Ще - 2 " Щука"
Определение толщины обшивки в сечениях крыла .
Толщина обшивки определяется по формуле:
бобш = Mкрf / 2Ftв
где:
Mкр - крутящий момент в сечениях крыла
f - коэффициент безопасности
tв - касательное напряжение для выбранного материала
F - площадь замкнутого контура, воспринимающего кручение,
образованный всей обшивкой крыла или его носка,
площадь контура легко можно определить по формуле:
F = 0,67LH
В нашем примере:
F = 0,67LH = 0,67 x 530 x 70 = 24857мм2
(принимая, что работающей на кручение обшивкой обшит носок крыла, на 75% хорды - 530 мм, а толщина профиля - 70 мм)
Крутящий момент в сечении 1: Mкр 1 = 0,02 х 0,512 х 33,32 х 0,63 = 3,46 кг/м
Крутящий момент в сечении 2: Mкр 2 = 0,02 х 0,72 х 33,32х 1,26 = 13,69кг/м
Крутящий момент в сечении 3: Mкр 3 = 0,02 х 0,72 х 33,32 х 1,45 = 8,36кг/м
Крутящий момент в сечении 4: Mкр 4 = 0,02 х 0,72 х 33,3 2х 1,63 =9,4 кг/м
Значения Mкр определены
H1 = 0,036 м
Н2 = 0,046 м
Н3 = 0,0 55 м
Н4 = 0,070 м
Для сечения 1:
бобш 1 = 3,46 х 3 / 2 х 6030мм х 0,5 = 10,38/6030 = 0,0017м = 1,7 мм
Для сечения 2:
бобш 2 = 13,69 х 3 / 2 х 16334мм х 0,5 = 41/16334 = 0,0025 = 2,5 мм (на хорде крепления подкоса )
Для сечения 3:
бобш 3 =8,36 х 3 / 2 х 19530 мм х 0,5= 25/24857 = 0,0012 = 1,2 мм
Для сечения 4:
бобш 4 = 9,4 х 3 / 2 х 24857 мм х 0,5 = 28,2/24857 = 0,0011 = 1,1мм
tв для фанеры =2
tв для бальзы с обшивкой тонким стеклом предположительно в 4 раза меньше … около 0,5
Такие значения получаются при вычислении.
Я же буду полностью обшивать крыло средней бальзой тл. 2 мм
…
Определение толщины обшивки фюзеляжа.
Толщина обшивки расчитывается по той же формуле, что и для крыла .
При этом значение F
для сечения 1 будет 3,14 х 170 2(кв) = 90746 мм2
для сечения 2 будет 3,14 х 130 2 (кв)= 53092 мм2
а материал обшивки бальза
Для сечения 1 бобш 1 = 3,5 х 3 / 2 х 90746 х 2 = 10,5/362984 =0,000029 мм фанера и 0,00011мм бальза
Для сечения 2 бобш 2 = 3,5 х 3 / 2 х 53092 х 2= 10,5/212370 =0,000049мм(фанера) и 0, 000197мм бальза
Понятно, что обшивка в итоге будет толще, исходя из конструктивных соображений, но данной толщины было бы вполне достаточно.
Да , микронной толщины обшивки достаточно для компенсации крутящего момента фюзеляжа .Сколь там получилось в кг на метр …?
Касательные напряжения кручения фюзеляжа будет равно = 3,5/2 х0,9 м х 2мм =0,97 кг
Ну, киллограмм и без обшивки можно удержать
…
…Так , посмотрим что получается . Прошил шпангоуты несколькими стрингерами
Симпатичный, сейчас на тюленя больше похож 😃.
Прошил шпангоуты несколькими стрингерами
Валер,это пробная сборка?В смысле-шпангоуты будут же облегчаться?
Валер … встань рядом - для масштаба… !!!
В смысле-шпангоуты будут же облегчаться?
На фото видно, что обленчения сделаны - надо только отделить перемычки.
Всё разжёвывется досконально…Огромное спасибо, Валера!!! Вот реальный пример - что и как…Просьба - продолжите обязательно в этом “ракурсе”…
Валер,это пробная сборка?В смысле-шпангоуты будут же облегчаться?
Да ,Толя , пробная ,… плавно переходящая в капитальную . Прорези с припуском уже видны в шпангоутах .
Валер … встань рядом - для масштаба… !!!
Коля , подумал , да как-то рановато ещё с ним меряться . Крылышки соберу тогда поглядим …
Модель габаритная и без фиксированной подставки вдальнейшем не обойтись .
Вырезал из ДСП .
Фиксируется подставка в двух точках в месте крепления подкосов на винтах М3 .
Просьба - продолжите обязательно в этом “ракурсе”…
Определение нагрузки на горизонтальное и вертикальное оперение:
Нагрузка на горизонтальное и вертикальное оперение зависит от нагрузки на крыло и расчитывается по формулам:
Pг о = 0,6nyGвзлSг о / Sкр
Pв о = 0,5nyGвзлSв о / Sкр
где:
ny - эксплуатационная перегрузка
Gвзл - взлетный вес
Sг о - площадь горизонтального оперения
Sв о - площадь вертикального оперения
Sкр - площадь крыла
В нашем примере:
ny = 6 х Gвзл = 6 х15 кг = 90кг
Sг о = 33,5 м2
Sв о =18,3 м2
Sкр = 11,4 м2
Pг о = 0,6 х 6 x 15 х 0,335 / 2,11= 8,57 кг
Pв о = 0,5 х 6 x 15 х 0,183 / 2,11 = 3,9 кг
Определение распределенной нагрузки по размаху горизонтального и вертикального оперения
Распределенная нагрузка для горизонтального и вертикального оперения определяется по формулам:
qг о = Pг о / lго / 2 для горизонтального оперения
qв о = Pв о / lво для вертикального оперения
где:
Pг о - нагрузка на горизонтальное оперение
lг о - размах горизонтального оперения
Pв о - нагрузка на вертикальное оперение
lв о - размах (высота) вертикального оперения
В нашем случае :
Pг о = 8,57 кг
lг о = 1 м
Pв о = 3,9 кг
lв о = 0,4 х 2 м
Следует учесть, что для горизонтального оперения расчетным случаем является случай несимметричного нагружения при полете со скольжением, когда к половине стабилизатора прикладывается 100% нагрузки. Поэтому при расчете распределенной нагрузки используется не величина размаха горизонтального оперения, а его половина.
qг о = 8,57 / 1 / 2 = 4,285 кг/м
qв о =3,9/ 0,8 = 4,875 кг/м
Модель - огонь! Описалово - шедевр!!! Спасибо!
Очень ценная тема.Всегда можно будет обратиться к ней в случае возникших вопросов по нагрузкам и прочности.Тем более,что всё описано простым языком.Спасибо,Валер! А твоя “щука” уже начинает прорисовываться.Классный ты выбрал прототип,мне очень нравится!Удачи в постройке!
Присоединяюсь к вышесказанному, заодно хочу спросить - а первоисточник всех этих умозаключений , если не секрет, можно озвучить? Наверное это из какой-то довоенной книги, Сейчас таких не найдешь… Да, даже лет 40 тому назад их тоже уже было не найти. Все заумные- такие… с кучей интегралов, и ни одной живой цифирки… А мы в институте изучали только металлические конструкции , и их расчет на прочность методами конечных элементов. Надо отдать должное тем учебникам, в частности профессору Одинокову Ю.Г. - основателю кафедры прочности в КАИ , лекции которого до сих пор вспоминаю и по учебникам которого, изучают до сих пор расчет на прочность во всех авиационных вузах страны … А вот старых довоенных учебников по которым можно “на коленке” просто и быстро пронормировать нагрузки и рассчитать деревянный самолет -сейчас днем с огнем не найдешь…
У меня есть “Справочная книга по расчету самолета на прочность”, Оборонгиз, 1954г. Авторы: Астахов, Караваев, Макаров, Суздальцев.
Хороший учебник, “без интегралов”.
И в электронном виде “Проектирование деревянных самолетов” в двух частях. Перевод с английского инженеров Дорохова, Никифорова, Яровицкого под редакцией Макарова. НКАП СССР, 1945 год. То же очень полезные книги. Если кому интересно - давайте почту, пришлю.
Шли, у тебя вроде бы есть моё мыло, если что - скину в личку еще раз.
а первоисточник всех этих умозаключений , если не секрет, можно озвучить? … А вот старых довоенных учебников по которым можно “на коленке” просто и быстро пронормировать нагрузки и рассчитать деревянный самолет -сейчас днем с огнем не найдешь…
Сергей , Вы правы . Простых доступных расчётов найти трудно . Мы ведь не математики ,мы арифметики 😒 в сети тьма различных публикаций по прочностным расчётам конструкции самолёта . Увлекаясь СЛА в далёкие советские годы мы пользовались советами , подсказками и расчётами дипломированных конструкторов . Хорошие расчёты есть и в КР и в М-К . Но лучшего расчёта самолёта чем “Егорыч” из г. Жуковский мне видеть не приходилось . Я на него давал ссылку в самом начале темы .
А ссылок можно дать сколько угодно …
airspot.ru/…/makarov-s-ya-proektirovanie-derevyann…
dereksiz.org/moskovskij-gosudarstvennij.html?page=…
mydocx.ru/11-97986.html
works.doklad.ru/view/BZSwMgs1wag/all.html
studfiles.net/preview/2219814/page:3/
modelist-konstruktor.com/…/my-stroim-samolet-argo-…
barr82-argo.blogspot.com/…/blog-post_24.html
…и так и далее
Изготовил несколько силовых нервюр крыла из тополинной фанеры . Нервюры были немного поведёнными , но проглаживание утюгом при высокой температуре выровняло их почти до идеально ровной плоской формы . Занялся оформлением центроплана , установил лонжероны консолей в центроплан для последующего контроля угла V крыла .
Никто никогда не высчитывает сечения элементов оперения . В основном пользуются опытом и сравнениями с другими моделями в публикациях . Но я всё-таки обосную …
Определение перерезывающих сил горизонтального и вертикального оперения
Для горизонтального и вертикального оперения имеет смысл расчетным сечением выбирать корневые сечения, и все расчеты вести для них, принимая значения потребных площадей полок и стенок лонжерона и обшивки постоянными по размаху. Перерезывающая сила расчитывается по той же формуле, что и для крыла
Q = ql
Для горизонтального оперения
Qг о = 4,285 х 0,5 = 2,14 кг , а раз уж он с подкосом , тогда 4,285 х 0,25 = 1,75 кг
Для вертикального оперения
Qв о = 4,875 х 0,4 =1,95 кг , а раз уж он с подкосом то имеем 4,875 х 0,2 = 0,975 кг
Определение изгибающих моментов горизонтального и вертикального оперения
Изгибающие моменты расчитывается по той же формуле, что и для крыла
Mизг = ql 2 (кв) / 2
Для горизонтального оперения:
Mизг г о = 4,285 х 0,25 2 (кв) / 2 = 0,13кгм( с подкосом) … или 0,53 кгм (свобод.несущее)
Для вертикального оперения :
Mизг в о = 4,875 х 0,22/ 2 = 0,097кгм (с подкосом ) … или 0,39 кгм (свобод. несущее)
Определение крутящих моментов в горизонтального и вертикального оперения
Mкр = 0,02bo 2 (кв) V 2(кв) max max l
Крутящие моменты расчитывается по той же формуле, что и для крыла
Для горизонтального оперения :
Mкр г о = 0,02 х 0,35 2(кв) х 33,3 2(кв)х 0,25 = 0,678 кгм
Для вертикального оперения :
Mкр в о = 0,02 х 0,3 2х 33,32 х 0,4=0,79 кгм
Определение толщины стенок лонжерона горизонтального и вертикального оперения
Толщина стенок лонжерона расчитывается по той же формуле, что и для крыла
бст = Qf / h tв
Для горизонтального оперения :
бст г о = 1,75 х 3 / 25 х 2 = 0,1 мм(для фанерной стенки) , и 0,4 мм для бальзовой.
Для вертикального оперения :
бст в о = 0,975х 3 / 25 х 2 = 0,06 мм (для фанерной стенки) , и 0,24 мм для бальзы .
На модели бальзовая стенка у лонжеронов оперения будет тл. 1 мм
Нужно учесть нагрузку на г.о. от килей
Определение площади сечения полок лонжерона горизонтального и вертикального оперения .
Площади сечения полок лонжеронов расчитываются по той же формуле, что и для крыла .
Для растягиваемых полок (нижних) Sраст = Mизгf / H бв раст
Для сжимаемых полок (нижних) Sсж = Mизгf / H бв сж
Беру значения Мизг для неподкосного ст-ра и киля
Для горизонтального оперения :
Sг о =0,53 х 3 / 0,025 х 3,5 = 18 мм2
Для вертикального оперения:
Sв о = 0,39 х 3 / 0,025 х 3,5 =13,44 мм2 .
Этого будет достаточно , но всё-равно увеличу сечение полок в два раза .
Определение толщины обшивки горизонтального и вертикального оперения
Толщина обшивки расчитывается по той же формуле, что и для крыла
бобш = Mкрf / 2Ft
F = 0,67LH = 0,67 х 100х25 =1675мм2
tв = 2 (для фанерной стенки с действием силы, направленной поперек волокон)
Для горизонтального оперения :
бобш г о = 0,678 х 3 / 2 х 1975 х 2 = 2,019 /7900=0,00025мм (фанера) 0,001 мм бальза
Для вертикального оперения:
бобш в о = 0,79 х 3 / 2 х 2512 х 2 = 2,37 /10048 = 0,00023мм(фанера) 0,00084 бальза
Достаточно и полотняной (мягкой) обшивки .
Установив лонжероны в пеналы , проверил требуемый угол V.
Пришлось развернуть фюзеляж поперёк стола . Но “стрельнуть” по виду спереди можно было только вынеся модель за ворота . По нити натянутой от законцовки до законцовки можно было судить , что угол V выставлен верно .
…
Есть такая формула …
Определение потребной площади крыла :
Зная взлетный вес самолета и требуемую скорость сваливания определяем потребную площадь крыла по формуле:
Sкр= 207 Gвзл / Cya max V 2св Gвзл
Gвзл = 15 кг
Vсв задана в техническом задании - 30 км/ч
Cya max - максимальный коэффициент подьемной силы, значение которого можно предварительно принять :
1.1 для гибкого крыла
1,3 - 1,4 для крыла без механизации и
1,8 - 2,1 для крыла с закрылками.
В нашем примере на самолете используются закрылки, поэтому принимаем
Cya max = 1,9
Sкр = 207 х 15 / 1,9 х 302 = 3105 / 1710 = 1,81м2
Имеем 2,1 м2 , то есть больше потребной площади на 0,3 м2
Тогда эта посадочная скорость (30 км/ч) будет у модели даже при Суа= 1,63
С нашей площадью 2,1 м2 и при Суа = 1,9 посадочная скорость будет = 28 км/ч
Это значит , что ранее использованная формула определения скорости сваливания
Vсв = (207 Gвзл / Cya max Sкр) 0,5 работает с большой точностью !
Помнится скорость сваливания была определена для модели в 26 км/ч .
Хочу напомнить ,что:
скорость отрыва при взлете не менее 1,2 скорости сваливания;
скорость захода на посадку не менее 1,3 скорости сваливания;
посадочная скорость не менее 0,95 скорости сваливания.
0,95 х 28 км/ч = 26,6 км/ч … почти полное совпадение
Валер … с утра слов нет … ОЧЕРЕДНОЙ ШЕДЕВР … ВДОХНОВЛЯЕТ …ПОШЁЛ В МОДЭЛКУ !!! СПАСИБО ЗА ТЕМУ !!! Если я в модэлке - значит пацанов будет человек 20 - значит не “умрёт” авиамоделизм !!! А “виноват” в этом ВАЛЕРА - АВИАМОДЕЛИСТ с Большой буквы !!!
Очень красивые силуэты!
Такую красоту и под бальзу, жаль прятать!
Занялся центропланом . Выставил точно корневые нервюры и закрепил их иголками . Вообще вся модель ,как у швеи , сначала “сшита” и все соединения держатся на трении, а где проскальзывает слегка пропитывается каплей воды на кисточке . После установки полного поперечного и продольного набора и его точного нивелирования наступит окончательное склеивание элементов конструкции
…
Определение потребной мощности для горизонтального полета .
Мощность, потребная для горизонтального полета определяется по формуле:
Nп = G V / 207 K
где
Nп - потребная мощность (кВт)
G - вес самолета (кг)
V - скорость полета (км/ч)
K - аэродинамическое качество
И что же получится у нас …?
Nп = 15 кг х 60 / 207 х 5 = 0,869 квт или 1,18 л,с .
Хм…, возможно будет достаточно 8-ми кубовой калилки для горизонтального полёта ?
58 вт на кг полётного веса… не маловато ли ?
…
Расчет диаметра воздушного винта :
Исходными данными для расчета воздушного винта являются мощность двигателя,
частота вращения винта и максимальная скорость полета.
Диаметр винта определяется исходя из следующего соотношения:
Dв = 100 (Nдв / Vmax nв2 (кв)) 0,25, (степень 0,25 - корень 4 степени)
где::
Nдв - мощность двигателя,
Максимальную скорость (Vmax) в первом приближении можно задать 90 - 100 км/ч.
nв - частота вращения винта, берется либо равной паспортной частоте вращения двигателя, если не применяется редуктор, либо частоте вращения двигателя умноженной на передаточное число редуктора.
В нашем примере на самолете установлены двигатели мощностью 2630 вт или 3,62 л.с с частотой вращения 11248 об/мин (29.6 вольт х 380 об/вольт), вращение передается непосредственно на винт без применения редуктора.
максимальная скорость в первом приближении принимаем 100 км/ч.
беру для ровного счёта nв=10000 об/мин
Dв = 100 х (3,62 / 100 х 10000 2(кв)) 0,25 =0,436 м =43,6 см =17,16 дюйма
подробный расклад :
100 х (3,62(водка 😅 ) /10000000000)0.25= 100 х 0,00436 =0,436 м …
копийный диаметр винта .
Ага …, а шаг какой делать…?
Расчет шага воздушного винта .
Шаг воздушного винта рассчитывается в зависимости от расчетной скорости на определенном режиме полета по формуле:
Hв = 30 Vр / nв
где :
Vр - скорость на расчетном режиме полета
nв - обороты винта
Логичнее всего расчетным режимом выбирать полет на крейсерской скорости. Так как мы не дошли до определения диапазона скоростей полета, в первом приближении можно установить
Vр = 1,75Vсв
В нашем примере:
Vр = 1,75Vсв = 1,75 x 28 = 49 км/ч
nв = 10000 об/мин
Hв = 30 x 49/ 10000 = 0,147 м = 5,78 " (дюйма )
А на максимальную скорость шаг нужен …
Hв = 30 x 100/ 10000 = 0,3 м = 11,8"(дюйма) округлим до 12"
Что имеем …?
Имеем винт 17" х 12"
а по пачпорту ?
Пропеллер 17x8 - 25.9В - 1900Вт - 73.5A - 7.03кг тяги
Пропеллер 17x10 - 25.9В - 2124Вт - 82A - 7.26кг тяги.
Ну ,что-то приблизительно и получилось
17" х 10" думаю в самый раз будет !!!
Для 6S D винта надо будет увеличить …
…
Поступил такой вопрос :
"Чето-то по вашим формулам для двигателя 100квт и скорости 200км/час винт получается почти 2м в диаметре, а смотрю на Сесну, с 200квт двигателем и скоростью 250км/час, винт всего метра 1.5??? "
…
мой аргумент
www.aviajournal.com/arhiv/2003/10/05.html
avia-store.ru/library/47-cessna-172-rle
Данные Цесны 172
Nдв =160
nдв = 2700
Dв = 1,72 м
Считаем
Dв = 100 (Nдв / Vmax nв2(кв)) 0,25
…вообще эта формула записывается так:
Dв = 100 (160 / 260 х 27002) 0,25= 1,7 м
100(160/260 х 7290000)0,25=100(160/1895400000)0,25= 100 х( 8,4416е-8 )0,25
=100 х 0,01704 =1,7 м
Воспользуйтесь этим калькулятором и у вас всё получится почти с максимальной точностью
engineer-calc.ru
Посчитал винт для двигателя М-11 с его 1650 оборотами
Диаметр винта получился 2,31 м .
На Ще-2 стояли винты 2,4 м
Валер,привет!Меня заинтересовал расчёт потребной мощности.В расчёте указано аэродинамическое качество 5.Откуда цифра?
Валер,ты прости,но мне думается ,что качество ты занизил.У “щуки” будет не менее девятки.У парашюта-крыла-тройка,у дельтаплана,в лучшем случае десятка,а у твоей обтекаемой “щуки” уж не менее 9.Валер,боюсь делать расчёты,ты меня завалишь в это деле запросто.Просто прикинул по интуиции))) У тебя же Опыт!!Ты же рассчитывал свой "Фламинго! Интересно,какой двигатель стоял на нём?..и что с ним сейчас