  71,5%  к 28,5%. (2,5 раза разница)
Если я правильно двигаюсь в измышлениях, то сумма перерезывающих сил в точке крепления главного внешнего троса, приходящего к консольке и будет определяющим параметром. И значит в нашем случае на переднем лонжероне получится 336,7*2=673,4 кг. Далее в зависимости от угла, эта сила с тросе будет расти, как гипотенуза в прямоугольном треугольнике с вертикальным катетом 673,4
При 22,5 градусах, усилие в переднем тросе получается порядка 1758 кг. Тогда на заднем лонжероне вырисовывается  в 2,5 раза меньше - 700 кг.
Если логика правильная, тогда по внутренним расчалкам, которые ближе к фюзеляжу:
Сила на переднем лонжероне, если посмотреть по программке 187,4*2=375 кг
Тогда при угле 55 гр, в расчалке получается 457 кг
На заднем лонжероне трос нагружается 183 кг.
В итоге нужно ставить из ширпотребовского сортамента основной внешний трос 6 мм (разрывная 2110 кг), задний - 4мм (941), внутренние спереди 3 мм(529), сзади прокатывает и 2 мм (235).
Логика правильная или где то накосячено?
Если правильно, тогда выходят нагрузки для верхних тросов соответственно в 2 раза меньше.

 

KAA

Ненавижу Солидворкс!
Логика вроде бы верная, но это-лишь 1 расчётный случай, похоже А, в случае получения макс. перегрузки при макс.скоростном напоре, распределение сил между лонжеронами изменится и соответсвенно возрастут нагрузки на задние троса. Также стоит рассмотреть случай отклонения элеронов при этом. Скорее всего получатся другие расчётные нагрузки для отдельных элементов конструкции.  ;)

Если брать только вес "простой" трубы и классического металлического лонжерона (а почему то все забыли деревянный - он тоже ведь имеет свои преимущества ), то она "несколько" тяжелее, но считать нужно все крыло вместе, а там ведь не только один лонжерон и лоб,  тогда какой получается расклад?
Вы зрите в корень Вадим!
Если упомянутое крыло зашито по лонжерон (24%), то это +1,1 кг.
Но и крыло с трубчатым лонжероном зашивать надо. Чем больше зашиваете-тем лучше,с точки зрения аэродинамики (это в общем), но врядли будете дальше 10% обшивку ташить. Разницу посчитать просто. Ликвидировав проигрыш в массе, получаете его в аэродинамике и проблемку неподкреплённого волнистого края этой жёсткой обшивки. ;)
Вы наверное про авиамодельное крыло говорите.
А я вам про крыло несущее на себе машину около 300 кг весом. Для примера крыло брошки весило около 20кг
При стат испытаниях я не нагружал крыло более 2х. Так как делать второе крыло не хотелось а перегрузки 2 при умеренной  турбулентности вполне достаточно. Вес консоли получился 30кг
@ urii
Вы очень кстати свой пример привели!
А вот другой:
Консоль самолёта Гриффон-100  макс. взлётным весом в 600 кг, весит 24 кг, с предкрылком и флаперонами. Эксплуатационные перегрузки +4/-2.
(по высказываниям форумчанина Griffon).
Явно не в пользу Вашей концепции. ;)
 

M.Gennadij

Я люблю строить самолеты!
на переднем лонжероне получится 336,7*2=673,4 кг. 
В общем случае, перерезающие силы с двух сторон от опоры не равны. В данном случае, со стороны консоли 320,4. Сила реакции опоры 336,7+320,4=657,1 . В остальном вроде правильно (численно не пересчитывал), только это очень приближённый расчёт, он не учитывает изменение распределения нагрузки от режима полёта (особенно при наличии крутки на крыле) и добавочную нагрузку от отклонения элеронов. Для более точного расчёта, можно воспользоваться http://yadi.sk/d/z7MId87hHPYCA "Нормы прочности спортивных планеров"      
Если правильно, тогда выходят нагрузки для верхних тросов соответственно в 2 раза меньше.
Из текста непонятно, почему именно в два раза.                     P.S.  Пока сочинял, KAA сказал примерно то же самое.
 
Откуда
Москва
это-лишь 1 расчётный случай, похоже А
Согласен, что расчет не полный. Но достаточно определяющий для дальнейшего продвижения (при желании)  :)
В общем случае, перерезающие силы с двух сторон от опоры не равны. В данном случае, со стороны консоли 320,4.
Да. Действительно. Не обратил особого внимание, а это можно посмотреть при перемещении маркера чуть далее пика.
Из текста непонятно, почему именно в два раза.
Это проскочили шальные мысли между строк  :D Зачастую отрицательная нагрузка нормируется в 2 раза меньше положительной. Понятно, что при равенстве положительной и отрицательной перегрузки, их численное значение будет равным.  :)
 

M.Gennadij

Я люблю строить самолеты!
Понятно, что при равенстве положительной и отрицательной перегрузки, их численное значение будет равным.
Если речь идёт о тросах, то угол между тросом и консолью, для верхних и нижних будет разный.
 
Вверх