Общие вопросы моделирования и конструирования г лава 1
Скачать 3.04 Mb.
|
| § 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВИАЦИОННОЙ МОДЕЛИ Проектирование модели-копии летательного аппарата ведется по этапам: I этап —подбор рисунков, фотографий и другой документации, относящейся к прототипу. Определение класса (типа) модели и ее масштаба. II этап —определение размеров всех основных деталей модели и набор винтомоторной группы.
Приступая к работе над спортивной моделью, изучают достижения авиамоделирования, выбирают тип (класс) модели, основные принципиальные размеры, подкрепляя свои предположения на любом этапе проектирования расчетами и экспериментами. Техническую документацию подготавливают в следующем порядке. Вначале определяют важнейшие параметры и выбирают двигатель. Затем выполняют эскизы внешнего вида в масштабе 1 :10 или I : 5 и решают задачи по отысканию наивыгоднейших аэродинамических и эстетических форм. После этого вычерчивают сборочный чертеж модели и рабочие чертежи крыла фюзеляжа и стабилизатора в масштабе 1:1. В заключение составляют перечень основных узлов модели с указанием массы каждого из них. Проектируемая модель в зависимости от выбранной схемы должна иметь наивыгоднейшее сочетание устойчивости и управляемости. Так, парящие и таймерные модели должны обладать отличной устойчивостью и хорошей управляемостью, а пилотажные —минимальной устойчивостью и отличной управляемостью. Любая модель должна иметь минимальное лобовое сопротивление и достаточно прочные и жесткие крыло, фюзеляж и стабилизатор. И, наконец, обладая всеми этими качествами, модель должна быть красива. Большинство моделей строится по схеме моноплана с верхним расположением крыла. Верхнее расположение крыла упрощает изготовление модели и регулировку. Кордовые модели имеют крыло со средним и нижним расположением. Модели свободного полета проектируют по одной схеме, они отличаются только размерами. Важным параметром модели (см. рис. 93) является размах крыла (/). Для планеров размах крыла равен 1 —1,5 м, для модели с резиновым двигателем — 1—1,5 м, с двигателем внутреннего сгорания—1,5—2 м (при мощности двигателя 0,1—0,15 кВт). Ширина крыла, или его хорда, 6= (1/12— 1/8)/, а толщина h = (0,08—0,15)6. Удлинение крыла, т. е. отношение длины крыла к его средней хорде //6Ср==8—12. Поперечный угол крыла (так называемый угол поперечного V крыла) — это угол, заключенный между, поперечной осью самолета и нижней поверхностью крыла. Его принимают равным 6—10°. Установочный угол, а=2—4°; площадь крыла 5„р= (0,08-0,12) Я Профиль крыла выбирают исходя из назначения модели. Так, для модели планирующего полета более приемлем профиль № 1 (табл. 4), т. е. вогнуто-выпуклый, а для скоростного моторного полета — профиль № 2. Определив ширину крыла и пользуясь таблицей, рассчитывают и вычерчивают в натуральную величину профиль крыла. Для этого используют две оси координат. На оси ОХ откладывают отрезок, равный длине хорды профиля, и делят его на части линиями, перпендикулярными хорде. Расстояние от начала хорды до каждой из линий равно 1/100 длины хорды, умноженной на число, указанное в таблице. Так, например, линия с числом 20 для профиля № 1 будет отстоять от начала хорды, длина которой 160 мм, на расстоянии (160/100)20=32 мм. Координаты точек верхнего и нижнего обводов профиля подсчитывают аналогично. Для рассмотренного случая координата точки верхнего обвода Ув = (160/100) 8,05=12,9 мм, а нижнего—Ун= (160/100) 1,0= 1,6 мм. Координаты точек нижнего обвода могут иметь отрицательные значения. Все найденные точки обводят плавной кривой линией и получают форму профиля в натуральную величину. Этим чертежом пользуются при изготовлении нервюр или шаблонов. Расстояние между нервюрами в каркасе крыла обычно составляет 40% длины хорды, а при больших расстояниях между нервюрами устанавливают дополнительно носки нервюр и другие элементы жесткости. Количество лонжеронов в крыле зависит от его ширины. Обычно при ширине, меньшей 140— 150 мм, ставят один лонжерон, а при большей — два. Первый лонжерон устанавливают на расстоянии, равном 25-^33% ширины крыла от передней его кромки, а второй — на расстоянии 65—70%. Размах стабилизатора (/Ст) составляет 25—35% размаха крыла, а ширина стабилизатора (Ьст)—20—30% размаха стабилизатора. Для моделей планера площадь стабилизатора (Sot) — 13—22% площади крыла (SKp), а для резиномоторной и таймерной моделей 20—35% этой площади. Чем больше расстояние L (плечо оперения) от крыла до стабилизатора, тем меньшей площади может быть стабилизатор. Площадь киля моделей планеров (SK) составляет 3,5— 4,6% площади крыла, резиномоторных —7—8%, таймерных — 4)5—6%. Для моделей с большим плечом оперения и значительной боковой поверхностью выбирают меньшую площадь киля. Чем больше угол поперечного V крыла, меньше плечо оперения и круглее сечение фюзеляжа, тем большей площади должен быть киль. Фюзеляж модели должен иметь определенный запас прочности. Это связано не столько с аэродинамическими силами, действующими на модель в полете, сколько с перегрузками, возникающими при посадке. Фюзеляжи планеров должны выдерживать ' изгибающий момент в вертикальной плоскости 15 Н-м, резиномоторных моделей—10 Н-м и таймерных — 40 Н-м. В горизонтальной плоскости могут возникнуть перегрузки, составляющие в среднем 60% действующих в вертикальной плоскости. Длина фюзеляжа планера и модели с резиновым двигателем составляет 75—90%, а с двигателем внутреннего сгорания 50—60% размаха крыла. Минимальная площадь поперечного сечения фюзеляжа зависит от площадей стабилизатора и киля и ориентировочно может быть подсчитана по формуле: Sср.=(Sк+Sст) К4 где SK — площадь киля, дм2; SCT — площадь стабилизатора, дм8; K4 — коэффициент пропорциональности. Для моделей с резиновым двигателем К4=1/100, с двигателем внутреннего сгорания К4=1/80. Наибольшее сечение обычно располагается на расстоянии 1/4—1/3 от носовой части фюзеляжа. Ширина колеи шасси должна обеспечить устойчивость модели при пробеге по земле и составляет 16—20% размаха крыла. Высота шасси должна быть больше половины диаметра винта, чтобы исключить касание работающим винтом земли. Массу модели рассчитывают, исходя из суммарной площади крыла и стабилизатора и допустимой нагрузки на единицу площади. Масса резинового двигателя составляет ~17% массы модели, а длина (с учетом 10% вытяжки)—70—ПО см. Диаметр винта составляет 30—40% размаха крыла. Шаг винта постоянный и обычно равен 1,2—1,6 его диаметра. Чем меньше диаметр винта, тем больше должен быть шаг. Лопасть винта — эллипсовидная, с максимальной шириной, равной 10—14% диаметра винта. Ширина лопасти максимальна на расстоянии от конца ее, равном 45—50% радиуса винта, причем винты меньшего диаметра и большего шага имеют лопасть большей ширины. Теоретически винт, как и крыло, обладает наибольшей подъемной силой (силой тяги) при углах атаки 14—16°. Практически для винтов наилучшими являются углы 6—8°. Лучшими считаются винты, лопасти которых имеют по длине переменный профиль: у комля двояковыпуклый, а в средней и концевой частях — вогнуто-выпуклый с толщиной, составляющей 4—5%' ширины лопасти. Вал винта изготавливают из стальной проволоки ОВС или ВС, диаметр которой зависит от диаметра винта следующим образом: Диаметр винта, мм 200 300 400 500 Свыше 500 Диаметр вала винта, мм 1 1,5 1,75 2 2,5 Задание 1. Выбрать схему и определить основные параметры модели. Цель. Освоение приемов расчета основных параметров проектируемой модели. Объект моделирования. Авиационная модель. Принадлежности. Писчебумажные принадлежности, микрокалькулятор или логарифмическая линейка. Методические рекомендации. Прежде чем приступить к выполнению практической работы, необходимо хорошо усвоить содержание § 1—4 настоящей главы и ознакомиться со специальной литературой (по заданию преподавателя). На основе анализа литературы по авиамоделизму, материальных возможностей учебных мастерских, имеющегося оборудования и инструмента выбирают класс и схему модели. Для примера возьмем модель класса В-2, т. е. фюзеляжную модель самолета с резиновым двигателем, прямоугольным крылом и стабилизатором. Киль установим перед стабилизатором. Шасси применим трех стоечное из стальной проволоки с жесткими колесами на основных стойках, винт — постоянного шага с системой свободного хода. Несущую площадь примем равной 19 дм2, а размах крыла 1250 мм. Ширина крыла 6 = 1/10, /=1250-1/10 = 125 мм. Площадь крыла SKp=/6 = 1250-125 =156250 мм2 =15,625 дм2. Площадь стабилизатора примем равной 22% площади крыла: SCT= 15625*22/100=3,44 дм2=34400 мм2. Размах стабилизатора примем равным 36% размаха крыла: 1250*36/100 = 450 мм. Разделив площадь стабилизатора на найденный размах, определим ширину 6Ст = 34400/450 = 76,5 мм. Округляем 6ст=76 мм, следовательно, площадь стабилизатора SCT = 450*76 = 3,42 дм2, а общая площадь несущей поверхности S = 15,625+3,42= 19,045 дм2. Это на 0,045 дм2 больше допустимого. Внесем поправку в площадь стабилизатора, примем Sст"-3,375 дм2 и тогда bст=75 мм. Центроплан крыла сделаем плоским, а консоли установим под углом 25е. Площадь центроплана примем равной 3/5 площади крыла, т.е. Sц=3/5*Sкр=3/5*15,625=9,375 дм2. Тогда площадь каждой консоли будет равна SKон=(Sкр—Sц)/2 = (16,025—9,375)/2 = 3,125. Определим длину центроплана, разделив его площадь на ширину крыла: 1ц=Зц/Ь = —93750/125=750 мм. Длина проекции консоли на горизонтальную плоскость равна половине разности длин крыла и центроплана: /1(0Н= (/—/ц)/2 = 250 мм. Конец консоли будет возвышаться над плоскостью центроплана на высоту 117 мм. Плечо стабилизатора зависит от соотношения площадей крыла и стабилизатора, величины САХ, совпадающей в данном случае с шириной крыла, и от коэффициента эффективности стабилизатора, в среднем равном АСт = 1,40; АctSкр/Sст = .-=1,4-15,625/3,482=630 мм. Площадь киля примем равной 7% площади крыла: SK = —15,025-7/100= 1,3 дм2. Форму киля выберем трапециевидную с средней хордой, равной 80 мм. Высота киля hк=SK/bK= = 13000/80 = 162 мм. Если принять хорду основания 95 мм, то хорда вершины киля будет равна 65 мм. Длину фюзеляжа возьмем равной 90% размаха крыла: lф= 1250*90/100= 1125 мм. Минимальная площадь фюзеляжа в поперечном сечении должна составлять 1/100 площади оперения = 478 мм2. Если применить фюзеляж круглого сечения, то можно воспользоваться формулой площади круга и найти значение диаметра: 24,7 мм. Для большей надежности возьмем диаметр сечения фюзеляжа в месте крепления крыла равным 30 мм. Диаметр винта примем равным 40% размаха крыла, т. е. DB=1250*40/100=500 мм, а шаг Н=500*1,2=600 мм. Диаметр вала винта будет равен 2 мм. Ширину лопасти примем равной 10% диаметра винта: Ьд=500-10/100=50 мм. Ширину шасси возьмем средних размеров, т. е. 18% размаха крыла: =225 мм, а высоту на 30 мм больше радиуса винта: 280 мм. Задание 2. Вычертить общий вид модели. Цель. Освоение приемов компоновки модели по расчетным параметрам. Объект конструирования. Модель самолета с резиновым двигателем. Принадлежности и материалы. Чертежные принадлежности, масштабно-координатная и чертежная бумага. Методические рекомендации. По расчетным данным, полученным в результате выполнения предшествующего задания, делают эскиз модели в трех проекциях, проставляя все размеры. Рассчитывают количество нервюр и лонжеронов в крыле, стабилизаторе и киле и изображают их на эскизе. Выбирают форму законцовок, носовой части фюзеляжа. Определяют взаимное расположение узлов модели и места крепления на фюзеляже шасси, крыла, киля и стабилизатора. Первым изображают крыло в плане и отмечают в средней его части расположение центра тяжести. Он может находиться на расстоянии 37—90% ширины крыла от передней кромки. Примем это расстояние равным 70% ширины крыла, т. е. хцт=125Х Х70/100=87 мм. От центра тяжести вдоль продольной. оси отложим отрезок, равный плечу оперения, и изобразим стабилизатор так, чтобы 1/3 хорды стабилизатора совпадала с концом этого отрезка. Далее вычертим фюзеляж и шасси. По виду в плане строим главный вид и вид спереди. В заключение наносим размерные и выносные линии и проставляем размеры. По готовому эскизу вычерчиваем сборочный чертеж в масштабе 1:5. Задание 3. Вычертить рабочие чертежи сборочных единиц модели. Цель. Ознакомление с особенностями разработки рабочих чертежей сборочных единиц модели. Объект конструирования. Модель самолета с резиновым двигателем. Принадлежности и материалы. Чертежные принадлежности, микрокалькулятор или счетная линейка, масштабно-координатная бумага. Методические рекомендации. По эскизам общего вида и сборочному чертежу разрабатывают рабочие чертежи крыла, фюзеляжа, стабилизатора, киля, винта и шасси в масштабе 1:1. Необходимо указать, из каких материалов должны быть изготовлены детали и как соединить их между собой. В приводимой в качестве примера модели применим крыло с одним лонжероном и расположим его на расстоянии, равном 27% ширины крыла, т. е. 33 мм от его передней кромки. Расстояние между нервюрами примем равным 40% ширины крыла и определим, сколько нервюр разместится тогда в каркасе центроплана: п=750:(125*40/100) = 15 и по шесть нервюр в каждой консоли. Стабилизатор нагружен меньше, чем крыло, поэтому расстояние между его нервюрами можно взять равным 53% ширины стабилизатора, т. е. fст=76*53/100=40 мм, количество нервюр = 11. На чертежах нужно показать, как соединяются нервюры с продольными элементами жесткости крыла. Задание 4. Рассчитать профиль крыла, стабилизатора и киля. Цель. Освоение расчета координат профилей. Объект конструирования. Фюзеляжная модель самолета. Принадлежности и материалы те же, что в задании 3. Методические рекомендации. Координаты точек профиля, данные в процентах хорды, выражают в миллиметрах. Например, для хорды крыла, равной 125 мм, каждое число табл. 4 умножают на 125/100 и составляют новую таблицу, где координаты выражены в миллиметрах (табл. 5). Таблица 5. Координаты точек для построения профиля крыла, хорда которого равна 125мм.
Аналогичную работу проводят с таблицами профилей, выбранных для стабилизатора и киля. Так как киль переменного сечения, то таблицы потребуются для каждой нервюры. Далее строят систему координат и по точкам вычерчивают в масштабе 1:1 профиль с вырезами под рейки лонжерона и стрингеры передней и задней кромок крыла. Задание 5. Составить график распределения массы. Цель. Научиться распределять массу по узлам. Объект конструирования. Фюзеляжная модель самолета. Принадлежности и материалы те же, что в задании 3. Методические рекомендации. Резиномоторные модели должны иметь массу не менее 230 г. В качестве двигателя используют резиновый жгут, масса которого не более 40 г. Остальную массу распределяют следующим образом: крыло —50 г, фюзеляж — 58 г, оперение—13 г, шасси — 34,5 г, винт с валом и подшипником — 34,5 г. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Конспект урока технологии в 6 классе Тема: основы конструирования... Цель: изучить с учащимися элементы и последовательность конструирования и моделирования изделий | | Вопросы к экзамену по дисциплине «Основы конструирования и моделирования костюма» Расчет и построение базовой конструкции плечевой одежды (спинка, перед). Построение базисной сетки |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: познакомить учащихся с ассортиментом юбок, рассмотреть особенности их моделирования и конструирования |  | Уроки по технологии Под уроком по технологии Эти уроки посвящаются вопросам конструирования и моделирования изделий, составлению |
| Ответы на вопросы 19-20 Технология обработки, конструирования материалов с элементами машиноведения 26 часов | | Программа дисциплины общие вопросы физической экологии дпп. Дс. 01... Курс «Общие вопросы физической экологии» является начальным в серии дисциплин, связанных с физической экологией. Он призван дать... |
| Формирование социальных и личностных компетенций у учащихся через... Цель обучения учащихся с нарушением интеллекта по профилю швейное дело заключается в овладении учащимися основных знаний по технологии... | | Реферат №1 На тему: «История развития экономико-математического моделирования» Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая... |
| Экзаменационные вопросы 2 общие вопросы Охватывается опросом, составляло суточный цикл жизнедеятельности человека в данное время | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Основные приемы моделирования», таблица «Правила моделирования», схема «Приемы моделирования», шаблоны основ переда плечевого изделия,... |
| Содержание предисловие 4 Общие вопросы медицины. Философские вопросы Методы оказания первой помощи лицам, пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях | | Вопросы к экзамену по специальности 14 Список рекомендуемой литературы 16 Методология моделирования и инструментальные средства управления бизнес-процессами 10 |
| Овместное использование функционального и имитационного моделирования... Ого моделирования, обеспечивающая повышение результативности разработки различных этапов жизненного цикла сложной технической системы.... | | Общие сведения ”. Основные вопросы: Назначение, запуск, интерфейс модуля “ Модуль “Общие сведения” содержит базовую информацию об образовательном учреждении, обеспечивая основу для создания адресных отчетов,... |
| Учебное пособие по дисциплине «Математическое моделирование и теория принятия решений» Общие сведения и основные понятия математического моделирования и теории принятия решений | | Дипломному проекту На тему: Прогнозирование безотказности современных... Охватывает вопросы конструирования, исследования и принципов применения интегральных микросхем |
