"комозитный народный ротор" или изготовление лопастей методом пултрузии

@ Anatoliy.

Анатолий! Вы подняли интересную тему по ресурсу лопастей. В какой-то ветке несколько лет назад я объяснял сложность этой задачи.
На Вашем уровне увы, это видимо решить невозможно. Нужны сложные дорогие расчеты и летно-прочностные испытания.
а) По коэффициенту запаса по центробежке. Вот вырезка (см.рис.) из расчета по FAR-27 лопасти СН-7. У них от центробежки 6 тонн напряжения 42 N/mm*mm.  Т.е. коэффициент = 1,5х3х1,15=[highlight]5,175[/highlight]. Это минимальный, который просто нужно подтвердить статиспытаниями на вырыв комля лопасти до первых полетов.
в) По ресурсу же лопасти нужно проделать следующую работу:
1. Провести расчет колебаний и нагрузок лопастей в полете на разных режимах. Зависит от очень многих параметров вертолета и лопастей.(2-й том Миля и Михеев Р. "Прочность вертолетов" -  в помощь!)
2.Провести усталостные испытания нескольких образцов лопастей на спец.стенде для определения предела выносливости при конкретной конструкции и технологии.
3. Провести тензометрию в полетах на всех скоростных режимах, весах  и центровках вертолета. Рассчитать эквивалентные напряжения в зависимости от принятого типового профиля полета.
4. По методикам вышеупомянутых книг на основе тензометрии сделать расчет ресурса.
Причем одни и те же лопасти на разных по конструкции вертолетах, в зависимости от весо-жесткостных характеристик втулок, фюзеляжей и др.( в зависимости от близости к резонансам на разных гармониках) будут иметь разный на два порядка ресурс (например 50 и 5000часов!). Реклама польских углепластиковых лопастей о пожизненном ресурсе - это блеф, загнав их в резонанс на других режимах и 100 часов не выдержат.
Приведенные Вами выше данные по стеклопластикам (без указания реальных тканей и связующих) - это фантастика. Вот реальные данные из книги " Механические передачи  вертолетов" (см.рис2.) Думаю Ваша технология не сможет дать 8-12 атм. пропрессовки и 180 град. -  как у камовцев.Поэтому рассчитывайте минимум в два раза меньше!
Мы недавно провели такую сложную работу по определению ресурса лопастей с тензометрией в полетах. Так вот на лопастях производства niksann ресурс получился за 2000часов, правда перестраховались и назначили пока только 500, потом продлим. Вот что значит отработанная технология и конструкция!!!
Рекомендую не мучится с супертехнологиями и трапецевидностью и заказать  прямоугольные лопасти у Николая, на первое время хватит!
По поводу прямоугольных и трапецевидных - разница в тяге -2-3%, а вот трудоемкость больше  в разы, поэтому никто с мире после Ка-26 и не делает.
 

Вложения

  • SN-7_raschet.jpg
    SN-7_raschet.jpg
    53,7 КБ · Просмотры: 151
  • ris2_.jpg
    ris2_.jpg
    106,1 КБ · Просмотры: 169
Anatoliy. сказал(а):
Всем спасибо за плодотворное сотрудничество.

Толя, ты же вроде искал нормативный документ с чётким указанием коэффициента запаса прочности для лопасти НВ???

А показываешь тут скрин из "научно фантастического рассказа"...
 
vert сказал(а):
Анатолий! Вы подняли интересную тему по ресурсу лопастей. В какой-то ветке несколько лет назад я объяснял сложность этой задачи.

Вот о чем я беспокоился.

Тут народ полез клепать народные лопасти за просто так не зная ничего о ресурсе.
Поэтому пока только лопасти производства niksann ,.

Но меня интересует этот вопрос в целях собственного производства.

Вы привели пример
vert сказал(а):
лопасти СН-7. У них от центробежки [highlight]6 тонн[/highlight] 

А у нас эта сила только [highlight]1419,9 кг[/highlight]
Так что трапецеидальная форма лопасти не только дает выигрыш по удельной тяге, но еще получается выигрыш в прочности самой лопасти.

Ниже я привожу пару картинок из расчета лопасти

На картинке с коэффициентами запаса прочности смотреть на красную линию графика.
На обоих картинках по оси "Х" слева корень лопасти с номером "1".
 

Вложения

  • Prochnost__lopasti.jpg
    Prochnost__lopasti.jpg
    105 КБ · Просмотры: 143
  • Centrobezhnye_sily_vdol__lopasti.jpg
    Centrobezhnye_sily_vdol__lopasti.jpg
    175,3 КБ · Просмотры: 154
vert сказал(а):
Думаю Ваша технология не сможет дать 8-12 атм. пропрессовки и 180 град. -как у камовцев.

Вопрос №1
Зачем так сильно давить?
У нас получается вполне приемлемая плотность стеклотекстолита при смешно малом давлении с использованием смолы ЭД-22.

Вопрос №2
Зачем прессовать при температуре 180 градусах?
Мы будем после отверждения просто закаливать стеклопластик.
Вот сейчас заканчиваем изготавливать термошкаф. Закладываем пока регулировку температуры до 300 градусов.
Эта такая повышенная температура дополнительно для удаления замасливателя из стеклоткани.
Так что с закалкой стеклопластика справимся. И не только с этими проблемами.
 
m-Plastic сказал(а):
Зачем удалять правильный замасливатель из ткани?
Сушить, удалять влагу да.

Всё дело в цене такой стеклоткани.
С прямым замасливателем стеклоткань почти в два раза дороже.
 
На сколько снизится адгезия связующего к волокну  и соответственно снизятся прочностные характеристики пластика при удалении замасливателя?
Как то оценивали этот момент?
Интересно какая ткань?
 
m-Plastic сказал(а):
На сколько снизится адгезия связующего к волокнуи соответственно снизятся прочностные характеристики пластика при удалении замасливателя?

Замасливатель в стеклоткани нужен только для плетения самой ткани, а на адгезию связующего он только влияет отрицательно.
Но и удалять замасливатель просто так не получится. Всё зависит от самой стеклянной нитки.
Перегреешь её и прочность очень резко снизится.
Вот поэтому мы и делаем термошкаф с автоматическим поддержанием температуры.

Для удаления замасливателя ( его остаток не превышал 0 08 %) стеклоткань  термически обрабатывают при 200 – 300 [sup]о[/sup]С в течение 6 - 10 мин.

А тут умельцы и над костром обжигают, и паяльной лампой греют.
Потому то такое негативное мнение создалось по поводу удаления замасливателя.
 
Anatoliy. сказал(а):
А у нас эта сила только 1419,9 кгТак что трапецеидальная форма лопасти не только дает выигрыш по удельной тяге, но еще получается выигрыш в прочности самой лопасти.

У нас на лопасти от niksann центробежка 1200 кгс, при испытании комля выдержал 9т и не порвался в расчетном месте (заделка отсека с другой стороны разрушилась). Прочность и жесткость лопасти (для отстройки от резонансов) определяется количеством  слоев в сечениях, а не формой, технологически дешевле отливать одинаковые груза и делать одинаковые пенопластовые хвостовые секции и прямоугольный экономичный раскрой листов. Кроме центробежки для расчета прочности есть еще сильные изгибы в двух плоскостях.  Впрочем, выбор за Вами.
Большое давление нужно для высококачественного пластика - предел прочности 100 кг/мм*мм и предел выносливости - 18. Это на препрегах на горячую. У Вас будет хуже. А вообще весь мир переходит на углепластик у него предел выносливости - 40. Это дает ресурс на два порядка выше и легче отстраиваешься от резонансов. Мы сейчас тоже делаем лопасти  из горячего препрега угля. Технологически все очень просто (дешево) и стабильно получается по весу. Рулон пропитанной ткани хранится в холодильнике до года.

Не рекомендую экономить на дешевой ткани. Стоимость ткани в цене готовой лопасти не более 10-15%. В России же считается, что уголь дорогой и внедряется слабо.
 
vert сказал(а):
технологически дешевле отливать одинаковые груза и делать одинаковые пенопластовые хвостовые секции и прямоугольный экономичный раскрой листов. Кроме центробежки для прочности есть еще сильные изгибы в двух плоскостях.Впрочем, выбор за Вами.

Практически все перечисленные Вами проблемы у нас отсутствуют по причине отсутствия таковых штуковин с проблемами кроме грузов.
Мы попробовали отливать грузы, но качество плохое и повторяемость не удовлетворяет нас.
У нас другая технология.
Да и что такое пенопласт наша лопасть не знает.
 
vert сказал(а):
центробежка 1200 кгс, при испытании комля выдержал 9т и не порвался в расчетном месте (заделка отсека с другой стороны разрушилась)

А что такое отсек?
У нас такого нет вообще.

Теперь по прочности.
Умножаем наш коэффициент запаса прочности [highlight]7,2[/highlight] в самом критическом месте на центробежную силу [highlight]1,4199 тонн[/highlight] и получаем [highlight]10,223 тонны.[/highlight]
Почти угадали.

А какой запас прочности был у тех испытуемых лопастей?
 
vert сказал(а):
Большое давление нужно для [highlight]высококачественного[/highlight] пластика - предел прочности [highlight]100 кг/мм*мм[/highlight] и предел выносливости - 18.

Чем определяется [highlight]высококачественность[/highlight] пластика?
Мы в свои расчеты заложили прочность стеклопластика равную [highlight]21 кг/мм[sup]2[/sup].[/highlight]
И получили вышеприведенные значения прочности.
 
Anatoliy. сказал(а):
А что такое отсек?
Это обрезок комлевой части для испытания на вырыв из узла втулки.
Ваш пластик в пять раз слабее, чем у Ка-32 и по пределу выносливости также. Соответственно и ресурс будет меньше, а вес лопасти больше идеального, что кроме веса лопасти дает больший вес втулок и т.д. Без пенопласта или сотового заполнителя у Вас вес лопасти большой будет и проблемы с эффективной центровкой, хотя если многоканальную сделать может и пойдет!
Anatoliy. сказал(а):
А какой запас прочности был у тех испытуемых лопастей? 
Считайте 9000/1200 >7.5
Запас прочности по статике от  центробежки - это не главный параметр, главное должны быть минимальны переменные напряжения и вследствие этого большой ресурс, а вот переменные напряжения определяются нагрузками на изгиб и необходимой жесткостью на близость к резонансам. Иногда даже лучше как бы нелогично  уменьшить слои в  определенных сечениях, уменьшить жесткость и уйти от резонанса и получить больший ресурс.
Вот вырезка из "букваря" Михеева Прочность вертолетов:
и картинка лопастей из книги Дудника, сегодня выложил ее в архив форума.
 

Вложения

  • 44_060.jpg
    44_060.jpg
    96 КБ · Просмотры: 160
  • 01_183.jpg
    01_183.jpg
    54,6 КБ · Просмотры: 169
Ниже я привожу пару картинок из расчета лопасти

На картинке с коэффициентами запаса прочности смотреть на красную линию графика.
На обоих картинках по оси "Х" слева корень лопасти с номером "1"
Обе картинки дают изменение кривизны в районе 27-ой цифры.
Как Вы это обьясняете?
 
Anatoliy. сказал(а):
На сколько снизится адгезия связующего к волокнуи соответственно снизятся прочностные характеристики пластика при удалении замасливателя?

Замасливатель в стеклоткани нужен только для плетения самой ткани, а на адгезию связующего он только влияет отрицательно.
Замасливатель, да для работы ткацкого  станка , а для какой цели тогда  апретируют ткань?
Апрет наносят на ткань с которой удалили ткацкий замасливатель.
 
Хочу присоединиться к ранее заданному вопросу:

Как защитить переднюю кромку лопасти от абразивных повреждений?

Если, например профильной полосой из нержавейки, или титана на клее ВК-9? Какой толщины металла будет достаточно?
 
Достаточно 0,5мм. Проблема в  получении точного контура и качественной приклейке, чтоб не улетела. Немцы последовательно прокатывают  оковку на прокатном стане аж из 20 !!! роликов. В идеале припаять оковку  к сетке и замуровать ее между слоями ткани, как на самолетных винтах.Французы на фирме Airplast просто  периодически клеят на носик винтов   толстый скоч,  у нас он продается под названием "броня для защиты фар" на авто.
Если не летать в пустыне, у нормальных лопастей износ мизерный. А вот если носовая кромка без пропрессовки наружной ткани, а только смолой радиус образовывается, как на польских (Хенрик описывал) -после дождя уже раковины получаются.
 
goodwin13 сказал(а):
Обе картинки дают изменение кривизны в районе 27-ой цифры.
Как Вы это обьясняете? 

Конструктивными особенностями в районе 27 участка лопасти.

Akson сказал(а):
А какой будет толщина обшивки в хвостовой части? 

Без обид, но пока это не для всеобщего ознакомления.

Просто мы ждем положительное решение по второму траншу гранта, а в условиях по этому этапу также есть требование обязательного патентования результата работ.
Мы как раз будем патентовать эту конструкцию лопасти.

После получения патента, пожалуйста, всё расскажем и покажем

Одно только скажу, что при проектировании лопасти я исходил из требования: "Если некое изделие состоит более чем из одной палочки и одной веревочки, то такое изделие считается неконструктивным".
 
Anatoliy. сказал(а):
goodwin13 сказал(а):
Обе картинки дают изменение кривизны в районе 27-ой цифры.
Как Вы это обьясняете? 

Конструктивными особенностями в районе 27 участка лопасти.

Akson сказал(а):
А какой будет толщина обшивки в хвостовой части? 

Без обид, но пока это не для всеобщего ознакомления.

Просто мы ждем положительное решение по второму траншу гранта, а в условиях по этому этапу также есть требование обязательного патентования результата работ.
Мы как раз будем патентовать эту конструкцию лопасти.

После получения патента, пожалуйста, всё расскажем и покажем

Одно только скажу, что при проектировании лопасти я исходил из требования: "Если некое изделие состоит более чем из одной палочки и одной веревочки, то такое изделие считается неконструктивным".
Понятно.
Все , что было до этого - начавшаяся рекламная компания.
Только почему в нашем разделе...
 
Назад
Вверх