AcroBatMan
Погиб в полете
- Откуда
- en route
Публикую некоторые заметки об опытах с испытаниями роторов известными производителями.
Начнем с записок Джима МакКатчена, разработчика и многолетнего производителя роторов SkyWheels (США). Эти роторы пользовались уважением, когда их можно было купить.
Десятки таких роторов летают до сих пор, а многие ветераны по-прежнему считают их лучшими по совокупности свойств.
SkyWheels имеют несколько непривычную конструкцию. Композитные обшивки (стекло и уголь) с переменной по размаху толщиной ламината приклеены к алюминиевому экструдерному лонжерону.
Коромысло тоже композитное, обтекаемой формы, причем лопасти не стыкуются с ним через пластины, как у большинства роторов, а вставляются в посадочные гнезда коромысла. Вес роторов SkyWheels: от 62 фунтов (для диаметра 23 фута) до 95 фунтов (диаметр 31 фут). Много лет этими лопастями стандартно комплектовались все автожиры AirCommand, а также другие, менее известные.
Первая статья - об одном из динамических тестов:
ДАННЫЕ И КОММЕНТАРИИ ПО ИСПЫТАНИЯМ
Ниже приводятся записки, статьи и письма Джима МакКатчена (Jim McCutchen), написанные в разные годы и относящиеся к разработке, проектированию и испытаниям роторов Skywheels. Получите.
ТЕСТ, ПРОВЕДЕННЫЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЕТНЫХ НАГРУЗКО НА СДВИГ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА МЕСТО СКЛЕЙКИ ЗАДНИХ КРОМОК ЛОПАСТИ РОТОРА
Распределение подъемной силы по хорде, вызванное аэродинамическими нагрузками на лопасть, приводит к нормальным и касательным напряжениям между верхней и нижней композитными обшивками и алюминиевым лонжероном. В фунтах на кв. дюйм оно никогда не превышает двух разрядов в максимальном значении. Наши эксперименты с клеями позволили получить прочность клеевого шва 3500-5000 фунтов на кв. дюйм на отрыв и , 2300-4600 фунтов на кв. дюйм на сдвиг. При коэффициенте безопасности (согласно требованиям FAR Part 27.303) это дает запас по перегрузке при маневрах, равный не меньше 23 единиц (по FAR Part 27.337 требуется всего 3.5).
Целью испытаний было показать правильность прочностных расчетов на сдвиг и на отрыв для клеевого шва задней кромки. Для этих целей была изготовлена 23-футовая лопасть, идентичная стандартной во всех отношениях за исключением того, что по задней кромке верхняя и нижняя обшивки были оставлены не склеенными на двух участках по 12 дюймов. Средняя точка одного участка находилась в 3 футах от законцовки. Средняя часть второго участка находилась в 3 футах от комля лопасти.
Несклеенные кромки были скреплены потайными болтами #4 с шагом в 1 дюйм, при этом болты на обоих лопастях были установлены строго в одинаковых местах для сохранения балансировки.
После этого ротор был отбалансирован в статике и динамике.
Затем ротор был установлен на нашу испытательную повозку: автомобиль, на крыше которого для симуляции полетных нагрузок смонтирована втулка ротора.
Первый заезд выполнялся с полными наборами болтов на задних кромках, имитировавшими отсутствие деламинации задней кромки. В этом заезде также нужно было прочувствовать уровень вибрации ручки для данного ротора.
После этого болты попарно удалялись с лопастей, по одной паре за заезд, начиная с наружных. Целью было выяснить, на каком этапе непроклеенная зона начнет расширяться.
Для ясности: длина заезда составляла около двух миль, обороты ротора варьировались в пределах 300-500 об/мин. Во время заезда ручка управления постоянно перемещалась по тангажу из крайнего заднего в крайнее переднее положение и обратно (общий ход втулки ротора 25 градусов) с частотой примерно один цикл в секунду. При таких условиях подъемная сила ротора меняется в диапазоне от 500 до 1200 фунтов. Следует отметить, что подобные нагрузки сложно, если вообще возможно, получить в свободном полете в силу причин, связанных с устойчивостью аппарата. Во время испытательных заездов особое внимание уделялось тому, чтобы заметить любые изменения вибрации ручки, указывающие на деформацию лопастей, а также на появление несоконусности, указывающее на изменение профиля вследствие деламинации задней кромки.
В конце каждого пробега измерялась длина несклеенных зон для определения развития деламинации.
Заезд за заездом, все болты были сняты и с наружного, и с внутреннего участков без склейки. Вибрация ручки не изменилась, длина участков без склейки не увеличилась.
Тогда при помощи большого ножа мы увеличили длину наружного несклеенного участка до 25 дюймов и внутреннего до 20 дюймов, проводя испытательные заезды после каждого изменения.
В конечном итоге общая длина несклеенных участков задней кромки составила 45 дюймов или 37.5% длины лопасти, изменения вибрации на ручке не возникло, деламинация задней кромки не развивалась. Соконусность не ухудшилась, что указывает на отсутствие изменений в профиле лопасти и в разнице подъемной силы между стандартной и «больной» лопастями.
Данные испытания показали, что нагрузки, которым подвергаются клеевые швы в конструкции лопасти, малы по сравнению с предельной прочностью этих швов, что соответствует расчетам.
Опубликовано 10 декабря 1990 г.
На фото: автожир Ikenga с ротором SkyWheels
Начнем с записок Джима МакКатчена, разработчика и многолетнего производителя роторов SkyWheels (США). Эти роторы пользовались уважением, когда их можно было купить.
Десятки таких роторов летают до сих пор, а многие ветераны по-прежнему считают их лучшими по совокупности свойств.
SkyWheels имеют несколько непривычную конструкцию. Композитные обшивки (стекло и уголь) с переменной по размаху толщиной ламината приклеены к алюминиевому экструдерному лонжерону.
Коромысло тоже композитное, обтекаемой формы, причем лопасти не стыкуются с ним через пластины, как у большинства роторов, а вставляются в посадочные гнезда коромысла. Вес роторов SkyWheels: от 62 фунтов (для диаметра 23 фута) до 95 фунтов (диаметр 31 фут). Много лет этими лопастями стандартно комплектовались все автожиры AirCommand, а также другие, менее известные.
Первая статья - об одном из динамических тестов:
ДАННЫЕ И КОММЕНТАРИИ ПО ИСПЫТАНИЯМ
Ниже приводятся записки, статьи и письма Джима МакКатчена (Jim McCutchen), написанные в разные годы и относящиеся к разработке, проектированию и испытаниям роторов Skywheels. Получите.
ТЕСТ, ПРОВЕДЕННЫЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЕТНЫХ НАГРУЗКО НА СДВИГ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА МЕСТО СКЛЕЙКИ ЗАДНИХ КРОМОК ЛОПАСТИ РОТОРА
Распределение подъемной силы по хорде, вызванное аэродинамическими нагрузками на лопасть, приводит к нормальным и касательным напряжениям между верхней и нижней композитными обшивками и алюминиевым лонжероном. В фунтах на кв. дюйм оно никогда не превышает двух разрядов в максимальном значении. Наши эксперименты с клеями позволили получить прочность клеевого шва 3500-5000 фунтов на кв. дюйм на отрыв и , 2300-4600 фунтов на кв. дюйм на сдвиг. При коэффициенте безопасности (согласно требованиям FAR Part 27.303) это дает запас по перегрузке при маневрах, равный не меньше 23 единиц (по FAR Part 27.337 требуется всего 3.5).
Целью испытаний было показать правильность прочностных расчетов на сдвиг и на отрыв для клеевого шва задней кромки. Для этих целей была изготовлена 23-футовая лопасть, идентичная стандартной во всех отношениях за исключением того, что по задней кромке верхняя и нижняя обшивки были оставлены не склеенными на двух участках по 12 дюймов. Средняя точка одного участка находилась в 3 футах от законцовки. Средняя часть второго участка находилась в 3 футах от комля лопасти.
Несклеенные кромки были скреплены потайными болтами #4 с шагом в 1 дюйм, при этом болты на обоих лопастях были установлены строго в одинаковых местах для сохранения балансировки.
После этого ротор был отбалансирован в статике и динамике.
Затем ротор был установлен на нашу испытательную повозку: автомобиль, на крыше которого для симуляции полетных нагрузок смонтирована втулка ротора.
Первый заезд выполнялся с полными наборами болтов на задних кромках, имитировавшими отсутствие деламинации задней кромки. В этом заезде также нужно было прочувствовать уровень вибрации ручки для данного ротора.
После этого болты попарно удалялись с лопастей, по одной паре за заезд, начиная с наружных. Целью было выяснить, на каком этапе непроклеенная зона начнет расширяться.
Для ясности: длина заезда составляла около двух миль, обороты ротора варьировались в пределах 300-500 об/мин. Во время заезда ручка управления постоянно перемещалась по тангажу из крайнего заднего в крайнее переднее положение и обратно (общий ход втулки ротора 25 градусов) с частотой примерно один цикл в секунду. При таких условиях подъемная сила ротора меняется в диапазоне от 500 до 1200 фунтов. Следует отметить, что подобные нагрузки сложно, если вообще возможно, получить в свободном полете в силу причин, связанных с устойчивостью аппарата. Во время испытательных заездов особое внимание уделялось тому, чтобы заметить любые изменения вибрации ручки, указывающие на деформацию лопастей, а также на появление несоконусности, указывающее на изменение профиля вследствие деламинации задней кромки.
В конце каждого пробега измерялась длина несклеенных зон для определения развития деламинации.
Заезд за заездом, все болты были сняты и с наружного, и с внутреннего участков без склейки. Вибрация ручки не изменилась, длина участков без склейки не увеличилась.
Тогда при помощи большого ножа мы увеличили длину наружного несклеенного участка до 25 дюймов и внутреннего до 20 дюймов, проводя испытательные заезды после каждого изменения.
В конечном итоге общая длина несклеенных участков задней кромки составила 45 дюймов или 37.5% длины лопасти, изменения вибрации на ручке не возникло, деламинация задней кромки не развивалась. Соконусность не ухудшилась, что указывает на отсутствие изменений в профиле лопасти и в разнице подъемной силы между стандартной и «больной» лопастями.
Данные испытания показали, что нагрузки, которым подвергаются клеевые швы в конструкции лопасти, малы по сравнению с предельной прочностью этих швов, что соответствует расчетам.
Опубликовано 10 декабря 1990 г.
На фото: автожир Ikenga с ротором SkyWheels