Теория, конструирование и технологии изготовления лопастей НВ вертолёта

[Руслан 83]

Красиво как!

 

[Руслан 83]

Николай вы карбоновое волокно не использовали в качестве нагревателя в матрице? Может думаю арматурную проволоку 3мм пустить змейкой в матрице и через сварочный транс подключать нагрев. Буду одновременно греть с наружи и внутри чтобы не корежило матрицу. Попробовал нагреть там это станино на 1см гнет при нагреве. В шоке был. Пришлось усиливать двутаврами 30 двумя снизу. Перестало гнуть. Блин это просто жесть на сколько трудоемко матрицу сделать. Не такую конечно как в ютубе для ветряков а жесткую нормальную. Просто жесть как трудоемко. Столько проблем на каждом шагу всплывает. Ужас просто. Хоть уже пошло дело. Не стоит на месте. Хочу очень больших точностей и повторяемости для себя то нормально надо делать. Раз заварил кашу надо чтобы значительно лучше макарон было. Профиль 23012 крутка 6 градусов. Со всеми спецами советовался общее мнение их было так сделать единогласно. Посмотрим что будет.

 

[Вячеслав Атнагулов]

Может думаю арматурную проволоку 3мм пустить змейкой в матрице и через сварочный транс подключать нагрев.

Будьте готовы к тому, что проволока будет нагреваться неравномерно, у контактов сильнее.

 

[niksann]

Николай вы карбоновое волокно не использовали в качестве нагревателя в матрице?

Не, не использовал. Наверное, греть матрицу имеет смысл если она алюминиевая. А так лучше в термокамеру засовывать.

 

[Руслан 83]

Ну так то да. Тогда шкафчик сделаю из жести и буду накрывать и нагревать. Специалисты наверно смеются глядя на мои угольники с болтами.

 

[Руслан 83]

К стати я читал как матрицы композитные с нагревом делают. Где нагревательные элементы стоят там толстый слой алюминиевой стружки ложат со смолой. Во как оказывается. Сантиметра три. Так что Николай прав. Алюминий греют.

 

[niksann]

но она зависит от критической оценки таких спецов как Вы, поэтому очень рассчитываю на Вас.

Скажу по секрету, у меня самого нет однозначного технологичного решения. Есть приемлемые решения, но они не идеальны, сам до сих пор в поиске. По сути сколько я не тужился с этими лопастями, и в итоге похоже сдулся. 😳

Самое главное в лопасти – это прочность на разрыв (должна быть в избытке), дальше – центровка, в сочетании с жесткостью должна обеспечить противофлаттерные характеристики. Качество поверхности уже не столь значимо, хотя кого сейчас это устроит. Но не важно.

По всяким колебаниям и резонансам лопасти, а так же по оси жесткости у меня есть свое мнение, но я его озвучивать не буду. В любом случае, пока лопасти не установлены на вертолет, об этом нет смысла говорить.

Так вот основная задача – это прочность на разрыв. Большинство стеклотканей, которые сейчас можно купить для лонжерона лопасти не годятся. Раньше была Т-25 и даже Т-25высокомодульная, сейчас их что-то не видать. Под этой маркой идет какая-то другая ткань, да еще уток на парафине. Я как-то потыкался и ничего подходящего не нашел.

Поэтому остается ровинг. Но с ним засада. Как сделать, чтобы ровинг огибал закладные крепления неразрывно и при этом был частью трубчатого лонжерона.

Короче лопасти – это сплошной ряд компромиссов.

Один осведомленный человек шепнул мне на ушко, сколько Камовцы испортили лопастей, прежде чем получили годный для эксплуатации продукт. Не буду озвучивать цифру, чтобы не сделать сарафанного радио, скажу только, что челюсть у меня отвисла, причем сильно отвисла.
И это была не мастерская, обслуживаемая в одно лицо, как мы понимаем. Так что вряд ли чем-то я могу Вам помочь, дело очень сложное, несмотря на кажущуюся простоту. И вариантов много, и в каждом свои нюансы. Поэтому в этом деле придется Вам рассчитывать только на свои силы.

Вчера поговорил о лопастях и снова раздозорился. Сегодня уже навел по грубому новую матрицу из фанеры для 8Н12 (автожирной). Поскольку вертолета у меня нет и неизвестно когда будет, а автожир вот он стоит готовый. Правда, без двигателя. Вот и попробую в очередной раз совместить несовмещаемое. Появились кой какие новые идеи.🙂

 

[henryk]

для 8Н12 (автожирной).

-винтокрылы меня не привлекают (летал,но без радости),
но из=за работ Богдана пришлось немного поинтересоваться=

=в двух отдельных матрицах (дюралевой и МДП шной) лепит лонжерон
из стеклоровинга (с вклеенными нержав.прутками)

и углетканевую оболочку,в которую вклеивает лонжерон...

=центровка =25% хорды, длина до 4 м.

налепил их около семи! (один ротор еа вертулетте,второй на автожире,
остальные у стены ангара.

Dropbox

www.dropbox.com

=интересно смотреть и слушать на 0,25 скорости !

 

[Anatoliy.]

Самое главное в лопасти – это прочность на разрыв (должна быть в избытке),

Вопрос.
В каком избытке должна быть эта прочность?

Вот как я представляю этот вопрос.
Искал в Авиационных Правилах такое требование на несущие винты вертолетов и не нашел ничего.
Нашел только для воздушных винтов.
Там надо взять коэффициент запаса прочности равный 2 для центробежной силы при максимально возможных оборотах воздушного винта.
Но воздушный винт работает практически при осевом обдуве и его лопасти не корежит как вертолетные лопасти при косой обдувке каждый оборот.
Следовательно, надо учесть потерю прочности при циклических нагружениях лопасти.
Для стеклопластиков при количестве циклов нагружения от 10 миллионов и выше предел прочности падает до 0,23 от начальной прочности (сигма текучести), и дальше практически не снижается.
Тогда выходит, что уменьшив эти 0,23 в 2 раза (коэффициент запаса прочности) получим расчетную прочность стеклопластика равную 0,115 от начальной прочности стеклопластика.
Или другими словами лопасть должна выдерживать нагрузку на растяжение равную 1/0,115= 8,6956 от центробежной силы при максимальной раскрутке несущего винта.
Вот на эти значения я ориентируюсь.
Брать большую прочность бесмыслено, а меньшие значения уменьшают ресурс лопастей.

 

[niksann]

Анатолий, а теперь посчитай такое же количество циклов нагружения для экструдированной алюминиевой лопасти. Мне кажется они бы все уже давно разлетелись, но нет, это очень большая редкость.
Стеклопластик больше боится постоянных длительных нагрузок, если не ошибаюсь, это еще в "Моделисте" где-то писалось. Он медленно растягивается под нагрузкой и те волокна, которые оказались не в лучшем положении, рвутся. Постепенно их количество сокращается и разрушение ускоряется.
А вот при каких процентных нагрузках начинается растягивание - это не в курсе. К тому же наверняка это зависит от материалов.

Поэтому и хочется сделать такую укладку, чтобы ее прочность не сильно зависела от ее сцепления со связующим.
Лонжероны всех крайних лопастей я делал по такому принципу, как на картинке. Здесь практически вся масса лонжерона держит сама себя. Паразитной массой является только обшивка, которая так же частично держит сама себя и ПФГ. За такие лонжероны точно можно быть спокойным.

 

[niksann]

А вот как держит нагрузку на изгиб такой лонжерон. К тому же, который провалялся год на улице, на солнце.
Хотя, чем я хвастаюсь, все композитные арматуры тоже так гнуться. Но мне все равно нравиться.👍
Хвалился как-то очередной раз гостям, на сколько прочна пластинка из ровинга и вывихнул себе палец, вот тот который на смайлике. )) Больше не хвалюсь.

 

[медработник]

Хвалился как-то очередной раз гостям, на сколько прочна пластинка из ровинга и вывихнул себе палец,


Надеюсь это был не 21-й "палец" ? (шутка) Но глядя на ФС-ки между которыми вставлен лонжерон, пришла мысль: а не использовать ли ФС-ки для испытания на разрыв? Если я не ошибаюсь вес каждой 4.5т. Отправил на испытание образец, но пока ни слуху, ни духу , а у меня есть ещё метровый образец и если к нему прицепить пару ФС-ок, или нужно испытывать цельную лопасть? Что думаете уважаемый niksann?

 

[niksann]

Если я не ошибаюсь вес каждой 4.5т.

Да не, они столько не весят. Сороковка весит в районе 1,5 т, шестидесятка соответственно 2,2 т. Да и как выше говорил, стеклопластик лучше испытывать при длительном воздействии. А кран столько не простоит.
Сужу по своим исследованиям. Вот на этой растягиволке (сейчас бы сделал проще и лучше) я дал в районе 7тонн (контролировал нагрузку утром и вечером) и через 790 часов лонжерон порвался. Но это были материалы абсолютно не пригодные не только для лопастей а и для композита в целом (с большим количеством пластификатора).
Сейчас абсолютная величина на разрыв меня мало интересует, больше интересует сравнительные характеристики разных композитов. А их проще определять ломая в тисках пластинки. Вообще изгиб дает больше информации чем просто разрыв. При изгибе образец испытывает и растяжение и сжатие и расслоение (межслоевой сдвиг). Можно даже сравнить таким образом пластинку из Д16, к примеру, с испытуемым образцом. И получить более менее достоверные данные по пределу на растяжение.
Еще можно простым способом получить представление о прочности композита в водяной бане. Кастрюлька с водой и термометром для саун ставится на газ. Погружая полоски из композита в эту воду, смотрю при какой температуре пластинка теряет прочность и становится пластичной. Если меньше 60 град., то такой композит я не использую уже НИГДЕ.
Например, таким образом я выяснил, что добавка УП-624 снижает прочность композита, а УП-616 наоборот повышает. Но это все для ТЭТА. С ТЭАТ-1 никакие добавки не нужны, они только хуже делают.

 

[медработник]

Очень интересно, особенно испытание в горячей воде. Надо попробовать, тем более, что у меня иное связуюшее.
Что касается испытания на разрыв относительно временного интервала, тоже очень интересно, нужно обдумать.
Увидел на верстаке заготовки пенопластового наполнителя залонжеронной части лопасти а, какой плотности пенопласт применяете? У меня 100-тый.

 

[niksann]

какой плотности пенопласт применяете? У меня 100-тый.

Это было еще в 2012 году. Сейчас и верстака этого уже нет и разрывной машины и пенопласта такого в магазинах не встречал. Это обычный экструдированный полистирол с плотностью примерно 28,5 ед.
Из сотого можно лонжерон делать (сердечник без выема). Для хвостовой части вполне достаточно 40 - 60. С 100-тым труднее будет центровку сделать, а жесткости конечно он добавит существенно.

 

[Anatoliy.]

Анатолий, а теперь посчитай такое же количество циклов нагружения для экструдированной алюминиевой лопасти.

Поскольку сделать эффективную лопасть у которой постоянная хорда и постоянная относительная толщина невозможно, то я не интересовался свойствами материалов предназначенных для экструдированию.