Как сделать профиль крыла
Решил тему новую завести, чтоб уже отдельно обсудить вопросы, коих имеется много. И, как мне думается, интересные многим начинающим и чуть продвинутым строителям моделей.
3. Скоро подойдут 2 импеллера. Пока не решил, построить ли мне ПАК-ФА или Як-130, но размеры будут - размах около 750-850, вес примерно менее 700г. Тягу заявляют на импеллерах по 490г на каждый. Что посоветуете по крыльям?
Достаточно давно для всех классов и типов моделей, НЕ преследующих предельные аэродинамические характеристики (т.е. практически все, кроме гонок и планеров), выбор профиля на 90% от технологичности изготовления: чтобы было проще делать, чтобы внутрь крыла с таким профилем влез требуемый силовой каркас. Срывные характеристики и характер срыва на крыле в целом - полностью определяются относительной толщиной профиля и изменением относительной толщины профиля от корня к концам.
Особо отмечу, что это далеко не только мое личное мнение - это мнение большинства опытных моделистов! Для фан-флаев и 3Д самолетов иногда вообще делают профиль так: спереди - кусок окружности, сзади от лонжерона - сход на нуль треугольником. Не шутка, такие профиля реально есть. При большой толщине, срыв очень мягкий и предсказуемый. Все прочие самолеты, включая ФЗА, построены на симметричных NACA00XX.
Если самолет срывает или проявляются какие-то неприятности такого плана - виноват не профиль, а распределение его толщины по размаху. Может, стоило вообще толщину всего крыла чуть увеличить, чтобы срывные характеристики были более мягкими, а может быть стоило нагрузку на крыло поменьше делать. Профиль, покуда он без изломов, в данном случае не является камнем преткновения.
Отдельно по пункту 3:
до 700 грамм в принципе приемлемы и плосские профиля, толщиной в 2, может быть 3 потолочки. На РЦД немало импеллерников такого плана. При такой толщине пенопласт удается обточить, придав более-менее аэродинамичную форму. Главное: стараться не нагнать общую нагрузку (30 г на квадрат - предел, но идеально за 20 не выходить для плосколета) и одновременно суметь обеспечить достаточную жесткость крыла не только на изгиб, но и на кручение. При малой толщине непросто нормальный силовой набор затолкнуть в крыло. Если сомневаетесь, что сможете обеспечить требуемую жесткость для почти плосского крыла - делайте профильное с нормальным силовым набором! Как раз тот случай, когда профиль определяется технологией изготовления.
Да, общие понятия - они известны. Но беда в том, что технологии изготовления, которыми я пользуюсь позволяют для всех этих моделей сделать крыло толщиной от 6мм для моделей размахом до 1м, до 30мм при размахе 1600мм. И будет достаточная жесткость на кручение и изгиб. А это дает возможность выбирать в слишком уж широких пределах. Поэтому и возникают вопросы - а сколько нужно в граммах? Так и не сформировалось в голове четкого понимания.
1. Для фана - вопрос - какой именно профиль и его толщину на конце и у корня можно было бы попробовать? Может вобще на трапецевидном крыле абсолютную толщину сделать одинаковой?
2. Для бойцовок-полукопий. Да, это не гоночные самолеты, но до 120-140 км/ч они разгоняются, поэтому должны крылья хорошо работать в широком диапазоне скоростей. И я по-прежнему сомневаюсь, стоит ли делать так, как советуют на РЦД.
3. С импеллерниками все более-менее понятно. Если крыло тонкое - мало что можно выдумать. Но вот хотя бы делать его симметричным или, например, плоско-выпуклым я так и не понял, единственное, что понял, что если сделать примерно одинаковым по толщине - это будет неплохо при достаточно большом сужении.
Да, что бы Вы не говорили, а тут бы проверить в виртуальной трубе, и сравнить варианты, хотя бы для самоуспокоения.
Ну что ж, время уже не ждет. Надо строить. Если никто не подскажет, что-нибудь сам попробую, а потом отпишу, как получилось. Только будет это не скоро, ибо пилот мой не всегда доступен.
Программа профили. Играемся с радиусом носика профиля. Выводы: Просто сделать бОльше радиус носика на концах, если не хочется сильно наращивать толщину. Можно поставить турбулизатор на 10% хорды.
Применял на планере, эффективно. Сорвать невозможно.
Можно напротив "Заточить" острее центроплан, выиграем лобовое и заставим его раньше срываться.
Мне лично до конца не ясно во всех ли дисциплинах требуется поздний срыв на консолях?
Обычно, при изготовлении очередного пенолета, сужение лонжерона сильным сделать не получится, поэтому относительная толщина к концу автоматически станет больше. Если он еще и "шершавый" сверху то результат очевиден - фиг сорвешь, даже стреловидное почти терпит.
Ну и нагрузка на площадь решает.
По простому говоря, это поперечное сечение крыла (не крыльев, а именно крыла, об этом мы с вами договорились здесь).
Однако по простому, да не совсем, потому что профиль крыла – это, говоря официальным языком, одна из основных составляющих, формирующих летательный аппарат и самолет в частности, так как крыло все же его неотъемлемая часть. Совокупность некоторого количества профилей составляют целое крыло, причем по всему размаху крыла они могут быть разные. А от того, какие они будут, зависит назначение самолета и то, как он будет летать. Например, скоростной и высотный самолет всегда имеет тонкий профиль крыла с острой передней кромкой. Известные предствители этого класса – самолеты МИГ-25 и МИГ-31. В то же время большинство пассажирских лайнеров имеют профиль с большой относительной толщиной и закругленной передней кромкой.
Типов профилей достаточно много, но форма их принципиально всегда каплевидна. Этакая сильно вытянутая горизонтальная капля. Однако капля эта обычно далека от совершенства, потому что кривизна верхней и нижней поверхностей у разных типов разная, как впрочем и толщина самого профиля. Классика – это когда низ близок к плоскости, а верх выпуклый по определенному закону. Это так называемый несимметричный профиль, но есть и симметричные, когда верх и низ имеют одинаковую кривизну.
Каждый образец математически рассчитывается согласно законам королевы авиационных наук аэродинамики. А потом продувается в аэродинамической трубе на различных режимах для иммитации полетных условий и сбора необходимых характеристик.
Эволюция профиля крыла. Исторические разработки NASA.
Всеми полученными данными потом могут пользоваться разработчики различной авиационной техники (от авиа моделистов до современных самолетов) для выбора подходящего варианта. Существуют даже так называемые таблицы профилей. А профиль крыла, о котором мы говорим, вообще-то более точно называется аэродинамический профиль крыла, потому что это один из основных терминов, которыми оперирует аэродинамика.
Разработка аэродинамических профилей проводилась практически с начала истории авиации, проводится она и сейчас.
Делается это в специализированных учреждениях. Ярчайшим представителем такого рода учреждений в России является ЦАГИ – Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского. А в США – такие функции выполняет Исследовательский центр в Лэнгли (подразделение NASA).
YouTube канал
Подбор двигателя
Меню сайта
Магазин
TOP статьи
Оборудование
Плосколеты
Создание авиамоделей
- Фотоинструкции
- Видеоинструкции
- Обзоры изготовления
RC Магазины
Home Изготовление авиамоделей Разработка авиамоделей Модель с ДВС. Проектируем и строим (окончание)
- Как сделать Mini Flash
- Сокол (Falcon) 1000 - 2-х моторное пилотажное FPV крыло.
- Мини самолеты на радиоуправлении
- Дрон для новичка - Eachine Novice-II V2.0
- Как сделать самолет УТ-2 своими руками
- Бюджетный джип внедорожник - JY66 1/14 2.4Ghz 4WD
- Большие Гуси 2021
- Обзор радиоуправляемого джипа WPL C24 масштаба 1/16
- Самодельный токарный станок для домашней мастерской
- DW HOBBY Rainbow - летающее крыло из ЕПП
Модель с ДВС. Проектируем и строим (окончание)
Юрий Арзуманян (yuri_la)
Часть IX
Приступаем к изготовлению крыла. От съемного крыла отказался по причине того, что все модели с ДВС у меня на даче и ездить этот самолет никуда не будет. Однако никто не мешает сделать крыло съемным, как первоначально и планировалось. В боковинах фюзеляжа просто делается вырез, как это видно на пенопластовой болванке в начале темы. В лобике крыла штырьки, а в фюзеляже крепежная пластина с грибковой гайкой. К задней кромке клеится бобышка, через которую проходит крепежный винт. Впрочем, при полном размахе крыла по законцовкам 1300 мм она должна входить в легковушку и в неразборном виде.
Проверенная технология у меня такая: все лонжероны из сосновых реек, силовые нервюры (стойки шасси у меня стояли на крыле) – фанера 3 мм, все остальные нервюры из потолочки, законцовки - пеноплекс. Обтянуто крыло было пленкой на лавсановой основе. Довольно толстой и прочной. Эта пленка, как мне недавно сказали, называется "астролон". А мы в далекие времена, когда приходилось стоять за кульманом, на ней чертили, так как у нее с одной стороны напыление, дающее шероховатость, что позволяет карандашу оставлять след и не скользить. У нас она тогда называлась "пергамин" и ее мы предпочитали другому "пергамину", который был на бумажной основе, слегка вощеный (не путать с калькой).
Исходя из опыта, я задаю сам себе вопрос: если пленка держит, то потолочка разве будет слабее? Она будет тяжелее, это да. Но я планирую зашить ею только лобик крыла. По передней кромке тоже будет рейка, а вот по навеске элеронов еще не определился.
Если зашивать бальзой, то я бы делал не толще 1 мм, и только лобик, а также полоски по заднему лонжерону (буквой "П" на боку).
Крыло делается по традиционной наборной технологии: лонжероны + нервюры. Все нервюры, кроме силовых, на которых будут стоять сервоприводы элеронов, из подложки под ламинат (аналог потолочки). Силовые - из "фруктовой" фанеры. На снимке видна форма нервюр. Одна из них пока без вырезов под сервы. Используется как шаблон для вырезания других нервюр. А те могут показаться слишком хлипкими для такого самолета, но я уже так делал и проблем не возникло.
На задний лонжерон, на который будут навешиваться элероны, клеится полоска из подложки под ламинат, а в ней потом делаются прорези, куда войдут хвостики нервюр.
Рис. 78. Задний лонжерон (кромка крыла)
Консоль крыла в сборе выглядит так:
Рис. 79. Сборка консоли крыла
Крыло получается ровным, так как сначала проделываются отверстия в боковинах фюзеляжа для продевания сквозь них реек-лонжеронов. Эти отверстия дорабатываются надфилем до нужной точности, чтобы все рейки были строго параллельны друг другу, перпендикулярны продольной оси самолета и перпендикулярны вертикальной плоскости симметрии. То есть, чтобы не были наклонены относительно самолета и горизонтального оперения. Потом они фиксируются клеем. Если отверстия в результате растачивания получились больше, чем нужно, то правильной фиксации помогают корневые нервюры, которые приклеиваются к фюзеляжу в "правильном" положении.
Рис. 80. Корневые нервюры
Рис. 81. Зашивка крыла
Рис. 82. Зашивка крыла, вид снизу
Осталось сделать и приклеить законцовки, а потом обтянуть крыло. Здесь я должен заметить, что можно было, конечно, не заморачиваться таким способом изготовления обшивки крыла, требующим оклейки задних кромок, полок нервюр и лобика крыла, а просто зашить все крыло потолочкой. Дело не в тех нескольких граммах, которые на этом экономятся. Мне просто хотелось испробовать на "потолочном" материале классическую технологию изготовления бальзового крыла. Она мне понадобится для следующего проекта электрички, где эти сэкономленные граммы уже будут существенно ценнее. И если такое крыло будет достаточно прочным и жестким для самолета с ДВС за килограмм весом, то для полукилограммовой электрички оно тем более подойдет.
Рис. 83. Полностью зашитое крыло
Крыло я предпочитаю делать максимально гладким, без торчащих наружу машинок. Тяги в качалки сервомашинок вставляются Z-образными концами.
На кабанчиках будут вот такие зажимы:
Долго не мог решить из чего и как делать элероны. Даже начал уже делать из подложки под ламинат наборную конструкцию. Начало не понравилось, отложил в сторону. В итоге остановился на цельных элеронах из пеноплекса. Поскольку крыло у меня с толстым профилем и элероны его повторяют, то есть тоже толстые, то проверка заготовок из пеноплекса показала их хорошую жесткость, не требующую, пожалуй, даже усиления рейкой. Напоминаю, что по весовой сводке у меня выделено на каждый элерон по 40 грамм. Вот что имеем сейчас.
Рис. 84. Элерон из пеноплекса
Но это не весь вес. Будет еще оклейка тонкой бумагой на ПВА. Потом покрашу. Будет еще усиление в месте установки кабанчика. Все равно в лимит веса уложусь. Петли и кабанчики у меня заданы отдельной позицией в весовой сводке.
После оклейки бумагой на ПВА элероны покрасил. По правде говоря, не очень у меня это получается. Сделал законцовки из толстого куска пеноплекса.
Рис. 85. Элероны и законцовки
Попробовал также обтянуть крыло пленкой для оклейки учебников. Получилось вроде хорошо, легко пришкваривается утюжком. Но. не держится!
Искал способ установки кабанчиков в элероны из пеноплекса, чтобы их потом не вырвало. Пришел к такому решению:
Рис. 86. Пластина фиксации кабанчика в элероне
Штатными винтиками на треугольную фанерку, которая затем вклеивается в элерон.
Рис. 87. Установка кабанчика в элерон
Рис. 88. Примерка элерона
Петли обычные, вклеены, потом еще зафиксированы зубочистками. Навесил элероны, приклеил законцовки.
Рис. 89. Консоль крыла с законцовкой
Можно приступить к обтяжке. Местами получается неплохо, а местами не очень.
Рис. 90. Крыло после обтяжки пленкой
Законцовки оклеены черным скотчем. Ну, вот и результат:
Рис. 91. Финист в сравнении с Фурией
Вес без мотора 860 грамм. Мотор с винтом, коком, крепежом примерно 350 грамм. Значит всего 1210 грамм без топлива. Капот добавит грамм 15. Фонарь не приклеен, а на 4-х мелких шурупах. Поскольку крыло не съемное, то доступ к машинкам, приемнику и батарее (для замены) – через фонарь.
Рис. 91. Финист вид сбоку
Что могу сказать в качестве предварительного подведения итогов? Самое, пожалуй, главное, это то, что удалось уложиться практически во все проектные параметры. В центровку попал. Вес с бортовой батареей 1250 грамм. Без топлива, разумеется, с топливом модель обычно не взвешивают. Тем более что в отличие от электро оно в полете расходуется. Удалось показать, что можно построить достаточно легкую модель, используя не дефицитные материалы, доступные практически любому моделисту. Все это вкупе с "мелким" мотором означает относительно низкую стоимость "входного билета" в ДВС-направление, что и было основной целью проекта. Также хотелось продемонстрировать важность предварительных расчетов, до начала постройки.
Что касается летных качеств, то хоть они и не проверены пока полностью, но можно уже сейчас сказать, что сочетание размеров модели и установленного на ней движка не оптимально для "фана". Это, собственно, ожидалось с самого начала. Статическая тяга мотора с винтом 9х6 составила 1640 грамм, что больше веса модели. То есть по идее она и висеть на винте должна. Однако запаса тяги маловато для 3D. Можно, конечно, подобрать винт (скажем 10х5 или 10х4), получше настроить мотор и т.д. Будет время я это и проделаю. А может еще и мотор слегка доработаю в пределах доступного в кустарных условиях. Только сразу могу сказать, что это путь тупиковый. Да, мотор прибавит оборотов и мощи. Но с этим придет и увеличенная скорость полета, что для данного класса моделей ни к чему. То есть визгу будет много, а толку чуть.
Другое дело, что для классического пилотажа это бы подошло больше. Но это несколько другая модель.
Для 3D лучше четырехтактник, хотя объем цилиндра и вес у него будет больше, но моментная характеристика на низах у него лучше, а это означает способность крутить пропеллер большего диаметра и иметь при этом запас хода стика газа, что крайне важно для силовых фигур, типа висения на винте.
Есть у меня еще в коробке ASP 61 FSR. Под него можно сделать похожий самолет (нос придется укоротить из-за веса). Это будет более правильный аппарат. Посмотрим…
Видео облета здесь:
Я благодарю всех, кто принял активное участие в обсуждении проекта и помог оформить обширный материал в виде статьи. Получившийся самолет не только мой проект. Он результат коллективного интеллектуального труда.
По простому говоря, это поперечное сечение крыла (не крыльев, а именно крыла, об этом мы с вами договорились здесь).
Однако по простому, да не совсем, потому что профиль крыла – это, говоря официальным языком, одна из основных составляющих, формирующих летательный аппарат и самолет в частности, так как крыло все же его неотъемлемая часть. Совокупность некоторого количества профилей составляют целое крыло, причем по всему размаху крыла они могут быть разные. А от того, какие они будут, зависит назначение самолета и то, как он будет летать. Например, скоростной и высотный самолет всегда имеет тонкий профиль крыла с острой передней кромкой. Известные предствители этого класса – самолеты МИГ-25 и МИГ-31. В то же время большинство пассажирских лайнеров имеют профиль с большой относительной толщиной и закругленной передней кромкой.
Типов профилей достаточно много, но форма их принципиально всегда каплевидна. Этакая сильно вытянутая горизонтальная капля. Однако капля эта обычно далека от совершенства, потому что кривизна верхней и нижней поверхностей у разных типов разная, как впрочем и толщина самого профиля. Классика – это когда низ близок к плоскости, а верх выпуклый по определенному закону. Это так называемый несимметричный профиль, но есть и симметричные, когда верх и низ имеют одинаковую кривизну.
Каждый образец математически рассчитывается согласно законам королевы авиационных наук аэродинамики. А потом продувается в аэродинамической трубе на различных режимах для иммитации полетных условий и сбора необходимых характеристик.
Эволюция профиля крыла. Исторические разработки NASA.
Всеми полученными данными потом могут пользоваться разработчики различной авиационной техники (от авиа моделистов до современных самолетов) для выбора подходящего варианта. Существуют даже так называемые таблицы профилей. А профиль крыла, о котором мы говорим, вообще-то более точно называется аэродинамический профиль крыла, потому что это один из основных терминов, которыми оперирует аэродинамика.
Разработка аэродинамических профилей проводилась практически с начала истории авиации, проводится она и сейчас.
Делается это в специализированных учреждениях. Ярчайшим представителем такого рода учреждений в России является ЦАГИ – Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского. А в США – такие функции выполняет Исследовательский центр в Лэнгли (подразделение NASA).
Читайте также: