Гордость русской авиации
Приветствую, коллеги!
Постройка ИМ 1/5 вступила в самую трудоемкую, но практически невидимую стадию. Вроде каждый вечер что-то делаешь, но показать то и нечего…
Так как строится 28-пушечный фрегат , извините 28-стоечный биплан, (24 основные стойки + 4 больших подкоса на консоли верхнего крыла) ну и еще 6 вспомогательных стоечек, да каких-то 24 стойки шасси с 4-мя лыжами.
То на это все надо примерно 116 стыковочных узлов, каждый из которых , в среднем, состоит из кронштейна на крыло+ 2 наконечника на стойку+ 3 серьги для расчалок… Итого, примерно, 420 металлических деталюшечек… , чтобы собрать бипланную коробку. Часть плоских одинаковых деталей удалось сделать на ЧПУ, чем я , безусловно, конечно нарушил “дух копиизма”. А вот все кронштейны делаются вручную из таврового и уголкового алюминиевого профиля, на вот таком нехитром ЧПУ-оборудовании , и с помощью визуально-следящей мерительной системы (типа глаз):
Идеология стыковочных узлов была отработана на “маленьком” ИМ 1/10, и проверенна 5-летней летной эксплуатацией корабля.
Конструкция узлов, возможно, отличается от прототипа. Но… я так и не нашел ни подробных чертежей, ни отчетливых фотографий, как эти узлы были исполнены на прототипе. Логика подсказывает, что скорее всего их конструкция была подобна аналогичным узлам на бипланах того времени.
А так как разновидностей конструкций было невероятное количество,
то я имею полное моральное право внедрить свою версию узлов, которая должна быть похожей на прототип по фотографиям, но быть:
абсолютно надежной в эксплуатации, хорошо передавать усилия от стойки на крыло, не иметь концентраторов напряжений, технологичной в изготовлении, из доступных недорогих материалов, иметь возможность быстрой сборки-разборки.
Как уже отмечалось на этапе изготовления каркасов, я особо не переживал за конструкцию стыковочных узлов, предполагая, что любое решение можно будет реализовать, демонтировав часть установленных нервюр. Не вижу в этом абсолютно никакого драматизма.
Вообще, если чуть абстрагироваться, иногда представляю себе создаваемую модель как кусок пластилина, к которому легко приделываются какие-то части, но с такой же легкостью демонтируются и заменяются другими. Да ,можно конечно конструкцию изначально продумать до мельчайших деталей, но это потребует огромного времени на проектирование, да это будет оправдано на мелкосерийной партии, но для единичного экземпляра это время будет соизмеримо с подходом крупно-узлового предварительного проектирования плюс опытное изготовление объекта с допроектирование узлов по месту.
Показываю часть узлов , так сказать “без купюр” , т.е. на этапе “вживления” в конструкцию. Потом видимой останется только ушко крепления стойки.
Типовой узел крепления стойки крыла к полке верхнего переднего лонжерона.
К нижней полке крепится кронштейн навески стойки шасси или кронштейн нижней расчалки. Естественно в этом месте полки будут связаны в дальнейшем фанерными стенками, что даст возможность передать усилия от шасси на обе полки лонжерона, а через стойку крыла на лонжероны верхнего крыла.
Типовой узел стыковки следующей секции крыла посредством липовой бобышки с пластиковой втулкой, в которую входит стыковочная трубочка 8х1мм. Эта трубочка будет работать только “на срез”, а не на изгиб, так как напряжения изгиба в ферме бипланной коробки в узлах равны 0, согласно эпюре напряжений.
Этот узел еще будет иметь бандажи из СВМ нити для полной связности работы полок лонжерона в окресности стыка.
А это связная “платформа” для крепления стоек подкрыльевого шасси. Здесь введены дополнительные поперечные связи (сосновая рейка) между лонжеронами, которые связывают передние и задние кронштейны. Таким образом усилия от шасси будет равномерно передано на всю силовую конструкцию нижнего и верхнего крыла без концентраторов напряжений, что чрезвычайно важно в авиационных конструкциях!
Кронштейн крепления нижней расчалки крыла к полке лонжерона.
Это стыковочные бобышки в процессе изготовления. Этот узел по конструкции унифицирован для стыка всех секций фюзеляжа и крыльев. Их в ИМ примерно 32 шт. , причем везде будут применяться одни и те же трубочки 8х1х100мм, что упрощает в эксплуатации сборку узлов.
Этап вклеивания бобышек для стыковки секций крыла
Это нижняя левая консоль из двух состыкованных секций. (Еще нет законцовки)
А это 24 основные стойки бипланной коробки в разных фазах изготовления, от напиленных заготовок до готовой стойки с оконцовками (пока без отделки)
Типовая оконцовка стойки крыла. По конструкции такая же, что и на стойках шасси, но из сосны и с другими сечениями, масштабными прототипу. Конец стойки усиливается фанерными накладками, предотвращающими расщепление при приклепке накладок из В-95.
И вот он, долгожданный момент!!! Первая примерка 1/4 бипланной коробки. Определяем уже фактическую длину передней и задней стойки. Сравниваем с расчетной по черетежу - и очень радуемся мизерным расхождениям с теорией!
А еще радость усиливается от того, что пока нет никакого “провисания” консолей, несмотря на то, что она пока без всяких расчалок, просто на двух штырях. Т.е. по фактическим замерам длины между точками крепления, крылья абсолютно параллельны друг другу. … Начинаем клепать обе оконцовки на стойки!
крепление стойки к верхнему крылу
…к нижнему. Здесь потом еще будет “букет” из серьг расчалок.
Вау!!! первые три основные стойки из 24-х… одной четверти основной бипланной коробки, еще плюс верхние консоли с подкосами и контр-стойками…
Но начало глобальной сборке бипланной коробки 6-метрового воздушного корабля положено еще в этом уходящем году!
Ну и конечно, ВСЕХ с наступающим НОВЫМ ГОДОМ!!!
… еще много надо успеть до наступления 2018-го. Аж почти два выходных еще впереди. Это просто масса времени!!! не теряем это драгоценнейшее время!!!😁
Итого, примерно, 420 металлических деталюшечек… , чтобы собрать бипланную коробку. Часть плоских одинаковых деталей удалось сделать на ЧПУ, чем я , безусловно, конечно нарушил “дух копиизма”. А вот все кронштейны делаются вручную из таврового и уголкового алюминиевого профиля, на вот таком нехитром ЧПУ-оборудовании , и с помощью визуально-следящей мерительной системы (типа глаз)
Андрей, просто преклоняюсь перед твоим терпением и скурпулезностью! 420 деталюшечек! Успехов в 2018 году, точности твоей “визуально-следящей мерительной системе”! С наступающим!
… в качестве отдыха, в перерывах между изготовлением бесконечного количества узлов бипланной коробки, решил начать компанию по подготовке винтомоторной группы на ИМ 1/5.
Предстоит сделать несколько серий полетных копийных винтов для разных вариантов питания моторов, под разную погоду и ряд других факторов, влияющих на параметры винта.
Задача номер один - это подобрать более менее оптимальный винт под имеющиеся моторы и предполагаемую энергетику.
С чего то надо начать. Для моих моторов EMAX GT4030/08 kv 353, рекомендуются винты 16х10 18х10, при эксплуатации c 6s LiPo.
Они должны давать тягу 16х10 - 4300гр, при 39 амперах , с оборотами 6300
и 18х10 - 5000гр, при 50 амперах и оборотами 5700
На ИМ диаметр копийного винта 550мм или примерно 22 дюйма.
В принципе можно будет чуть уменьшить диаметр до 20 дюймов без ущерба для восприятия, но меньше делать не хочется.
В идеале, конечно, здесь просится понижающий редуктор, на зубчатом ремне. Возможно, в будущем, я плотно займусь этой интереснейшей темой.
Но на первом этапе постройки и предварительной летной эксплуатации корабля начну с прямого привода, попытавшись подобрать параметры винта, более менее удовлетворяющим условиям копийности и эксплуатации мотора.
Копийные винты того времени очень отличаются по геометрии от современных высокооборотных винтов. Действительно тогда моторы были низкооборотными, винты были с очень широкими лопастями и большим шагом. Они напоминали скорее резиномоторные винты! Ну очень они мне нравятся!
Решено для первичных тестов на стенде сделать копийный винт 20 х 10 .
Прочертив шаблоны будущего винта на выбранный размер, можно приступать к изготовлению. Винт будет из липы, это позволит сделать очень легкий приемистый винт. Прочности с головой - проверенно!
В качестве заготовки используется качественная липовая вагонка для бань!
Она имеет недостаточную толщину, но это не страшно.
Предварительно обработав вид сверху, доклеиваем сегменты до достижения нужной толщины на виде сбоку.
Обработав по шаблону “вид сбоку”, наносим разметку характерных линий лопасти.
В обработке лопасти издавна использую инструмент “Струг”, доставшийся от деда. А откован он был еще в начале 30-х годов. Ну очень классный инструмент для изготовления винтов!
На первой фазе имеем такой винт:
Тыльная часть лопасти:
Передняя сторона лопасти:
Ну а дальше обработка ведется моим любимым инструментом - битым тонким стеклом с подобранным выпуклым сколом. Это позволяет сделать очень быстро и качественно нужную геометрию профиля лопасти! которая на тыльной стороне должна быть абсолютно плоской, и даже немного вогнутой!
Вот лопасть после стекла и предварительного вышкуривания.
после предварительной балансировки более мелкое вышкуривание и тонирование “под орех” Можно лачить!
От ИМ1/10 остались винты разных серий (было 3 серии винтов) правого и левого вращения. Интересно сравнить новый винт
А это копийный винт Муромца 20х10 липовый) с традиционным винтом 20х10 из бука (тоже самодельный) для 30см3 бензина
Интересно, что буковый весит 80гр., а липовый, с большими лопастями - 43гр!!!
Впереди - тестирование на стенде!
И еще раз Всех - С Наступающим Новым Годом!
Андрей, С Новым Годом!
Винт замечательный вышел! А какая скорость будет и какие обороты? Шаг не маловат для низких оборотов? 10 шаг дает теоретическую скорость 61 км/ч на 4000 об/мин.
Владимир, а можно по-подробнее про зависимость 10’ шага к 61 км/ч, о которой Вы написали.
4000 об/мин=66,7 об/сек. Шаг 10 = 0,254 м - это за 1 оборот. Скорость получается 16,96 м/с, или примерно 61 км/ч. Подчеркиваю - теоретическая.
4000 об/мин=66,7 об/сек. Шаг 10 = 0,254 м - это за 1 оборот. Скорость получается 16,96 м/с, или примерно 61 км/ч. Подчеркиваю - теоретическая.
Владимир вам надо формулу написать откуда скорость берётся.теоретически-это так “зыбко”.
Да, вся система взаимосвязана : винт + мотор + энергетика (количество банок - напряжение), потребляемый ток мотором , нагрев мотора и батарей. И ее можно в каком то приближении оценить по “мотокальку”, хотя там тоже много неизвестных параметров для неизвестного мотора и батарей, на которые нет полных характеристик. Тесты на стенде также могут дать предварительную информацию по статичной тяге и потребляемом токе. Все в конечном счете определяется из собственного опыта и опыта других на сходных мотоустановках.
В данной ситуации, у меня мало пока данных для оптимизации этой системы. Пока все основано на анализе других известных мотоустановок, довольно большом опыте эксплуатации моторов меньших размеров, немного на расчетах в “мотокальке”. Статические тестовые испытания также должны дать информацию.
Пока следующие исходные соображения: скорость ИМ ожидается в районе 40 - 50 км/ч., я всегда стремлюсь к минимально возможным скоростям полета! Тогда интересно наслаждаться видом медленно плывущего самолета. Отсюда всегда стремление максимально уменьшить нагрузку на несущую площадь.
Увеличенный диаметр винта для данного мотора потребует снижения напряжения на банках. Попробую 4S / 5S / 6S . Посмотрю на потребляемый ток и тягу. Возможно придется еще уменьшать диаметр, чтобы не перегрузить мотор. Может быть увеличу шаг, если нагрузка на мотор будет приемлемой.
Скоро будут первые тесты…
4000 об/мин=66,7 об/сек. Шаг 10 = 0,254 м - это за 1 оборот. Скорость получается 16,96 м/с, или примерно 61 км/ч. Подчеркиваю - теоретическая.
Для вязкой жидкости-с некоей поправкой может эта формула и подойдёт,но только не для воздуха.
Спасибо Владимир. Я думал у Вас есть более совершенный метод. Или какой нибудь motocalc 10. Илья, Владимир очевидно подразумевал окружную
скорость сечения лопасти R=75%.
Я думал у Вас есть более совершенный метод.
А чем этот способ не совершенен?
Именно так и считается, это теоретическая скорость, без “проскальзывания” винта…
Все “усовершенствования” могут касаться только касательно расчета коэффициента “проскальзывания” или “скольжения”…
Очень улыбнула эта фотография 😃
Думаю сейчас не многие знают что такое “струг” и где его применяли.
Этой приспособой издавна шкурили лес, жерди, необрезную доску. Позже им по шаблону срезали канты(углы) газосиликатных блоков при строительстве дач и гаражей. Но что бы делать модельные винты!!!
Андрей большой тебе респект!
И все таки запад не догадывается, что нас голыми руками, даже сейчас не возьмешь!
С Новым Годом и успехов всем в нашем увлекательном …УВЛЕЧЕНИИ 😃😃😃
4000 об/мин=66,7 об/сек. Шаг 10 = 0,254 м - это за 1 оборот. Скорость получается 16,96 м/с, или примерно 61 км/ч. Подчеркиваю - теоретическая.
Для уточнения к расчетному “шагу” (на самом деле это поступь ВВ, т.е. на сколько он ввинчивается в гайку при 1 обороте) нужно добавить эффективные углы атаки по радиусу лопасти, как правило от 0 до 6 градусов в зависимости от местных Re.
Или какой нибудь motocalc 10.
Ни один результативный спортсмен по motocalc 10 считать не станет, и вообще по калькуляторам. ВВ - “живой организм” зависящий от многих переменных. Математика и геометрия в помощь при знании азов аэродинамики.
По моему скромному практическому опыту, этот самый “живой организм” с помощью математики и геометрии с азами аэродинамики, является лишь скромным и все равно слегка напоминающим параметры натурного винта. Удобнее и на порядок эффективнее пользоваться статистическими данными, в том числе и результативным спортсменам. Не маловажным также стоить отметить тот факт, что ручками без ЧПУ, не реально выдержать профилирование при изготовлении ВВ, какие уж там Re!
По моему скромному практическому опыту, этот самый “живой организм” с помощью математики и геометрии с азами аэродинамики, является лишь скромным и все равно слегка напоминающим параметры натурного винта. Удобнее и на порядок эффективнее пользоваться статистическими данными, в том числе и результативным спортсменам. Не маловажным также стоить отметить тот факт, что ручками без ЧПУ, не реально выдержать профилирование при изготовлении ВВ, какие уж там Re!
C наступающим! Даврон, не прав от начала до конца. Статистика может рассказать о наиболее эффективных профилях для ВВ, если нет возможности самому выбирать. Далее, статистикой или в магазине можно подобрать ВВ для учебной модели, заурядного радиосамолета, в крайнем случае для кордовой пилотажки. Тем не менее спортсмены и разработчики продвинутой техники (моделей, винтов) руководствуются расчетами исходя из известных или ожидаемых переменных для каждого типа модели и для каждого типа или ряда моторов. Что же касается профилей, то для рекордных ВВ можно и с контршаблонами поработать. А в итоге, опытные моделисты доводят винты по шагам, профилям и разверткам исходя из опыта, а проверяют свои наработки объективными испытаниями. Когда же достигается желаемый результат, проводят тарирование ВВ и подгонку под него дубликатов. В этом никакой калькулятор не помощник. Только стенд и ручки, при наличии трезвой головы. Удачи!
И Вас с Наступающим Новым Годом. Будьте любезны поделитись методикой или расчетом винтов с переменным шагом для продвинутой техники.
P.S. ДедЮз, с Днем Рождения. Здоровья и долгих лет жизни.
Будьте любезны поделитись методикой или расчетом винтов с переменным шагом для продвинутой техники
Пересказывать толстенные труды Ветчинкина, Келдыша и др. авторов для меня не посильно. В библиотеках можно найти минимум 5…6 книг по проектированию ВВ. В и-нете можно найти перечень литературы, хотя и в библиотеках есть тематические указатели.
И все таки запад не догадывается, что нас голыми руками, даже сейчас не возьмешь!
Вы будете удивлены, но запад использует подобный же инструмент для иготовления больших самодельных винтов! 😃 Где-то в совершенно западном журнале видел подробную технологию изготовления с применением струга.
Уважаемый Иосиф!
От всей души поздравляю Вас с Днем Рождения!
Всегда очень интересно и познавательно читать Ваши профессиональные комментарии в различных областях техники.
Можно только восхищаться широтой Вашего технического кругозора и энциклопедическими знаниями!
Желаю Вам прежде всего крепкого здоровья и хорошего настроения, чтобы еще много лет Вы радовали нас своим присутствием!
С днем рождения, Мэтр !!!
Присоединяюсь к поздравлениям Иосифа с Днем Рожденья! Андрей написал прекрасные слова в Ваш адрес, я с ним совершенно согласен! С Днем Рожденья!