Еще одна наборная "четвёрочка". Мотопланер.
Логика простая: лонжерон работает на растяжение, а в стеклотекстолите половина волокон расположена поперек
Не так. Одна полка на растяжение, а другая на сжатие.
В то время как волокнистые материалы на сжатие гораздо менее прочны, чем на растяжение.
У стеклотекстолита, если не ошибаюсь, массовая доля связующего (смолы), к тому же, довольно велика, а прочность на сжатие у этой смолы на 1-2 порядка ниже прочности волокон.
Мне это говорит и о низком соотношении польза / масса,
и о риске поломки, когда человек с чувством удовлетворения кладет в крыло тяжелую пластину, а на деле она больше тяжелая, чем прочная в нужном направлении - обманчивое ощущение надежности.
Интересно, а был опыт постройки моделей со стеклотекстолитовыми лонжеронами? Просто в тестолите волокно плетёное, а не прямое, оно идёт волнами, образуя плетение в виде ячеек ткани, на сжатие очень плохо работает. Даже если бы лонжерон был из текстолита на основе плетёной углеткани, он тоже плохо бы работал на сжатие. Вес лонжерона нагоняется ещё и за счёт того, что половина волокон материала вообще перпенидикулярно направлению нагрузки на лонжерон и вообще не работают, просто балласт, увеличивающий вес этого узла более чем в два раза. Текстолит вообще для этих целей, как мне кажется, дрянной материал, например на изгиб он плохо работает, попробуйте погнуть пластинку текстолита, сразу услышите характерный шелестящий хруст, а при достаточном изгбе начинает расслаиваться образуя белёсые области. Вобщем не особо упругий материал, если в полёте выдержит, то на посадке может подломиться при достаточно жёстком касании одной консолью крыла. Ну если между лонжеронами проставить толстенькие бальзовые стеночки а потом смотать это кевларовой нитью, может и выдержит 4 метра размаха. Лонжерон вообще самое ответственное место в планере. Можно “схалтурить” на задней кромке, частоте нервюр, зашивке лобика или даже стенке лонжерона, но на самом лонжероне опасно “экономить”. Сона или уголь, вот материалы на выбор для лонжерона, дома, конечно, с ними проблематично работать, сосну на станке надо распускать, по уму, да ещё мелкослойную и прямослойную искать, сухую, много пыли и грязи от этой работы, а углёвые лонжероны закладывать надо с оснасткой соответственной. Хочется увидеть результат и узнать на сколько хорошо отработает такой лонжерон.
Ну в общем, мне еще больше хочется посмотреть, как такой лонжерон отработает в наборном крыле 4 метра 😃 До этого я делал уже подобные лонжероны, но они вклеивались в ядро композитного крыла. Крылья были 2,5м, 3,5м. Работают без проблем абсолютно. А в большом наборном крыле- это первый мой опыт. Посмотрим.
В интернете я нашел прочностные данные стеклотекстолита и сделал лонжерон с изрядным запасом прочности. Во первых, расчет шел с коеффициентом запаса 1,5. Во вторых- расчет на перегрузку 7.5 G. А это для мотопланера- крутой перебор. В третьих- даже и полученный результат я умножил на 1,5 😃 Так что, думаю, этот то лонжерон точно выдержит.
А что до “побеления” при изгибе- ну так нельзя доводить такой элемент до потери устойчивости и сильного изгиба. Собственно, уголь просто щелкнет и сломается.
Вообще, ясное дело, что текстолит- не самый распрекрасный материал на полки лонжерона. Но он- доступен и дешев. И к тому же, все таки, мне кажется- эффективнее сосны. Что и хочется проверить…
Между прочим, хорошая, классно высушенная, мелкослойно- прямослойная сосна метровой длины- дефицит куда больший, чем стеклотекстолит. Имхо.
Вот, например, мехсвойства по текстолиту. Что интересно, сопротивление сжатию выше, чем на растяжение. Почему, не очень понятно.
Вот, например, мехсвойства по текстолиту. Что интересно, сопротивление сжатию выше, чем на растяжение. Почему, не очень понятно.
Там ошибка. Прочность текстолита на сжатие равна или немного больше чем у нормальной сосны, а вес в три-четыре раза больше. С учётом клеевого соединения прочность текстолитового лонжерона будет такая же, как соснового.
Поэтому делать лонжерон из текстолита вообще нет никакого смысла.
msel.ru/steklotekstolit/
kitprom.com/catalogue/114
Поэтому делать лонжерон из текстолита вообще нет никакого смысла.
Не надо так категорично. Вот другое мнение:
Для начинающих моделистов предлагаю воспользоваться советом одного из ведущих спортсменов в классах радиоуправляемых моделей планеров, мастера спорта Щеголева Алексея Валерьяновича, и изготовить лонжерон из стеклотекстолита толщиной 2 мм. В корне крыла ширина лонжерона 25 мм, на концах центроплана 10 мм. На ушах у корня ширина 10 мм, на концах - 5 мм. Для жесткости между лонжеронами вклеивается бальзовая полка толщиной 4 мм, обклееная с обоих сторон стеклотканью толщиной 0,10 мм. После сборки и склейки весь лонжерон нужно промотать кевларовой нитью с шагом 3-4 мм, а в местах крепления коробок под стыковочные штыри - виток к витку, и пропитать эпоксидной смолой или циакрином.
Взято отсюда.
Взято отсюда.
Я после прочтения этого материала, и решил попробовать текстолит. До этого я об этом думал, но не решался 😃 Там описано крыло F3J планера размахом 3100мм. С учетом динамостарта ( кил 50 точно?) сечение полок лонжерона 25х2=50мм2 - не так уж и огромно. В моем мотопланере из этой темы полка 15х1,5= 30мм2. Думаю, ее хватит без проблем.
А вообще то я делал и просто лонжероны для испытания на разлом. И у меня совершенно не сложилось мнения об их сильном недостатке прочности. Первой разрушалась стенка лонжерона, хоть она и была из вертикальной бальзы. В случае же применения стенки лонжерона из переклея под 45 градусов + 3 слоя стекла, ломались уже полки, но ой как не сразу. Хотя врать не буду, ломалась таки верхняя.
И еще интересное свойство стеклотекстолитового лонжерона- перед поломкой он очень заметно гнется. Гораздо больше, чем угольный. Что, имхо, скорее на пользу- включаются в работу и другие элементы крыла, что снижает уже нагрузку на сам лонжерон.
А в случае применения углёвого лонжерона, элементы с разной жесткостью мало помогают друг другу. А просто- ломаются по очереди.
В общем, мой скромный опыт пока что говорит о том, что все не так уж и плохо.
Кстати, господа F3J- шники, если кто читает, есть к Вам вопрос: как Вы думаете, какая нагрузка на леере была типичной при старте модели с сайта
Просто это не совсем современная техника, которую таскают с запредельной силой. Скажем, некий новичок сколько на затяжке такой модели имеет? 20-30 кил?
Есть желание методом обратного расчета прикинуть нагрузку на текстолитовый лонжерон, который они там применяли. А для этого надо знать примерно порядок усилия на леере.
Не надо так категорично. Вот другое мнение:
Другого мнения быть не может, если умеете читать цифры. Если вы гуманитарий и фаназии через край, то и из чугуния сделать можно, летать будет.
Если умеете считать, покажите расчёт обоснования применения стеклотекстолита. Для меня только мнение Сопромата авторитетно , остальное лирика.
Для меня только мнение Сопромата авторитетно , остальное лирика.
А как же “опыт, сын ошибок трудных…” ? Практический эксперимент переспорить невозможно.
А по сопромату выходит таки, что на сжатие текстолит лишь в 2 раза крепче сосны. Зато на растяжение- значительно лучше.Это у Анурьева.
То есть, верхняя полка должна быть 2мм. а нижняя- тоньше.
А как же “опыт, сын ошибок трудных…” ? Практический эксперимент переспорить невозможно.
Расскажите, как проводился эксперимент и покажите полученные цифровые данные для сравнительного весового анализа.
На растяжение текстолит лучше дерева, а сталь лучше текстолита. Ну и что из этого следует ?
Павел, да не собираюсь я с Вами спорить 😃 Более того, Вы в общем- вполне правы. Но успешный опыт постройки многих моделей - это ли не эксперимент? Я не про себя, не подумайте, я- про статью с рекомендациями от МС Щеголева Алексея Валерьяновича.
Я лишь пробую применить некий материал, и о результатах- отчитаться потом. Вполне возможно- ни хрена то и не выйдет. Хотя думаю- получится. Посмотрим:).
Я думаю, Вы согласитесь, что поиск качественной древесины на лонжерон- это совсем не простое дело. В продаже нету нигде. То что встречается- откровенно мерзкого качества. Хорошая сосна- это надо долго рыться на мусорках, (только летом!!!) выбирая старую мебель, сталинских пор, да не окна, а- рамы кроватей, шкафов и подобное. И оно еще, и сверху- часто покрашено. Это целое искусство:)
А текстолита нынче- как мусора.
Другого мнения быть не может, если умеете читать цифры. Если вы гуманитарий и фаназии через край, то и из чугуния сделать можно, летать будет.
Если умеете считать, покажите расчёт обоснования применения стеклотекстолита. Для меня только мнение Сопромата авторитетно , остальное лирика.
Вы рецепты из кулинарной книги тоже просчитываете по методичкам из пищевого института? Умеете считать - считайте. А нам можно воспользоваться опытом Алексея Валерьяновича?
Вы рецепты из кулинарной книги тоже просчитываете по методичкам из пищевого института?
Понятно, вы учились в кулинарном техникуме, а в книге о вкусной и здоровой пище нет основ проектирования самолётов. Тогда слушайте сюда.
А текстолита нынче- как мусора.
Знаете, почему нет форума профессиональных авиаконструкторов ? Потому-что обсуждать нечего, они знают как проектировать и считать.
Рассмотрим полку лонжерона заданного сечения из стеклотекстолита. Сужение полки к концам для упрощения расчёта учитывать не будем.
Площадь её сечения 1,5см х 0,15см= 0,225 см3
При длине полки 300 см её объём равен 0,225 см3 * 300 = 67,5 см3.
Из выше приведённых ссылок на таблицы характеристик текстолитов,
удельный вес стеклотекстолита от 1,8 – 2 г/см3. Возьмём по минимуму. Фактический вес полки 1, 8 г/см3 * 67,5 см3 = 121,5 г.
Теперь грубо сравним с равнопрочной полкой из сосны. Грубо, потому-что не будем делать перерасчёт расстояния между центрами полок для их увеличенного сечения. Разность там будет минимальная и сильно на результат не влияет.
Прочность хорошего текстолита на сжатие примем 6 кг/мм2
Для нормальной сосны прочность на сжатие вдоль волокон 4 кг/мм2. ( Совсем средняя имеет прочность 3,5 )
www.sladson.ru/articles/sosna.html
Тесктолит прочнее в 1,5 раза (максимум в 1,7 при условии, что точно известна его марка и подтверждены характеристики). Соответственно равнопрочное по отношению к текстолиту сечение сосны будет в 1,5 раза больше 0,225 * 1,5 = 0,34 см2. Объём полки будет 0,34* 300 = 102 см3.
Удельный вес сосны 0,5 г/см3. Получается, что вес равнопрочной сосновой полки 102 * 0,5 = 51 г. (Для средней сосны с прочностью 0.35 кг/мм2, вес полки будет 57г.)
Разность весов равнопрочных сосновой и текстолитовой полок 121 – 51 = 70 г. На две полки лонжерона крыла это будет 140 г. С учётом сужения полок может быть будет немного больше 100 гр. ( Можете пересчитать, сколько это будет в процентном отношении к полётному весу планера). Устроит вас такая прибавка веса только по лонжерону без учета других факторов ? Это я ещё взял минимальный удельный вес текстолита при почти максимальной прочности. Надо ещё учитывать и его адгезию при склейке. А она хуже, чем у сосны.
Если где-то есть ошибки или неточности прошу поправить и пересчитать.
п.с.
Я не совневаюсь, глядя на фото, что вы сделаете хороший планер, но его можно сделать лучше.
Исходя из механических свойств материалов сосны и стеклотекстолита, последний будет более эффективен в растянутых элементах, возможно нижняя полка? Но стенку, все таки лучше делать из дерева, хотя бы для увеличения клеевого шва.
Спасибо за развернутый расчет. Неточности, которые вижу:
1- аналогичный расчет по нижней полке лонжерона, уже не даст такой картины. Потому как, по справочникам, на растяжение текстолит- уже гораздо лучше работает. И вот финальная разница- вот что интересно.
2-высота лонжерона. Для данного конкретного планера разница в расчетной высоте лонжерона существенна- у текстолитовых полок -это 18,5мм. А у сосновых- 17,2. Это не совсем мало при 4м размахе крыла, и вносит уже свои коррективы в необходимый размер полки.
зы- написал письмо Щеголеву Алексею Валерьяновичу. Может он ответит немного о практике использования стеклотекстолита. Очень хотелось бы.
1- аналогичный расчет по нижней полке лонжерона, уже не даст такой картины. Потому как, по справочникам, на растяжение текстолит- уже гораздо лучше работает. И вот финальная разница- вот что интересно.
Только учитывайте, что основной расчётный случай для нижней полки - сжатие при отрицательной перегрузке (примерно -3), а растяжение она в этом случае выдержит.
По второму пункту коррективы конечно будут, но на вес они мало повлияют. Опять же можно пересчитать, но я это уже делал сотни раз.
В довесок, вариант центральный стыковки консолей на двух трубках в случае, если расчётный диаметр одной трубы получается слишком большим для тонкого профиля крыла. Нервюры а местах между отверстиями под пеналы усиливаются накладками по всей высоте (размеры указаны для одной из моих моделей). Однако при размахе примерно больше 2,5 м равнопрочное тонкопрофильное трёхсекционное крыло будет заметно легче двухсекционного.
Ай маладца! По 2 предложениям сразу вычислили кто, где учился и ярлыки развесил. 😁
Понятно, вы учились в кулинарном техникуме, а в книге о вкусной и здоровой пище нет основ проектирования самолётов. Тогда слушайте сюда.
А вообще, вы не туда смотрите. Основная мысль была в том, что применение текстолита удобно, технологично, не дорого. И увеличение веса есть плата за отсутствие долгих поисков сухой, мелко-прямослойной сосны достаточной длины и ее последующей обработки. У каждого свой компромисс…
Ай маладца! По 2 предложениям сразу вычислили кто, где учился и ярлыки развесил. 😁
У каждого свой компромисс…
Да ладно вам, шучу я так, не обращайте внимания. Зрю в корень.
Авиаконструктор за каждую линию на чертеже должен ответ держать, а если не может объяснить почему она проходит так, а не иначе, то обязан заслуженно 3,14-люлей получить. Это правило. Конструкторское бюро не парикмахерская, после которой всё отрастает.
Авиационные конструкции страдают быстротой. Они сами по себе один большой компромисс аэродинамики, прочности, финансов, психологии, медицины и ритуальных обрядов.
Где-то читал, что в царской России существовал варварский обычай. Инженер, который спроектировал железнодорожный мост, после окончания строительства должен был стоять под этим мостом, когда по нему проезжал первый пробный паровоз с поездом. Это чтобы машинисту того паровоза веселей было. 😁
долгих поисков сухой, мелко-прямослойной сосны достаточной длины
А какие проблемы сейчас с сосной (ну, кроме цены)? Да и сращивать сосенку в длину вполне себе можно, что про всякий карбон и прочий текстолит не скажешь.
А какие проблемы сейчас с сосной
Украина-таки. У нас вообще проблем нет.