Проверка на прочность пилотажной модели самолёта
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! 😃
- 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.
- А у Вас случайно не найдётся хоть одного “нормального западного АРФ-а со всеми необходимыми расчётами” ?
- 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. - 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.
Ну так рассчитай и выложи!
Точно такая же тема тут на форуме поднималась неоднократно. И там и рассчитывалось и выкладывалось и мной в том числе. Но толку не было.
Ссылку на статью я дал чуть выше . Там этот расчет присутствует, в очень доступном изложении. Ссылку дал в надежде что напечатанному в издании у читающих доверия будет больше ( раз собственных знаний для оценки озвученных мнений в этой ветке не достаточно).
И да, если скачать МСиХ не удастся, интересующиеся напишите. Могу сделать фото страниц и выложить.
Если необходимо разъяснение как рассчитывается наипростейший узел- лонжерон, то шансов у этой ветки - ноль.
Этот вопрос на время можно считать закрытым. Пора переходить к аэродинамике 😃
Погодите, тут хотя бы цифры есть. Вот когда в аэродинамику вдаримся, вот тогда начнется
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?
У сотрудника голова молодая, а знания свежие после экзаменов 😃 Если его основная работа не будет связана с этими расчетами, навыки выветрятся за два-три года. Дружба с математикой обычно носит совершенно мимолетный характер. Основное знание технаря - список справочников, где можно найти нужную информацию. Это действительно нужно знать и помнить.
Но толку не было.
и снова БЛА БЛА БЛА…
Что то затихло, попкорн пропадает зря
Пора переходить к аэродинамике
😃
Продолжим с теми же исходными данными
взлетный вес около 2,5 кг, размах 1600 мм, хорда 280 мм, крыло прямоугольное, профиль - E474 (14%):
Fmax / F = 135 / 13,9 = 9,7. Лонжерон способен выдержать нагрузку почти 10G.
То есть имеем площадь крыла 16*2.8=44.8 дм квадратных, Сумах для профиля 1.5, и максимально возможную нагрузку на крыло 10G*2,5=25 кг.
Определим скорость сваливания и максимальную скорость, на которой любой возможный маневр будет без разрушения.
Подъемная сила крыла
Y=Cy*p* V^2/2S
где:
Y — подъёмная сила (Н)
Cy — коэффициент подъёмной силы
p — плотность воздуха на высоте полёта (кг/м³)
V — скорость набегающего потока (м/с)
S — характерная площадь (м²)
ru.wikipedia.org/wiki/Подъёмная_сила
Приведя эту формулу к дм, кг для вычисления скорости получим-
V= корень квадратный из ( Y*1600/(S*Cу))
Vсваливания = корень квадратный из ( 2.5*1600/(44.8*1.5))=7.71м/с=27.7 км/ч
Vмах = корень квадратный из ( 25*1600/(44.8*1.5))=24.4м/с=88км/ч
Получили скорость сваливания для этой модели 27.7 км/ч и максимальную скорость, на которой возможен любой исполняемый маневр без разрушения лонжерона 88км/ч. При этой скорости максимальная подъемная сила крыла может составить 25 кг, а перегрузка при этом 10G.
Продолжим.
Выше мы получили для модели, взятой в качестве примера, две скорости-
Получили скорость сваливания для этой модели 27.7 км/ч и максимальную скорость, на которой возможен любой исполняемый маневр без разрушения лонжерона 88км/ч. При этой скорости максимальная подъемная сила крыла может составить 25 кг, а перегрузка при этом 10G.
Думаю что все согласятся что знание обеих найденных скоростей крайне полезно для владельца.
От хоббиста до спортсмена.
Однако для спорта нужно иногда знать и другие параметры полета, в частности радиус петли.
Центростремительное ускорение определяется по простой формуле-
а=V*V/R
a- ускорение
R- радиус маневра
если перегрузка известна или задана то радиус
R=V*V/(G*9.8)
Радиус петли , при котором перегрузка составит 10G при скорости 24.4 м/с (88 км/ч)
R= 24.4*24.4/(10*9.8)=6.07 м
Что можно сказать про полученное значение радиуса, не для всех очевидное ?
Это тот радиус, менее которого просчитываемая модель на скорости 88 км/ч не выполнит ни при каких условиях. Какими бы не были расходы руля высоты.
Ради интереса оценим по какому минимальному радиусу допустимо выходить из пикирования.
Предположим, что модель в пикировании разгоняем до скорости 150 км/ч ( 40,17м/с)
R= 40.17*40.17/(10*9.8)=16 м
Цифры познавательные, но для контроля большинства летающих мало пригодные.
Знание скорости, которая простит любой маневр без разрушения модели, для большинства много важней.
Сергей, остановитесь. Еще два таких расчета, и Вы убьете тему 😃
А ведь у неё был такой богатый потенциал…
Сергей, остановитесь
Нет, уж дайте высказаться, по крайней мере, это не так агрессивно, как кажется.
Проще показывать слабые “узлы” модели и кто и как эти узлы доработал бы.или подвесить за консоли и нагружать её до первого " треска" в конструкции и думать-а что можно сделать?
если перегрузка известна или задана то радиус
R=V*V/(G*9.8)
Хочу заметить что формула та же, после которой меня назвали первоклассником.
Вы Сергей произвели простейший расчет. И я об этом уже говорил, вводите в эту формулу реальные значения - получите реальный результат.
Я же рассчитывал сразу радиус петли, потому что именно радиус мне нужно было знать.
PS может теперь десятиклассник меня поймет 😉
Хочу заметить что формула та же, после которой меня назвали первоклассником.
Сергей, вы что в расчетах, что в выводах- всегда путаете причину и следствие, а часто даже последовательность.
Вначале последовало с вашей стороны на мой пост-
ЧСВ зашкаливает ?
начинается бред…
На что совершенно безобидно было дано пояснение, что это не “бред”, а то что вами просто не понято…
Да нет же. Тут скорее первоклассник не понимает о чем пишет десятиклассник.
Кому из нас нужно было обижаться? Но на первоклассников не обижаются…
Прошу прощения что отвлекся на флуд.
Проще показывать слабые “узлы” модели
От аэродинамических нагрузок уже рассмотрели. То есть по ним и вопросов не должно быть- все просто считается.
Действительно “слабыми” узлами оные становятся от встречи с землей. У многих- шасси.
Чем отличается изделие хорошего конструктора от плохого?
Они оба знают формулы, умеют считать и пользуются одинаковыми справочниками. И даже часто узел схоже делают конструктивно.
Но хороший конструктор ставит при расчете граничные условия максимально приближенные к реальным ( опытом, пятой точкой, третьим глазом) а плохой- взяв с потолка.
Потому решить в формате форума как правильно, и это одна из причин, - не возможно.
Оценить можно только сравнивая два изделия в эксплуатации.
Кажись понял 😉