Поликарбонатное крыло

[igorvnikol]

Кстати, его удельная легкость - чем не "авиационное" качество

У соплей под носом еще большая "удельная легкость", но это не конструкционный материал. Авиационный материал ДОЛЖЕН обладать высокой удельной прочностью, потому что самолет возит с собой тот самый вес. Те пригоден материал обеспечивающий заданную прочность при минимальных затратах массы.

Удивлен, честно говоря. Люди строят уже, а на простейший вопрос по существе не могут/не хотят внятно цифрами ответить.
Какие-то уверенности не основанные ни на чем (испытания). Покрутил руками и все решил. Ну детский сад прямо.

Никто не критикует Вас за то, что Вы делаете. Это Ваше законное право и личное дело.
Можно просто нормально, серьезно пообсуждать преимущества и недостатки поликарбоната как конструкционного материала? Ну чего тыкать фразы из рекламок-зазывалок?

 

[msinev]

Основная беда поликорбоната это слишком большой разброс его свойств в температурном диапазоне. На кровлях шайбы ставят с сантиметровыми зазорами, что б не  вырывало и не деформировало. Зимой кстати поликарбонат давольно хрупок.
   Если строить из поликорбоната что то , то наверное для узкого температурного диапазона для которого его поведение будет легко прогнозируемо, а это и высотный и сезонный диапазон. 

Первое безусловно не разброс, а  разный температурный коэффициент - у поликарбоната он нелинейный и местами на полтора  порядка больше чем у металлов. Именно поэтому есть проблема сделать обшивку из поликарбоната на алюминиевый лонжерон. Желательно всё делать из поликарбоната. Или соединения делать не жесткими.
Второе же думаю сильно зависит от экономии производителя на присадках, как и светостойкость, впрочем.

 

[msinev]

Берём сидюк (кусок поликарбоната 1,1 мм) гнём в руках, ищем такой-же по весу кусок дюраля (0,4 мм) - и гнём его. Если остались вопросы - повторяем.

ООчень умно.

Просто и наглядно.

 

[Bиктор]

Авиационный материал ДОЛЖЕН обладать 

Разумеется, Вы правы!  Поэтому ничто и не мешало строить например, деревянные самолеты.
Ничто не мешает делать из алюминия, хотя композиты по факту могут быть лучше.
Ничто не мешает делать поликарбонат в также обдуманной композиции.

Но людям невозможно запретить эксперименты и право думать собственной головой, без претензий на профессионализм?...

На сайте Ассоциации Экспериментальной Авиации нужны конечно и профессионалы.
Вот профессионал-пилот "Вуазен" построил экспериментальный аппарат, облетал...
Убедился, что комбинация алюминиевых трубчатых лонжеронов с канальчатым поликарбонатом (каналы вдоль хорды, а не вдоль размаха крыла) летом "обвисает", а зимой "звенит".

Человек точно знает о том, что говорит 🙂  Перед полетами он крыло нагружал статически и остался доволен.
Вот ссылка на его первый аппарат, помещенная на сайте "АвиаМастера":
http://www.avia-master.ru/zipfiles/polet.rar
Архив его фильма весом 16 мБ скачивается, дома открывается Раром и доставляет почему-то удовольствие...

 

[msinev]

Кстати, его удельная легкость - чем не "авиационное" качество

У соплей под носом еще большая "удельная легкость", но это не конструкционный материал. Авиационный материал ДОЛЖЕН обладать высокой удельной прочностью, потому что самолет возит с собой тот самый вес. Те пригоден материал обеспечивающий заданную прочность при минимальных затратах массы.

Удивлен, честно говоря. Люди строят уже, а на простейший вопрос по существе не могут/не хотят внятно цифрами ответить.
Какие-то уверенности не основанные ни на чем (испытания). Покрутил руками и все решил. Ну детский сад прямо.

Никто не критикует Вас за то, что Вы делаете. Это Ваше законное право и личное дело.
Можно просто нормально, серьезно пообсуждать преимущества и недостатки поликарбоната как конструкционного материала? Ну чего тыкать фразы из рекламок-зазывалок?

Все справочники по поликарбонату есть, какие цифры вам ещё нужны? Если вы за ними не можете увидеть где и как он может быть "удельно" прочнее - вот Вам пример с cd и "фольгой" из дюраля. Что ещё не так? Почему тут про какие-то сопли?
Если Вы не можете поверить справочникам и требуете всё перемерять собственноручно, то это IMHO больше Ваши трудности - перемеряйте и доказывайте, что производители врут в (нужное подставить) раз.

 

[igorvnikol]

Если Вы не можете поверить справочникам и требуете всё перемерять собственноручно, то это IMHO больше Ваши трудности - перемеряйте и доказывайте, что производители врут в (нужное подставить) раз. 

Конечно это мои трудности. Но привычка проверять выработана после грустных случаев из собственной практики.
Т.е. Вы, я так понял, не проверяли,  тогда у меня больше нет вопросов.
Успехов.

 

[igorvnikol]

Разумеется, Вы правы!Поэтому ничто и не мешало строить например, деревянные самолеты.
Ничто не мешает делать из алюминия, хотя композиты по факту могут быть лучше.
Ничто не мешает делать поликарбонат в также обдуманной композиции.

Древесина и дюраль обладают высочайшей удельной прочностью (каждый по своему критерию, поэтому и конструкции из них несколько отличаются).
Я повторюсь, что я не хочу и не имею морального права осуждать людей за то что они чего то строят.
Я думал, что подход к выбору материала основательный и, соответственно, можно узнать реальные характеристики применяемого вида поликарбоната. Но увы.

 

[igorvnikol]

Вот профессионал-пилот "Вуазен" построил экспериментальный аппарат, облетал...

Кстати, какой элемент крыла, в представленной конструкции, воспринимает изгиб?

 

[msinev]

Если Вы не можете поверить справочникам и требуете всё перемерять собственноручно, то это IMHO больше Ваши трудности - перемеряйте и доказывайте, что производители врут в (нужное подставить) раз. 

Конечно это мои трудности. Но привычка проверять выработана после грустных случаев из собственной практики.
Т.е. Вы, я так понял, не проверяли,  тогда у меня больше нет вопросов.
Успехов.

Сигмы не перепроверял. Мерял сами листы и собраные конструкции на прогиб и остаточные деформации, IMHO важнее. Спасибо за пожелания.

 

[Bиктор]

какой элемент крыла, в представленной конструкции

Раз уж я почти все прочел здесь:
http://www.avia-master.ru/forum2/showthread.php?t=1181
то мог бы и ответить.
Только на нашем сайте есть и сам автор этого аппарата (к сожалению, пока не знаю его здешнего ника), - было бы резоннее детали прочесть именно в его изложении.

Впрочем, на нижнем снимке поста 43 видны две алюминиевые трубы с торца его второго крыла...

Первое крыло имело тонкий выпукло-вогнутый профиль.
Очень было бы интересно узнать подробности от автора, о том как и что разрушилось, - при "пострижке макушек деревьев". 
Мотор в то время имел скрытый дефект и тянул недостаточно.
Интересно фактическое поведение поликарбоната в ситуации разрушения конкретной конструкции...
О вреде для здоровья автор того инцидента не сообщал, просто построил другое - тоже поликарбонатное, - крыло 🙂

 

[igorvnikol]

Впрочем, на нижнем снимке поста 43 видны две алюминиевые трубы с торца его второго крыла...

Те изгиб берется трубой, а обшивка несиловая, тогда давайте сравним синтетическую ткань для обшивки весом 250 г/мкв и поликарбонатную. Поэтому мои вопросы и связаны с резонами такой замены ибо с весовой точки зрения это большой проигрыш.

 

[msinev]

Впрочем, на нижнем снимке поста 43 видны две алюминиевые трубы с торца его второго крыла...

Те изгиб берется трубой, а обшивка несиловая, тогда давайте сравним синтетическую ткань для обшивки весом 250 г/мкв и поликарбонатную. Поэтому мои вопросы и связаны с резонами такой замены ибо с весовой точки зрения это большой проигрыш. 

1 Не знаем мы что и сколько процентов там по факту берёт.
2 Если ничего не берёт Проигрыш довольно небольшой (вес сотового поликарбоната ) от 500 г/мкв при площади 10Мкв + 5кг
Для ткани
1 Нужно нервюры ставить чаще
2 Нужно делать "лоб"
3 Поверхность фактурная
4 жесткость меньше - профиль не так четко выдерживает, если "лачить" вес ростет и не факт, что меньше чем на 5 кг.

 

[igorvnikol]

Ну это уже разговор. Цифры хоть какие то, а то "покрутить в руках CD".
Сколько по факту весит крыло, показанное на картинках выше (прозрачный самоль) и при какой геометрии. Сколько весит аппарат и предполагаемая эксплуатац перегрузка (если уже озвучивали, то дайте, пожалуйста, ссылку)

 

[msinev]

Не знаю, к сожалению  :~~). Информации по готовым крыльям к мало. Материал относительно новый. Потому и завёл тему  😉

 

[msinev]

Я вдруг подумал, а почему бы и не посчитать  :craZy такое крыло. В конце концов, в начале диплома написано инженер 😎, хотя и математик  :~~).  Сопромата мне было не положено, потому - пусть конструктора не обижаются - считаю по наитию.
Сразу скажу, что идея алюминиево-поликарбонатного крыла мне кажется порочной изначально из-за температурных проблем - потому берём чисто пластиковое крыло.
Толщина поликарбоната наводит  на мысли о несущей обшивке.
Берём крыло 8 метров размах, метр ширину, 30см в толщину подкосы и нервюры не рассматриваем - целиковое свободнонесущее.
Возьмём 8мм поликарбонат. Вес 1м[sup]2[/sup]  для сотового 1.5 кг. (для сплошного 11 кг)
вес обшивки ~30 кг с учётом кривизны профиля
Площадь сечения метра 1500/1.2(плотность)/100=12.5см
Прочность берём минимальнкую 5кгс/мм[sup]2[/sup]
12.5*100*5=6250 на сечение обшивки (сверху/снизу)
Как я понимаю, прочность на изгиб будет как у двух листов с расстоянием между ними которое дает туже полощадь, что и у профиля.
для простоты берём Высота*0.5. => Расстояние между  листами 15см Рычаг длинна крыла/4 => 200 см
Нагрузка на изгиб для этого крыла 6250*15/200=468кг
Если сделать подкосы ~1000-1500кг Для ультралайта вполне подойдёт с 4-5 кратным запасом даже такая примитивная конструкция.
IMHO Имеет смысл класть два (сверху и снизу) листа толстого ~16-20мм поликарбоната вдоль крыла в местах минимальной краивизны профиля. Можно ещё вставить в прорези нервюр в середину. и сами нервюры в прорези этого листа. Всё сверху оборачивать несколькими листами "поперёк" тонкого 4-6мм.
Полости заполняем "пеной", листы поперечного  соединяем просто родным н образным профилем с клеем благо основная нагрузка на толстые пластины.
Короче буду макетировать из гофрокартона на выходных 😉
Уж больно домашне-технологичным и недорогим это изделие получается. Надо только ещё механизацию продумать.

Вложение ods файл для спредшита OpenOffice

 

[igorvnikol]

Мне кажется, вы бежите впереди паровоза.

Берем подкосное крыло размахом 8м хордой 1м относ толщина 15%.
Взлетная масса 300 кг. Подкос где-то в середине размаха. Эксплуатац перегрузка 4, коэф безопасности 1.5 доп коэф для пластиков 2. Распределение подъемной силы по размаху берем прямоугольное (для простоты).
Панель которая способна воспринять изгиб момент будет шириной около 0.3 м (остальное близко к нейтральной оси, поэтому не берем в расчет). Эфф строит высота профиля около 0.9 макс строительной высоты, те 0,135м.
Тогда расч момент в районе подкоса: (300kg*9,81kg/mcub*4*1,5*2)/8m*2m^2/2=8829 Nm.
Считаем что критические напряж потери устойчивости равны сигме временной 50 МПа.
Тогда потребная  суммарная толщина двух слоев на одной панели составит: 8829Nm/(50*10^6MPa*0.135m*0.3m)=0.0044m
В середине пролета между подкосами будет сжимающая сила, поэтому пока считаем что потребное сечение такое же. Масса одной сжатой панели 8м*0,3м*0,0044м*1200kg/mcub=12.667kg.
Считаем, что остальная часть сделана из панели со слоями 0.3мм. Масса такой панели 0.0003*2*0.7*8*1200=4.32kg
Итак верхняя панель 12.67+4.32=16.99kg. Нижняя будет такая же итого масса только обшивки 35кг. Смею заверить, что доп элементы в крыле добавят от 50 до 100% веса, заметили, что ребрышки в панелях я не учитывал, а это будет немало. Итого по минимуму имеем 52 кг масса крыла. Что составляет 52/300=0,173 от взлетной массы. Это очень большой процент. Думаю в 300 кг взлетного веса не влезть.

Во такие пироги с крылом и несущими поликарбонатными панелями.

 

[msinev]

Мне кажется, вы бежите впереди паровоза.

Берем подкосное крыло размахом 8м хордой 1м относ толщина 15%.
Взлетная масса 300 кг. Подкос где-то в середине размаха. Эксплуатац перегрузка 4, коэф безопасности 1.5 доп коэф для пластиков 2. Распределение подъемной силы по размаху берем прямоугольное (для простоты).
Панель которая способна воспринять изгиб момент будет шириной около 0.3 м (остальное близко к нейтральной оси, поэтому не берем в расчет). Эфф строит высота профиля около 0.9 макс строительной высоты, те 0,135м.
Тогда расч момент в районе подкоса: (300kg*9,81kg/mcub*4*1,5*2)/8m*2m^2/2=8829 Nm.
Считаем что критические напряж потери устойчивости равны сигме временной 50 МПа.
Тогда потребная  суммарная толщина двух слоев на одной панели составит: 8829Nm/(50*10^6MPa*0.135m*0.3m)=0.0044m
В середине пролета между подкосами будет сжимающая сила, поэтому пока считаем что потребное сечение такое же. Масса одной сжатой панели 8м*0,3м*0,0044м*1200kg/mcub=12.667kg.
Считаем, что остальная часть сделана из панели со слоями 0.3мм. Масса такой панели 0.0003*2*0.7*8*1200=4.32kg
Итак верхняя панель 12.67+4.32=16.99kg. Нижняя будет такая же итого масса только обшивки 35кг. Смею заверить, что доп элементы в крыле добавят от 50 до 100% веса, заметили, что ребрышки в панелях я не учитывал, а это будет немало. Итого по минимуму имеем 52 кг масса крыла. Что составляет 52/300=0,173 от взлетной массы. Это очень большой процент. Думаю в 300 кг взлетного веса не влезть.

Во такие пироги с крылом и несущими поликарбонатными панелями.

На мой взгляд - не особо страшные пироги.
52 кг вполне себе для первой оценки, которая потом ещё непонятно куда сдвинется.

Кстати, рёбрышки несущих панелей проходят вдоль крыла (Тогда, помимо всего остального, можно брать готовый сплошной лист до 12 метров вдоль крыла) - а потому входят в воспринимающую нагрузку массу.

К тому-же,  для пластиков 2 вводили и-за стекло/угле-волокна
которые имеют ряд неприятных особенностей в части нестабильности прочности и раскалывания. Поликарбонат материал отнородный и к сколам очень не восприимчивый - 2 для него только как запас - на экспериментальный материал.

 

[igorvnikol]

которая потом ещё непонятно куда сдвинется

Куда сдвинется, это как раз понятно. Уверен в 70 кг.

а потому входят в воспринимающую нагрузку массу.

Нет нельзя.

Все гораздо хуже, поскольку на потерю устойчивости панель будет работать плохо по причине низкого модуля упругости, а посему напряжения в 50 МПа не видать как своих ушей.

Чтобы подкрепить панель, надо будет достаточно часто ставить нервюры. Поверхность их будет соизмерима с поверхностью крыла,  и тд и тп.  Для нормального восприятия перерезывающей силы надо минимум добавлять одну стенку, а реальнее две. Стыковые узлы потребуют перехода с панельной схемы на лонжеронную. Поскольку сигма смятия материала никакая, то на крепеже наберете ого-го.

К тому-же,для пластиков 2 вводили и-за стекло/угле-волокна
которые имеют ряд неприятных особенностей в части нестабильности прочности и раскалывания. Поликарбонат материал отнородный и к сколам очень не восприимчивый - 2 для него только как запас - на экспериментальный материал. 

Никакому трезвому проектировщику не придет в голову считать пластмассовую конструкцию без такого доп коэфф. Я уж не говорю, что этого требуют любые НЛГ. Разброс механики ЛЮБОЙ пластмассы и рядом не лежал с таковым для дюраля.

Инженеру, а тем более математику сам Бог велел сначала считать, потом делать.

Успехов.

 

[Lapshin]

Во такие пироги с крылом и несущими поликарбонатными панелями. 

Приведенная методика - полная чепуха,увы.На основе рассуждений подобного уровня выводы можно сделать прямо противоположные (что и сделал,признав расчет за истину msinev).Равной чепухой окажется конечно попытка брать изгиб панелями обшивки,чего не делают и на дюралевых самолетах,да и на композитных,обычно,тоже - там обшивка не работает на сжатие-растяжение кроме присоединенной к лонжеронам сравнительно узкими полосами,а,как правило,работает на сдвиг, воспринимая кручение и лобовые нагрузки.

 

[igorvnikol]

Приведенная методика - полная чепуха,увы.На основе рассуждений подобного уровня выводы можно сделать прямо противоположные (что и сделал,признав расчет за истину msinev).Равной чепухой окажется конечно попытка брать изгиб панелями обшивки,чего не делают и на дюралевых самолетах,да и на композитных,обычно,тоже - там обшивка не работает на сжатие-растяжение кроме присоединенной к лонжеронам сравнительно узкими полосами,а,как правило,работает на сдвиг, воспринимая кручение и лобовые нагрузки. 

Секундочку! Человек озвучил панельную(моноблочную) ксс крыла! Не надо передергивать!
Как довод мне приводилось, что на поликарбонатной пенели многостеночная конструкция, посему хорошо работающая.
Я для простоты не брал критических напряжений, а взял сигму т. Простейшие прикидка дает гадостный результат.


Если сравнивать с ненесущей на сжатие, а только на сдвиг традиц обшивкой, то будет тоже фигня. Сравнение с ненесущей тканевой обшивкой будет вообще не в пользу поликарбонатной панели. Об этом выше уже говорилось.

Вот я и говорю опять, что не вижу(пока) преимуществ применения поликарбоната.