Вопрос по выбору материала для фюзеляжа высокоплана

"Вопрос по выбору материала для фюзеляжа высокоплана"

Довольно странное название темы. По любой технологии любые схемы строились. А почему только фюзеляжа - крыло из чего планируется изготовить ?  Каково назначение того высокоплана ? Какой планируется мотор ? Сколько топлива аппарат должен нести ? Где и как он будет хранится ? Как использоваться ? Каковы возможности строителя ? Странно что эти вопросы до сих пор никто не задал... Как можно вне контекста определить оптимальные материалы/технологию постройки ?
 
"Вопрос по выбору материала для фюзеляжа высокоплана"

Довольно странное название темы. По любой технологии любые схемы строились. А почему только фюзеляжа - крыло из чего планируется изготовить ?  Каково назначение того высокоплана ? Какой планируется мотор ? Сколько топлива аппарат должен нести ? Где и как он будет хранится ? Как использоваться ? Каковы возможности строителя ? Странно что эти вопросы до сих пор никто не задал... Как можно вне контекста определить оптимальные материалы/технологию постройки ?

Вот именно. Но ряд конкретносей у нас есть.

1. Полетная масса явно менее тонны.
2. любительская постройка.

Выводы - высокоплан ферменно-тряпочной конструкции будет лучшей схемой. И вопрос задан именно про ферму высокоплана.

Я считаю, что равноправно просматриваются 4 варианта.

1.  Сварная стальная фрема, трубы 4130 или Ст. 20  Необходим гнадежный поставщик таких труб и Ваше слово, товарищ Сварщиков!

2. Сборная ферма из труб Д-16Т как Скай. Нужны поставщик качественных труб и крепежа и точная резка.

3. Клепаная ферма из уголка Д16Т. простая в изготовлении при наличии материалов, получить высокую культуру веса можно не всегла и сложно. Нужно учитывать особенности фермы из открытых профитлей начиная с формирования общего вида самолета.

4. деревянная ферма - качественная древесина, клеи, защитные покрытия и умение работать с деревом, оптимальный учет свойств древесины в конструкции.

 
 
Подскажите как определить из какого материала фюзеляж высокоплана будет легче: композит, алюминий (типа СН701) или каркас из труб+ткань(типа Пайпера)?  
Виноват! Исправляюсь. kv72 задал вопрос так.
 
kv72 задал вопрос так.

Совершенно верно - и это сбило людей с толку.

Надо-ли варить из хромансиля ферму одноместного самолета минимальной размерности, с пластиковым крылом, расчитанного на достижение максимальной скорости?
 
kv72 задал вопрос так.

Совершенно верно - и это сбило людей с толку.

Надо-ли варить из хромансиля ферму одноместного самолета минимальной размерности, с пластиковым крылом, расчитанного на достижение максимальной скорости?  

Из хромансиля недопустимо варить схему никакого самолета. на Як не оглядываемся.

Если это маленький одноместный самолет, то никакая сталь в его ферме не будет иметь особых преимуществ перед Ст.20, если ее свойства правильно учесть при выборе размеров секций фермы.

Далее нужно будет серьезно задуматься, нужно ли этому самолету пластиковое крыло. На мой взгляд, оно полностбю угробит всю красоту проекта.
 
Подскажите как определить из какого материала фюзеляж высокоплана будет легче: композит, алюминий (типа СН701) или каркас из труб+ткань(типа Пайпера)?  
Вопрос о выборе конструкции, материала, удельной прочности хорошо освещен в книге: А.Л. Гиммельфарб, "Основы конструирования в самолетостроении", Москва, "Машиностроение", 1980 г. 🙂
 
Далее нужно будет серьезно задуматься, нужно ли этому самолету пластиковое крыло.

Человек спросил почему-то лишь про фюзеляж - возможно крыло у него уже есть. (!)  Как можно гадать какой фузель легче будет, если с крылом не решено, да и тип ЛА неизвестен. Истребителей-высокопланов может и немного...а вот планеров - полным-полно...

Ну уж о личных предпочтениях я не упоминаю. Вот моя собственная дилема - я неплохой сварщик (по Ст20), но  сам предпочел-бы клепать из алюминия, а не варить. Деревянный фюзель/крыло - мог-бы заказать. С композитом - сам работать не умею и не хочу - а заказать - и дорого, и качество изготовления ответственных узлов не всегда определить можно. Пластиковый "обмылок" гладкий, однако, куда сподручнее продать втридорога  😀 . И владеть им престижнее (по мнению многих блондинок). Так из чего мне строить ?  
 
\\\Совершенно верно - и это сбило людей с толку.\\\
Надо-ли варить из хромансиля ферму  не будет иметь особых преимуществ перед Ст.20

  Мдаа 😉.......из водопроводной полдюймовой ;D........фюзель всего около 30кг :-?........зато прочность как у ИЛ-2 😱  !!! 😀
 
Так из чего мне строить  
Стройте из того, к чему лежит душа, что хорошо знаете. Масса конструкции маленьких самолетов в большей степени определяется габаритами человека. Ну здоровые у нас мужики, хть ты плачь.
Самый беспроигрышный вариант - дерево. Хорошую тарную дощечку можно найти всегда и везде. Чемпионом мира по высшему пилотажу в США (в девяностых годах) стал дедушка 64 лет на деревянном самолете. Дерево прощает многие огрехи и для единичного изготовления - лучший материал.
 
"Вопрос по выбору материала для фюзеляжа высокоплана"

Довольно странное название темы. По любой технологии любые схемы строились. А почему только фюзеляжа - крыло из чего планируется изготовить ?  Каково назначение того высокоплана ? Какой планируется мотор ? Сколько топлива аппарат должен нести ? Где и как он будет хранится ? Как использоваться ? Каковы возможности строителя ? Странно что эти вопросы до сих пор никто не задал... Как можно вне контекста определить оптимальные материалы/технологию постройки ?
Самолет двухместный под 100-сильный двигатель. Крыло хотим делать цельнометалл клепаное из алюминия. Поэтому и возник вопрос про наивыгоднейшую массу фюзеляжа. Строить будем силами аэрокулба. Хранить под открытым небом, так что дерево исключается.
 
Крыло хотим делать цельнометалл клепаное из алюминия.


ОК. Так почему и с фюзеляжем не продолжить в том-же стиле ? В конце концев - построив крыло ваш коллектив приобретет навык работы с данным материалом, вы создадите, закупите и затем освоите необходимую для строительства оснастку и инструментарий. Зачем-же  отворачиваться от собственных наработок и начинать освоение новых приемов строительства, приобретая попутно новый парк инструментов ?
При том расширяя номенклатуру материалов необходимых для строительства , а в дальнейшем и ремонта аппарата... Усложняя контроль за состоянием. Наживая всяческие непредвиденные сюрпризы от использования разнородных материалов - вроде гальванических развязок или расслоений пластика... Стоит-ли это каких-то килограммов гипотетической, никем не гарантированной выгоды - учитывая что цель - двухместный самолет-высокоплан со 100-сильным мотором, который и при 650 кг МТОW будет абсолютно нормально летать.
 
Самолет двухместный под 100-сильный двигатель. Крыло хотим делать цельнометалл клепаное из алюминия. Поэтому и возник вопрос про наивыгоднейшую массу фюзеляжа. Строить будем силами аэрокулба. Хранить под открытым небом, так что дерево исключается.  
Ресурс и время эксплуатации самолета , как говорил Казимир Жидовецкий, определяется размерностью и условиями эксплуатации. Если самолет Ил-96 летает с гладкой бетонки, его обслуживает 200 человек, хорошо обученных и имеющих все условия, то маленькую технику обслужиавют люди с гораздо меньшей квалификацией (обычно) и летает наша матчасть где попало (как сказал нам агроном, что сюда мы на "Ниве" еще доедем, а летают они там дальше). Ввиду этого, время эксплуатации легкого самолета, в среднем, составляет 5 лет. Или разбивают, или пьяный тракторист приезжает посмотреть, или губит стихия. Правильно сделанная и защищенная деревянная конструкция работает долго и хорошо.
Как я понял, вопрос возник о снижении массы. К весу в самолете нужно относиться внимательно везде. Предпочтительных агрегатов не бывает. Больше всего вес набегает на площадных деталях (обшивка, пластиковые капоты и обтекатели, зашивки внутри кабины и пол, окраска, остекление). Следующее - так называемая мелочевка. Зализы, обтекатели, кронштейны, узлы навески, рукоятки, крепеж и т.д.
Масса крыла в вашем случае (если это не пилотажный самолет), при взлетной массе 500...600 кг, должна составлять 60...70 кг.    
 
Сергей Николаевич прав: строить лучше всего из того, к чему лежит душа, и что лучше знаете, и с чем работать умеете, и что имеется в достаточном качестве и количестве за приемлемую цену. Тогда и конструкция может получиться достаточно совершенная, и удовольствие от работы получите.
Не будет названных материалов - научимся из ивовой лозы конструкции плести. На то человеку и голова.
Несмотря на теоретические выкладки, практика показала, что в нашем классе абсолютных преимуществ не имеет ни одна конструкция. Любая может быть сделана с очень высокой степенью совершенства. И любая - провально.
Когда-то давно, было время, от дерева уже начинали плеваться. Но французы сделали мини-истребитель Кодрон, который с дохленьким моторчиком показал такие данные, которые не снились настоящим истребителям. Это машинку потом многие страны прикупили себе. Для исследований. Деревяшку простую. Учиться.
И кое-кто потом кое-чему таки научился: появился Москито, головная боль ПВО Германии. Который тоже потом не стыдились покупать для исследований.
Когда жареный петух клюнул, и немцам пришлось значительную часть конструкций делать из дерева - это касаелось как самых современных поршневых истребителей, конкурентов Мустанга, Тандерболта, Лавочкина-7 и Спита, так и реактивных самолетов.
Это я к тому, что абсолютизация любого типа конструкции ни к чему хорошему не приводит.
 
деревянная конструкция, грамотно защищенная, живет дольше человеков. не обязательно ангарное хранение - еть пример эксплуатации в течение десятилетий французских деревянно- тряпочных самолетов Robin  в Туманном Альбионе. Еще пример, на довоенных Пайперах лонжероны крыла были деревянные, а нервюры сборные дюралевые. Вот такая смесь технологий. надо сказать, удачная и технологичная. Эти Пайперы летают уже 70 и болдее лет и хранятся всяко, в том числе и под открытым небом и на Аляске.На самолетах Тейлоркрафт та же конструкция (одна гимназия - Тейлор) сохранялась в течение всей истории их производсьтва. кром екрайних нескольких лет (недавняя попытка возобновления, к сожалению неудачная). Мне самому эта конструкция нравится все больше и больше.

При удельной нагрузке на крыло менее 90-100кг/м2 крыло снеработающей тканевой обшивкой всегда легче цельнодюралевого, причем на самолете размерности Пайпера этот выигрыш может достигать 30-50кг, а если еще площадь крыла будет как у Пайпера, т.е. 16-17м2, то никакие другое крыло просто не влезет в весовую сводку. Пример из классики, У самолета Пайпер J-3 крайних серий (1947г) консоли крыла вместе с подкосами в сумме весили 77кг, площадь крыла 16.5м2, размах 10.74м, допустимая полетная масса 550кг при перегрузках +3.8 -1.5

На подкосы у него приходилось примерно 16кг. Пустой самолет весит 305-345кг, в зависимости от оборудования.

Еще пример. Самолет Luscombe 8 был в двух вариантах, с монококовым дюралевым фюзеляжем и дюралево-тряпочным крылом и цельно дюралевый. Цельнодюрадевый весил на 27кг больше при площади крыла 13м2., т.е. добавочный вес цельнометаллического крыла составлял примерно 2кг/м2.

27кг это ему топливо на 2.5-3 часа полета.

Помимо выигрыша в массе крыло с тканевой обшивкой дает очень большое преимущество именно с точки зрения долговечности и стоимости поддержания летной годности. Сняв обшивку, можно осмотреть весь силовой набор и увидеть коррозию. трещины, остаточные деформации раньше, чем они сделают жэтот лтательный аппарат летальным. Также можно при высокой весовой культуре добитьсятого, что при нормальной эксплуатации напряжения в силовом наборе такого крыла не будут достигать предела усталости, а надежным индикатором негодного состояния будет остаточная деформация. Все, что по чертежу прямое должно быть прямым! Это легко проверяется визуально.
 
Из хромансиля недопустимо варить схему никакого самолета
А можно осветить Ваш личный опыт по сварке авиационных конструкций из 30ХГСА.
Лично варил рамы для багги.Материал не лучший для свариваемых объемных конструкций.В местах рядом с сварочным швом возникают трещины приходилось усиливать косынками и т.д. Пришли к ст 20 по остаточным деформациям можно судить о просчетах по прочности,но никаких трещин.
 
Согласен по крылу, Денис.
Правда, не знаю до сих пор, сколько реально служит современная ткань. Есть подозрение, что если не на химии, то долго.
А записка про проверку коррозии внутренней на фермах была предназначена тебе. Ты уж слишком расхвалил трубчатую ферму для любительских условий и необъятных сроков службы.
Я как-то общался с фирмой, делающей Китфоксы. По-моему, она обанкротилась уже, но это неважно, так вот они сообщали, что варить ферму не доверяют никому, что у них каждый сварной узел тщательно просвечивается на предмет непровара.
Всегда-ли в любительских условиях можно гарантировать качество?
 
Правда, не знаю до сих пор, сколько реально служит современная ткань. Есть подозрение, что если не на химии, то долго.
Химия, это не враг для ткани, вот ультрафиолет.- это да!!!!
 
Назад
Вверх