бальза, что это такое?
Много интересного прочитал здесь с момента последнего своего визита. Хорошо, уважаемый Олег Фёдоров, давайте в цифрах посмотрим, что выгоднее, дерево или металл с точки зрения удельной прочности. Размерности приводим к одному виду.
Характеристики дюралюминия: предел прочности 40 кг/мм кв. или 4000 кг/см кв.
плотность 2800 кг/м куб. или 0,0028 кг/см куб.
отношение предела прочности к плотности получаем 4000/0,0028=1428571 см.
Характеристики сосны (по О.К.Гаевскому): предел прочности при сжатии 3,5 кг/мм кв. или 350 кг/см кв.
плотность 0,52 г/см куб. или 0,00052 кг/см куб.
отношение 350/0,00052=673077 см
Характеристики бальзы (по О.К.Гаевскому): предел прочности при сжатии (для бальзы 0,1) 0,94 кг/мм кв. или 94 кг/см кв.
плотность 0,1 г/см куб. или 0,0001 кг/см куб.
отношение 94/0,0001=940000 см
Получается, что по параметру “удельная прочность” дюралюминий выигрывает у бальзы в !,5 раза, а у сосны в 2,1 раза.
Нужно ещё, что либо доказывать?
Естественно! 😉
Гаевский взял данные у Астахова (“Расчет самолета на прочность”). Ошибочно указал для указанных прочностных свойств плотность бальзы 0.1 г/куб.см, а у Астахова - 0.18 г/куб.см. Ниже написано для плотности бальзы по Астахову.
Строго говоря, дерево и металл для объективности нужно сначала поставить в одинаковые условия. Т.е. считать не на предел прочности, а на предел выносливости. Для Д16Т - это всего 10 кгс/кв.мм, для 30ХГСА - от 25 кгс/кв.мм. Дерево, как известно, не боится циклических-усталостных нагрузок. Для сосны и бальзы остается тот же самый предел прочности на сжатие. С этой точки зрения, сосна выигрывает у Д16Т по удельной прочности (на сжатие) в 1.9 раза, бальза - в 1.5 раза. У стали еще хуже!
Для авиамоделизма, конечно, предел усталости не актуален. Предел прочности, в общем, тоже (разве что для расчета полок лонжерона его в принципе можно учитывать (но кто, интересно, это делает - считает, а не строит с точки зрения т.н. “конструктивных соображений” ?). 😉
Гораздо важнее для моделей понятие жесткости (“изгибной” или “балочной”) и устойчивости элементов.
Самый распространенный элемент конструкции - это т.н. “пластина”: это оперение с рулевыми поверхностями, задние кромки, элероны, закрылки, нервюры, зашивки лобиков, стенки лонжеронов и т.д. и т.п., да и сами полки лонжеронов тоже, в принципе, представляют из себя “пластины”.
Жесткость пластины (балки) вычисляется по известной формуле: EJ, где E - модуль упругости, J - момент инерции сечения.
J = a*b*b*b/12, где а - ширина пластины(балки), b -высота. Куб этой высоты b (строительной высоты) категорически влияет на жесткость элемента!
Для Д16Т - Е=7200 кгс/кв.мм (р=2.8 г/куб.см), для липы - Е=900 кгс/кв.мм (р=0.48 г/куб.см), для сосны - Е=1100кгс/кв.мм (р=0.52г/куб.см), для бальзы - Е=680 кгс/кв.мм (р=0.18 г/куб.см).
Сравниваем пластины из этих материалов с бальзовой пластиной толщиной (строительной высотой) b=2 мм по критерию - “одинаковая масса пластин”.
1)Для липовой пластины той же массы получим толщину b=0.75 мм. Жесткость же EJ пластины из липы будет в 14.33 раза меньше жесткости пластины из бальзы (той же массы).
2)Для сосновой пластины толщиной b=0.69 мм - жесткость в 14.9 раз ниже жесткости бальзовой пластины (той же массы).
3)Для Д16Т - толщиной b= 0.1285 мм (фольга) жесткость в 356 раз! меньше жесткости пластины из бальзы (одинаковой массы). 😒
Если же взять за критерий “одинаковую жесткость пластин” и сравнивая с той же бальзовой пластиной толщиной b=2 мм, то:
- для липовой пластины получим толщину b=1.82 мм, а масса ее будет в 2.43 раза больше.
- для сосновой пластины - b=1.7 мм, масса в 2.46 раз больше массы бальзовой.
- для пластины из Д16Т - b=0.91(уже не фольга), масса в 7.1 раз больше массы бальзовой пластины той же жесткости.
Для подобранной бальзы плотностью р=0.1 г/куб.см и ниже с соответствующими характеристиками, вероятно, выигрыш будет еще существеннее.
Т.е. вы в принципе! не можете собрать более легкую авиамодель той же жесткости (в понятном и известном смысле - той же прочности) из всевозможных материалов “планеты Земля” в сравнении с бальзовой! 😃
P.S. Композиты - специфическая область, в большей степени для серийного производства. Выигрывают чаще всего за счет идеальной аэродинамической поверхности, а по массе часто проигрывают. 😉
P.S.S. Извиняюсь за много букв. 😃
Кому нужна быльза, пишим в лс.
Т.е. вы в принципе! не можете собрать более легкую авиамодель той же жесткости (в понятном и известном смысле - той же прочности) из всевозможных материалов “планеты Земля” в сравнении с бальзовой!
Наверно все-таки не всегда. Иначе как же тогда карбоновые зальники F3P А.Ланцова и А.Морозова?
как же тогда карбоновые зальники
Где растёт карбон?
О.К.Гаевский -моделист от Бога, поэтому его и взял к себе в ОКБ Яковлев…
Имел честь работать под его началом в макетном цехе №7.
Пользовался он проверенной инфой на ТО время.
Покровительствовал, моделистам в ОКБ, да и меня взяли только из-за того что моделист, если слышали такую фамилию Булатников, рабочие столы рядом,так он меня учил, Малиновский, Комиссаров, всех не перечислить.
От это было время…
Простите навеяло…
Где растёт карбон?
в цеху…
на угольных волокнах, окроплённых смолой…
Где растёт карбон?
Там же где и Д16Т и 30ХГСА.
О.К.Гаевский -моделист от Бога, поэтому его и взял к себе в ОКБ Яковлев…
Имел честь работать под его началом в макетном цехе №7.
Пользовался он проверенной инфой на ТО время.
Вообще, если вы о плотности бальзы, Гаевский взял всю таблицу из книги (указана ниже). Расхождение только по плотности бальзы.
Из четверых авторов конкретно деревом занимался Макаров С.Я. (есть книги этого автора).
Астахов М. Ф., Каравальцев А. В., Макаров С. Я. и Суздальцев Я.Я.
Издательство: гос-е изд-во оборонной промышленности
Год издания: 1954
Т.е. вы в принципе! не можете собрать более легкую авиамодель той же жесткости (в понятном и известном смысле - той же прочности) из всевозможных материалов “планеты Земля” в сравнении с бальзовой!
😝
… 😛
😁
Наверно все-таки не всегда. Иначе как же тогда карбоновые зальники F3P А.Ланцова и А.Морозова?
Интересная мысль… Не знаю в чем там дело, никогда не занимался зальными, но:
Для однонаправленного углепластика - Е=700 ГПа !!! = 70000 кгс/кв.мм (р=1.5 г/куб.см), для однонаправленного стеклопластика - Е=1800 кгс/кв.мм (р=1.6 г/куб.см).для бальзы - Е=680 кгс/кв.мм (р=0.18 г/куб.см).
Сравниваем пластины (балки) из этих материалов с бальзовой пластиной толщиной b=2 мм по критерию - “одинаковая масса пластин”:
-
для однонаправленного стеклопластика получим толщину b=0.225 мм. Жесткость же EJ этой пластины (балки) будет в 265 раз! меньше жесткости пластины из бальзы (той же массы) (немного лучше Д16Т),
-
для угольного однонаправленного пластика получим толщину b=0.24 мм. Жесткость же EJ этой пластины (балки) будет в 5.6 раза меньше жесткости пластины из бальзы (той же массы).
По критерию “одинаковая жесткость пластин” в сравнении с жесткостью той же бальзовой пластиной толщиной b=2 мм получим:
- для однонаправленного стеклопластика – толщину b=1.446 мм, а масса будет в 6.43 раза больше бальзовой пластины той же жесткости (почти как у Д16Т),
- для угольного однонаправленного пластика – толщину b=0.427 мм, а масса будет в 1.778 раза больше бальзовой пластины той же жесткости.
Тут нужно отметить, что судя по информации из инета, характеристики взятого однонаправленного углепластика с модулем упругости Е=700 ГПа!!! (у стали, кстати, Е=210 ГПа) и плотностью 1.5 г/кв.см – это все таки исключительные свойства на современном уровне развития этой самой отрасли композитов. Доступные виды угля имеют существенно худшие характеристики как по модулю упругости, так и по плотности (от 1.7 до 1.9 г/кв.см).
Тем не менее, относительно изгибной жесткости супер-мупер фантастического современного карбона… изгибная жесткость бальзовой пластины даже среднего качества! (р=0.18 г/куб.см) пока все еще недосягаема для наипоследнейшего слова отрасли композитов по условию одинаковой массы! 😉
Конечно, бальза в весовом отношении проигрывает, к примеру, в полках лонжеронов по усилию растяжения-сжатия (F=σ*S) относительно других традиционных материалов: и липе, и сосне… и стеклу, и углю, т.к. ее предел прочности σ (на растяжение-сжатие) существенно ниже аналогичных характеристик указанных материалов. Но за счет большей площади сечения бальзовые полки имеют при этом существенно большую (на порядок) изгибную жесткость EJ, чем у остальных материалов. Поэтому, неся те же нагрузки и воспринимая те же изгибающие моменты, бальзовые полки лонжеронов позволяют сократить количество подкрепляющих элементов (нервюры, полунервюры, стенки лонжеронов…) и, в конечном счете, снизить массу конструкции. Тем более, что львиная доля элементов традиционных конструкций авиамоделей все таки работает отнюдь не на растяжение-сжатие или сдвиг, а по большей части на изгиб.
Собственно, поэтому, бальзу и называют “авиамодельным деревом”. В условиях относительно небольших нагрузок, связанных с размерностью и скоростями моделей, бальза остается вне конкуренции. А если учесть дружественность, приятность и легкость обработки этого удивительного материала, а также современную доступность (мечта многих поколений отечественных авиамоделистов)… то выводы, как говорится, делайте сами… Мне вот так кажется… 😃
P.S. Сравнение производилось для всех материалов по модулю упругости Е для растяжения. Правильнее было бы сравнивать по модулю упругости на изгиб, который несколько ниже и особенно для волоконных материалов (дерево, стекло, уголь). Но где взять данные? Поэтому, для сравнения характеристик материалов было взято предположение, что модули упругости на растяжение относительно модулей упругости на изгиб соотносятся примерно одинаково для указанных волоконных материалов.
В условиях относительно небольших нагрузок, связанных с размерностью и скоростями моделей, бальза остается вне конкуренции. А если учесть дружественность, приятность и легкость обработки этого удивительного материала, а также современную доступность (мечта многих поколений отечественных авиамоделистов)…
Полностью поддерживаю.
… ошибка
В сообщении №251 моя первая авиамодель. Это для Вас, Одег Фёдоров, я фотку сбросил. Я её и ногами бил, и о стену, и падал на неё. Несмотря на всё это, она продолжала летать. Сделайте такую из бальзы и повторите то же самое! Потом расскажите нам какая у неё жёсткость и прочность с учётом модуля упругости и момента инерции.
№251 моя первая авиамодель.
Перефразируя известное:
Кому и андон - самолёт. 😃
В сообщении №251 моя первая авиамодель. Это для Вас, Одег Фёдоров, я фотку сбросил. Я её и ногами бил, и о стену, и падал на неё. Несмотря на всё это, она продолжала летать. Сделайте такую из бальзы и повторите то же самое! Потом расскажите нам какая у неё жёсткость и прочность с учётом модуля упругости и момента инерции.
Это не авиамодель… Это маааааалееееенькииий “дерижопль”… 😉
Мы же глаголим все таки об аппаратах тяжелее воздуха…
P.S. Может надо было бы лучше купить боксерскую грушу и подумать о смене вида спорта… 😃
дружественность, приятность и легкость обработки этого удивительного материала, а также современную доступность
Забыл указать главное качество бальзы - экологичность!
Кто работал на производстве композитных самолетов (не моделей). тот меня поймет.
Забыл указать главное качество бальзы - экологичность!
Ага, без намордника и вытяжки шкурить не рекомендуется 😉
Вся морда в взвешенной пыли…
Ну прям такие страсти про бальзу, а ведь кто то реально верит и думает что потолочка лучше😒
Ну не до такой степени народ опотолочился, один запах этого волшебного дерева…
Ну прям такие страсти про бальзу
Не, ну если её пилить кубометрами в день, то защита органов дыхания не повредит, а лёгкое припудривание “нюха” - только красит мастера.
Эх… Липа, эмалит, волоконка…,Бальза (по праздникам)…Прям ностальгия …Так пусть же в Новом году у каждого моделюги она не кончается!!! С Наступающим!😃
кто то реально верит и думает что потолочка лучше
Вот бы потолок обклеить бальзовыми досками…
А смысл? Кто же из бальзы потолок сделает, она же не подходит для этого (собственно как и из потолочки)😁😁😁