Бальза не понадобится! или планер нового поколения

В первую очередь познакомимся с моделью-эталоном, которая нами выбрана в качестве «прототипа». Данный планер создан голландскими спортсменами, имеющими богатый традиции и опыт в конструировании парителей. Эта модель относится к самые современным разработкам и отличается высокими летными показателями.

Профиль крыла, имеющего двойное V — модифицированный В6356в. Разъем по фюзеляжу; консоли насаживаются на два металлических штыря O 2,5 и O 2 мм, длиной по 130 мм любой. На силовой схеме крыла заметно рвение конструктора максимально уменьшить концевые части со сведением весов к центру с одновременным повышением жесткости центроплана.

Сосновые полки лонжерона сечением 1,5X5 мм (верхняя) и 1,2X5 мм (нижняя) в «ушках» к законцовке утончаются до 1,5X3 и 1,2×3 мм. По всему размаху лонжерона вклеена стена из бальзы толщиной 3 мм (1 мм в «ушках»). Корневые части консолей усилены по полкам лонжерона дополнительными рейками 2X5 мм. Нервюры вырезаны из жёсткой бальзы толщиной 1,5 мм, а первые четыре силовых в каждой консоли — из фанеры 1,5 мм. Диагональные полунервюры лобика — бальза толщиной 0,8 мм.

Передняя кромка собрана из бальзы сечением 4X4 мм и усиливающей сосновой рейки 3Х3 мм. Задняя кромка-бальза сечением 3Х17 мм. Твёрдая обшивка лобика (обесторонняя) из бальзы толщиной 0,8 мм, вместе с каркасом образует твёрдый на кручение кессон.

В корневой части первый промежуток между силовыми нервюрами заполнен бальзовым бруском, а второй зашит миллиметровой бальзой. В местах перехода ушки и «центроплан» имеют нервюры толщиной 5 мм. По окончании раздельной сборки этих частей крыла бальзовые подробности подшкуриваются по V и обшиваются по торцам фанерой0,6 мм. А при стыковке между ними еще вкладывается и бальзовая пластина толщиной 0,8 мм.

Обтяжка крыла — узкой длинноволокнистой бумагой.

Носовая часть фюзеляжа — бальзовый блок, обшитый с обеих сторон фанерой 1,5 мм. Хвостовая балка конусная (O 15— O 10 мм), трубчатая, выклеена из углеткани на оправке. Неподвижный буксировочный крючок согнут из металлической проволоки O 1,5 мм.

Ложе стабилизатора выгнуто из дюралюминиевого страницы; совокупность детермализации срабатывает от таймера. Цельноповоротное вертикальное оперение сделано из легкой бальзы.

Горизонтальное оперение простой конструкции. Лонжерон образован верхней полкой из бальзы сечением 1,5X5 мм и нижней 1X3 мм. К финишам сечения уменьшаются до 1,5X3 мм и 1X2 мм соответственно. Передняя кромка сечением 3Х4 мм в центре усилена дополнительной рейкой из бальзы 3Х5 мм.

Задняя кромка 2Х9 мм. Нервюры из бальзы толщиной 1 мм, стена лонжерона и полунервюры — толщиной 0,8 мм.

Центральная нервюра стабилизатора (бальза толщиной 5 мм) несет крючок из металлической проволоки O 0,5 мм и дюралюминиевый винт М3,5 для узкой регулировки угла атаки горизонтального оперения. Узел подвески из листового дюралюминия толщиной 1 мм гарантирует надежность фиксации стабилизатора в полете и четкость срабатывания совокупности детермализации. Обтяжка — узкая пластиковая пленка.

Регулировка начинается с догрузки носовой части фюзеляжа до получения центровки, равной 52 процентов хорды центроплана. Угол деградации 3°, левое «ушко» закручено на минус 4 мм, правое — на минус 6 мм, центропланная часть ровная. Конечно, модель возможно снабжена буксировочным крючком современного, механизированного типа.

Модель планера класса А1 голландских спортсменов.

Весовые эти планера: масса крыла (обе консоли) — 67 г, масса стабилизатора — 5 г, масса фюзеляжа (в сборе) — 153 г. Вся модель — 225 г.

Очень нужно отметить высокое удлинение крыла, приведшее к повышению размаха до 1469 мм; громадное плечо горизонтального оперения и «плавающий» киль, что в целом соответствует тенденциям развития «громадных планеров» класса F1A.

Сейчас, перед тем как услышать от вас уверенное «нет» на вопрос, возможно ли создать что-либо подобное без бальзы, разрешите рекомендовать сначала еще раз ознакомиться с двумя публикациями в «М-К». Это «Школьный микропаритель для на следующий день» в номере 4 за 1989 год и «Учебная на радиоволне» (№ 5 за тот же год). В случае если вторая статья вынудила нас всецело пересмотреть отношение к казавшейся ранее неподходящей для потребностей авиамоделиста «незнакомой» древесине плотностью 0,35…0,4 г/см3, то первая…

О ней разговор особенный.

В то время, когда модель планера, построеннаяточно по чертежам издания, была совсем отлакирована, мы осознали, из-за чего многие утверждали, что это не свободнолетающая. Уж через чур непривычны были на взгляд сечения подробностей, характерные переупрочненным кордовым.

Но сейчас стало нереально без шуток относиться ни к новой технике, ни… к ветхой.

Сверхпрочные модели казались вопреки показаниям стрелок весов перетяжеленными (кстати, все веса подробностей были указаны в издании с запасом, на деле они меньше!), а прошлые конструкции — очень «изнеженными».

Шепетильно изучив летные возможности новой техники, заключили — не обращая внимания на хорошую «летучесть», это лишь первый ход в становлении необычной схемы. Так громадны казались резервы, заложенные в ней.

В публикации приведены чертежи, рассчитанные на эксплуатацию А1 в экстремальных условиях; это модель-«тактик». Действительно, с нею не раздумывая возможно учавствовать в соревнованиях кроме того в самых важных турах. Но с данной же моделью возможно и взяться за учебу новичка — она «забудет обиду» все.

Итак, резервы… Но прежде, чем поведать, какую модель они разрешили нам создать, мало теории. Лишь с нею мы сможем выяснить применимость того либо иного решения.

Начнем с центральной части крыла и просчитаем прочность главных подробностей. Два металлических штыря на голландской супермодели имеют суммарную прочность на изгиб, приблизительно равную при пределе прочности 200 кг/мм2 для стали (а это завышенная величина кроме того для отличной проволоки ОВС!

Причем соответствующая полному излому, а не началу необратимого изгиба):

M1макс.=0,1*d3*?=0,1*2,53*200?300 кг*мм,

M2макс.=0,1*23*200?160 кг*мм,

M1макс.+M2макс.=460 кг*мм.

Отыщем подобную величину для сосновых полок лонжерона при пределе прочности сжатия сосны 4,0 кг/мм2:

Mмакс.=a*b*?*t=17,5 мм2*4*6?420 кг*мм.

(Браво! Родные значения для различных подробностей говорят о грамотности конструктора, создававшего модель.)

Увидим, что расчет полки велся по верхней подробности, поскольку из любого справочника нетрудно выяснить, что для растяжения, сжатия и изгиба последовательность разрушающих напряжений близок к таковой последовательности: 800, 600 и 400 кг/см2 для сосны, а исходя из этого нижнюю полку, трудящуюся на растяжение, на данной модели возможно не обсчитывать.

Но данный же последовательность цифр несет значительно более ответственную данные. Он говорит, что монолитный лонжерон удачнее!

Так как он рассчитывается по изгибу, а не сжатию. И вот что получается. Сосновый брус высотой 7 мм и длиной по хорде профиля около 8 мм способен выдержать момент:

Mмакс.=(a*b2*?)/6=(8*72*6)/6=400 кг*мм!!!

Площадь сечения таковой балки — 56 мм2, а обеих полок в хорошем варианте — приблизительно 30 мм2.

Но в случае если сейчас перейти к настоящим конструкциям… В наборной подробности еще необходимо учесть утраты на стенку, сверхдлинные клеевые швы и на то, что в самые напряжённых территориях планерный двухполочный лонжерон выдержит расчетную нагрузку лишь при условии весьма твёрдой связи подробностей — условии, делаемом далеко не на всех крыльях хотя бы из-за применения не соответствующих нагрузкам клеев.

Но и это не все.

Так как в случае если мало добавить площади к расчетному сечению, то из учета массы исключится целый комплект лобика при переходе на кромку-лонжерон. Итог поразительный! Выигрыш по всем пунктам: масса меньше, прочность больше (с учетом клинового усиления корневой части крыла новой модели), технологичность вне конкуренции (вместо сложного переклея из узких сосновых реек и бальзовых деталей — один монобрус).

Какие конкретно еще смогут быть сомнения? Жесткость на кручение — фактор, которому уделяется все большее внимание при создании парителей с высоким удлинением крыла? Расчетным методом тут сравнить схемы не удастся — нет методики, близкой по достоверности результатов.

Исходя из этого остается одно — проба практикой. По отечественным замерам и заключениям на настоящих крыльях новые сверхупрощенные не уступают значительно более силовым, нежели заданы на голландской модели. Причем тут вмешивается еще один фактор, кроме этого говорящий в пользу кромки-лонжерона.

Это место размещения центровки жесткости консоли и оси консоли по хорде. На новых крыльях, более эластичных (вверх-вниз) если сравнивать с наборными, деформации идут фактически без трансформаций углов атаки. А раз так, то вопрос о жесткости на кручение возможно по большому счету снять.

Повышенная жесткость на изгиб, кстати, — лишь на пользу хорошему крылу, в то время, когда эластичность задается введением металлических штырей, и… в известной степени во вред новому крылу. Податливость последнего разрешает исключить целый тяжелейший узел разъема, в один момент быстро подняв надежность планера в целом.

И последнее по крылу. Сначала настораживала опасность утяжеления финишей плоскости.

Но в то время, когда весы продемонстрировали, что всецело законченное отъемное от центроплана «ушко» имеет массу 13 г, то последние сомнения провалились сквозь землю. Тем более в то время, когда мы осознали — при данной схеме и размерах легко возможно уложиться и в 9…10 г. Легко нужна еще и практика работы по проектированию столь непривычной до тех пор пока техники.

Хотелось бы еще лишь остановиться на переходе центроплана в «ушки».

Из того, как сложно решены нервюры в этих территориях на модели-прототипе, еще раз видно — место перехода самый подвержено поломкам и неустойчиво к временным искажениям, поводкам. Уход от центрального разъема и введение его на переломах консолей дает лучшее решение. Кстати, касающееся и ремонтоспособности.

Сейчас возможно было приниматься за модель.

И вот какой она стала. Мы попытались сохранить главную геометрию модели-прототипа, только мало поменяв форму крыла в плане и расширив его финиши, и чуть снизив удлинение стабилизатора.

Модель планера класса А1 новой конструкции.

Хвостовая часть модели при цельноповоротном киле и твёрдом креплении стабилизатора.

Крыло.

Передняя кромка-лонжерон из «белой» древесины сечением 8X18 мм к финишам сужается до 4X8 мм, причем «клин» выполнен на всем полуразмахе. Масса — около 45 г. В центре клиновое усиление сечением5X9 мм, на которое надевается центральная нервюра толщиной 8 мм (к задней кромке сужается до 4 мм). Все нервюры из пластин толщиной от 1,5 мм (на «ушках») до 2,5 мм (в центре).

Нервюры по торцам у разъемов, как и законцовки, толщиной 3,5 мм, причем их стыки с передней кромкой усилены уголками-косынками из двухмиллиметровой фанеры (катеты 20…25 мм), а у задней кромки — из полуторамиллиметровки (катеты те же). Стыки всех промежуточных нервюр с передней кромкой кроме этого несут врезанные в нервюры косынки. Их толщина 2 мм, размер по размаху 20…25 мм, а по хорде — около 15 мм.

Все косынки с полукруглой выборкой на диагоналях; сборка каркаса ведется только на пластифицированной эпоксидной смоле типа К-153.

Профилировка крыла:
узкая линия — теоретический профиль; пунктирная линия — настоящий профиль с учетом втягивания мягкой обшивки; толстая контурная линия — нервюра модифицированного профиля, выстроенного с учетом малой частоты и деформации обшивки постановки нервюр по размаху.

Схемы расчета лонжеронных элементов на изгиб.Слева — двухполочный лонжерон (упрощенная методика расчета момента сопротивления), посередине — прямоугольная балка-лонжерон, справа — круглый штырь. Везде «X» — ось изгиба.

«Ушки» навешиваются на штырях из металлических трубок O 3X0,3 мм, входящих в заклеенные в торцевых сверлениях трубки из крафт-бумаги.

В задней части — микроштифты; фиксация соединения или лентой-скотчем, или стяжкой нитью, намотанной на микрокрючки. Обтяжка крыла — микалентная бумага на эмалите, крутка подобна модели-прототипу.

Сборка крыла ведется зацело с «ушками», каковые после этого отрезаются. Нервюры разъема при сборке ставятся посредством угловых шаблонов.

Все промежуточные нервюры выполняются по одному шаблону (или одним куском, что позже распиливаетсяна пластины), после этого по чертежу обрезается носик под кромку в данном месте размаха и лишь позже обрезается хвостовик.

Фюзеляж всецело подобен ранней публикации в «М-К», только снижена толщина носовой части до 9 мм и рейка-балка стала сечением 9Х11 мм (к концу у хвоста — 4,5Х5,5 мм). Киль проволочный, цельноповоротный, с нижней древесной нервюрой.

Стабилизатор облегчен: передняя кромка сечением 2,5X7 мм сужается к финишам до 2,5Х4 мм, задняя кромка — 3Х3 мм.

А сейчас… держитесь! Приводим массы готовых подробностей, созданных в соответствии с уникальной конструктивной схемой.

Итак: стабилизатор (обтянут пленкой) — 5 г, центроплан крыла — 45 г, «ушки» — 2Х13=26 г, фюзеляж без загрузки — 45 г. Итого — 121 г плюс киль, подкос крыла, крючок — всего около 130 г!

Знаем, что вы сообщите: все прекрасно, но вот хвостовая балочка… Сделанная вопреки всем нормам из одного куска древесины, тяжеловата. Да, углепластиковая и легче, и прочнее.

Но так как центровка конусной трубки с однообразной толщиной стены если сравнивать с конусной рейкой ближе к хвосту, а это основное, поскольку нас не интересует безотносительный вес, а только момент инерции! А его снижать оптимальнееза счет облегчения максимально удаленных территорий (в расчет момента инерции плечо вводится во второй степени!). Что мы и сделали на новой модели.

Кстати, вспомните железные подробности подвески стабилизатора на голландской модели, среди них и дюралюминиевый винт М 3,5, что при длине стержня 4 мм весит уже не меньше 1 г.

А дабы закрыть тему прочности, рекомендуем еще раз прочесть о сравнении наборных и цельных лонжеронов и учесть, что монолитная балка 9Х11 мм не ломается. Либо нужна еще крепче?

Итак, облегчение хвоста. Оно достигнуто укорочением и вторым дополнительным сужением балки на финише и… отказом от детермализации посредством стабилизатора. Создавая столь непривычную технику, мы решились пойти на перестановку крыла (вот для чего еще понадобится подкос — он удержит крыло по крену), не смотря на то, что наиболее удачным стала бы перестановка «ушек».

Но эта идея нам пришла в голову, в то время, когда планер готовься .

Летные особенности модели по крайней мере не уступают бальзовым аппаратам. Но тут итог в громадной степени зависит от отладки и от умения спортсмена эксплуатировать планер. Исходя из этого время планирования в атермичных условиях мы приводить не будем — вы все равно не поверите… до тех пор пока сами не выстроите таковой планер.

В.

ДОЛГОВ, кандидат в мастера спорта

Случайные записи:

• Бумажная, но чемпионская
• Неиссякаемая тема: юферсы

I Gave Up My Phone For A Month (and this is what happened)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Новые перспективы малых планеров

  Если судить по темпам, с которыми идет профессионализация техники в сравнительно не так давно дешёвом классе планеров А1, скоро и эти «школьные» парители…

• Планер нового типа

  Эта необыкновенная радиоуправляемая модель планера проектирована по нетрадиционной схеме: с одной стороны — мысль несущего фюзеляжа (либо «обитаемого…

• Планер игоря щенина

  Радиоуправляемая модель планера выстроена в авиамодельной лаборатории Боткинского Дома пионеров и школьников чемпионом Удмуртской АССР и вторым призером…

• Модель планера класса а-1

  На соревнованиях школьников Москвы модель ученика 55-й школы Игоря Свистунова в непростых метеорологических условиях (ветер 6—10 м/с) собрала 501 очко….