Forum modelarskie RC , projektowanie CAD

Witam.
Od jakiegoś czasu buduję szybowiec wg. własnego projektu. Swoje poczynania prezentowałem na PFMRC, jednak tam ostatnio występuje zerowe zainteresowanie moim tematem, więc wątek "przenoszę" tutaj w nadziei że ktoś mi coś poradzi.
Dane modelu:
rozpiętość 2,3m
cięciwa 17cm
profil S3021
obrys płata prostokątny
konstrukcja płata kesonowa, balsowa, kryta folią
kadłub drewniany
przewidywana masa 900g z możliwością dociążenia

Obecnie jest wykonane usterzenie i prawie ukończony kadłub. Aktualne zdjęcie:

I ostatnie posty:
Napisano 15 maj 2012 - 21:34
Prace na szybowcem zostały wznowione, czego wynikiem jest dokończony ogon i prawie kadłub. W związku z tym przydałoby się pomyśleć nad skrzydłem i tu mam kilka pytań do Was.

Połączenie połówek skrzydła.
Przypominam że skrzydło ma być drewniane, prostokątne, na stałe połączone. Myślałem żeby w części przykadłubowej, powiedzmy 5cm od środka dla każdej połówki, w dźwigarze zamiast centralnego środnika z balsy, po bokach pasów dźwigara przykleić sklejkę 1mm tworząc szufladkę. W szufladki w obu połówkach skrzydła wkleić na żywicę bagnet wykonany z drewna sosnowego, oczywiście klejąc też czołowo pasy dźwigarów z połówek skrzydła. Czy to wytrzyma?

Zwichrzenie
Planuję zastosować zwichrzenie geometryczne ok. 2*, czy to nie będzie zakłócać ruchu lotki?

Serwa lotki
Dysponuję serwami Turnigy MG90S które przy 4,8V (zasilanie będzie z 4xNi-MH) dają 1,8kg*cm. Wg programu 'Rudermomentberechung' przy prędkości 30m/s (nie wiem dokładnie jaką prędkość będzie miał model przy starcie z gumy) i dla wychylenia 30* (pełne możliwe wychylenie) moment wyniesie 1,2kg*cm, z czego wynika że serwo będzie miało jeszcze 45% zapasu. Ale czy należy ufać temu programowi?

Dźwigary
Zamierzam zastosować zwężające się dźwigary, czy szczelinę w żebrach można zostawić stałą na całej rozpiętości skrzydła, wtedy w gotowym skrzydle będą puste przerwy przy pasie dźwigara. Czy szczeliny w zebrach też muszą być zbieżne?
Połówka skrzydła ma mieć 115cm rozpiętości, a w handlu dostępne są listwy długości 100cm, w związku z czym trzeba by łączyć pasy dźwigara. Czy jest to konieczne, może wystarczy zastosować skrócone dźwigary? W końcu chyba ta 15cm końcówka nie złamie się gdy będzie się trzymała tylko na kesonie, przynajmniej tak mi się wydaje.


Napisano 24 maj 2012 - 00:04
Ostatnio zainstalowałem sobie, pewnie wielu znany, program XFLR5. Pokusiłem się o analizę wpływu zakrzywienia profilu skrzydła przy konstrukcji kesonowej. Najpierw zastrzeżenia do zastosowanej przeze mnie metody i sam sposób postępowania:
1. Nie wykombinowałem jak po prostu wprowadzić współrzędne profilu i zmienić jego obrys na pewnym odcinku, za to ręcznie przy użyciu 'spline foil' dopasowałem nowo tworzony profil do wyjściowego, czyli S3021. Jako kontrolę najpierw skopiowałem oryginalny profil, a dopiero potem robiłem wersje modyfikowane. Jak widać na wykresie już na tym etapie są spore odchylenia.
2. Założyłem że skrzydło z kesonem ma taki sam profil na całej rozpiętości, co jest nieprawdą bo zmienia się okresowo, żebro - odcinek międzyżebrowy. Do tego powietrze nie porusza się równolegle do żeber a lekko pod kątem co jeszcze bardziej komplikuje sprawę.
3. Aby otrzymać zmodyfikowany profil, jego grzbiet wypłaszczyłem na odcinku pomiędzy krawędzią kesonu a krawędzią spływu, a następnie uśredniłem go z niemodyfikowanym profilem. Oparłem się tutaj na tym że w skrzydle na żebrze profil jest dobrze odwzorowany, a pomiędzy zebrami folia przybiera prostoliniowy kształt, uznałem że w obrębie całego skrzydła uzyskuje się pośredni wynik.
4. No i oczywiście teoria nie musi się pokrywać z praktyką.
http://imageshack.us/photo/my-images/15 ... esonu.jpg/

Przedstawiono tu analizę przy założeniu stałej masy szybowca, co chyba w miarę dobrze oddaje rzeczywiste warunki. W ten sposób promowane są małe kąty natarcia bo im odpowiadają małe współczynniki Cl, a więc większa szybkość i większa liczba Reynoldsa.
Linia czerwona to oryginalny S3021
niebieska to jego kopia
zielony to wariant z kesonem
żółty to głębszy keson i listwa spływu

Wnioski:
Biorąc pod uwagę różnice pomiędzy S3021 a jego kopią to różnice wyników są małe, gdyby jeszcze uwzględnić niedokładność wykonania skrzydła pewnie wszystkie mieściłyby się w granicach błędu. Ale jednak pewne różnice są. Profil 'kesonowy' lepiej sobie radzi na niskich Cl, przy czym zależność kąta natarcia od Cl jest praktycznie stała. Wynika z tego to że profil kesonowy jest lepszy do konstrukcji o mniejszym wydłużeniu (mniejszy Cl, mniejszy opór indukowany), do takich które z założenia mają szybko latać, no i przejścia na skrzydle z konstrukcji skorupowej do kesonowej nie można traktować jako zwichrzenie aerodynamiczne.
Poza tym, co zaskakujące, 'kesonowy' profil wcale nie jest gorszy, a nawet lepszy, bo w zakresie wysokich Cl praktycznie się nie różni od niemodyfikowanego, a w zakresie małych Cl jego doskonałość jest wyraźnie lepsza.
Ostatecznie, robiąc skrzydło do tego modelu nie będę się martwił zaburzeniem profilu ze względu na tradycyjną konstrukcję

I to jest bardzo słuszne stwierdzenie

Wydaje mi się, że musisz wyliczoną z arkuszą wartość potrzebnej siły serwa pomnożyć x2. Przyjęta przez Ciebie wartość prędkości maksymalnej - 30m/s - jest za duża, i to bardzo. Modele szybowców, tego typu oczywiście, latają w zakresie od ok 8 do ok 20 m/s. Sprawdzałem to radarem policyjnym. Te 20 m/s to już ogromna prędkość jak na szybowiec.

Zwracam uwagę na uzupełnienie swojego profilu

_________________
https://gliders.pl/ Szybowce są najfajniejsze....
SAM 18-007
pozdrawiam
milo

Czytalem caly temat na PFMRC i musze powiedziec ze niektore rady ktore otrzymales byly bardzo istotne.
Ja zaczne troche z innej beczki:
1. Cieciwa skrzydla 170mm – Stanowczo bym zaczol od 220-240mm, Na malej predkosci przy malej cieciwie (170mm) liczba Reynoldsa spada dramatycznie ponizej 100000.
2. Jezeli juz analizujesz profile w XFLR5 to zapewne rowniez wiesz o eliptycznej dystrybucji sily nosnej i zapewne tez wiesz o ksztalcie skrzydla ktory by te eliptyczna dystrybucje zapewnil.
Ksztalt prosokatny skrzydla jest najgorszym rozwiazaniem. Zalezam na poczatek trapezowe 230mm zbiezne do 150
3. Polaczenie skrzydla – powinno byc wytrzymac , ale rowniez musisz wypelnic calkowicie balsa czesc przykadlubowa.
4. Zwichrzenie 1.5-2 stopnie napewno nie zakloci lotki.
5. Dzwigary- dosc solidne w czesci srodkowej i ja bym dal do konca
6. Serva lotki- tak jak Milo napisal
7. S3021 dobry wybor

_________________
Pozdrawiam Stan

'Szybowiec ciezki na nos sam “zwali” sie na skrzydlo, a moze i w korkociag -- a prawidlowo wywazony szybowiec tez sie “wali” poniewaz PILOT chce go zwalic'.

Dzięki za odpowiedzi

Serwa
Te 30m/s to podałem szacunkowo podczas startu z holu. Jakby nawet zmniejszyć prędkość do 20m/s to już serwa mają ok. 3 - krotny zapas siły, chyba zostanę przy nich. Najwyżej jak się okaże że są za słabe to... będzie problem

@ Stan
1. No spada, przy minimalnej prędkości lotu, spada do 70k, ale dla tej rozpiętości, obrysu prostokątnego i określonego ciężaru szybowca, z obliczeń wychodzi ze ta cięciwa jest mniej - więcej optymalna, jeśli chodzi o osiągi. A przede wszystkim to już mam zbudowany kadłub i usterzenie pod to skrzydło więc nie będę zmieniał cięciwy.
2. Zależy mi na tym żeby mieć szybowiec w miarę wolno opadający, więc mam zamiar zbudować skrzydło drewniane bo jest lekkie, jednak taka konstrukcja jest pracochłonna, a pracy jest jeszcze więcej przy skrzydle zbieżnym niż przy prostokątnym. Stosując skrzydła zbieżne można zaobserwować dwa przeciwstawne efekty. Pierwszy o którym Pan wspomniał to poprawa rozkładu siły nośnej co zmniejsza opór indukowany, jest to oczywiście pozytywne zjawisko. Drugi polega na tym że przy tej samej powierzchni spada cięciwa końcówki skrzydła a co za tym idzie liczba Re w tym rejonie. Gdyby potraktować doskonałość aerodynamiczną profilu jako funkcję liczby Reynoldsa to jej przebieg byłby zbliżony do funkcji logarytmicznej, tzn pomniejszenie cięciwy na końcówce daje nieproporcjonalnie większe straty niż zyski związane ze zwiększeniem cięciwy przy kadłubie. Czyli jest mniejszy opór indukowany, ale przez spadek liczby Re nie jest aż tak wesoło. Już jakiś czas temu porównywałem w XFLR skrzydła zbieżne i prostokątne dla wymiarów zbliżonych do mojego projektu. Byłem zaskoczony tym jak mała to jest różnica w osiągach. Zrobiłem też analizę dla wymiarów które Pan polecił (ma ono większą powierzchnię, uwzględniłem jego większy ciężar co dodatkowo je promuje w tej analizie):

czerwony - skrzydło prostokątne
pomarańczowy - prostokątne ze zwichrzeniem geometrycznym
fioletowy - zbieżne
Jak widać różnice są znikome, wg. mnie zysk w postaci doskonałości jest niewspółmierny do zwiększonego nakładu pracy, a już samo podgięcie końcówki skrzydła o kilka milimetrów daje podobne rezultaty co skrzydło
zbieżne.
3. Chyba zostałem źle zrozumiany, w mojej koncepcji połączenia połówek płata nie ma miejsca na środnik z balsy. Przestrzeń pomiędzy pasami dźwigara wypełnia 'bagnet' z sosny, a po bokach pasy dźwigara są połączone sklejką. Jakby co, mogę to narysować.

5. A jeszcze jeśli chodzi o te dźwigary to ktoś mi polecił na PFMRC zrobić je zbieżne i nie wiem jak by to miało wyglądać czy rowki w żebrach też muszą mieć zmienny rozmiar i być dopasowane czy dopuszczalne są przerwy? Ktoś z Was robił coś takiego?

No coz, powiem ze bezgranicznie jestes pochloniety XFLR, ale tez porownaj jakie skrzydla maja dzisiejsze prawdziwe szybowce i dlaczego?. Zobacz rowniez jaki ksztalty skrzydel maja modele szybowcow termicznych o duzej doskonalosci. Poczytaj wiecej na temat, zbuduj i porownaj.

Ja mam na mysli wypelnienie przykadlubowj czesci skrzydla kompletnie pomiedzy zebrami , takie wypelnienie rowniez zabezpiecza przed mechanicznymi uszkodzeniami podczas zakladania i zdejmowania gum oraz zostaje twoja wersja dzwigara.
Zbiezne dzwigary- pracochlonne, zaoszczedzona waga moze 10-20gr ?????? zebra powinny byc dopasowane - nigdy nie robilem.
Jezeli na zdjeciu jest juz ster kierunku przymocowany do statecznika pionowego to jest stanowczo jest za maly.
Jarek, moze napisz wiecej jaki jest twoj dorobek, doswiadczenie moze pokaz zdjecia swoich modeli?

_________________
Pozdrawiam Stan

'Szybowiec ciezki na nos sam “zwali” sie na skrzydlo, a moze i w korkociag -- a prawidlowo wywazony szybowiec tez sie “wali” poniewaz PILOT chce go zwalic'.

Jeszcze co do tej zbieżności... nie opieram się się wyłącznie na XFLR , informację że zysk w doskonałości jest rzędu kilku procent znalazłem też w książce "Projektowanie i konstrukcja modeli szybowców" i w jakiejś publikacji znalezionej w internecie, chyba Strafieja. W 'prawdziwych' szybowcach stosowanie zbieżności jest korzystniejsze z tego względu że latają one w zakresie o wiele większych liczb Reynoldsa (większa cięciwa, obciążenie powierzchni), gdzie wpływ tego parametru na właściwości profilu płata jest mniejszy. Poza tym zbieżność nie tylko poprawia osiągi, ale też mechanikę płata i zmniejsza tendencję do korkociągu.
Trudniej natomiast wytłumaczyć mi jest fakt że większość szybowców zdalnie sterowanych które widziałem też miały zbieżne skrzydła... No cóż, ja nie twierdzę że to nie poprawia osiągów tylko że jak dla mnie, dla konstrukcji tradycyjnej zysk jest niewspółmierny do kosztów.

Połączenie skrzydła
Chodzi o to żeby w rejonie kadłuba skrzydło było pełne w środku, czy o pokrycie balsowe od krawędzi natarcia do spływu? Jeśli ta pierwsza opcja to trochę wydaje mi się to dziwne, np. w jednej z moich książek mam plany szkolnego szybowca, właśnie ze skrzydłem mocowanym na gumę i nic takiego tam nie ma. W części przykadłubowej zamierzałem umieścić gęsto żebra z bardzo twardej balsy 3mm, zrobić pokrycie balsowe i z wierzchu zalaminować tkaniną 50g/m2.

Na zdjęciu jest widoczny ster kierunku, to jest to czarne coś. Wydaje się on tutaj trochę mniejszy niż w rzeczywistości. Ma on powierzchnię 30% całej powierzchni statecznika, zgodnie z zaleceniami ze "Zdalnie sterowane modele szybowców". Może zrobię tak, że zawiasy w stateczniku przymocuję na szpilki i po oblocie, regulacji zobaczę czy ma problemy ze skręcaniem i ewentualnie wymienię na większy, albo nawet zrobię to dla samego eksperymentu.

Mój dorobek jest znikomy. Dostałem taki szybowiec i nim się uczyłem latać. W między czasie przeczytałem 3 książki o tej tematyce.

W malym szybownistwie nie uzywamy profili z duzego szybownistwa, nasze profile szybowcowe posiadaja niska liczba Reynoldsa. Ale zasady, aerodynamika, itd. zostaja takie same.
I ty jako projektant powinienes umiejetnie pozenic wiedze z doswiadczeniem w swoim projekcie.
Dla przykladu dlaczego zrobiles kadlub wczesniej nie biorac pod uwage skrzdla i jego ksztaltu oraz podstawowych zalozen?????????????????????

Moze byc i tak.


to by bylo na tyle w temacie, moze inni cos wiecej powiedza.

_________________
Pozdrawiam Stan

'Szybowiec ciezki na nos sam “zwali” sie na skrzydlo, a moze i w korkociag -- a prawidlowo wywazony szybowiec tez sie “wali” poniewaz PILOT chce go zwalic'.

Mam pytanie. Do czego ten model ma słuzyć? Startujesz w jakimś konkursie, chcesz bić jakiś rekord?
Bardzo fajnie, że pytasz i zastanawiasz się, ale biorąc pod uwagę Twoje doświadczenie i to co widać na zdjęciach, powinieneś raczej pooglądać inne projekty, jak robią inni, na jakich profilach, jakie kształty. Ogólnie można powiedzieć, że samodzielne projektowanie polega na podpatrywaniu innych i łączeniu tego w swoim projekcie. To nic złego, wszyscy tak robią. Żadnego przełomu w aerodynamice nie zrobisz. A jeżeli chodzi Ci tylko o zrozumienie niektórych aspektów projektowania to ok, "brnij dalej"
Wydaje mi się , że zapętlasz się niepotrzebnie. Najlepszą drogą do sprawdzenia swoich założeń jest budowa i oblatanie modelu. Uwierz mi , parę szybowców już w swojej marnej modelarskiej "karierze" spłodziłem, to jest najlepszy i jedyny sprawdzian trafności pomysłu.
Tak jak pisał Stan, nie wszystkie, inaczej, niewiele rozwiązań z dużego szybownictwa ma zastosowanie w modelach szybowców RC!

ps
dziękuję za uzupełnienie profilu

_________________
https://gliders.pl/ Szybowce są najfajniejsze....
SAM 18-007
pozdrawiam
milo

To oznacza, że właśnie wziąłem pod uwagę skrzydło. Najpierw Zająłem się projektem aerodynamicznym skrzydła, a dopiero później projektowałem przystosowany do niego kadłub i usterzenie. Przy budowaniu przyjąłem odwrotną kolejność postępowania, a szczegółami dotyczącymi budowy skrzydła, takimi jak łączenie połówek, mocowanie serw, itp. zajmuję się w między czasie.

Zajrzałem jeszcze raz do tych planów no i jednak jest

@Milo
Ma służyć do rekreacyjnego latania, nauki wykorzystywania termiki, czy też podstawowych akrobacji. Przede wszystkim ma umożliwić dłuższe loty niż obecnie posiadany przeze mnie szybowiec. Chcę zbudować stosunkowo prosty model, ale w miarę możliwości dobrze latający, dla przykładu: budując, praktycznie nie ma znaczenia czy zastosuję profil S3021, S7055 czy jakiś inny podobny, ale wpłynie to na właściwości lotne więc warto się zastanowić który wybrać, inaczej jest z przedyskutowaną już zbieżnością skrzydła tu korzyści jakie to daje są okupione bardziej złożoną konstrukcją.

Jak inni robią szybowce też oglądam, trochę na forach internetowych, ale więcej korzystałem z przeglądu konstrukcji klasy F3B ze wspomnianej już książki "Zdalnie sterowane modele szybowców". Nie zamierzam rewolucjonizować aerodynamiki, zresztą uważam, że mój szybowiec nie jest aż tak bardzo nietypowy, chyba tylko prostokątny obrys i jednoczęściowe skrzydło go wyróżniają.

Do tego zmierzam

Dodano 5.06.2012
A ja właśnie zrobiłem kabinkę na jednym, małym neodymie Jakby sama kabinka wyleciała, a nie wypadł akumulator pewnie nie byłoby takiej tragedii. Ja zamierzałem przymocować w swoim szybowcu pakiet na rzep. Czy w połączeniu z kabinką na magnes jest to wystarczająco bezpieczne rozwiązanie?

Wybacz, ale teraz zobaczyłem Twoje pytanie.
Pewnie wystarczy, ale ja już więcej tak nie zrobię. Aku na rzepy i zamek w kabince, zbyt wiele razy neodymy mnie zawiodły. Jeżeli chcesz to mogę szczegóły zamykania owiewki przedstwić na zdjęciach.

_________________
https://gliders.pl/ Szybowce są najfajniejsze....
SAM 18-007
pozdrawiam
milo