Проект FMBC v1.06 или Люминь vs Карбон
Продолжим, остановились на том, что луч выдержал испытания, проект был утвержден, выкройки сделаны и отправлены на производство, от туда приехала вот такая расчлененка:
Напузник для подвеса:
Нижняя часть центра:
Всяка расчлененка, виден логотип и часть телефона хозяина, если коптер решит улететь на родину в далекий китай. С права от шаблонов верхушка куда будет крепиться ГПС/компас:
В центре видна будующая виброразвязка ака синестар(только чистый люминий!), набор разобранных лучей, кольцо обшивки центральной капсулы 😃
Уфф, утомился заливать фотографии. Далее будет сборка луча крупным планом.
Два года летаю на алюминиевых рамах. Тоже считаю что алюминий для рамы лучше карбона. Но я после множества экспериментов остановился на облегченном квадратном профиле с дырочками. Получается легче карбона, если учитывать все маунты. Но в Вашей конструкции вижу несколько недостатков.
Большие вибрации будут на таких тонких лучах от пятнадцатидюймовых пропеллеров даже в легкий ветер. Лучи у Вас оптимизированы к вертикальной нагрузке, а вибрации от винтов в максимальны в горизонтальной плоскости, где луч слабоват.
Центр и лучи из одного материала это плохо, опять же с точки зрения вибродемпфирования. Лучше сделать центр из стеклотекстолита или, в крайнем, случае использовать алюминий другой толщины.
Прочностной расчет это хорошо, прочность статическая наверняка с большим запасом, но попробуйте зарядить в солиде, на ночь,тестирование Вашей конструкции на вибрации в диапазоне 0.3-100гц. Увидите много интересного.
Почти уверен, что в таком виде эта рама будет нормально летать только в полный штиль при очень плавном маневрировании. Рекомендую дополнить конструкцию съемными перемычками между лучами на расстоянии 1/3 их длины.
Следующий комплект фоток посвящен одному лучу, дабы господа могли ознакомится с ним поближе.
Лучи в разобранном виде:
Заклепки и болты разные:
Луч - общий план:
Мотормаунт:
Вид с боку:
Вид с верху:
Собранные лучи:
Для станочного производства хорошо. Можно было бы и 30-40 профиль перфорации такой подвергнуть. Вроде сечение здесь постоянное. Причем профиль из качественных , сверхлегких сплавов применить.
Очень интересен вопрос затрат в конечном итоге. Как оно на выходе получится.
И болтики в топку. Железо как то не серьезно применять в такой конструкции.
У нас были предложения лучи делать из карбоновых тонких трубок в подобие мачт башенных кранов (самя крепкая фигура - это равнобедренный треугольник). Но отказались от этой затеи в силу крайне больших временных затрат на их изготовление
Ну это по большей части опытный образец, по этому некоторые материалы использованы нерационально. Уже есть задумки под Мк2 с учетом сборки и найденых недочетов, в полне возможно к новому сезону напилим и вторую весию. Главное, чтобы погода улучшилась ближе к концу месяца, чтобы испытать летные ТТХ этой версии.
Цена рамы получилась приблизительно - 1/10 от стоимости ВМГ+мозгов без батарей и аппаратуры, но это при условии, что резали без своего гешефта и расчет/сборка производились бесплатно.
А профиль из качественных/сверхлегких сплавов - можно узнать каких?
Очень интересно посмотреть как эта конструкция будет летать. Мне кажется виброустойчивость будет не очень хорошей. Крепление моторов слабовато на кручение вдоль луча.
Не сразу заметил, что использована лазерная резка. Для алюминия сильный термоудар при резке - это не очень хорошо. Металл на расстоянии до 2-3 мм от реза сильно меняет свои свойства, причем в зависимости от режима реза и сплава изменения могут быть как в худшую, так и в лучшую сторону, в худшую естественно чаще.
Я все же рекомендовал бы использовать профиля с дырочками, получится и легче и прочнее.
На нормальном станке с ЧПУ делается элементарно.
Ниже фото профилей 12мм, 20мм и 25мм.
Вес луча 20мм длина 357мм 36.7гр.
Луч 25мм длиной 348мм получился 56гр.
Во!!! Так и Сикорский строил по началу.
Приветствую коллег по коптеростроению!
Как же неприятно ощущать себя «Герасимом» в ожидании пока разрешат отвечать в теме!)
Итак…
Хоть автор темы и обозвал меня «гениальным механиком» - я вполне заурядный и значит «ни что человеческое мне не чуждо» включая ошибки… особенно если о коптерах я узнал ну за день до на чала работ по «дрынолету»
Данное изделие, внутри моего компа имеет индекс 1,06 – что для меня означает модель первая, вариант шестой. То, что мы сей час строим не более чем летающая лаборатория для нахождения ошибок! Именно их мы ищем, чтобы выработать для себя оптимальную схему. Я очень надеюсь, что вылезут какие ни будь конкретные косяки… именно они позволяют учиться и корректировать свой путь в верном направлении.
Попробую ответить на замечания, которые накапали за несколько дней:
(пишу в оффлайне, по этому сообщения заранее скопированы и вставлять буду в виде простого текста)
#2 Ремонтопригодность в этом проекте не в почёте … ( Странные лучи …
О ремонтопригодности можно будет судить исключительно в процессе эксплуатации. И конструкция сделана таким образом что, практически любую отдельную деталь можно заменить, не меняя всей сборочной единицы.
#5 В данном проекте использовали сплав алюминия АМг6 (отожженный) (предел прочности (временный) 3,4Е+8 Па, предел текучести 1,7Е+8 Па).
Алюминий имеет крайне разные свойства в зависимости от обработки проката. Действительно есть варианты, в которых даже алюминии из разряда деформируемых имеют высокую хрупкость в месте изгиба. Другие же варианты проката того же сплава спокойно выдерживают многократные знакопеременные нагрузки. Тут мы как раз и подобрали соответствующий сплав.
Что касаемо гашения гашения энергии сломавшимся лучем из карбона… позволю себе не согласится… он погасит только ту энергию, которая потребна для его разрушения… сплав алюминия же будет деформироваться дальше гася скорость и соответственно энергию (яркий пример этого внешнее оперенье современных авто)
Что касаемо массы…. Поправьте меня если ошибаюсь… карбон (вроде как) в коптеростроении толщиной не менее 2мм… (не считая труб) плотность карбона от 1,4 до 2,0. Плотность алюминия 2,64. И используем мы его в толщине (почти везде) 1мм. Так что вполне себе сопоставимы получаются конструкции по массе.
#12 Использовать сплошные неразъемные соединения типа сварка и пайка на вибронагруженных конструкциях не очень хорошо… Еще нашы пращуры завещали строить дозвуковые летательные аппараты из люминия на клепанных соединениях еще с Junkers J7.
#19 (очень в тему пост) действительно, лучи оптимизированы к максимальной весовой нагрузке, но по эффективной площади в поперечной плоскости они не особо отличаются. Фотографии не делали, но примерно подобный эксперимент (с подвешенной бутылкой) проделывали во всех плоскостях. На кручение устойчивость хуже, но это будет удел любой конструкции луча со значительной длиной.
Центр не из того же профиля… там алюминий но большей толщины. К тому же в лучах втулки стоят полимерные через которые они стыкуются с рамой.
На вибронагрузки раму гоняли… сетку тетраэдров делали чуть больше чем нужно (кластером пока не обзавелся) но результаты были вполне нормальные… резонанса быть не должно. Частоты по конструкции начинаются от 217,3Гц… и выше до 3кГц… Очень надеюсь что резонансные частоты по винтам проскочат мимо нас)
Перемычки изначально предполагалось поставить, но на данном этапе мы не решили как их изготовить… потому как при нагружении рамы, лучи будут изгибаться и соответственно фактическое расстояние между точками крепления будет меньше… и эффект предварительного нагружения будет снижаться.
#23 Как такового крепления моторов еще на лучах нет… это лишь элементы позиционирования. Вот то, центр масс мотора будет значительно отклонен от оси луча что создаст дополнительный момент по кручению – эт да, мой косяк… исправлю!
По поводу термоудара… уже много лет мы производим ряд изделий из того же АМг6 которые монтируются по технологии шип-паз с последующим кернением шипа и режем их лазером. По этому встал такой же вопрос… для эксперимента мы специально сделали несколько образцов резки одного и того же сплава и проверили их на «роквеле» и на «бринеле» на дистации 2мм от кромки реза. Отпечаток на образце имел форму эллипса с большим радиусом нормально к кромке среза. Малы радиус был равен отпечатку в центре образца не подвергнутого обработке. Так же был сделан тест на образце после фрезерования. Отпечаток оказался идентичен. Мы сделали вывод что эллипсность - это не потеря свойств сплава, а результат близости к кромке. С тех пор мы выпустили много изделий с таким соединением включая радиальные рабочие колеса… а частота вращения до 5000об/м, на диаметре до 400мм это уже не шутка…
Что касаемо станков с чпу…. или дрели для дырачкаф…. Давайте сойдемся на том, что все мы понимаем что питаться нужно экологически чистыми продуктами, дышать чистым воздухом и.т.д… но фактически используем то, что доступно с меньшими затратами. На изготовления одного луча лазерной резкой уходит не более 3х минут с учетом клепки, а фрезеры у нас далеко…
а вот важный косяк… гибщик ручей у матрицы подобрал не верный при гибке лучей… это может очень боком выйти
простите конечно, но как вот это заявление
(особенно если приложить мозг к проектировке)
сочетается вот с этим - ?
ну и с сопроматом?
ну аргумент хоть какой нибудь можно? кроме того, что я уже в #23 написал. или мне эпюры по МКЭ приложить?
аргумент? Зачем пытаться сделать жесткий и типаустойчивый к кручению луч если взять и вот так вот спроектировать то самое место которое как раз и приводит к кручению? Я имею ввиду мотормаунт-самое слабое звено в вашей звтейливой конструкции, кому вообще пришло в голову “поставить” мотормаунт на ребро ромбического луча, чтоб понятнее было-возьми трубу квадратную, положи плоскостью на пол на противоположную пласкость встань сам, ну что удобно? устойчиво? а теперь поверни трубу на ребро и попробуй на ней устоять 😃
И эпюр можешь хоть сколько прикладывать, не убедительно 😃 при построении эпюр и прочих красивых слов не забывай куда у тебя прикладываются силы и моменты, и гни не просто квадратный луч в вакууме, а всю систему с установленной ВМГ 😉
ну аргумент хоть какой нибудь можно?
Прикрутите мотор и подергайте его за вал… С таким креплением мотора, все попытки сделать жестким луч - коту под хвост.
з.ы. Димон опередил
Все твои попытки ужесточить луч теряются вот вэтом месте 
тем более ты еще взял и плечо увеличил вынеся мотор повыше 😃
чтоб понятнее было-возьми трубу квадратную, положи плоскостью на стол на противоположную пласкость встань сам, ну что удобно? устойчиво? а теперь поверни трубу на ребро и попробуй на ней устоять
ну если и взять оба варианта и закрепить консольно… без стола подними и с учетом что на варианте с ромбом есть площадка куда встать, то будет крайне схожий результат. так что аналогия звучит
не убедительно
(С)
Прикрутите мотор и подергайте его за вал… С таким креплением мотора, все попытки сделать жестким луч - коту под хвост.
моторов не было, просто устанавливали схожую по габаритам балванку из Д16. при кручении с моментом до 800гр отклонение по кручению было в пределах 1,5град
еще раз повторюсь… (может пропустили) то, что я вынес центр масс привода за ось луча - мой косяк… сейчас исправляю… но и на лучах небыло показано крепление… которое еще в цехе лежит.
к тому же… хоть кто нибудь из вас проверял как ведет себя луч при тех или иных нагрузках? или работаете (без обид) с “абсолютно твердыми телами”? хоть какие нибудь результаты есть? ну просто сравнить… ну согласитесь что просто слова звучат
не убедительно
Что касается крашеустойчивости, алюминий гораздо лучше карбона. При падении с 10-15м перфорированный луч - на всю дину в смятку, но маленькие моторы всегда живые, а большие моторы выглядят как живые.
На вибронагрузки раму гоняли… сетку тетраэдров делали чуть больше чем нужно (кластером пока не обзавелся) но результаты были вполне нормальные… резонанса быть не должно. Частоты по конструкции начинаются от 217,3Гц… и выше до 3кГц…
Лучше проверить на вибрации не раму, а всю сборку. Повесьте на концы лучей вес моторов и планируемую нагрузку в центр и тогда считайте диапазон 0.3 -30 гц. Все проблемы будут там.
А сплав АМг6, один из немногих, хорошо переносит термообработку. Топливные баки очень часто из него. Но он очень пластичный и мягкий, силовые элементы из него, как правило, не делают, но для лазерной резки - это лучший вариант.
Лучше проверить на вибрации не раму, а всю сборку. Повесьте на концы лучей вес моторов и планируемую нагрузку в центр и тогда считайте диапазон 0.3 -30 гц. Все проблемы будут там.
гоняли с моделью моторов, но правда не вносили в вибрационную составляющую от винтов… честно говоря не уверен какие критерии там вносить… какие виброскорости там можно считать нормальными.
При падении с 10-15м перфорированный луч - на всю дину в смятку, но маленькие моторы всегда живые, а большие моторы выглядят как живые.
Проверено, при падении с 30м - весь люминь в смятку а большие моторы прямо в мосх аппарата прилетают 😃
хотел продуть в камере с установленным приводом при продольной и поперечной нагрузке… на разных скоростях, но со временем серьезный трабл… скоро по работе начнутся испытания… обязательно сделаю… и продую как можно больше профилей
Проверено, при падении с 30м - весь люминь в смятку а большие моторы прямо в мосх аппарата прилетают
по этому мосх аппарата сделан достаточно защищенным. а после того, как мне сказали сколько он стоит… я еще жесткости добавил)
хоть кто нибудь из вас проверял как ведет себя луч при тех или иных нагрузках?
Каждый день, на протяжении многих лет, и я и Сушка и большинство здесь присутствующих проверяем 😃
я нашел что из всей нашей беседы звучит наиболее убедительно-
особенно если о коптерах я узнал ну за день до на чала работ по «дрынолету»
хотя попытки перевернуть МИР весьма похвальны 😉
А сплав АМг6, один из немногих, хорошо переносит термообработку.
Блин, да что вы всё про термо устойчивость!? При лазерной резке куча факторов! и главный это энергия в импульсе… лазерная резка тем и хороша что меньше нагревает металл чем… да чем всё! я думаю даже чем фрезер при постоянной поливке и то больше греет. я сам не технолог но сталкивался. могу у технологов спросить, если автор скажет какой лазер использует, ну или период импульсов и среднюю мощность…
ну если и взять оба варианта и закрепить консольно… без стола подними и с учетом что на варианте с ромбом есть площадка куда встать, то будет крайне схожий результат. так что аналогия звучит
Тут мысль не очень понял, если ты про прогиб, который у ромба видимо меньше будет, так основная проблема коптеров не в устойчивости прогибу а в кручении лучей