Search in topic

Проверка на прочность пилотажной модели самолёта

P/S как оказалось десятиклассник не понимает.

Нет, причину со следствием путаете.
Сила эта - подъемная сила крыла и ни что иное.

Вот тут я полностью сформулировал-

Итог:
Зная максимальную скорость, площадь крыла, Сумах- мы можем определить максимально возможную силу, действующую на крыло.
А насколько мы в полете можем приблизиться к этой максимальной силе будет зависеть от стиля пилотирования и от возможностей рулевых плоскостей ( вот тут включается радиус маневра).

Если не согласны с написанным- добро пожаловать с аргументами. Обсудим ваш вариант расчета максимально возможной подъемной силы.

А вот сделает так модель или нет в реальном полете это уже совсем другой разговор!

Нет. Это не другой разговор. Это лишь говорит о неверности подхода к расчету, ошибке, связанной с тем что за основу взяты не те вводные.

Мне видится что по радиусу петли считать не верно.
Только по максимальной скорости. Именно она определяет максимумы перегрузки. А радиус петли - только то насколько мы к этому максимуму можем приблизиться ( а это уже определяется больше не возможностями самолета, а дуростью пилотирующего).
.

Вот два реальных примера из “дурости пилотирующих”:

• кордовая пилотажная модель в стандарте на скорости 100км/час должна выполнять радусы разворотов 1,5м. Но в предельных значениях на скорости 120км/час надо обеспечить радиус 1,0м. Таких эволюций за 1 полет выполняется масса, а сам самолет должен жить лет 15-20
• радиогоночный самолет на скорости 350 км/час должен развернуться на вешке № 1 с радиусом 10м.

Это все к чему - в обоих случаях необходимо обеспечить прежде всего заданную перегрузку.

Вот два реальных примера из “дурости пилотирующих”:

“Дурость” если маневром и скоростью нагрузили крыло так, как оно не может выдержать.
Тут нужно понимать что самолеты делаются для разных задач…
Ну и следующее:

1. Исходя из максимально возможной скорости рассчитываем максимально возможную подъемную силу.
2. Сравниваем эту максимально возможную силу с той силой что может выдержать лонжерон ( или крыло).
3. Получаем следующие выводы-
   а) скорее что для пилотажки все фигуры будут возможны без разрушения ( если нет- то думаем как исправить ( уменьшить скорость или расходы рулевых поверхностей на скорости )
   б) для планера скорее будет ясно что нужно будет очень аккуратно быть с отклонениями рулевых поверхностей на скорости. Потому как скорость и подъемная сила крыла на этой скорости легко могут быть выше пороговой для крыла-лонжерона.
   Скорость мы можем легко предполагать и измерять. А вот радиус фигуры - нет. Предполагая радиус больший- обманываем себя возможной малой нагрузкой, предполагая меньший - обманываем себя, потому как модель просто не в состоянии этот радиус на этой скорости реализовать ( не хватит подъемной силы крыла).

Сергей, вы не прочитали внимательно пост о пилотажках - скорость и радиус задан изначально, поэтому ничего, включая расходы и площади уменьшить нельзя, надо лишь обеспечить требуемую прочность.
Примерно то же самое и для радиогоночного самолета. Известна скорость и известен радиус. Нужно обеспечить именно ЗАДАННУЮ перегрузку.

скорость и радиус задан изначально

Боюсь этому десятикласснику вы нечего не докажите, он тут только для того чтоб нам что то доказывать 😁

1. Расчет балки с распределенной нагрузкой. В первом приближении трапецеидальное крыло считаете, как прямоугольное (сопромат, 2-3 курс технического ВУЗа). Конечными элементами тоже можно считать, форма крыла - любая. Перегрузка считается по желаемому радиусу петли (физика 9-10 класс средней школы).
2. Китайские конструкторы особо ничего не считали. У них достаточно нормальных западных чертежей АРФов со всеми необходимыми расчетами.

1. Вот любите Вы, Александр советы давать. Если так всё хорошо помните - сделали бы расчёт (для образца) и выложили здесь. Думаю - было бы полезнее, чем рассказывать - КАК.
2. А у Вас случайно не найдётся хоть одного “нормального западного АРФ-а со всеми необходимыми расчётами” ? А то мне из США “ненормальный” приехал 😃

СПАСИБО ВСЕМ!
Попробую ещё более конкретизировать задачу.
Какими (вектор, % от массы модели) максимально опасными представляются Вам силы при:

• посадке
• мёртвой петле
• бочке

Олег,ну зачем вам всё это…ну ради Бога.

Сергей, вы не прочитали внимательно пост о пилотажках - скорость и радиус задан изначально,

Игорь, прочитал.
Но в этом случае вы должны быть уверены в том что-

1. Данный маневр будет иметь наибольшую из перегрузок в полете
2. И радиус будет именно такой, но не меньше.
   Конечно, если вы в этом уверены абсолютно- то и вопросов нет. Можно и так считать.

Однако расчет по максимальной скорости вам даст именно максимально-возможную нагрузку , какие б вы маневры не закладывали.
И в то же время он и проще и требует меньшего количества вводных. Причем эти вводные более конкретные и легко определяемые.

Здравствуйте! заинтересовался… Как я понимаю Панкратова Сергея – Если крыло(лонжерон) расчитано и способно выдержать нагрузку равную максимальной подъемной силе при заданной скорости, то такое крыло способно выдержать любой доступный для самолета маневр на этой скорости: “стенку” и петлю минимально возможного радиуса.

Вот как раз на стенке можно все что угодно сломать, если бездумно на стики давить (нужно только найти оптимальные соотношения “подрыва” газом и рулями, ломается на ура любой самолет😁)

Но в этом случае вы должны быть уверены в том что-

1. Данный маневр будет иметь наибольшую из перегрузок в полете
2. И радиус будет именно такой, но не меньше.
   Конечно, если вы в этом уверены абсолютно- то и вопросов нет. Можно и так считать.

.

Да, именно так и никак иначе! Ели не установить граничных значений, то и посчитать будет не возможно. Ни один прочнист не подпишет расчет с произвольными нагрузками и для произвольных скоростей

Как я понимаю Панкратова Сергея – Если крыло(лонжерон) расчитано и способно выдержать нагрузку равную максимальной подъемной силе при заданной скорости, то такое крыло способно выдержать любой доступный для самолета маневр на этой скорости: “стенку” и петлю минимально возможного радиуса.

Да, именно так. Петлю выполнит с тем минимальным радиусом, какой позволит подъемная сила на этой скорости.
Давненько в журнале Моделизм Спорт и Хобби была статья мастера спорта Тихомирова Крылья “Аналога”. Там как раз приводилась методика расчета, про которую я и веду речь.
№5 2002 года.
Интересующиеся могут найти в инете
www.google.com/search?q=моделизм+спорт+и+хобби&oq=…

Ели не установить граничных значений, то и посчитать будет не возможно.

Так вы уверены что ваши граничные значения не нарушит пилот?
Нет конечно.
Потому прочнист будет не прав, если подпишет не аргументированные граничные условия.
Аргументация конечных условий должна быть пожестче чем то о чем вы писали.

Олег,ну зачем вам всё это…ну ради Бога.

Илюха, а вот доживёшь до 63 лет, выйдешь на пенсию, тогда и сам поймёшь. 😃
Знаешь, время и возможности появились для любимого хобби только сейчас, увы… 😦

Да, именно так.
Потому прочнист будет не прав, если подпишет не аргументированные граничные условия.

С огромным удовольствием слежу за Вашим спором.
Как-то раньше мне казалось аксиомой, что максимальные перегрузки ЛА испытывает при резких манёврах.
А подъёмная сила при ЛЮБЫХ скоростях ВСЕГДА компенсирует вес ЛА, и разрушение конструкции может произойти в этом режиме лишь тогда, когда силы от ускорения по оси ЛА превысят возможности конструкции (что маловероятно).
Ваша логика мне кажется неверной. Но - в споре рождается истина! 😃

1. Вот любите Вы, Александр советы давать. Если так всё хорошо помните - сделали бы расчёт (для образца) и выложили здесь. Думаю - было бы полезнее, чем рассказывать - КАК.
2. А у Вас случайно не найдётся хоть одного “нормального западного АРФ-а со всеми необходимыми расчётами” ?

1. Вообще-то, Вы сюда пришли именно за советами, а последний раз я считал балку на изгиб и прочность лет десять назад. Но потом самому стало интересно вспомнить, как это делается. Да и надо-же иногда отдыхать 😃
   Больше 20 лет назад я построил тренер с претензиями на пилотаж. Моторчик стоял МДС-6,5, взлетный вес около 2,5 кг, размах 1600 мм, хорда 280 мм, крыло прямоугольное, профиль - E474 (14%): airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=e474-il
   Лонжерон делался из двух сосновых реек 10х3 мм из досаафовского набора, с двух сторон зашит полосками фанеры 1 мм по всей длине.
   Схема для расчета - балка с распределенной нагрузкой, защемленная с одного конца (одна из двух симметричных консолей). Формула для расчета по справочнику Анурьева (Машиностроение, 1979)- ссылка есть выше в теме, том 1, стр.78, схема 3.
   Распределенная нагрузка q = 2,5 кг/1,6 м = 1,56 кг/м. Длина балки L = 0,8 м.
   Максимальный изгибающий момент М = 0,5 * q * L * L = 0,5 * 1,56 * 0,8 * 0.8 = 0,5 кг * м.
   Межосевое расстояние полок лонжерона: H = 280 * 0,14 - 3 = 36 мм = 0,036 м
   Усилие растяжения-сжатия, которое приходится на сечение полки: F = M / H = 0,5 / 0,036 = 13,9 кг
   Предельная прочность сосны на сжатие вдоль волокон - 450 кг/кв.см
   Предельная нагрузка полки на сжатие: Fmax = S * 450 = 1 * 0,3 * 450 = 135 кг
   Fmax / F = 135 / 13,9 = 9,7. Лонжерон способен выдержать нагрузку почти 10G.
   Испытания проводились по схеме 5 из того-же справочника.
2. Чего нема, того нема…

А подъёмная сила при ЛЮБЫХ скоростях ВСЕГДА компенсирует вес ЛА, и разрушение конструкции может произойти в этом режиме лишь тогда, когда силы от ускорения по оси ЛА превысят возможности конструкции (что маловероятно).
Ваша логика мне кажется неверной.

Смотрите в корень.
Какая сила вызывает в полете

силы от ускорения

?
Только аэродинамическая.
А какая из аэродинамических может быть самой большой?
Подъемная, ибо формы у частей самолета такие, Су больше Сх. Подъемная крыла, фюзеляжа, оперения ли…
Почитайте все же статью в журнале, на что я дал ссылку.
Там очень просто все изложено.

как насчёт собственных разработок?

Нету у меня собственных разработок… И не будет наверное. В падлу этим заниматься. Все больше из потолочки леплю, да бальзой оклеиваю через раз. Стараюсь чрезмерно не превышать необходимой прочности. Пока не получается. Как плата за это - довольно внушительный вес модели на ее размер.

Поделились бы методикой, как это “легко считается”?

Я ХАИ заканчивал.

Похоже, вам это ничего не дало. 😦 У меня на работе, 1 из сотрудников в МАИ учится. Он знает почему и как считается тот или иной узел самолета. С математикой тоже дружит. Подчеркиваю: он еще учится. А у вас диплом (с ваших слов). Может для начала вспомнить, чему учили?

М = 0,5 * q * L * L.

Что такое “0,5” в этой формуле?

Межосевое расстояние полок лонжерона: H = 280 * 0,14 - 3 = 36 мм = 0,036 м

почему -3? судя по формуле, здесь вычислена ВЫСОТА полки лонжерона. при вычисления площади СЕЧЕНИЯ необходима ВЫСОТА и ШИРИНА.

Усилие растяжения-сжатия, которое приходится на сечение полки: F = M / H = 0,5 / 0,036 = 13,9 кг

в этой формуле, судя по вашему комментарию, происходит вычисление силы сжатия на СЕЧЕНИЕ полки, а использовано значение высоты полки. Где площадь сечения?

Предельная прочность сосны на сжатие вдоль волокон - 450 кг/кв.см
Предельная нагрузка полки на сжатие: Fmax = S * 450 = 1 * 0,3 * 450 = 135 кг

Что такое “1*0,3” ? Зачем “1” ? Насколько мне известно 1*0,3=0,3 или не так?

Коэффициент 0,5 учитывает распределенный характер нагрузки (см. Справочник, а лучше учебник по сопромату)
-3 - уменьшение высоты лонжерона на толщину полки.
0,5/0,036 - деление момента на высоту лонжерона = усилие сжатия
1 см * 0,3 см = 0,3 кв.см - сечение лонжерона.

P.S. Я так и знал, что добром это не кончится 😃

Коэффициент 0,5 учитывает распределенный характер нагрузки

не могу понять почему и как число 0,5 учитывает распределенный характер нагрузки, умножение на 0,5 то же самое что разделить на 2.
вы вычислили 1,56 кг/м а потом делите это значение на 2 при вычислении максимального изгибающего момента.
Каким образом деление значения нагрузки пополам может дать результат Максимальной нагрузки?
И почему длина балки в квадрате?

-3 - уменьшение высоты лонжерона на толщину полки.

не могу понять что это значит.

Усилие растяжения-сжатия, которое приходится на СЕЧЕНИЕ полки:

0,5/0,036 - деление момента на высоту лонжерона = усилие сжатия

как я понял слово СЕЧЕНИЕ было написано ошибочно?

1 см * 0,3 см = 0,3 кв.см - сечение лонжерона.

Теперь понятно. То что 0,3 это площадь сечения лонжерона я понял, а что за единица спереди не догнал 😁

P.S. Я так и знал, что добром это не кончится

Погодите, тут хотя бы цифры есть. Вот когда в аэродинамику вдаримся, вот тогда начнется 😈

не могу понять почему и как число 0,5 учитывает распределенный характер нагрузки, умножение на 0,5 то же самое что разделить на 2.
вы вычислили 1,56 кг/м а потом делите это значение на 2 при вычислении максимального изгибающего момента.
Каким образом деление значения нагрузки пополам может дать результат Максимальной нагрузки?
И почему длина балки в квадрате?

Формула получается путем интегрирования нагрузки по длине балки. Я сам тут ничего не придумывал, просто использовал готовую формулу из справочника. В курсе сопромата все расписано подробно. 0,5 действительно равно 1/2.

как я понял слово СЕЧЕНИЕ было написано ошибочно?

Имелось в виду поперечное сечение полки лонжерона. Площадь сечения считалась чуть позже.

Если необходимо разъяснение как рассчитывается наипростейший узел- лонжерон, то шансов у этой ветки - ноль.
Можно идти за попкорном.

шансов у этой ветки - ноль

вы вот тут строите из себя умного десятиклассника.
а как только цифры появились сразу притихли.
и теперь еще сумничать и оскорбить участников беседы пытаетесь!
Ты такой умный? Ну так рассчитай и выложи! Пока что кроме бреда и оскорблений больше никаких результатов от тебя нет.