Гордость русской авиации
Подскажите, пожалуйста, установочные углы крыла и стабилизатора?
Аэродинамически, это схема “утка” наоборот. Т.е. все гор. поверхности создают подъемную силу. По идее на ГО угол установки должен быть больше, чем на библанной коробке на 1…3 градуса. Штопорная неустойчивость схемы, в основном, от срывного профиля на стабилизаторе.
одскажите, пожалуйста, установочные углы крыла и стабилизатора?
Тема про “маленький” Муромец уже давно закрыта, там была краткая информация о некоторых параметрах проекта:rcopen.com/forum/f82/topic237304/8
"Одной из главных целей проекта было как раз желание исследовать эту аэродинамическую схему, так как я много лет увлекаюсь нестандартными аэродинамическими схемами.
У известного аэродинамика Пышнова есть весьма подробное исследование аэродинамики “Муромца”.
Многие вещи в прототипе просто поражают!:
Прототип летал с центровкой более 90% САХ. Эта аэродинамическая схема уже ближе к “Тандему”, так как стабилизатор очень развит по площади.
Углы заклинения крыла +7 - +8 град. Стабилизатора +6. Стабилизатор имеет несущий выпукло вогнутый профиль и громадные рули высоты. Усилие на штурвале на посадке доходило до 70кг.! При резком вираже скручивание фюзеляжа (перекос стабилизатора) доходило до 20град. относительно крыла из-за низкой жесткости на кручение длинного фюзеляжа.
Я применил на модели более толстые несущие профили, близкие к профилям свободнолетающих моделей. Цель была увеличить несущие свойства на предельно малых скоростях и еще больше увеличить эффективность стабилизатора.
Предварительное компьютерное моделирование и построение полной 3D модели позволило спрогнозировать распределение масс модели и вероятно ожидаемую центровку. Оптимизировав конструкцию, удалось получить значение центровки в 85% САХ, что вселило большой оптимизм, так как разум протестовал против дикой задней центровки прототипа. Более переднюю получить просто нереально, так плечо моторов и носа очень маленькое."
В ролике о виртуальном проекте Муромца 1/10 показаны некоторые особенности проекта, применяемые профиля и конструктивная схема модели
И материализации проекта:
______________________________
Добавлю по углам установки:
Угол заклинения стабилизатора на 1 - 2 град. меньше углов крыла, т.е мы имеем так называемое продольное “V”, нужное для продольной устойчивости.
Анализ многочисленных снимков и видео модели “муромца” в полете, показывают, что зачастую модель летела с несколько отклоненными рулями высоты вверх, что говорит о том, что угол установки стабилизатора был избыточен, и его можно ставить под меньшим углом на 1 - 1,5 град, что возможно уменьшит балансировочное сопротивление ГО.
Видно также, что модель иногда летит горизонтально с несколько опущенным носом, т.е она выбирает свою “аэродинамическую нейтраль”. Возможно и прототип так летал, и это было сделано специально для лучшего обзора. Здесь большое поле для экспериментов и рассуждений и все это чрезвычайно интересно!
В настоящем проекте, я планирую в дальнейшем подробно коснуться вопросов аэродинамики, профилей, углов установки, центровки, оптимизации конструкции, прочности, так как это наиболее интересные моменты для меня в этом новом проекте. Они базируются на предыдущем проекте, но уже с учетом накопленного опыта пятилетней летной эксплуатации.
Отсек Ф-1
Итак я изменил ферму после первого неудачного подхода.
На этот раз она приобрела периметр из сосновых реек 10 х 2мм, склеенных в уголок, и средние элементы из сосны и бальзы, толщина боковины составила 10мм.
Внутреннюю обшивку было решено сделать из подложки под ламинат, толщиной 3мм. , застеклив внутренние пространства фермы.
Фермы поступили на сборку:
Дно отсека Ф-1 Уже есть контуры бомбоотсека и окон для аэрофотосьемки.
Пока нет гаргрота для хорошего доступа внутрь
а вот и первые пассажиры летающего корабля…😁
Андрей привет ! А обшивка стенок будет наноситься по готовой ферме ? Фанера ?
Какая фанера? Как ты мог подумать о таком ? Мне шпона 0.3мм хватило, чуть инфаркт не получил из-за веса.
Не нумна там такая прочность! Уже сейчас там прочности выше крыши. Обошью самой лёгкой бальзой, но попозже, когда сделаю всю внешнюю обвязку отсека, там много всяких кронштенов и крючочков будет. Обтягиваться корабль будет полиэстером, так что поверхностной прочности будет достаточно.
Вес на данном этапе фюзеляжа 3 х 0.4 х 0.3 м составляет 731 гр.
Ф-1. 435гр.
Ф-2. 141гр.
Ф-3. 135гр.
Подозревал, что ответ будет примерно таким ! Следим дальше !
Внутренняя отделка салона отсека Ф-1
Попробовал наклеить тонированную бумагу для получения однородной поверхности.
Настелил пол тоже из подложки, попробовал затонировать его под фанеру.
Вроде как и неплохо получилось, но стрингера и стойки все же проявляются.
НЕ ПОНРАВИЛОСЬ!!!😈😍 Всю внутреннюю обшивку удалил!
Перезашил внутреннюю обшивку из той же подложки, но уже на поверхность фермы, ОТК наконец приняло!
Бомболюк и окно в полу для аэрофотосъемки и наблюдений
Направляющая под сдвижную дверь:
Нос корабля
Нос “Муромца” будет съемным для удобства доступа внутрь салона и работы над пилотской кабиной
Из липы делаются ламинированные стрингеры носа и осевой обвод
Бока предварительно стеклятся пенопластом. Потом будет бальзовая внешняя обшивка.
Снизу делается переплет под нижнее остекление пилотской кабины
сверху также делается обрешетка под обшивку.
Уже можно посмотреть на вид из пилотской кабины.
Вот это скорость постройки:)! Андрей а какой клей применяется при сборке?
Все клеится на “Момент Столяр Экспресс” Для дерева идеальный вариант, я считаю.
_____________________________
А теперь можно начать строить верхний гаргрот на отсек Ф-1. Он полностью из бальзы. Конструкция соответствует прототипу, судя по архивным фоткам.
Здесь уже виден проем будущего люка для верхнего пулеметчика.
В таком масштабе должно быть очень интересно строить ?
Соединение ферм интересно посмотреть ! Покажешь ?
Видно также, что модель иногда летит горизонтально с несколько опущенным носом, т.е она выбирает свою “аэродинамическую нейтраль”. Возможно и прототип так летал, и это было сделано специально для лучшего обзора. Здесь большое поле для экспериментов и рассуждений и все это чрезвычайно интересно!
Куда уж лучше обзор–прямь панорамный и без такого тангажа.Я думаю у Игоря Иваныча была перспектива на загрузку самолёта.И ещё,Андрей,объясни несведующему, зачем “балкончик” перед оперением?
Соединение ферм интересно посмотреть !
В таком масштабе должно быть очень интересно строить ?
как раз сегодня и собирался показать…
После Фоккера-триплана 1/4 зарекался не строить меньше 1/5 1/4 . Совсем другие ощущения и постройки и полета…
Но маленькие модельки тоже имеют свою прелесть. Иногда срываюсь на них…
зачем “балкончик” перед оперением?
этот что ли? :
По-моему, понятно зачем. Фото-сессии делать! 😃
правда, еще это “кабан” для растяжек ГО.😎
_________________________________________________
Хвостовая часть отсека Ф-3 фюзеляжа :
А это стыковочная часть отсека Ф-3
К вопросу о членении корабля для транспортировки.
Еще раз к нему возвращаюсь, так как это один из самых животрепещущих вопросов при постройке такой довольно таки большой модели.
И конструкция узлов стыковки отдельных агрегатов корабля определяет во многом и стратегию работ.
Я изначально ограничил габариты отдельных частей в районе 1 х 0.5 м, что более-менее приемлемо для транспортировки на длинные расстояния любым видом транспорта в чехлах или жестких боксах / ложементах.
Консоль крыла на прототипе членилась на 3 секции (примерно по 5м) верхнее и на 2 секции нижнее, при хорде в 2.5м.
Таким образом можно для крыльев применить копийное членение секциями 1 х 0.5м
Консоли стабилизатора также укладываются в этот габарит, если снимать рули высоты.
С фюзеляжем сложнее.
Фюзеляж имеет полную длину 3583мм или без руля направления - 3228мм
Если делать отъемной носовую часть длиной 183мм, что безусловно будет удобно при работе, то салон + ферма = 3044мм.
Салон с жесткой обшивкой имеет длину 1054мм
И хвостовая балка с мягкой обшивкой длину 1990мм
Логично сделать разъем сразу за салоном с жесткой обшивкой.
И очень не хотелось членить хвостовую балку. Но она имеет практически 2-м габарит, что очень будет затруднять ее транспортировку и работы над ней.
Пришлось пойти на членение ее примерно посередине, жертвуя дополнительным весом узла стыковки. На потерю прочности и жесткости пойти никак не возможно, поэтому к конструкции стыковочных узлов нужно подойти со всей серьезностью.
Вот как описывается конструкция фюзеляжа у Шаврова:
Конструкция фюзеляжа была расчалочной с полотняной обтяжкой хвостовой части и с фанерной (3 мм) обшивкой носовой части. Лобовая часть кабины была первоначально криволинейной, выклеенной из шпона, а в более поздних “Муромцах” — многогранной с одновременным увеличением поверхности остекления. Часть панелей остекления была открывающейся. Мидель фюзеляжа в последних типах “Муромца” достиг 2,5 м в высоту и 1,8 м в ширину Объем кабины достиг 30 м3.
Каркас фюзеляжа состоял из четырех ясеневых лонжеронов сечением 50х50 мм в передней и средней частях (у хвоста до 35х35 мм). Стыковка кусков лонжеронов делалась на ус на столярном клее с обмоткой тесьмой. Поперечные элементы каркаса были изготовлены из сосны, расчалки — из рояльной проволоки, везде двойные. Кабина изнутри была обшита фанерой. Пол — из фанеры толщиной до 10 мм. В полу за сиденьем летчика было большое окно с толстым стеклом для прицельных устройств. В левом борту (или в обоих) за нижним крылом была входная сдвижная дверь В поздних типах “Муромца” фюзеляж за коробкой крыльев был разъемным.
Жесткость фермы достигалась двойными расчалками по всем квадрантам фермы.
Я решил несколько изменить конструктивно - силовую схему, так как она имеет повышенное число степеней свободы в узлах фермы, убираемых с помощью натяжения расчалок с тандерами. Для модели это очень сложно реализуемо.
Поэтому ферма делается с жесткими узлами стоек, усиленных кницами во всех направлениях, что создает жесткость каждого квадранта фермы в принципе без расчалок. Но на кручение такая конструкция будет работать не очень хорошо. Поэтому расчалки также будут, как на прототипе во всех направлениях , но со стационарным натяжением. Будет также работающая мягкая обшивка из полиэстера на эмалите, которая должна обеспечить дополнительную жесткость конструкции.
Задача передать усилия между секциями на силовые лонжероны и обеспечить связность стыковых плоскостей.
Применяется смешанное штыревое - фланцевое соединение, которое и должно решить поставленную задачу.
Штыри из алюминиевых трубочек диаметром 8мм, длиной 80мм, которые входят в пластиковые стаканы 10мм, а те в свою очередь вклеены в липовые бобышки с обвязкой. Ну а бобышки уже органично сопрягаются с сосновым уголковым лонжероном фермы. Таким образом, мы плавно распределяем усилия стыка на всю прилежащую площадь лонжерона.
Еще интересный нюанс в том, что лонжероны не параллельны друг другу, поэтому нельзя зафиксировать одну часть штыря, чтобы потом надеть другую секцию!
Сначала я был в замешательстве, так как хотелось штыри сделать неподвижными на одной секции и просто одевать другую. Но поразмыслив, решил, что эта непараллельность лонжеронов только на руку! фактически мы уже получаем замок, вставив штыри в стаканы, за счет сужения лонжеронов!
И дополняет картину стыковки фланцевое соединение по развитым корневым кницам стыкуемых секций. Это винты М4, закручивающиеся в соответствующие грибки.
Все соединение секций удобно делать через большой съемный люк в полу фюзеляжа. Стыковка секций будет занимать примерно 3 - 4 мин.
Таким образом стыкуются между собой секции Ф-1 и Ф-2, Ф-2 и Ф-3.
Нос достаточно легкий, и на него нет практически никаких нагрузок кроме скоростного напора, так что для его пристыковки достаточно фланцевого соединения 4-х винтов М4. Сборка будет вестись через съемные окна салона.
Теперь, как это выглядит:
Липовые бобышки для пластикового стакана
стыковочные фланцы отсеков Ф-2 и Ф-3
Стыковочный узел перед стыковкой
стыковочные фланцы отсеков Ф-1 и Ф-2
Каркас секции Ф-2 почти закончен.
Стыковочный узел секция Ф-2 и Ф-3:
Стыковка секций Ф-1 и Ф-2:
Фланцы носовой части
Фюзеляж в первом приближении уже штатно собран. Еще будет некоторая нивелировка и совместная обработка секций
Хвостовая балка в сборе.
Может штыри(трубки) не стоит делать длинными,ведь в сущности они большой нагрузки не несут и выполняют роль лишь совмещения ,а вот вся нагрузка будет на кницах и винтах.Я говорю о том,что лонжероны фюзеляжа не паралельны и длинные штыри усложнят сборку если они установлены паралельно лонжеронам.
Может штыри(трубки) не стоит делать длинными,ведь в сущности они большой нагрузки не несут и выполняют роль лишь совмещения ,а вот вся нагрузка будет на кницах и винтах.Я говорю о том,что лонжероны фюзеляжа не паралельны и длинные штыри усложнят сборку если они установлены паралельно лонжеронам.
Не нужно говорить “глупостев”. В продольных конструкциях нагрузку несут продольные элементы, а крепеж только для фиксации. Иначе поперечные конструкции (шпангоуты) будут работать на отрыв от продольных СТРИНГЕРОВ. Думаю, Андрей соблюдает пространственную эквидистантность направляющих.
Иосиф абсолютно прав! Спасибо за точную формулировку!
Задача передать усилие лонжерона одной секции на другой связно. И конечно же ось штыря эквидистантна оси лонжерона. Штырь плотно сопрягается со своим стаканом , а тот в свою очередь, через бобышки, передает нагрузку на уголковый лонжерон, “размазывая” напряжения на прилегающую площадь лонжерона. Задача винтов плотно стянуть фланцы, не более того. Фланец тоже будет, конечно работать через своеобразные пространственные фитинги в виде книц, но основное - это лонжероны.
Я уже писал выше, что я тоже сначала думал, как это будет собираться, ведь оси штырей не параллельны. Но решение оказалось очень простое.
Стыковка выполняется очень просто. Приставляем фланцы друг к другу, через большой люк вставляем со стороны секции Ф-2 штыри в стаканы, это очень легко. Все! секция уже хорошо зафиксирована за счет “конусности” осей штырей. Остается четырьмя винтами М4 стянуть окончательно фланцы.
Вчера даже засек время стыковки секций. Около 4 - 5 мин. Это приемлемый результат.
Собранный фюзеляж еще “живой” без расчалок, на таких размерах он дышит во всех направлениях, хотя каждая секция уже достаточно жесткая. Не поставлены еще все кницы. Очень надеюсь на расчаливание конструкции и потом обтяжку, которые должны “заморозить” форму. Хотя переживаю, конечно, за конечную жесткость на кручение. 😇
Вообще, этот рождающийся “монстр” мне очень напоминает комнатные модели весом 1гр. с размахом 650мм, которыми я много лет увлекался.
Вроде все жидкое, но когда все растянешь, появляется общая жесткость, в воздухе это сооружение плывет непостижимым образом на минимальной скорости… Уххх! Настальгия! Неужели удастся добиться этого от 6-ти метрового “Муромца” ? 😃😍
Вес 3.2 - метрового фюзеляжа в этом состоянии - 1400гр.
Пока идем вполне приемлемо по предварительной весовой сводке! Хотя расслабляться нельзя! Боремся за каждый грамм!
Андрей привет ! Есть маленькие измышления ! Если секции скреплять в единое целое с помощью тросиков, пущенных сквозь трубки-штыри, вдоль всех секций ! Натяжку сделать в крайней секции ! Выкинем болты, косынки, умершим вес ! Ферма будет единым целым ! Как думаешь, или фигня получится ?
Может попробуете приложить боковое усилие в плоскость стыковки фюзеляжа без стяжных винтов и посмотреть что будет?С противоположной стороны обязательно появится зазор и штыри тут безполезны даже если они не паралельны.Я бы совместил роль стяжных винтов со штырями,и повесу легче и сборка проще.
Андрей привет ! Есть маленькие измышления ! Если секции скреплять в единое целое с помощью тросиков, пущенных сквозь трубки-штыри, вдоль всех секций ! Натяжку сделать в крайней секции ! Выкинем болты, косынки, умершим вес ! Ферма будет единым целым ! Как думаешь, или фигня получится ?
1)На такой протяженности росики обладают определенной продольной упругостью, а преднапряженное состояние для балок типа фюзеляж не желательно. 2) Прикиньте по объему тросики, наверняка тяжелее заложенной конструкции получаться.
Может попробуете приложить боковое усилие в плоскость стыковки фюзеляжа без стяжных винтов и посмотреть что будет?С противоположной стороны обязательно появится зазор и штыри тут безполезны даже если они не паралельны.Я бы совместил роль стяжных винтов со штырями,и повесу легче и сборка проще.
Можно и без креплений такое провернуть, а смысл? Секции работают на кручение и на изгиб. Равнопрочность продольных элементов обеспечивается штырями, а предохранение от смещений и сдвигов болтовыми соединениями. Тут, можно сказать классика, в отличие от разъемных фюзеляжей пилотажек, где переупрочняется конструкции элементов разъема.
Равнопрочность продольных элементов обеспечивается штырями, а предохранение от смещений и сдвигов болтовыми соединениями.
Такой длины штыри как на И.М. у Андрея никак не сыграют на равнопрочность лонжеронов и сработают лишь на сдвиг,с чем может справиться и болтовое соединение,стоит только усилить узел кницы-лонжерон.Я бы ещё болты вклеил в кницы,или другим способом закрепил их от выпадания и проворота–сборка бы намного упростилась.
Если прикинете возможность каждого штыря работать на изгиб, при данной конструкции разъемов, то обнаружится, что болты рядом со штырями не дают раздвигаться соединениям (при очень небольших напряжениях крепежа, а большого там быть и не может) от изгиба штырей имеются “дальние” болты, тоже не нагружаемые рациональностью конструкции. Наиболее подверженные нагрузкам узлы - стыки шпангоутов со стрингерами (лонжеронами).
Со стыковкой секций вроде разобрались… Секции состыкованы! Все легко собирается. Жесткость узлов отменная! Вес удовлетворяет приемку!😁
Летная эксплуатация расставит все точки…😎
______________________________________
К выбору профиля крыла.
Шавров так описывает профиль “Муромца”:"Толщина профиля крыльев составляла от 6 % хорды в более узких крыльях до 3,5 % хорды в более широких. Профиль крыльев был построен примитивно (см рис. 150). Верхний и нижний контуры их были параллельны от носка до заднего лонжерона и очерчены по дуге круга. От заднего лонжерона нижний контур профиля шел примерно по прямой линии к задней кромке. Носок профиля был очерчен полукругом. Стрелка профиля была 1/22—1/24.__"
У Пышнова есть схемка этого профиля:
В предыдущем проекте “Муромца” был использован модифицированный профиль MVA-301. Этот достаточно популярный профиль для свободнолетающих моделей имел относительную толщину 9.8% САХ. Я его модифицировал до 7.4%САХ для крыльев и 6%САХ для стабилизатора. Он имеет достаточно близкий верхний обвод к профилю прототипа.
Увеличение относительной толщины профиля было направлено на увеличение жесткости крыла на кручение и повышению несущих свойств плоскостей. С другой стороны, это несколько увеличило сопротивление крыла, но так как я фанатично люблю минимальные скорости полета, то сознательно на это пошел, хотя и понимал, что это обернется для меня в дополнительную мощность двигателей и меньшую ветропроницаемость модели.
Считаю этот опыт вполне успешным, модель летала на соревнованиях даже в порывистый ветер до 10м/с достаточно безопасно, хотя и не всегда хватало энергетики 1/1 для отлетывания полетного комплекса по времени.
В настоящем проекте, я сохраняю эти же профиля из тех же самых соображений.
Вообще, большая модель уже не столь чувствительна к ветру, и это я очень почувствовал на 3-х метровом “Муромце”, не боясь летать на нем, практически в любую погоду.
А 6-ти метровый должен доставить еще больше наслаждения от полета.
К вопросу об углах заклинения крыла и стабилизатора.
Думаю, этот вопрос имеет смысл рассмотреть более подробно, так как для любого самолета, а тем более биплана, а тем более с такой необычной аэродинамической схемой - это архиважный момент, как впрочем и центровка. Так как эти параметры определяют именно “летучесть” модели, комфортность ее пилотирования и устойчивость на разных режимах полета.
У “Муромца” мы имеем дело со схемой с несущим стабилизатором огромной площади, да еще с огромными рулями высоты, позволяющими балансировать аппарат на сравнительно большом диапазоне полетных углов и центровок.
Правда рули высоты без аэродинамической компенсации, и платой будут увеличенные управляющие усилия.
Бипланная коробка бипланов, как правило имеет вынос одного крыла, относительно другого, как правило верхнего вперед, относительно нижнего. И это создает определенную продольную устойчивость бипланной коробки, так как можно рассматривать ее как своего рода “тандем” или “утку” ( в зависимости как распределены площади крыльев), но с очень маленьким плечом.
Поэтому на бипланах, ГО относительно меньше, чем на монопланах, так как требуются меньшие балансировочные усилия на хвосте.
У “Муромца” все не совсем так, как на большинстве бипланов. 😃
Верхнее крыло на 3/2 больше чем нижнее и вынесено назад, относительно нижнего на 0,11 САХ , за счет большого установочного угла относительно строительной горизонтали.
Плюс огромное ГО на значительном плече.
В принципе, можно рассматривать бипланную коробку, как своего рода “утку” и в этом случае желательно, чтобы переднее нижнее крыло имело установочный угол несколько больше , чем верхнее. За счет этого срыв потока на нижнем крыле будет раньше верхнего, и модель должна просто опустить нос на срывных режимах…
С другой стороны, если теоретически заменить бипланную коробку эквивалентным монопланным крылом, которое будет иметь усредненный угол установки между верхним и нижним, то имеем классическую схему с несущим стабилизатором, как на свободно летающих моделях, тяготеющую уже к “тандему” . По классике, для классической схемы должно быть обеспечено продольное “V” установочных углов, т.е ГО должно иметь меньший установочный угол, чем крыло на пару градусов.
В итоге, мы здесь имеем очень сложный нестандартный случай компоновки, где только летный эксперимент (или продувка) может прояснить ситуацию.
Проект “Муромца 1/10” оказался удачным попаданием в нужные углы и центровку, хотя в процессе летной эксплуатации возникли идеи некоторой корректировки установочных углов.
В итоге анализа и дальнейших размышлений, анализа чертежей и фотографий прототипа, решено несколько скорректировать первоначальные углы.
Все меряется от строительной горизонтали.
Нижнее крыло +8град (+2.5град, относительно верхнего)
Верхнее крыло +5,5град
Стабилизатор + 4 град.
Имеем продольное “V” +2.75град, крыла, относительно стабилизатора.
Выкос оси моторов +2град.
Выкос моторов относительно угла стабилизатора -2град.
Можно предположить, что в полете “Муромец” будет лететь с несколько опущенным носом (на -1 -2 град., относительно строительной горизонтали, а на посадке будет занимать посадочное положение в 0 + 1 град для сброса скорости и мягкой посадки с минимальной скоростью.
Надеюсь, что уменьшение установочных углов на 0,5 - 1 град, по отношению к предыдущему проекту, улучшит поведение модели и чуть снизит ее сопротивление на большинстве режимов полета.