Воздушные весла из стеклопластика

Но когда порвался образец, все равно было сильное разочарование, 13 кг на мм для пластика это мало.
Эта цифра к прочности пластика имеет малое отношение. Правильно было бы сказать, что это прочность соединения приведенная к сечению лонжерона. Как средняя температура по больнице. Можно и на длину лопасти пересчитать с тем же эффектом. Зато хорошо видно место, являющееся концентратором напряжения и последующего разрыва опасного сечения. Еще раз повторюсь - для равномерного распределения нагрузок по болтам надо считать удлинения сопрягаемых деталей и следить, чтобы они были одинаковы по всей длине соединения. Надо также учесть, что прочность пластика на срез (смятие) с пробитыми поперек волокнами многократно ниже, чем если бы эти волокна оборачивались вокруг болта. Если применять такой способ крепления, нужны дополнительные слои ткани с перехлестом.
 

vert

Я строю вертолеты!
Откуда
Южный Урал
Для увеличения прочности соединения нужно равномерно нагрузить болты. Т.е. сделать ступенчатую толщину щек. А так крайний болт несет всю нагрузку и пластик не выдерживает.

Фрагмент из книги Михеев Р.А. Прочность вертолетов. Учебник для вузов.
 

Вложения

vert

Я строю вертолеты!
Откуда
Южный Урал
Например вот так.
Разрушающая нагрузка 20 тонн, болты диаметром 8мм, полка  лонжерона 5мм, ткань Т-25ВМП, сигма смятия пластика 41кг/кв.мм. Реальная центробежка - 3200кгс.
 

Вложения

Да, Андрей, Ваши картинки заставили меня почесать затылок. Очень информативно, спасибо. Например, видно что два ряда болтов как бы вырвали из середины лавину, которая уже перестала держать. В общем есть над чем подумать. Ткань у меня конечно не 25 ВМП, а всего лишь Т13 пока, дальше будет Т10. Дюжа дорогая стала 25-тая, а тот человечик что ее продавал по приемлемой цене куда-то пропал со своей веткой.
К сожалению полноценно испытать прочность комлевого соединения не получается, комель то у лопасти только один, с противоположной стороны все равно придется цеплять просто за тело.
Позже возобновлю испытания при разных условиях и с разными смолами, с разной заделкой. Будет виднее.

Правильно было бы сказать, что это прочность соединения приведенная к сечению лонжерона. Как средняя температура по больнице.
Все это так, но разве Вы не видите белесость в основном теле сразу после крепления (на правой стороне хорошо видно, левая засвечена), и разве не видите что разрушение одинаковое вокруг болтов. Ясное дело что сечение по дыркам меньше, и самая нагруженная дырка естественно первая. И порвалось то ведь все сечение сразу. Я как раз был рядом, сначала послышались щелчки, а через несколько секунд ТЫН-Н-Н. Про обвод ткани вокруг болтов - это глупость, достаточно усилить комель, чтобы сечение по дыркам было не меньше чем в основном теле, плюс щеки крепления приклеить намертво к лопасти и все будет нормально.
 
Интересно, а если пластины хабба делать из нескольких тонких стальных пластин, как раз в виде ступенек. Они и торсионом слегонца будут работать. И делать их проще в кустарных условиях из готовых закаленных пластин (имеется в виду пилы). Сверла которые эту сталь могут взять уже в продаже есть. Надо будет подумать. :D
 
Ясное дело что сечение по дыркам меньше, и самая нагруженная дырка естественно первая.
Вот и не естественно. Все дырки при правильном соединении должны быть нагружены одинаково. И порваться должны одновременно и не обязательно по лонжерону. Например по накладке или по болтам. А так вытянулся кусок материала лонжерона, дал трещину и уже трещина полезла дальше.
Про обвод ткани вокруг болтов - это глупость
Так делают все лопасти методом намотки. И автопокрышки делают также. Ткань обмотана вокруг посадочного кольца и слои сходят ступенчато.
 
И порваться должны одновременно и не обязательно по лонжерону. Например по накладке или по болтам.
Примерно вот так распространяется нагрузка по комлю, если схематически сконцентрировать линии. Ну или примерно так. И если рвется по критической линии - значит крепление правильное. :p
Изгибные нагрузки при правильно подобранном конусе хаббара, думаю, будут незначительны. Кстати, когда я заправлял нижний штырь крепления образца в разрывную машину, то заметил что отверстия по двум пластинам чуть чуть со смещением по вертикали. Т.е. получилось что нагрузка в основном легла на одну пластину, тем самым с имитировав сильный прогиб лопасти. Короче нижний узел работал по полной программе, посему и первым сдался.
 

Вложения

vert

Я строю вертолеты!
Откуда
Южный Урал
Сейчас используем ткань Т-25П производства г. Новгород, стоимость около 90 руб./м с пересылкой рулона, по сравнению с ВМП - на 25% слабее, но зато недорого. Рекомендую :) Казанцы (Финишпроп) тоже на нее перешли.

Намоткой делают лонжерон под крепление через втулки большого диаметра. Например лопасть итальянского вертолета СН-7.
 

Вложения

Y

Yakov-Dnepr

с пробитыми поперек волокнами многократно ниже, чем если бы эти волокна оборачивались вокруг болта
Самое простое предусмотреть вклеиваемую между целых волокон втулку, в которую потом вставляется болт на стадии формирования лонжерона и Овцы Волокна целые и технология не сложная.

Даже можно к наружному радиусу втулки придумать какие нибудь стержни, которые еще больше ее будут фиксировать в теле стеклопластика, полная аналогия когда к круглой трубе  которую бетонируем (для забора например) привариваем два-три прутка арматуры или плоскую пятку шире трубы снизу, хе...р выдернешь или провернешь ее потом.
 
Самое простое предусмотреть вклеиваемую между целых волокон втулку, в которую потом вставляется болт на стадии формирования лонжерона и Овцы Волокна целые и технология не сложная.
В алюминиевой лопасти тоже делаются отверстия которые перерезают целые группы атомов.
Кроме на разрыв структура материала работает еще и на срез, так вот этот срез (множество срезов) всегда больше по сечению в месте крепления чем сечение на разрыв. Все давно проверено мировой практикой, просто сверлят и просто вставляют.
Да и как Вы себе представляете вставлять втулки в ткань не повредив ее?
 
Y

Yakov-Dnepr

Да и как Вы себе представляете вставлять втулки в ткань не повредив ее?
           
Я то себе хорошо это представляю, а вам что бы проще представить предложу аналогию, вспомните например как бинтуют при переломах кисть руки гипсом пока он еще сырой причем просто обходят большой палец не отрезая его и не повреждая гипсовый бинт, все в итоге целое и прочно зафиксированно когда высыхает.
Со стеклопаластиком, т.е. стеклотканью та же история, но еще есть стекломат, роуминг и др. материалы для этого, у которых как раз и появляется целостная структура только после их высыхания.
 
Y

Yakov-Dnepr

1960-sokol-12-07 сказал(а):
Лопасти лонжерон рейка осина или сосна, хвостовик пенопласт лопасть оклеивалась писчей бумагой и скотчем
Кстати тоже летает  http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1355767155/55#55
 
а вам что бы проще представить предложу аналогию, вспомните например как бинтуют при переломах кисть руки гипсом пока он еще сырой причем просто обходят большой палец не отрезая его и не повреждая гипсовый бинт
Нет, конечно при желании все можно сделать, кой какие крупные фирмы, к примеру, пытаются это сделать. Если хотите можете к ним присоединиться. А мы как нибудь так - "Если нет разницы в прочности, зачем платить больше".   ;)
 

Вложения

просто сверлят и просто вставляют
Не просто, а утолщают сечение раза в три. Потом сверлят. По мне, так это кощунство пробивать несущие нити. Трос вокруг крюка оборачивают и заплетают (аналог склейки). Никто ведь его не сверлит и накладки не ставит. И не так сложна технология. Концы ткани какая проблема обернуть вокруг втулки? Зато 90% прочности сечения соединение выдержит, а так от 30 до 70% в зависимости от грамотности подхода.
 

vert

Я строю вертолеты!
Откуда
Южный Урал
Прочность пластика при укладочной технологии определяется режимом пропитки и  формовки под давлением. При намоточной технологии задается натяжение пропитанных волокон спец. сложным оборудованием. В домашних условиях как вы себе представляете обмотать 6-8 втулок, зафиксировать их и дать мешком давление? Ничего хорошего не получиться, вся намотка  расползется неравномерно.  Даже лопастники фирмы Миля признали намотку лонжеронов лопастей неэффективной, по сравнению с выкладочной технологией фирмы Камов. В журнале Вертолет статья была.
Только "классика" - выкладка и давление (или вакуум) мешком ! :)
Нужно раз попробывать самому и все станет ясно.
Сравнивали прочность пластика  намотанных лопастей СН-7 - 65 кг/кв.мм и наших укладочных - 100 кг/кв.мм. По моему разница очевидна.
 
Дело не в прочности пластика, а в том как грамотно соединить его с коромыслом, сохранив как можно больше прчности. Как обмотать 6-8 втулок я себе хорошо представляю. Конечно преднатяг - это высший пилотаж, но и без него волокна в матрице улягутся более-менее прилично. Уж точно лучше, чем просто дырок нафигачить. 
Хороший пример - строение авопокрышки. 
 
Вверх