Лонжероны и соединительные элементы больших планеров 2
Зачастую используется прямолинейный соединительный элемент - труба или стержень круглого или прямоугольного сечения.
А для обеспечения хотя бы минимального поперечного V в 1.5 градуса, высота соединительного элемента уменьшается вдвое.
Интересное решение соединительного элемента элемента Вентуса в масштабе 1:3.
Плюсы: 1- полное использование высоты профиля; 2- обеспечение необходимого поперечного V.
Хотелось бы сделать соединительный элемент с уже заложенным углом.
Но возникает вопрос жесткости фюзеляжа в этом нагруженном месте.
Обычно соединительный элемент вставляется в пенал, вклееный в фюзеляж. Этот пенал и обеспечивает жесткость в этом месте фюзеляжа, передает нагрузку на крыло, и как бы служит распоркой между бортами, а также фиксирует положение соединительного элемента.
В общем кажется нерациональным отказываться от такого полезного конструктивного элемента, как пенал внутри фюзеляжа.
Возможно, я чего то не понимаю и существует вариант, позволяющий использовать “кривой” соединительный элемент, который надежно устанавливается в пенал, вклееный в фюзеляж?
Вопрос интересный …
У меня в голове крутится единственное решение - вклеить штырь в фюзеляж насовсем.
Очевидно увеличение высоты середины штыря, участок без V такой высоты, чтобы штырь проходил сквозь пенал.
По пол штыря заклеить в консоли, а пенал сделать попрочнее в центре, чтобы удержал всю нагрузку вместо штыря. Собственно так делают на настоящих формованых планерах, вроде бы. 😃
Можно передавать вертикальную силу на фюзеляж не через основной штырь (язык), а через фиксируюшие штыри. Именно так делается в больших планерах, и в некоторых РУ планерах тоже. Язык (или круглый штырь) не крепится к фюзеляжу, и дырка в фюзеляже делается намеренно с зазором. Язык только передает изгибающий момент с одного крыла на другое, но не опирается на фюзеляж. Недостаток (очевидный) в том, что фиксирующие штыри должны быть в состоянии воспринять всю вертикальную силу с крыла. Плюс, вся перерезывающая сила крыла должна быть передана со стенки лонжерона через (мощную) корневую нервюру на фиксирующие штыри. Т.е. корневая нервюра должна передавать всю эту нагрузку.
Мой друг делал фюзеляж с отформованным углублением под профиль крыла. Штырь проходил через фюзеляж не касаясь его. Глубина паза примерно 10-12мм. Пазом задавался угол атаки, а штырем угол v. На другом планере в качестве штыря использовали стальные линейки. На своем новом планере ушки с центропланом тоже стыкуются плоскими 14-2мм пластинами, а в крыле заформованы латунные пиналы.
существует вариант, позволяющий использовать “кривой” соединительный элемент, который надежно устанавливается в пенал, вклееный в фюзеляж?
Есть вариант, когда штырь “плавает” в фюзеляже. Кстати и у настоящих планеров встречается. Консоли с фюзом только центрирующими штырьками крепятся и жестко между собой.
P.S. Олег уже ответил…
Варианты, перечисленные уважаемыми коллегами имеют недостатки:
- штырь желательно вынимать, потому что это слишком усложнило бы транспортировку;
- по половине штыря, вклееного в каждую консоль, который бы проходил сквозь фюзеляж и концом входил во вторую консоль, так делают на планерах М 1:1 и встречается на очень больших копиях; вроде нет недостатков, но сложно в реализации.
Про перераспределение нагрузок между основным и центрирующии штырями - как то необычно: все равно главнй штырь считается на изгибающий момент и будет такой-же прочности даже в случае прераспределения вертикального воздействия на центрирующие штыри и плюс мощнейшие корневые нервюры.
Появился еще один вариант, который мне не встречался и я не уверен решает ли он проблемы: сначала все стандартно - одиночный мощный штырь (длиной 600 мм), имеющий необходимое поперечное V в 3 градуса на консоль, то-есть угол излома штыря 174 градуса, пеналы в консолях - обычные, а вот пенал вклеенный в фюзеляж (длиной 150мм) имеет более сложную форму.
Даже изготовил модель на основе имеющегося штыря (размер 250мм). Реально, хоть макет пенала из картона, штырь нормально вставляется и вынимается. О рамерах зазоров судить трудно.
Из минусов вижу, что штырь не имеет плотного взаимодействия с пеналом в верхней точке по оси симметрии. Но остальные контрольные точки: по линиям бортов фюзеляжа и по оси симметрии в нижней точке - нормальный контакт.
Поскольку штырь считается на максимальные нагрузки, то и перераспределение их части на пенал и не предусматривается, а в точках бортов все нормально. Да и сам пенал не для восприятия этих нагрузок, а лишь для передачи нагрузок от фюзеляжа на штырь и эта передача осуществляется в линии персечения бортов и штыря?
Не могу понять в чем тут подвох?
В пенале на верхней части в середине вклейте гайку,а винтом прижмете штырь к нижней поверхности пенала - зазор меж штырем и верхней частью пенала =0.
Нет тут подвоха. Не вижу. Вполне так разумное решение, перикликающееся с рекомендацией Вадима Маношкина.
винтом прижмете штырь
Есть недостаток нагрузка из распределённой станет точечной тоесть нужно под винт прокладку по больше
Есть вариант с пеналом выполненным точно по штырю но одна боковина отсутствует на разрез имеет профиль швелера,
Отверстие под штырь в фюзеляже перед пеналом увеличено вставил задвинул прижал струбцинками
ЛИбо так
Обязательно делать именно так? А если монолитный центроплан со съемными ушами, тогда один сильно нагруженный штырь и пеналы заменяется на два мало нагруженных = выигрышь в весе, нет? Но при установке в фюзеляж под крыло придется сделать вырез с обтекателями. На внешнем виде может вовсе не сказаться.
Мнэээээ…
Я вам что хочу сказать, коллеги…
Если речь идёт о больших планерах, то штырь как правило является составной частью крыла, вернее - лонжерона. В этом случае в фюзеляже ставится пенал, длина штырей выбирается такой, что бы их концы опирались на фюзеляж с противоположной стороны.
Штыри делаются или вилкой ( fork ) или “на закладку” ( key ).
Фиксация - 1\2 болта на вылет через пенал\штыри.
Всё остальное - от лукавого. Съёмный штырь даёт крайне сомнительное удобство в транспорте и жутчайший гемор с прочностью и конструкцией.
Нужно подогнать 4 элемента: штырь и три пенала. Без люфта, с плотной посадкой.
Нужно обеспечить прочность узла пенал\лонжерон в корне крыла, в самом нагруженном месте.
Нужно обеспечить соосность и угол вЭ с этой всей трахомудией.
Задумайтесь, стоит оно того?
Вот тут описывается. По картинкам многое понятно
www.mfvsz.ch/downloads/tragflaechensteckung.pdf
На второй картинке навесы настоящего планера. Стрелками показаны штыри, которые соприкасаются с фюзом. Остальное висит само по себе
Если речь идёт о больших планерах, то штырь как правило является составной частью крыла, вернее - лонжерона. В этом случае в фюзеляже ставится пенал, длина штырей выбирается такой, что бы их концы опирались на фюзеляж с противоположной стороны
Вариант, используемый на настоящих планерах и очень больших копиях
Реально, я нашел такое решение на размахе 8-9метров. Наверное здесь все фиксирется центральным болтом.
У меня-же задача поскромнее, М 1:4; размах 4,5 м. Хотя, вариант возможный, удлиняет транспортный размер консоли на 150мм.
А для обеспечения хотя бы минимального поперечного V в 1.5 градуса, высота соединительного элемента уменьшается вдвое.
А если просто научиться формовать штыри с изгибом? На пенопластовый цилиндр накатать угля, сунуть в матричку… Матрица то простейшая… Вот фотки с групс-а… Только запечь их точно надо- вещь силовая.
Хотелось бы сделать соединительный элемент с уже заложенным углом. Но возникает вопрос жесткости фюзеляжа в этом нагруженном месте. Обычно соединительный элемент вставляется в пенал, вклееный в фюзеляж. Этот пенал и обеспечивает жесткость в этом месте фюзеляжа, передает нагрузку на крыло, и как бы служит распоркой между бортами, а также фиксирует положение соединительного элемента. В общем кажется нерациональным отказываться от такого полезного конструктивного элемента, как пенал внутри фюзеляжа
Вопрос не в штыре, а в пенале. Как сделать надежный пенал под “кривой” штырь, который можно было бы вставлять и вынимать для транспортировки?
У меня это реализовано так: ( планер GROB G102, размах 3500)
Можно применить более простую и технологичную конструкцию. Основные достоинства - простота изготовления и снижение веса штыря. На нижней поверхности внешнего конца штыря делается горизонтальная площадка со ступенькой ограничивающей смещение и заклинивание штыря. Такая же небольшая горизонтальная площадка, но без ступеньки делается на нижней поверхности пенала в районе бортовой нервюры. Эти площадки воспринимают нагрузку и исключают необходимость подгонки клина. Вертикальные белые линии на рисунке показывают границы горизонтальных площадок на нижней поверхности штыря.Точность изготовления и прочность нужны только в этих местах. Пенал выполняет роль направляющего элемента при вставке штыря в крыло. Конструкции штыря и пенала могут быть любые.
Очень интересное, но довольно сложное решение.
Без коментариев трудно понять как это работает.
Попробую догадаться:
- решение несиметричное;
- консоли расположены на разной высоте;
- соединительных стержней два и они имеют разную геометрию;
- каждый стержень в фюзеляже защемлен в трех точках (мощная корневая нервюра в приливе, заклепка в верхней части пенала и нижняя стенка пенала).
Если я угадал, то такой конструкцией, вобщем все вопросы решены.
В этом случае видится более логичным решение из 8 поста, с добавлением одного фиксирующего элемента (может быть в виде болта или шплинта) в верху пенала по оси симметрии.
[ATTACH]783327[/ATTA
Та не, там всё довольно просто. Ведь узел собирается вне крыла, вымеряется-подгоняется и уже потом монтируется в лонжерон при сборке.
Геморра меньше, чем с клиновидным и точно подогнанным пеналом в крыле.
По фиксации штыря.
Закладную с гайкой или маму под шплинт нужно предусмотреть сразу при формовке.
Можно применить более простую и технологичную конструкцию
Простое и логичное решение. Непонятно по поводу горизонтальных площадок. Если для фиксирования штыря, то по моему он и так никуда не сдвинется в таком пенале. Ну а уменьшение высоты сечения можно компенсировать задав заранее более широкую полку штыря.
Спасибо за идеи и посказки. Да, как то про усложнения конусных пеналов и сложного штыря не подумал.
Надо еще посоображать.
Непонятно по поводу горизонтальных площадок.
Площадки желательно сделать для уменьшения вертикальных люфтов в паре штырь-пенал (нервюра) и упрощения изготовления. Они позволяют крылу немного сдвигаться вдоль штыря без потери контакта с опорой и нет необходимости точно подгонять клин. По принципу действия конструкция подобна стыковке крыльев настоящих планеров только с одной соединительной балкой (штырём). Там точность стыковки панелей крыла обеспечивается штырьками на концах лонжеронов, роль которых в данном случае выполняет спрямлённая концевая часть клиновой вставки.
Ни рисунке видно, что штырь (выделенный жёлтым контуром) может иметь небольшой осевой люфт без потери контакта с нервюрой, в этом случае пенал нужен только как направляющий элемент и его можно делать с большим зазором по отношению к штырю. Никаких фиксирующих болтов не требуется.
А мне кажется, что в любом случае необходимо фиксировать консоли скажем стяжками, пружиной, резиной, резьбой. Это и обеспечит постоянный натяг конусного штыря в конусном пенале.
Павел, это я к тому, что устройство этих площадок, в разы увеличит сложность изготовления штырей (толщина угольной полки штыря, по расчету, всего 1.5 мм). Неужели будет возможно просто сделать эту горизонтальную площадку, выравнивая конус напильником?
Очень нравится, что пенал внутри фюзеляжа будет иметь простую форму.
И еще очень нравится, что штырь по верней поверхости, полностью прямой.
Попробую нарисовать в натуральную величину.
А мне кажется, что в любом случае необходимо фиксировать консоли скажем стяжками, пружиной, резиной,
Естественно для консолей нужна стяжка, поэтому консоли должны иметь возможность немного смещаться вдоль штыря, хотя бы на 1-1,5 мм для устранения зазора с бортом фюзеляжа. Концевые части штыря в районе опоры на нервюры нагружены только перпендикулярной штырю силой, изгибающего момента там нет, соответственно материал штыря будет работать только на срез и смятие, карбон там не нужен.
Штырь делается прямоугольного сечения, поэтому никаких технологических проблем нет. Верхняя плоская поверхность базовая и все размеры от неё легко контролируются. Конструкция штыря может быть любая, например деревянный брус из переклея твёрдых пород, дерево с усилением карбоном, переклей фанеры и листов металла в пакете со стяжкой, полностью композитный из карбона. Всё зависит от предполагаемой нагрузки и максимально возможного сечения штыря.