Pagkalkula ng pinakamataas na taas ng pakpak. Disenyo at pagkalkula ng mga hydrofoils. Pagpili ng kapal ng pader ng mga miyembro ng gilid
Sa loob ng maraming dekada, ang isang unti-unting pagtaas sa bilis ng mga barko ay nakamit pangunahin sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas ng mga naka-install na makina, pati na rin ang pagpapabuti ng mga contour ng katawan ng barko at pagpapabuti ng mga propulsor. Sa ngayon, ang mga gumagawa ng barko - kabilang ang mga baguhang taga-disenyo - ay may pagkakataon na gumamit ng isang qualitatively na bagong paraan.
Tulad ng nalalaman, ang paglaban ng tubig sa paggalaw ng isang sisidlan ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing bahagi:
1) paglaban, depende sa hugis ng katawan at pagkonsumo ng enerhiya para sa pagbuo ng alon, at
2) frictional resistance ng katawan laban sa tubig.
Habang tumataas ang bilis ng isang displacement vessel, ang paglaban sa paggalaw nito ay tumataas nang husto, pangunahin dahil sa pagtaas ng paglaban ng alon. Kapag ang bilis ng planing vessel ay tumaas dahil sa pagkakaroon ng dynamic na puwersa na nag-aangat sa katawan ng planing vessel palabas ng tubig, ang unang bahagi ng resistance ay bumababa nang malaki. Kahit na ang mas malawak na mga prospect para sa pagtaas ng bilis nang walang pagtaas ng lakas ng engine ay binuksan sa pamamagitan ng paggamit ng isang bagong prinsipyo ng paggalaw sa tubig - hydrofoil movement. Ang pakpak, na may (sa parehong puwersa ng pag-aangat) ay makabuluhang mas mataas na mga katangian ng hydrodynamic kaysa sa planing plate, ay maaaring makabuluhang bawasan ang paglaban ng sisidlan kapag gumagalaw sa mga pakpak.
Ang mga limitasyon ng kakayahang kumita ng paggamit ng iba't ibang mga prinsipyo ng paggalaw sa tubig ay tinutukoy ng kamag-anak na bilis ng daluyan, na nailalarawan sa pamamagitan ng numero ng Froude:
υ - bilis ng paggalaw;
g ay ang acceleration ng gravity; g = 9.81 m/s 2 ;
L ay ang katangian ng linear na laki ng sisidlan - ang haba nito.
Ipagpalagay na ang L ay proporsyonal sa cube root ng D (kung saan ang D ay ang displacement ng sisidlan), ang displacement number ay kadalasang ginagamit:
Karaniwan, ang mga hull na may mga linya ng displacement ay may mas kaunting pagtutol sa mga bilis na tumutugma sa mga numero ng frod P rD< 1; при больших значениях относительной скорости (F rD >2, 3) para sa mga barko, ginagamit ang mga contour ng planing at ipinapayong mag-install ng mga pakpak.
Sa mababang bilis, ang paglaban ng bangka na may mga pakpak ay bahagyang mas malaki kaysa sa paglaban ng glider (Larawan 1) dahil sa paglaban ng mga pakpak mismo at ang mga struts na nagkokonekta sa katawan ng barko sa mga pakpak. Ngunit habang tumataas ang bilis, dahil sa unti-unting paglitaw ng katawan ng barko mula sa tubig, ang paglaban nito sa paggalaw ay nagsisimulang bumaba at sa bilis kung saan ang katawan ng barko ay ganap na umangat mula sa tubig, naabot nito ang pinakamababang halaga. Kasabay nito, ang paglaban ng bangka sa mga pakpak ay makabuluhang mas mababa kaysa sa paglaban ng glider, na ginagawang posible na makakuha ng mas mataas na bilis na may parehong lakas ng makina at pag-aalis.
Kapag nagpapatakbo ng mga hydrofoil vessel, ang iba pang mga pakinabang sa hydrofoils ay natukoy, at higit sa lahat, mas mataas na seaworthiness, dahil sa katotohanan na kapag gumagalaw sa mga foil, ang katawan ng barko ay nasa ibabaw ng tubig at hindi nakakaranas ng mga alon. Kapag naglalayag sa mababang bilis, ang mga pakpak ay mayroon ding kapaki-pakinabang na epekto, na binabawasan ang paggalaw ng barko. Ang mga negatibong katangian (halimbawa, malaking draft kapag naka-park, malalaking pakpak) ay hindi sa lahat ng pagbabawas ng kahalagahan ng mga barko sa mga pakpak, na nagbibigay ng mataas na kaginhawaan sa pag-navigate kasama ng mataas na bilis. Ang mga bentahe ng may pakpak na mga barko ay nakakuha sa kanila ng malawak na katanyagan sa maraming mga bansa sa buong mundo.
Ang artikulong ito ay nagpapakita ng mga pangunahing konsepto at dependencies mula sa teorya ng wing motion sa tubig at mga pamamaraan para sa pagkalkula at pagdidisenyo ng mga wing system na may kaugnayan sa maliliit na displacement vessel.
Hydrodynamics ng isang hydrofoil
Ang pinakasimpleng halimbawa ng isang hydrofoil ay isang manipis na hugis-parihaba na plato na nakalagay sa isang anggulo sa direksyon ng paggalaw nito. Gayunpaman, upang makakuha ng higit na pagtaas na may mas kaunting pag-drag, ang mga pakpak ng mas kumplikadong mga hugis ay kasalukuyang ginagamit. Sa kabila ng katotohanan na ang mga isyu ng teorya at eksperimentong pananaliksik ng hydrofoil ay hindi pa nabubuo sa maraming aspeto, ang mga pangunahing dependency ay nakuha na at ang malawak na pang-eksperimentong materyal ay nakolekta, na nagpapahintulot sa isa na tama na masuri ang impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan sa hydrodynamics ng pakpak at disenyo ng istraktura nito.Ang hugis ng pakpak (Larawan 2) ay tinutukoy ng span l nito, chord b, sweep angle χ at deadrise angle β. Ang mga karagdagang parameter ay ang wing area sa plan S = lb at ang relative aspect ratio λ = l 2 /S. Para sa isang hugis-parihaba na pakpak na may pare-parehong chord kasama ang span, λ = l/b.
Ang posisyon ng pakpak na may kaugnayan sa daloy ay tinutukoy ng geometric na anggulo ng pag-atake ng profile α, ibig sabihin, ang anggulo sa pagitan ng chord ng pakpak at ang direksyon ng paggalaw nito.
Ang pangunahing kahalagahan para sa mga katangian ng isang pakpak ay ang profile nito - ang seksyon ng pakpak sa pamamagitan ng isang eroplano na patayo sa span. Ang profile ng pakpak ay tinutukoy ng kapal e, concavity ng gitnang linya ng profile f, pati na rin ang anggulo ng zero lift α 0. Ang kapal ng profile ay variable sa kahabaan ng chord. Karaniwan, ang maximum na kapal ay matatagpuan sa gitna ng chord ng profile o bahagyang offset patungo sa ilong. Ang linyang dumadaan sa gitna ng kapal ng profile sa bawat seksyon ay tinatawag na center line ng curvature o profile centerline. Ang mga ratio ng maximum na kapal at ang maximum na concavity arrow ng centerline sa chord ay tumutukoy sa relatibong kapal at concavity ng profile at itinalaga nang naaayon. e at f. Mga halaga e at ang f at ang kanilang geometriko na posisyon sa kahabaan ng chord ay ipinahayag sa mga bahagi nito.
Isaalang-alang natin ang daloy sa paligid ng isang patag na pakpak ng walang katapusang aspect ratio habang ito ay gumagalaw sa isang walang katapusang likido.
Ang daloy na tumatama sa pakpak sa bilis na v sa isang tiyak na positibong anggulo ng pag-atake α ay bumibilis sa itaas na bahagi ng profile at bumagal sa ibabang bahagi. Sa kasong ito, ayon sa batas ni Bernoulli, ang presyon sa itaas na bahagi ay bumababa, at sa ibabang bahagi ito ay tumataas (kumpara sa presyon sa hindi nababagabag na likido). Sa Fig. Ang Figure 3 ay nagpapakita ng isang graph na naglalarawan ng pagbabago sa walang sukat na pressure coefficient:
kasama ang chord ng hydrofoil profile.
Dito Δр = р - р o, kung saan ang р ay ang presyon sa kaukulang punto ng profile, at ang р о ay ang presyon sa hindi nagagambalang likido.
Ang mga halaga ng koepisyent ng negatibong presyon ay nagpapahiwatig ng vacuum (p<Р о), положительные - на наличие давления (р>R o).
Ang nagresultang pagkakaiba sa presyon ay lumilikha ng pataas na puwersa sa pakpak, ibig sabihin, ang puwersa ng pag-angat ng pakpak.
Tulad ng makikita mula sa figure, ang lugar ng rarefaction diagram ay mas malaki kaysa sa lugar ng high-pressure diagram. Maraming mga eksperimento ang nagpapakita na humigit-kumulang 2/3 ng puwersa ng pag-angat ay nalikha sa itaas na bahagi ng profile ("pagsipsip") dahil sa rarefaction, at humigit-kumulang 1/3 sa mas mababang bahagi ("discharge") dahil sa tumaas na presyon.
Ang resulta ng mga puwersa ng presyon na kumikilos sa pakpak ay kumakatawan sa kabuuang puwersa ng hydrodynamic, na maaaring mabulok sa dalawang bahagi:
Y - wing lift patayo sa direksyon ng paggalaw;
Ang X ay ang puwersa ng paglaban, ang direksyon kung saan tumutugma sa direksyon ng paggalaw.
Ang punto ng aplikasyon ng resulta ng mga puwersang ito sa profile ay nailalarawan sa pamamagitan ng sandaling M na nauugnay sa harap na punto ng profile.
Ipinakita ng mga eksperimentong pag-aaral na ang lakas ng pag-angat Y, ang puwersa ng pagkaladkad X at ang kanilang sandali M ay ipinahayag ng mga dependency:
Ang ρ ay ang density ng tubig (para sa tubig dagat ρ = 104, at para sa sariwang tubig ρ = 102 kg s 2 /m 4);
υ ay ang bilis ng daloy na dumadaloy sa pakpak (ang bilis ng pakpak sa daloy);
b - wing chord;
S - lugar ng pakpak;
Ang С y, С x, С m ay walang sukat na hydrodynamic coefficient ng lift force, drag force at moment, ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga coefficient na C y, C x, C m ay ang mga pangunahing katangian ng pakpak, independiyente sa daluyan kung saan gumagalaw ang pakpak (hangin o tubig). Sa kasalukuyan, walang sapat na tumpak na pamamaraan para sa teoryang pagkalkula ng hydrodynamic coefficients ng pakpak (lalo na C x at C m) para sa iba't ibang uri mga profile. Samakatuwid, upang makakuha ng tumpak na mga katangian ng pakpak, ang mga coefficient na ito ay tinutukoy ng eksperimento sa pamamagitan ng pamumulaklak sa mga wind tunnel o paghila sa mga eksperimentong pool. Ang mga resulta ng pagsubok ay ipinakita sa anyo ng mga diagram ng mga dependences ng coefficients С y, С x, С m sa anggulo ng pag-atake α.
Para sa pangkalahatang katangian Bukod pa rito, ipinakilala ng mga pakpak ang konsepto ng hydrodynamic na kalidad ng pakpak K, na kumakatawan sa ratio ng pag-angat sa puwersa ng pagkaladkad:
Kadalasan ang mga katangian ng isang pakpak ay ibinibigay sa anyo ng isang "Lilienthal polar", na nagpapahayag ng pag-asa ng C y sa C x. Ang mga pang-eksperimentong punto at ang kanilang mga kaukulang anggulo ng pag-atake ay minarkahan sa polar. Sa Fig. Ang 4 at 5 ay nagpapakita ng mga hydrodynamic na katangian ng segmental na profile na "Göttingen No. 608". Tulad ng nakikita mo, ang mga halaga ng hydrodynamic coefficients ay tinutukoy ng anggulo ng pag-atake ng pakpak. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 6 ang pamamahagi ng presyon para sa tatlong anggulo ng pag-atake. Habang tumataas ang anggulo, tumataas ang antas ng vacuum sa itaas na ibabaw ng pakpak, at sa mas mababang ibabaw ay tumataas ang labis na presyon; ang kabuuang lugar ng diagram ng presyon sa α = 3° ay makabuluhang mas malaki kaysa sa α = 0°, na nagsisiguro ng pagtaas sa koepisyent ng Cy.
Sa kabilang banda, habang bumababa ang anggulo ng pag-atake, ang koepisyent ng Su ay halos linear na bumababa sa zero. Ang halaga ng anggulo ng pag-atake kung saan ang lift coefficient ay katumbas ng zero ay tumutukoy sa anggulo ng zero lift α o. Ang zero lift angle ay depende sa hugis at relatibong kapal ng profile. Habang bumababa pa ang anggulo ng pag-atake ng pakpak, nagiging negatibo ang puwersa ng pag-angat.
Sa ngayon ay pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga katangian ng isang malalim na pakpak ng walang katapusang span. Ang tunay na mga pakpak ay may isang napaka-tiyak na aspect ratio at gumagana malapit sa libreng ibabaw ng likido. Ang mga pagkakaibang ito ay nag-iiwan ng makabuluhang imprint sa hydrodynamic na katangian ng pakpak.
Para sa isang pakpak na may λ = ∞, ang pattern ng pamamahagi ng presyon sa bawat seksyon ng pakpak sa kahabaan ng span ay pareho. Sa isang pakpak na may hangganan, ang likido ay dumadaloy sa mga dulo ng pakpak mula sa lugar ng labis na presyon hanggang sa lugar ng rarefaction, na nagpapapantay sa presyon at sa gayon ay binabawasan ang pag-angat. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 7 ang pagbabago sa pressure sa kahabaan ng span ng final aspect ratio wing. Dahil ang tuluy-tuloy na daloy ay nangyayari pangunahin sa mga matinding seksyon ng pakpak, ang impluwensya nito ay bumababa sa pagtaas ng aspect ratio at, halos sa λ = 7÷9, ang mga katangian ng pakpak ay tumutugma sa isang walang katapusang span (Fig. 8).
Ang isa pang kadahilanan na nakakaimpluwensya sa pagpapatakbo ng pakpak ay ang pagkakaroon ng isang libreng likidong ibabaw malapit dito - ang hangganan ng dalawang media na may malaking pagkakaiba sa mga densidad ng masa (ρ tubig ≈ 800 ρ hangin). Ang impluwensya ng libreng ibabaw sa puwersa ng pag-angat ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang pakpak, na may isang tiyak na kapal, ay nagtataas ng isang layer ng likido, na pinipigilan ito nang mas kaunti, mas malapit ang pakpak sa libreng ibabaw. Ito ay nagpapahintulot sa likido na dumaloy sa paligid ng pakpak sa isang mas mababang bilis kaysa sa panahon ng isang malalim na pagsisid; Ang mga halaga ng vacuum sa itaas na ibabaw ng pakpak ay bumababa.
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 9 ang pagbabago sa pressure diagram depende sa pagbabago sa relatibong lalim ng paglulubog sa ilalim ng libreng ibabaw para sa isang pakpak ng isang naka-segment na profile (ang kamag-anak na paglulubog ng isang pakpak ay nauunawaan bilang ratio ng distansya mula sa pakpak hanggang sa ibabaw ng likido sa halaga ng chord). Tulad ng makikita, ang impluwensya ng libreng ibabaw ay hindi pareho para sa suction at discharge na mga gilid ng pakpak. Maraming mga eksperimento ang nagpatunay na ang impluwensya ng immersion ay pangunahing nakakaapekto sa diagram ng presyon sa itaas ng pakpak, habang ang lugar ng mataas na presyon ay nananatiling halos hindi nagbabago. Ang antas ng impluwensya ng paglulubog sa pag-angat ng pakpak ay mabilis na bumababa sa pagtaas ng paglulubog.
Sa ibaba, sa Fig. Ang 12 ay nagpapakita ng isang graph na naglalarawan ng pagbaba ng vacuum sa itaas na ibabaw ng pakpak habang papalapit ito sa libreng ibabaw. Mula sa graph na ito ay sumusunod na ang impluwensya ng libreng ibabaw ay maliit kahit na sa isang submersion na katumbas ng chord ng pakpak, at sa h = 2 ang pakpak ay maaaring ituring na malalim na lumubog. Sa Fig. Ang 10, a, b, c ay nagpapakita ng mga hydrodynamic na katangian ng isang patag na naka-segment na pakpak na may pagpahaba λ = 5 at isang kapal e = 0.06 para sa iba't ibang kamag-anak na paglulubog.
Para sa isang tunay na pakpak, kinakailangang isaalang-alang ang kabuuang epekto ng lahat ng mga salik na nakalista sa itaas: ang hugis ng pakpak, ang aspect ratio nito, kamag-anak na paglulubog, atbp.
Ang susunod na parameter kung saan nakasalalay ang magnitude ng mga puwersa na umuunlad sa pakpak ay ang bilis ng paggalaw. Mula sa punto ng view ng wing hydrodynamics, mayroong isang tiyak na halaga ng bilis, na lumampas na humahantong sa mga makabuluhang pagbabago sa mga katangian ng pakpak. Ang dahilan para dito ay ang pagbuo ng cavitation sa pakpak at nauugnay na mga kaguluhan sa maayos na daloy ng likido sa paligid ng profile.
Habang tumataas ang bilis, ang vacuum sa pakpak ay umabot sa mga halaga kung saan ang maliliit na bula na puno ng singaw at mga gas ay nagsisimulang lumabas mula sa tubig. Sa karagdagang pagtaas sa bilis ng daloy, ang rehiyon ng cavitation ay lumalawak at sumasakop sa isang makabuluhang bahagi ng suction side ng pakpak, na bumubuo ng isang malaking bula ng singaw-gas sa pakpak. Sa yugtong ito ng cavitation, ang lift at drag coefficient ay nagsisimulang magbago nang malaki; sa parehong oras, ang hydrodynamic na kalidad ng pakpak ay bumababa.
Dahil sa negatibong epekto ng cavitation sa mga katangian ng pakpak, kinakailangan na lumikha ng mga profile ng espesyal na geometry. Sa kasalukuyan, ang lahat ng mga profile ay nahahati sa mga profile na tumatakbo sa pre-cavitation flow regime at mga profile na may mataas na binuo na cavitation. Tandaan na ang lahat ng mga dependences na ipinakita namin ay nauugnay sa mga di-cavitating wings (ang mga katangian ng cavitating airfoils ay hindi isinasaalang-alang sa artikulong ito).
Para maiwasan masamang impluwensya cavitation sa pagpapatakbo ng pakpak, kinakailangan upang suriin ang posibilidad ng cavitation kapag kinakalkula ito. Ang paglitaw ng cavitation ay posible sa mga puntong iyon sa profile kung saan ang presyon ay bumaba nang bahagya sa ibaba ng presyon ng puspos na singaw ng tubig, bilang isang resulta kung saan ang mga singaw at gas ay maaaring mailabas mula sa likido, na tumutuon sa paligid ng pinakamaliit na mga bula ng hangin at mga gas na natunaw sa tubig. Ang kundisyong ito ay maaaring isulat bilang:
Ang coefficient P min para sa mga naka-segment na profile ay maaaring matukoy depende sa koepisyent ng pag-angat at kamag-anak na kapal gamit ang Gutsche graph na ipinapakita sa Fig. 11. Ang Gutsche graph at ang pagkalkula gamit ang ibinigay na formula ay wasto para sa kaso ng wing motion sa isang walang katapusang likido. Ngunit, tulad ng nabanggit na, ang paglapit sa pakpak sa libreng ibabaw ay binabawasan ang laki ng vacuum sa pakpak, sa gayon ay tumataas ang halaga pinakamataas na bilis walang cavitation na daloy sa paligid ng pakpak.
Sa kasong ito:
kung saan ang halaga ng q ay kinuha ayon sa graph (Fig. 12).
Dapat pansinin na ang tamang pagpili ng mga geometric na katangian ng mga profile, pati na rin ang kanilang mga operating mode, ay ginagawang posible na maantala ang simula ng cavitation sa 120-130 km / h, i.e. sa mataas na bilis, medyo sapat para sa maliliit na bangka at motorboat. .
Ang sweep ng pakpak ay may positibong epekto sa distansya mula sa simula ng cavitation. Sa kasong ito, ang sumusunod na kaugnayan ay nagtataglay:
Bilang karagdagan sa cavitation, kinakailangang isaalang-alang ang hindi pangkaraniwang bagay ng pambihirang tagumpay ng hangin sa pakpak, na lubos ding nakasalalay sa bilis ng pakpak at nagiging sanhi ng isang makabuluhang pagbabago sa mga katangian ng hydrodynamic. Kapag ang hangin ay pumasok sa pakpak, mayroong matinding pagbaba sa koepisyent ng pag-angat dahil sa pagbaba ng vacuum sa itaas na bahagi ng pakpak sa atmospheric pressure, na sinamahan ng pagkawala ng pag-angat at pagbagsak ng pakpak sa ilalim. ang impluwensya ng load na inilagay dito.
Ang paglitaw ng air breakthrough ay higit sa lahat ay nakasalalay sa pinakamataas na halaga ng vacuum sa profile at ang lalim ng pakpak. Ang mababang-lubog na mga pakpak, na napakalapit sa ibabaw ng tubig kapag gumagalaw, ay lalong madaling kapitan sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Samakatuwid, ang mga profile ng mababang-immersion na mga pakpak ay ginawa gamit ang isang matalim na nangungunang gilid upang mabawasan ang magnitude ng vacuum peak sa suction side (Fig. 13). Para sa malalim na lubog na mga elemento, ang posibilidad ng air breakthrough sa pakpak ay nabawasan, at samakatuwid posible na gumamit ng mga profile na may bilugan na ilong.
Sa pagsasagawa, ang air breakthrough sa pakpak ay maaaring minsan ay sanhi ng mga bagay na nahuhulog sa pakpak (lumulutang na damo, mga piraso ng kahoy, atbp.), Ang pinsala sa makinis na ibabaw ng pakpak o mga gilid nito, pati na rin ang kalapitan ng mga cavitating struts. , mga stabilizer, atbp.
Disenyo ng mga wing device
Ang disenyo ng mga kagamitan sa pakpak ng bangka ay binubuo ng isang pare-parehong solusyon ng ilang mga teknikal na problema, kung minsan ay magkasalungat sa isa't isa. Halimbawa, ang pagtaas sa kamag-anak na pagpahaba ng mga pakpak, na may kapaki-pakinabang na epekto sa mga katangian ng hydrodynamic, ay nagpapalala sa lakas ng istraktura at pinatataas ang mga sukat nito.Ang pangunahing kalidad ng sistema ng pakpak ay dapat na matiyak ang sapat na vertical, longitudinal at lateral na katatagan ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid, i.e. pagpapanatili ng pare-pareho ang pagkakapantay-pantay sa pagitan ng pagkarga sa pakpak at ng mga hydrodynamic na pwersa na nagmumula dito sa panahon ng paggalaw. Ang lahat ng tatlong uri ng pagpapanatili ay malapit na nauugnay at nakakamit sa parehong mga paraan.
Sa panahon ng acceleration ng bangka, tulad ng ipinahiwatig na, ang pagtaas ng puwersa ng mga pakpak; dahil ang bigat ng bangka ay nananatiling pare-pareho, pinapanatili ang pagkakapantay-pantay:
marahil dahil sa isang pagbabago sa alinman sa immersed area ng mga pakpak S o ang lift coefficient C y.
Ang isang tipikal na halimbawa ng pag-regulate ng pag-angat sa pamamagitan ng pagpapalit ng basang bahagi ng mga pakpak ay ang kilalang "shelf" na uri ng wing device. Sa kasong ito, ang aparato ay binubuo ng isang serye ng mga pakpak na matatagpuan sa itaas ng isa at umuusbong mula sa tubig sa turn habang ang bilis ng pagtaas ng bangka. Ang biglaang pagbabago sa nakalubog na bahagi ng mga pakpak kapag ang susunod na eroplano ay lumabas mula sa tubig ay maaaring alisin sa pamamagitan ng paggamit ng deadrise. Dapat pansinin na ang mga "shelf" wing device, na nagbibigay sa bangka ng mahusay na katatagan ng paggalaw at madaling pag-access sa mga pakpak, ay may mababang mga halaga ng kalidad ng hydrodynamic dahil sa magkaparehong impluwensya ng malapit na pagitan ng mga eroplano at isang malaking bilang ng mga elemento at kanilang mga koneksyon. Samakatuwid, mga pakpak na may higit pa mataas na kalidad at kumakatawan sa malakas na keeled wing planes ng malaking span, tumatawid sa ibabaw ng tubig (Fig. 14). Kapag ang isang bangka na may tulad na isang pakpak na aparato sa takong, ang mga karagdagang lugar ng mga pakpak ay pumapasok sa tubig mula sa gilid ng gilid na may takong, na lumilikha ng isang tamang sandali.
Ang isa pang paraan upang matiyak ang katatagan ng paggalaw ng bangka - sa pamamagitan ng pagpapalit ng lift coefficient ng mga pakpak - ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagpapalit ng anggulo ng pag-atake o paglapit sa pakpak sa libreng ibabaw ng tubig.
Ang anggulo ng pag-atake ng pakpak ay awtomatikong nagbabago depende sa bilis at posisyon ng bangka na may kaugnayan sa ibabaw ng tubig. Karamihan sa umiiral mga awtomatikong sistema nagsasagawa ng pagbabago sa anggulo ng pag-atake depende sa pagbabago sa lalim ng paglulubog ng pakpak. Sa kasong ito, ang anggulo ng pag-atake ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng pag-ikot ng alinman sa buong pakpak o bahagi lamang nito. Awtomatikong kontrol Ang mga anggulo ng pag-atake ng mga pakpak ay nagbibigay-daan para sa mataas na katatagan ng paggalaw, ngunit ang isang seryosong balakid sa malawakang paggamit ng automation ay ang pagiging kumplikado ng disenyo ng mga pakpak at mga sistema ng kontrol. Ang isang halimbawa ng isang mas simple at mas madaling paggawa na sistema ay isang disenyo na nagpapahintulot sa pagbabago ng anggulo ng pag-atake ng pakpak ng bow gamit ang isang pingga na may float na lumilipad sa ibabaw ng tubig. Habang tumataas ang paglulubog ng alinman sa mga pakpak ng busog, ang sistema ay nagbibigay ng kaukulang pagtaas sa mga anggulo ng pag-atake, ngunit mahirap makamit ang katatagan ng paggalaw ng naturang sistema.
Ang pangalawang paraan upang baguhin ang lift coefficient ay batay sa katotohanan na habang tumataas ang bilis, bumababa ang paglulubog ng mga pakpak at bumababa ang koepisyent ng pag-angat. Ang paggamit ng pamamaraang ito ay posible kung ang disenyo ng mode ng pagpapatakbo ng mga pakpak ay ang kanilang paggalaw malapit sa libreng ibabaw. Ang vertical, longitudinal at lateral na katatagan ng paggalaw sa mga low-loaded na mga pakpak ay kadalasang madaling matiyak na may tamang pagpili ng mga lift coefficient at naaangkop na pagpili ng mga anggulo ng pag-atake ng mga pakpak at ito ay sapat na sa mode kapag ang pakpak ay gumagalaw malapit sa ibabaw ng tubig.
Kapag gumulong ang bangka, sa mga seksyon ng pakpak na matatagpuan mas malapit sa libreng ibabaw, bumababa ang puwersa ng pag-angat, at sa mga pabulusok na seksyon (mula sa gilid ng gilid ng takong) ito ay tumataas. Salamat dito, nalikha ang isang righting moment, na nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa ikiling. Ang mga gitnang bahagi ng pakpak ay nagbabago ng dive nang hindi gaanong makabuluhang at nakakaapekto sa righting moment sa mas mababang lawak. Sa Fig. Ang 15 ay isang graph na nagpapakita ng ratio ng righting moment na nilikha ng mga dulo ng wing sa moment ng buong wing.
Ipinapakita ng graph na ang isang espesyal na papel ay ginagampanan ng mga matinding seksyon ng pakpak, na umaabot sa humigit-kumulang 1/4 ng span.
Analytically, ang pagpapanumbalik ng sandali ng isang flat banked wing ay ipinahayag ng formula:
Mula sa formula maaari nating tapusin na ang righting moment ay depende sa geometric na katangian ng wing - span l at relative elongation λ; ang pagtaas ng mga ito ay humahantong sa pinahusay na pagpapapanatag ng pakpak sa daloy ng likido, na dapat isaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga aparato ng pakpak.
Ang pag-ilid na katatagan ng paggalaw sa mga lumilipas na kondisyon (bago maabot ang pakpak) sa mga bangka na may mababang mga pakpak sa paglulubog ay kadalasang hindi sapat. Upang madagdagan ang katatagan, ang mga karagdagang elemento ng pakpak ay ginagamit na lumabas mula sa tubig sa mataas na bilis. Ang mga nasabing elemento ay maaaring karagdagang mga pakpak na matatagpuan sa itaas ng pangunahing eroplano, o mga planing plate.
Ang katatagan ng paggalaw ay maaari ding tumaas sa pamamagitan ng paggamit ng tinatawag na mga stabilizer, na isang pagpapatuloy ng pangunahing eroplano. Ang mga stabilizer ay maaaring pareho ng kuwerdas ng pangunahing eroplano, o naglalagablab patungo sa mga dulo. Ang itaas na bahagi ng mga stabilizer, na matatagpuan malapit sa libreng ibabaw, kahit na may malalaking paglubog ng pangunahing eroplano, ay tinitiyak ang katatagan ng paggalaw ng bangka. Ang deadrise angle ng mga stabilizer ay dapat nasa loob ng 25-35°. Kailan (β<25° по засасывающей стороне стабилизаторов на основную плоскость может попасть атмосферный воздух; стабилизаторы с β>35° ay hindi epektibo. Ang anggulo ng pag-atake ng mga stabilizer (sa mga vertical na seksyon) ay karaniwang pareho sa pangunahing eroplano, o mas malaki ng ~0.5°. Minsan, upang mapataas ang pagiging epektibo ng mga stabilizer, ang anggulo ng pag-atake ay ginawang variable, simula sa 0° sa ibaba (kamag-anak sa pangunahing eroplano) at hanggang 1.5-2° sa itaas na dulo.
Ang partikular na kahalagahan para sa mga pakpak na tumatakbo malapit sa libreng ibabaw ay ang pagsasaayos ng dulo ng kanilang profile. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 16 ang mga profile ng hydrofoil na nakatanggap ng pinakamalaking pagkalat, at Talahanayan. Ang 1 ay nagpapakita ng mga ordinate para sa kanilang pagtatayo.
Ang Walchner high-speed profile na may bilugan na ilong ay may magandang hydrodynamic na katangian at mataas na cavitation onset speed, gayunpaman, ang paggamit ng profile na ito ay limitado sa mga elemento ng wing device na matatagpuan sa makabuluhang (higit sa kalahati ng wing chord) na paglubog mula sa tubig ibabaw.
Para sa mga elemento ng mababang-load, ginagamit ang mga profile na may matalim na talim, na may bahagyang mas masahol na mga katangian, ngunit nagbibigay ng mas matatag na rehimen ng daloy.
Para sa mga elementong malalim na nakalubog, pati na rin para sa mga stabilizer ng pakpak, kasama ang isang flat-convex na segment, maaaring gumamit ng convex-concave na "lune" na segment. Ang isang "butas" na uri ng profile ay may mas mataas na hydrodynamic na kalidad kaysa sa isang patag na segment, ngunit mas mahirap gawin.
Sa ilang mga kaso, upang mapabuti ang kalidad ng hydrodynamic, ang mga segmental na profile ay binago, inililipat ang posisyon ng maximum na kapal mula sa gitna ng profile patungo sa ilong (na matatagpuan ito sa 35-40% ng chord) o bahagyang pinupunan ang ilong ng ang profile.
Ang maximum na kapal ng profile ay pinili batay sa mga kondisyon para sa pagtiyak ng magandang hydrodynamic na mga katangian, structural strength at ang kawalan ng cavitation. Karaniwang e = 0.04÷0.07; concavity ng mas mababang ibabaw ng "lune" profile f n - 0.02.
Para sa pagsuporta sa mga post, ginagamit ang mga biconvex segmental na profile na may mababang koepisyent ng paglaban; kadalasan ang kanilang e = 0.05.
Ang pangunahing disadvantage ng mga low-submerged wing device ay ang kanilang mababang seaworthiness: ang mga pakpak ay madalas na nakalantad, nawawala ang pag-angat. Ang mga resultang panginginig ng boses ng bangka ay maaaring maging napakahalaga na ang paggalaw sa mga pakpak ay nagiging imposible dahil sa napakalakas na epekto sa tubig; ang bilis ng paggalaw ay bumababa nang husto.
Ang seaworthiness ng isang bangka na may mababang-immersion na mga pakpak ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng paggamit ng mga karagdagang elemento na matatagpuan sa ibaba o sa itaas ng pangunahing eroplano.
Sa unang kaso (Larawan 17, a), ang isang karagdagang malalim na nakalubog na elemento, na hindi gaanong apektado ng mga alon at lumilikha ng patuloy na puwersa ng pag-angat, ay may epekto sa pag-stabilize sa bangka, na binabawasan ang posibilidad na bumagsak ang bubong. Ang load sa naturang mga elemento ay maaaring hanggang sa 50% ng load sa buong device. Para sa mga maliliit na displacement boat, ang mga sukat ng malalim na lubog na eroplano ay napakaliit na kapag naglalayag sa mga barado na fairway, ang naturang eroplano ay madaling masira, kaya ipinapayong gumamit ng mga elementong hugis seagull (Fig. 17.6). Ang aparatong "gull" sa gitnang bahagi ng mababang-lubog na pakpak, nang hindi binabawasan ang mga katangian ng katatagan, ay ginagawang posible upang mapabuti ang pagiging karapat-dapat sa dagat ng bangka. Ang deadrise angle ng seagull ay pinili sa loob ng hanay na 25-35°; para sa mga kadahilanan ng katatagan, ang span ay itinuturing na hindi hihigit sa 0.4-0.5 ng buong span ng eroplano. Ang medyo mas mababang kahusayan ng "gull" (kumpara sa isang flat, deep-immersed na elemento) ay nabibigyang-katwiran ng pagiging simple at pagiging maaasahan ng disenyo.
Ang pag-install ng mga karagdagang eroplano sa itaas ng pangunahing isa (Larawan 17, c) ay hindi nag-aalis ng kabiguan ng pakpak, gayunpaman, ang kanilang pagpasok sa tubig ay binabawasan ang amplitude ng pitching at pinapalambot ang mga epekto ng katawan ng barko sa tubig. Ang circuit na ito ay may bahagyang mas mataas na resistensya sa buong bilis kaysa sa mga circuit na may malalim na nalubog na elemento (dahil sa posibilidad ng paghuhugas ng mga karagdagang eroplano), gayunpaman, tamang pagkakalagay at pagpili ng lugar ng mga karagdagang eroplano na ito, posible na bawasan ang paglaban ng bangka sa mode ng paglipat, kapag sabay silang gumana bilang mga panimulang eroplano, na pinabilis ang paglabas ng bangka sa mga pakpak.
Ang ilang mga pagpapabuti sa pagiging karapat-dapat sa dagat ng bangka ay maaaring makamit salamat sa mga swept wings. Sa kasong ito, ang lugar ng pakpak ay kumakalat sa harap ng alon, na binabawasan ang posibilidad ng sabay-sabay na pagkakalantad ng buong eroplano ng pakpak. Bilang karagdagan, ang seaworthiness sa magaspang na tubig ay nagpapabuti kapag ang anggulo ng pag-atake ng pakpak ay tumaas ng 1-1.5° kumpara sa anggulo ng pag-atake sa kalmadong tubig. Samakatuwid, ito ay kanais-nais na magkaroon ng isang sistema para sa paglakip ng pakpak aparato sa katawan na gagawing posible upang madaling baguhin ang anggulo ng pag-atake ng pakpak depende sa estado ng kaguluhan; Ang ganitong sistema, bukod dito, ay lubos na nagpapadali sa proseso ng pagpili ng pinakamainam na anggulo ng pag-atake ng mga pakpak sa panahon ng pagsubok sa bangka.
Ang pagiging seaworthiness ng isang bangka ay higit na nakadepende sa pamamahagi ng bigat ng bangka sa pagitan ng mga wing device. Para sa kasalukuyang pinakakaraniwang mga bangka na may dalawang pakpak (bow at stern), halos matukoy natin ang tatlong opsyon para sa pamamahagi ng bigat ng bangka:
1)
ang bulk ng timbang (higit sa 70-75%) ay nahuhulog sa aparato ng ilong;
2)
ang bigat ng bangka ay ibinahagi nang humigit-kumulang pantay sa pagitan ng busog at mahigpit na mga aparato;
3)
ang bulto ng bigat ay nahuhulog sa feed device.
Sa mga proyekto ng dayuhang bangka, lahat ng tatlong paraan ng pamamahagi ng timbang ay pantay na kadalasang ginagamit; sa pagsasagawa ng domestic boat building, ang pangalawang opsyon ay kadalasang ginagamit. Tulad ng ipinakita ng kasanayan, ang gayong pamamahagi ng kargamento ay nagbibigay sa bangka ng pinakamahusay na karapat-dapat sa dagat.
Ang unang hakbang sa pagdidisenyo ng isang hydrofoil boat ay upang matukoy ang matamo na bilis para sa isang ibinigay na lakas ng makina (o lutasin ang kabaligtaran na problema).
Ang bilis ng bangka ay maaaring matukoy mula sa formula:
N e - pagkonsumo ng kuryente ng umiiral na makina, l. kasama.;
Ang η ay ang pangkalahatang propulsive na kahusayan ng mekanikal na pag-install, na isinasaalang-alang ang mga pagkalugi sa panahon ng operasyon ng shaft line at propeller;
Ang R ay ang kabuuang paglaban ng bangka (kg) kapag gumagalaw sa bilis na υ (m/sec).
Ang kabuuang pagtutol ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng halaga ng hydrodynamic na kalidad K:
Pagkatapos ang mga formula (1), (2) ay kunin ang form:
Tama na tumpak na kahulugan Ang paglaban ng tubig sa paggalaw ng isang hydrofoil boat ay napakahirap kalkulahin. Sa kasalukuyan, para sa layuning ito, ang mga resulta ng mga pagsubok ng mga towed na modelo sa mga pang-eksperimentong pool o open water body ay ginagamit. Ang modelo ay ginawa sa eksaktong alinsunod sa kalikasan, ngunit sa isang pinababang sukat. Kapag muling kinakalkula ang paglaban batay sa mga resulta ng mga pagsubok sa modelo sa lugar, karaniwang ipinapalagay na ang mga halaga ng hydrodynamic na kalidad ng modelo at ang dinisenyo na bangka sa parehong kamag-anak na bilis (kung ang mga numero ng Froude ng modelo at ang tunay na isa ay pantay) sa lahat ng mga mode ng paggalaw ay pantay.
Ang isang katulad na conversion ng hydrodynamic na kalidad ay maaaring gawin mula sa anumang tinatanggap na prototype sa dinisenyo na bangka.
Ang halaga ng pangkalahatang propulsive na kahusayan ay tinukoy bilang:
Para sa mga bangka na may direktang engine-propeller transmission, η m = 0.9÷0.95. Kapag ang isang gearbox ay kasama sa linya ng baras η m = (0.9÷0.95); ηηbawas = 0.8÷0.9. Para sa mga bangkang de-motor na may angular na column (na hugis Z na gear sa propeller), ang η m ay nasa hanay na 0.8÷0.95, depende sa kalidad ng gear.
Ang tumpak na pagpapasiya ng η p ay posible lamang sa pamamagitan ng pagkalkula ng mga kurba ng pagkilos ng propeller. Ang halagang ito ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: bilis; bilang ng mga rebolusyon; tinatanggap na mga sukat ng propeller; ang relatibong posisyon ng mga pakpak, nakausli na bahagi at ang propeller, atbp. Tandaan na ang pagpili at paggawa ng isang propeller ay isang kumplikado at napaka responsableng bagay.
Para sa mahusay na napili at maingat na ginawang mga propeller η р = 0.6÷0.75 sa bilis na 30-50 km/h (sa mataas na bilis ay bahagyang bumababa ang η р).
Ang paggawa ng isang modelo at pagtukoy ng paglaban sa paghila nito ay mahirap at mahal, kaya ang pamamaraang ito ay hindi katanggap-tanggap para sa indibidwal na konstruksyon. Karaniwan, sa ganitong mga kaso, isang tinatayang pamamaraan ang ginagamit, batay sa paggamit ng istatistikal na data mula sa mga pagsubok ng mga umiiral na bangka.
Dahil maaaring walang data sa mga halaga ng K at η p kahit para sa mga itinayo na bangka, kapag tinutukoy ang kinakailangang kapangyarihan o maabot na bilis ayon sa (3) at (4), kinakailangang gamitin ang koepisyent ng kalidad ng propulsion K η. ang halaga nito ay maaaring kalkulahin kung ang kapangyarihan, bilis at pag-aalis:
Kapag ginagamit ang koepisyent ng kalidad ng propulsion na nakuha sa ganitong paraan, dapat itong ayusin na isinasaalang-alang ang mga pagkakaiba sa pagitan ng dinisenyo na bangka at ng prototype na bangka.
Sa pagtaas ng bilis ng paggalaw sa isang bilis na naaayon sa simula ng cavitation sa mga pakpak, ang pagbawas sa kalidad ng hydrodynamic ay nangyayari pangunahin dahil sa pagtaas ng drag ng mga nakausli na bahagi, spray at aerodynamic drag (i.e., air resistance) . Ang laki ng mga sangkap ng paglaban na ito ay nakasalalay sa parisukat ng bilis ng paggalaw at ang lugar sa ibabaw ng parehong mga nakausli na bahagi at ang katawan mismo, na nabasa ng tubig o sa hangin.
Para sa mga umiiral na hydrofoil boat, ang drag ng mga nakausli na bahagi, spray at aerodynamic drag sa bilis na 60-70 km/h ay 20-25%, at para sa maliliit na bangka - hanggang 40% ng kabuuang drag.
Ang pangunahing isyu sa pagdidisenyo ng isang hydrofoil boat na may mataas na hydrodynamic na kalidad, magandang propulsion at seaworthiness ay ang pagpili ng mga elemento ng hydrofoil.
Ang paunang halaga para sa pagpili ng mga sukat ng pakpak ay ang lugar ng nakalubog na bahagi nito, na tinutukoy mula sa ratio:
Ang lift coefficient ay pinili sa hanay ng 0.1-0.3; sa pangkalahatang kaso, ang C y ay nakasalalay sa bilis ng disenyo. Ang halaga ng lift coefficient ng aft wing upang mapataas ang motion stability ay itinuturing na 20-50% na mas malaki kaysa sa bow one.
Ang mga sukat ng pakpak (span l at chord b) ay itinalaga pagkatapos matukoy ang lugar ng pakpak, na isinasaalang-alang ang pangangailangan upang matiyak ang sapat na mataas na kalidad ng hydrodynamic, lateral stability ng sisidlan at lakas ng pakpak.
Tulad ng nabanggit na, tinutukoy ng pagpahaba ang halaga ng kalidad ng hydrodynamic. Karaniwang kinukuha nila ang λ = l/b > 5. Dapat tandaan na ang pagtaas ng wing span ay makabuluhang nagpapataas ng lateral stability ng vessel habang isinasagawa.
Para sa maliliit na bangka, ang pagtiyak sa lateral stability habang isinasagawa ay lalong mahalaga. Tulad ng ipinapakita ng karanasan sa pagpapatakbo, ang kabuuang haba ng pakpak ay hindi dapat mas mababa sa lapad ng katawan ng bangka at mas mababa sa 1.3 - 1.5 m.
Para sa mga bangka na may mababang bilis, ang pagtupad sa mga kinakailangang ito ay hindi nagiging sanhi ng mga komplikasyon sa pagtiyak ng lakas ng mga pakpak. Posibleng gumamit ng mga pakpak na may dalawa o tatlong strut na gawa sa bakal, aluminyo-magnesium alloy o kahit kahoy. Ang paggamit ng isang pakpak na may mga hilig na stabilizer (trapezoidal) ay nagpapahintulot sa iyo na bawasan ang bilang ng mga struts sa isa o dalawa. Gayunpaman, habang tumataas ang kamag-anak na bilis, ang lakas ng mga pakpak ay nagiging isang mapagpasyang kadahilanan. Upang matiyak ang lakas ng mga pakpak, kinakailangan na mag-install ng isang malaking bilang ng mga struts, na labis na hindi kanais-nais dahil sa pagtaas ng paglaban at ang karagdagang posibilidad ng pagsira ng hangin sa itaas na ibabaw ng pakpak; kinakailangang gumawa ng mga eroplano na may variable na lapad o gumamit ng mga scheme na may mga free-standing na pakpak.
Sa Fig. Ang Figure 18 ay nagpapakita ng mga kurba na nagpapakita ng pagbabago sa mga epektibong stress sa pakpak depende sa bilis ng disenyo ng bangka. Ang mga curve na ito ay naka-plot para sa bow wing ng isang bangka na may displacement na 500 kg, na may dalawang low-load na flat wings, ang load sa pagitan ng kung saan ay pantay na ipinamamahagi.
Ipinapakita ng graph ang mga dependency para sa dalawang kaso:
- ang pakpak, batay sa mga kondisyon para sa pagtiyak ng lateral stability, ay may isang eroplano (dashed curves);
- ang pakpak ay binubuo ng dalawang free-standing na mga pakpak na mayroong ibinigay na aspect ratio (mga kurba na ipinapakita bilang mga solidong linya).
Tulad ng makikita mula sa graph, sa bilis na higit sa 10-12 m/sec, upang matiyak ang lakas ng pakpak ng unang opsyon, kinakailangan na mag-install ng ikatlong strut, na bahagyang bawasan ang kalidad ng hydrodynamic. , o gumamit ng materyal na may tumaas mekanikal na katangian. Kasabay nito, para sa mga free-standing na pakpak, kapag nag-i-install ng isang strut sa isang pagkakataon, ang parehong mga stress ay lumilitaw sa mas mataas na bilis (20-25 m / sec).
Ang ibinigay na graph ay maaaring gamitin upang pumili ng materyal ng pakpak kapag nagdidisenyo ng mga bangka na may katulad na displacement. Sa bawat partikular na kaso, kinakailangan na magsagawa ng mas detalyado at tumpak na mga kalkulasyon ng lakas ng mga pakpak, na isinasaalang-alang ang pakpak bilang isang frame na binubuo ng mga plane rod at struts.
Tulad ng ipinakita ng karanasan sa pagpapatakbo ng mga barko at pagsubok ng mga hydrofoil, kapag gumagalaw sa mga alon, ang pakpak ay napapailalim sa mga pagkarga na malayong lumampas sa static na pagkarga V. Ang nagreresultang mga labis na karga ay sanhi ng mga pagkabigo kapag ang pakpak ay humampas sa mga alon, nagbabago sa anggulo ng pag-atake ng pakpak dahil sa hitsura ng longitudinal at vertical pitching at ang pagkakaroon ng mga orbital velocities na mga particle ng tubig sa panahon ng mga alon, pati na rin ang mga pagbabago sa paglulubog ng mga pakpak. Kaugnay nito, kapag kinakalkula ang lakas ng mga pakpak, kinakailangan na ipakilala ang mas mataas na mga margin ng kaligtasan:
Karaniwan, para sa mga bahagyang nakalubog na elemento, ang n = 3 ay isinasaalang-alang na sa pagtaas ng paglulubog ng pakpak, ang pagbabago sa puwersa ng pag-angat dito, na dulot ng impluwensya ng libreng ibabaw, ay bumababa, para sa mga malalim na lubog na eroplano ang kadahilanan ng kaligtasan. bahagyang nabawasan.
Kapag kinakalkula ang lakas ng mga elemento ng pakpak na umuusbong mula sa tubig sa panahon ng paggalaw, kinakailangan upang tukuyin ang isang tiyak na kondisyon na pagkarga na maaaring mangyari sa kanila kapag gumagalaw sa mga alon, na may isang roll, atbp. Sa kasong ito, ipinapalagay na ang pagkarga na ito ay random at ang safety margin ay binabawasan sa n=1.25÷1.5.
Bilang karagdagan sa pagtukoy sa mga pangunahing sukat ng mga eroplano na nagdadala ng pagkarga, sa panahon ng disenyo ay kinakailangan upang matukoy ang taas ng mga rack. Kasabay nito, ang taga-disenyo ay nahaharap sa mga kinakailangan na sumasalungat sa isa't isa. Sa isang banda, ang pagtaas ng taas ng wing struts ay nagpapabuti sa seaworthiness ng sasakyang-dagat at binabawasan ang dami ng resistensya kapag naglalayag kapwa sa maalon na tubig at sa kalmadong tubig. Sa kabilang banda, ang pagtaas sa taas ng mga strut ay maaaring humantong sa isang pagkasira sa longitudinal at lateral na katatagan ng bangka, at higit sa lahat, ito ay nagdudulot ng pagtaas sa paglaban ng bangka sa mga mode bago ang paglalayag sa mga pakpak ( dahil sa pagtaas ng basang ibabaw ng mga struts, karagdagang propeller shaft bracket, atbp.) .
Karaniwan, ang mga sumusunod na pagsasaalang-alang ay isinasaalang-alang kapag tinutukoy ang taas ng mga rack. Ang pinakamahalagang kadahilanan ay ang maximum na distansya mula sa propeller axis hanggang sa hull, na tinutukoy ng pangkalahatang lokasyon ng mekanikal na pag-install (engine, outboard motor) sa bangka at ang mga kondisyon ng operating ng propeller. Halimbawa, sa isang Moscow outboard motor, ang distansya na ito ay hindi lalampas sa 230-250 mm (na tumutugma sa taas ng transom na 290-300 mm); Ang karagdagang pagpapalalim (pagbaba) ng makina ay hindi praktikal, dahil maaari itong magdulot ng mahinang pagsisimula, tubig na pumapasok sa mga cylinder at papunta sa mga spark plug, atbp.
Kapag gumagamit ng mga nakatigil na makina, ang isa ay dapat magpatuloy mula sa mga kondisyon ng paglalagay ng makina sa kahabaan ng bangka at pagtiyak ng isang normal na anggulo ng baras (hindi hihigit sa 10-12°). Ang paggamit ng isang hugis-Z na gear (angular na haligi) ay nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang distansya mula sa propeller hanggang sa pabahay, kahit na kapag nag-i-install ng isang nakatigil na makina.
Ang taas ng aft wing struts hk ay dapat na kapag gumagalaw sa mga pakpak ang propeller ay hindi nakalantad at hindi sumisipsip sa hangin sa atmospera. Maipapayo na ilagay ang propeller sa ilalim ng wing plane, na nag-iiwan ng puwang sa pagitan ng pakpak at ng talim na katumbas ng 10-15% ng diameter ng propeller.
Kapag nag-i-install ng mga outboard motor, ang pakpak ay karaniwang naka-install sa antas ng tinatawag na anti-cavitation plate.
Ang taas ng bow wing struts h p ay tinutukoy batay sa trim value ng bangka kapag gumagalaw sa mga pakpak at maaaring kalkulahin gamit ang formula:
Ang pormula na ito ay tinatayang, dahil hindi nito isinasaalang-alang ang pagpapapangit ng ibabaw ng tubig sa likod ng pakpak ng bow, na nakakaapekto sa tumatakbong anggulo ng trim.
Para sa mga kasalukuyang bangkang de-motor at bangka ψ = 1÷3°. Para sa mga bangka na may medyo mataas na bilis paggalaw, ang anggulo ng trim ay pinili nang bahagya, dahil sa kasong ito ang mode ng paglapit sa mga pakpak ay lumilipat sa mas mababang bilis at ang paglaban sa "umbok" ay bumababa.
Ang isa sa mga pangunahing isyu na dapat lutasin kapag nagdidisenyo ng isang hydrofoil boat ay ang paglabas sa mga foil. Para sa mga bangka na may mataas na bilis, ang isyung ito ay maaaring maging isang pangunahing isyu.
Sa panahon ng acceleration, kapag ang lakas ng pag-angat ng mga pakpak ay maliit pa, ang bangka ay gumagalaw sa katawan ng barko. Sa pagtaas ng bilis, ang lakas ng pag-aangat ng mga pakpak ay tumataas, at ang bangka ay nagsimulang lumipat muna sa pakpak ng busog at katawan ng barko, at may karagdagang pagtaas sa bilis - sa magkabilang mga pakpak. Sa sandaling maabot ng bangka ang pakpak ng busog, ang paglaban ng tubig sa paggalaw ay umabot sa pinakamalaking halaga nito; sa curve ng paglaban ang sandaling ito ay tumutugma sa isang katangian na "umbok" (tingnan ang Fig. 1). Habang lumalabas ang katawan mula sa tubig, bumababa ang nabasa nitong ibabaw at bumababa ang resistensya. Sa isang tiyak na bilis - ang tinatawag na bilis ng pakpak - ang katawan ng barko ay ganap na naalis sa tubig. Kapag pumipili ng mga lugar ng pakpak, ang pagkalkula ay hindi lamang ang pinakamataas na bilis, kundi pati na rin ang bilis ng pag-alis mula sa tubig.
Ang lakas ng pag-angat ng mga pakpak sa lahat ng bilis ng bangka ay nagbabalanse sa bigat nito. Samakatuwid, kung sa pinakamataas na bilis v ang nakalubog na wing area S at ang lift coefficient C y, at sa lift-off speed υ o ang wing area S o at ang lift coefficient C y0, dapat matugunan ang sumusunod na kondisyon:
Dahil sa ang katunayan na sa pinakamataas na bilis ang patag na pakpak ay nakalubog nang kaunti, at sa bilis ng pag-angat ay mas malaki ang paglubog nito, ang halaga ng C y0 ay karaniwang 1.5-2 beses na mas malaki kaysa sa C y. Bilang karagdagan, sa simula ng stroke sa mga pakpak, ang trim ng bangka ay karaniwang mas malaki kaysa sa maximum na bilis, na humahantong din sa pagtaas ng C y0 (humigit-kumulang 1.2-1.5 beses) dahil sa pagtaas ng anggulo ng atake ng pakpak α.
Isinasaalang-alang na ang nakalubog na lugar ng isang patag na pakpak ay nananatiling pare-pareho, mula sa pagkakapantay-pantay sa itaas (7) maaaring makuha na para sa isang bangka na may patag, bahagyang nakalubog na pakpak, ang bilis ng pag-angat ay:
Tulad ng ipinapakita ng karanasan, ang pagtagumpayan sa umbok ng paglaban na may tulad na ratio ng bilis ay posible lamang sa mababang bilis ng kamag-anak. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 19 ang pagbabago sa paglaban ng mga bangka ng parehong displacement, ngunit may iba't ibang maximum na bilis ng disenyo. Tulad ng makikita mula sa graph sa itaas, habang sa pinakamataas na bilis ang drag ay nananatiling halos pare-pareho, sa wing-exit mode ito ay tumataas nang malaki sa pagtaas ng bilis ng pag-angat.
Upang madaig ang drag hump sa mataas na kamag-anak na bilis, ang mga bangka na may patag na mga pakpak ay dapat na may mga pantulong na ibabaw ng pagpaplano o karagdagang mga pakpak, o magagawang baguhin ang anggulo ng pag-atake ng mga pangunahing eroplano ng mga pakpak habang gumagalaw. Upang mabawasan ang rate ng paghihiwalay ng katawan ng barko mula sa tubig, kinakailangan upang makabuluhang taasan ang kabuuang lugar ng mga ibabaw na nagdadala ng pagkarga. Ang mga karagdagang ibabaw na nagdadala ng pagkarga ay dapat na nakaposisyon upang, habang tumataas ang bilis at tumataas ang mga pangunahing eroplano, unti-unti silang lumalabas mula sa tubig at hindi lumikha ng karagdagang pagtutol; Upang gawin ito, inirerekumenda na gawin silang deadrise (anggulo ng deadrise 20-30 °) at huwag ilapit ang mga ito sa katawan at mga pangunahing eroplano sa layo na mas mababa kaysa sa chord ng pakpak.
Upang madagdagan ang kahusayan ng mga panimulang elemento, ipinapayong i-install ang mga itaas na elemento na may mas malaking anggulo ng pag-atake kaysa sa mga mas mababa. Ang pag-install ng mga pandiwang pantulong na eroplano na matatagpuan (kapag gumagalaw sa pinakamataas na bilis) sa itaas ng ibabaw ng tubig, tulad ng nabanggit na, ay nagpapataas ng pagiging karapat-dapat sa dagat at katatagan ng barko.
Tulad ng makikita mula sa Fig. 19, sa bilis kapag naabot ng barko ang mga pakpak, ang pangunahing bahagi ng paglaban ay ang paglaban ng katawan ng barko. Alinsunod dito, upang mapadali ang pagpabilis, ang katawan ng barko ay dapat na may mahusay na streamline na mga contour, katulad ng sa mga maginoo na barko na idinisenyo upang lumipat sa bilis na naaayon sa wing-out mode.
Sa mesa Ipinapakita ng 2 ang mga pangunahing elemento at mga pahambing! mga katangian ng limang domestic hydrofoil motor boat at isang six-seater winged boat na "Volga" (Fig. 20), na mahusay na naglalarawan ng mga puntong nakasaad sa itaas.
Pagkalkula ng wing device para sa plastic motor boat na "L-3"
Bilang isang halimbawa, ang pagkalkula ng mga pakpak na isinagawa para sa isang plastic na bangkang de-motor na "L-3" ("MK-31") ay ibinigay, ang mga pangunahing elemento kung saan ay ipinahiwatig sa talahanayan. 2. Ang katawan nito ay gawa sa fiberglass batay sa polyester resins, pinatibay ng fiberglass. Kaso timbang 120 kg. Ang isang bangka na walang pakpak, na mayroong apat na tao, ay bubuo (na may isang Moskva engine) sa bilis na halos 18 km / h, kaya upang madagdagan ang bilis napagpasyahan na mag-install ng mga hydrofoil (Larawan 21, 22).Kapag nagdidisenyo ng mga pakpak, bilang karagdagan sa mga pangunahing kinakailangan para sa pagtiyak ng katatagan ng bangka, ang mga sumusunod na gawain ay itinakda:
- tiyakin ang mataas na bilis ng pagganap ng isang bangkang de-motor na may kabuuang displacement na 480 kg (apat na tao ang nakasakay) kapag nag-i-install ng parehong outboard engine na "Moscow";
- tiyakin ang kasiya-siyang seaworthiness kapag nagpapatakbo ng mga pakpak ng ria na may buong pagkarga sa taas ng alon na 300 mm.
Ang mga lugar ng pakpak ay kinakalkula sa sumusunod na pagkakasunud-sunod.
Pagtukoy sa tinantyang bilis ng bangka. Dahil ang napiling disenyo ng pakpak ng bangka ay katulad ng disenyo na ginamit sa bangka ni P. Korotkov, at ang kanilang bilis ng paggalaw ay malapit, ang halaga ng kalidad ng pagpapaandar para sa "L-3" na bangka ay kinuha na pareho sa P. . Ang bangka ni Korotkov, i.e. K η = 5 ,45.
Sa halagang ito ng K η ang bilis ng bangkang de-motor ay:
Sukat ng pakpak. Batay sa posisyon ng center of gravity ng bangka at ang pagkakalagay ng stern wing, ang haba ng posisyon ng bow wing ay natukoy. Dahil ipinapalagay na ang pagkarga sa mga pakpak ay ibinahagi nang pantay:
Upang maalis ang negatibong impluwensya ng pakpak ng bow sa mahigpit na distansya sa pagitan nila ay dapat mayroong hindi bababa sa 12-15 chord ng pakpak ng busog at para sa bangkang ito ay L k = 2.75 m.
Upang makakuha ng mataas na bilis at pagiging karapat-dapat sa dagat at bawasan ang drag sa wing launch mode, ang average na halaga ng lift coefficient sa bow wing ay kinuha na katumbas ng C yn = 0.21. Kasabay nito, ang halaga ng koepisyent ng pag-angat ng bahagyang lumubog na bahagi ng pakpak ay medyo mas mababa kaysa sa halagang ito, na nagsisiguro ng pagtaas ng katatagan ng pakpak kapag gumagalaw; ang average na halaga ng Su ng malalim na nakabaon na elemento ay medyo mas malaki dahil sa makabuluhang paglulubog nito. Ang lift coefficient ng stern wing, na isinasaalang-alang ang mababang bilis ng bangka, ay kinuha katumbas ng Сук = 0.3.
Para sa mga napiling halaga ng C y, ang lugar ng mga pakpak (i.e., ang lugar ng projection ng pakpak sa pahalang na eroplano) ay katumbas ng:
Upang matiyak ang sapat na lateral stability, ang span ng bow wing ay ipinapalagay na l n = 1.5 m; kaya ang wing chord:
Napagpasyahan na gawin ang mahigpit na pakpak sa loob ng mga sukat ng bangka; sa ilalim ng kondisyong ito, ang span nito ay naging l n = 1350 mm, at ang chord nito:
Sa mga napiling laki ng pakpak, ang malalaking pagpahaba ng eroplano λ n = 7.5 at λ k = 8.5 ay nagsisiguro ng mataas na hydrodynamic na kalidad ng bangka.
Para sa kaso na isinasaalang-alang, ang span ng "gull" ay unang kinuha na 500 mm. Gayunpaman, upang madagdagan ang ganap at kamag-anak na lalim ng malalim na nakalubog na elemento at sa gayon ay mapataas ang seaworthiness ng pakpak, napagpasyahan, habang pinapanatili ang lugar ng malalim na lubog na elemento at ang anggulo ng deadrise nito, upang madagdagan ang span sa 600 mm sa pamamagitan ng pagbabawas katamtamang laki chord hanggang 170 mm. Upang matiyak na ang lugar ng mga low-immersion na eroplano ay hindi nagbabago, ang kabuuang wing span ay nadagdagan sa 1550 mm.
Tulad ng ipinakita ng pagkalkula ng lakas ng mga pakpak, kapag gumagalaw sa kalmado na tubig, ang mga stress sa mga pakpak ay umaabot sa mga halaga ng ο = 340 kg/cm 2 . Sa kadahilanang pangkaligtasan na n = 3, masisiguro ang lakas ng mga pakpak sa pamamagitan ng paggamit ng materyal na ο T = 1200 kg/cm 2.
Upang mabawasan ang bigat ng wing device, napili ang isang well-weldable na anti-corrosion aluminum-magnesium alloy ng AMg-5V brand, na mayroong ο T = 1200 kg/cm 2, bilang materyal.
Ang disenyo ng istraktura ng pakpak ng bangka ay ipinapakita sa Fig. 23.
Pagtukoy sa taas ng wing struts. Ayon sa mga kondisyon para sa paglalagay ng makina sa transom ng bangka, ang taas ng stern wing stand hk = 140 mm ang napili (ang taas ng cutout para sa motor clamp sa transom ay 300 mm).
Ang pagkakaroon ng itakda ang halaga ng running trim ψ = 1°20", nakuha namin ang taas ng bow wing strut:
Ang mga tinatanggap na halaga ng mga koepisyent ng pag-angat ay bahagyang mas mataas kaysa sa bangka ni P. Korotkov, gayunpaman, hindi dapat matakot ang isang tao sa pagtaas ng drag sa mode na "hump", dahil ang kamag-anak na bilis ng L-3 na bangka ay makabuluhang mas mababa kaysa sa prototype na bangka. Bilang karagdagan, ang malaking lapad ng ilalim ng bangka at mga longhitudinal na corrugation ay medyo nakakabawas sa resistensya ng katawan ng bangka sa wing-out mode.
Upang mapabuti ang pagtakbo at mga katangian ng pagganap Ang istraktura ng pakpak ng bangka ay binigyan ng mga sumusunod na tampok ng disenyo:
- ang mga libreng dulo ng pakpak ng bow ay maayos na bilugan, na binabawasan ang mga pagkalugi sa dulo dahil sa pagbuo ng vortex at sa gayon ay pinapataas ang hydrodynamic na kalidad at katatagan ng paggalaw;
- ang papasok na gilid ng bahagyang lumubog na mga bahagi ng mga pakpak ay nakayuko ng 1 mm, na, sa pamamagitan ng pagbabawas ng anggulo ng pagpasok ng pakpak sa tubig, binabawasan ang pag-splash kapag naglalayag sa mga alon, kapag ang pakpak ay pana-panahong tumalon mula sa tubig, pagputol sa alon;
- Ang mga struts ng bow wing ay gawa sa variable na cross-section: ang mga bahagi ng struts na nasa tubig sa panahon ng paggalaw ay mas payat, at sa junction ng hull ay mas makapal ang mga ito. Binabawasan nito ang paglaban ng mga struts kapag gumagalaw nang hindi binabawasan ang lakas ng pakpak;
- ang wing struts sa itaas ng waterline sa bilis ng disenyo ay nakatagilid pasulong, na nagpapababa ng splashing kapag tumatawid ang mga struts sa ibabaw ng tubig;
- ang bow at stern wings ay may mga fastenings na nagbibigay-daan sa iyo upang madaling baguhin ang mga anggulo ng mga pakpak upang piliin ang pinakamainam na anggulo ng pag-atake para sa iba't ibang mga karga ng bangka at depende sa mga alon;
- Ang disenyo ng attachment ng pakpak ng ilong ay nagbibigay para sa posibilidad ng pag-install ng isang mekanismo na nagbibigay-daan sa iyo upang piliin ang mga anggulo ng pag-atake ng pakpak sa mabilisang.
Ang ibinigay na pamamaraan para sa pagkalkula ng wing device para sa L-3 motor boat ay karaniwang magagamit upang kalkulahin ang mga pakpak ng anumang motor boat at motorboat. Gayunpaman, sa bawat partikular na kaso, maaaring lumitaw ang mga partikular na feature na magdudulot ng pagbabago sa sequence o ang pangangailangan para sa mas detalyadong mga kalkulasyon at paglilinaw.
Paggawa, pag-install at pagsubok ng wing device
Para sa paggawa ng mga pakpak, ang iba't ibang mga materyales ay praktikal na ginagamit, ngunit kadalasan ang mga pakpak ay gawa sa welded steel o aluminum-magnesium alloys (at, para sa pagiging simple, solid).Ang pinaka-labor-intensive na proseso ay ang pagproseso ng mga pakpak sa kahabaan ng profile. Mayroong ilang mga kilalang paraan upang makakuha ng isang ibinigay na profile ng pakpak, ngunit dalawa sa kanila ang pinakakaraniwan (Larawan 24):
1) ang mga eroplano ng mga pakpak ay ginawa mula sa mga blangko na pinutol mula sa isang tubo. Ang diameter ng blangko na tubo para sa isang profile na may hugis ng isang pabilog na segment ay maaaring matukoy gamit ang isang nomogram (Larawan 25). Ang panloob na ibabaw ng tubo ay giling sa isang eroplano, at ang panlabas na ibabaw ay inihain pababa sa nais na profile;
2) ang mga eroplano ng mga pakpak ay gawa sa sheet na materyal. Upang makuha ang nais na profile, ang itaas na ibabaw ay pinutol o giling kasama ang tinukoy na mga ordinate, at ang mga resultang "hakbang" ay manu-manong isinampa.
Kung kinakailangan upang makakuha ng isang convex-concave profile, ang wing plane ay baluktot o ang materyal ay pinili nang wala sa loob.
Mga pakpak ng maliliit na sukat kung imposible machining maaaring gawin sa pamamagitan ng pag-file sa pamamagitan ng kamay.
Sa panahon ng proseso ng pagproseso at para sa pagsuri sa mga profile ng natapos na mga pakpak at struts, ang mga template ay karaniwang ginagamit, na ginawa ayon sa ibinigay na mga ordinate na may katumpakan na ± 0.1 mm. Ang mga paglihis ng profile mula sa template ay hindi dapat lumampas sa ±1°/o mula sa maximum na kapal ng pakpak.
Pagkatapos ng pagproseso ng mga eroplano at struts, ang mga pakpak ay binuo. Upang matiyak ang katumpakan ng pagpupulong at maiwasan ang pagpapapangit sa panahon ng hinang, inirerekomenda na ang mga pakpak ay tipunin at welded sa isang jig, na maaaring gawin ng metal o kahit na kahoy. Ang mga weld seams ay dapat na isampa pababa.
Upang mabawasan ang posibilidad na masira ang hangin sa pamamagitan ng mga struts papunta sa itaas na ibabaw ng pakpak, ang mga lugar kung saan ang mga strut ay nakadikit sa mga eroplano ay dapat magkaroon ng makinis na mga transition sa kahabaan ng radii, at ang radius ng paglipat sa pinakamalaking seksyon ng strut ay hindi dapat lumampas. 5% ng chord nito, at ang pinakamalaking radius ng paglipat sa mga ilong ay dapat na 2-3 mm.
Ang naka-assemble na pakpak ay hindi dapat magkaroon ng mga paglihis na lampas sa mga sumusunod na halaga:
- wingspan at chord ±1% ng wing chord;
- strut chord ±1% ng strut chord;
- pagkakaiba sa pagitan ng mga anggulo ng pag-install sa kanan at kaliwang gilid (“twist”) ±10";
- skew ng mga eroplano sa kahabaan ng bangka at ang taas ng mga rack ay ±2-3 mm.
Kung ang pagpipinta ay ibinigay upang maprotektahan ang mga pakpak mula sa kaagnasan, pagkatapos matapos ang pag-file ay pininturahan ang ibabaw at pagkatapos ay pinakintab. Upang magpinta ng mga pakpak, iba't ibang enamel at barnis, polyester at epoxy resins at iba pang waterproof coatings. Sa panahon ng operasyon, ang mga patong ng pintura at barnis ay kailangang i-renew nang madalas, dahil ang tubig na dumadaloy sa paligid ng pakpak sa mataas na bilis ay nagiging sanhi ng kanilang mabilis na pagkasira.
Ang tapos na pakpak ay naka-install sa bangka. Ang posisyon ng mga pakpak na may kaugnayan sa katawan ay dapat mapanatili alinsunod sa pagkalkula. Ang horizontality ng mga eroplano ay sinusuri ng isang antas, at ang mga anggulo ng pag-install ay sinusuri ng mga protractor na may katumpakan na ±5".
Ang mga attachment ng mga pakpak sa katawan ay dapat na sapat na matibay at malakas upang matiyak na ang mga anggulo ng pag-atake ay naayos sa panahon ng paggalaw kapag ang mga makabuluhang labis na karga ay inilapat sa pakpak. Bilang karagdagan, ang mga fastenings ay dapat magbigay ng madaling pagbabago (sa loob ng ±2÷3°) sa mga anggulo ng pag-install ng mga pangunahing eroplano ng mga pakpak. Para sa mga bangka na makabuluhang naiiba mula sa prototype sa napiling disenyo ng pakpak, kamag-anak na bilis o iba pang mga katangian.
Maipapayo na magbigay para sa posibilidad ng muling pagsasaayos ng mga pakpak sa taas (upang piliin ang pinakamainam na posisyon).
Tulad ng ipinakita ng kasanayan, ang pagtugon sa mga tinukoy na kinakailangan para sa katumpakan ng paggawa at pag-install ng mga hydrofoil ay isang kinakailangang kondisyon; madalas kahit na ang mga maliliit na paglihis mula sa tinukoy na mga sukat ay maaaring humantong sa kumpletong pagkabigo o hindi kinakailangang paggastos ng oras at pera sa pagwawasto ng mga error at pag-fine-tune ng wing device. Karaniwan ang isang bangka na may maayos na ginawang mga fender ay madaling makaalis sa tubig at lumipat sa mga fender mula sa simula; kaunting fine-tuning lang ang kailangan - pagpili ng pinakamainam na anggulo ng pag-atake upang makakuha ng matatag na paggalaw sa buong saklaw ng bilis at matiyak ang pinakamahusay na pagtakbo at pagiging seaworthiness.
Ang mga unang anggulo ng pag-install ng mga pakpak ay karaniwang kinukuha kung saan ang mga anggulo ng pag-atake ng mga pakpak na may kaugnayan sa linya na nagkokonekta sa mga papalabas na gilid ng mga pakpak ay pantay-pantay: sa pakpak ng busog 2-2.5°, at sa popa. pakpak 1.5-2°. Sa panahon ng pangwakas na pagsubok ng bangka, bilang karagdagan sa pagtukoy sa mga anggulo ng pag-install ng mga pakpak, kinakailangan na komprehensibong subukan ang bangka: upang maitaguyod ang bilis nito, pagiging karapat-dapat sa dagat at kakayahang magamit: upang matiyak na ganap itong ligtas na maglayag dito. .
Bago magsagawa ng mga pagsubok sa pag-unlad, ang pag-alis ng bangka ay dapat dalhin sa halaga ng disenyo. Inirerekomenda na timbangin ang bangka at tukuyin ang posisyon ng sentro ng grabidad nito sa haba nito. Bilang karagdagan, kinakailangan upang suriin ang kakayahang magamit ng makina nang maaga.
Kapag sinusubukan ang bangka, dapat sundin ang mga sumusunod na patakaran:
1) ang mga pagsubok ay dapat isagawa sa mahinahon na panahon at walang mga alon;
2) dapat walang dagdag na tao sa bangka; lahat ng kalahok sa pagsusulit ay dapat marunong lumangoy at magkaroon ng mga personal na kagamitan sa paglutang;
3) ang bangka ay hindi dapat magkaroon ng paunang roll na higit sa 1°;
4) ang pagtaas ng bilis ay dapat gawin nang unti-unti: bago ang bawat bagong pagtaas ng bilis, dapat mong tiyakin na ang steering device ay gumagana nang maayos at ang bangka ay may sapat na lateral stability kapwa sa isang tuwid na kurso at kapag nagmamaniobra. Sa kaso ng mga mapanganib na phenomena - makabuluhang pagtaas ng roll, katawan ng barko burying sa tubig, pagkawala ng pag-ilid katatagan at controllability - ang bilis ay dapat na bawasan at ang mga dahilan na nagiging sanhi ng mga phenomena ay dapat na malaman;
5) Bago simulan upang mapabilis ang bangka, dapat mong tiyakin na ang landas ay malinaw at walang panganib ng mga barko, bangka, lumulutang na tao at mga bagay na biglang lumitaw sa kurso. Ang mga pagsusuri ay hindi dapat isagawa sa mga lugar kung saan ang iba pang mga sasakyang-dagat at mga boya ay masikip o malapit sa mga dalampasigan;
6) Kinakailangang mahigpit na sundin ang lahat ng mga patakaran para sa pagmamaneho ng mga bangka at de-motor na bangka.
Ang mga sumusunod na kaso ay maaaring mangyari sa panahon ng pagsubok:
1. Hindi naabot ng bangka ang pakpak ng busog. Ang mga dahilan para dito ay maaaring isang maliit na anggulo ng pag-atake ng pakpak ng busog o ang gitna ng bangka ay masyadong pasulong. Upang maabot ng bangka ang pakpak ng busog, kinakailangang baguhin ang pagsentro ng bangka o, kung hindi ito nagbibigay ng mga resulta, unti-unting taasan ang anggulo ng pag-install ng pakpak ng bow (20" bawat isa); sa kasong ito, maaari mong bahagyang bawasan ang anggulo ng pag-install ng stern wing (sa pamamagitan ng 10-20"). Ang anggulo ng pag-atake ng pakpak ng busog ay dapat piliin upang ang bangka ay madaling makalabas at gumagalaw nang tuluy-tuloy sa pakpak ng busog. Kapag naabot ang pakpak ng bow, ang bilis ng paggalaw ay dapat tumaas.
2. Ang bangka ay hindi umabot sa mahigpit na pakpak. Ang mga dahilan ay maaaring maliit na anggulo ng pag-atake ng aft wing o masyadong aft centering. Ito ay maaaring alisin sa parehong dalawang paraan: sa pamamagitan ng pagbabago ng pagsentro ng bangka o unti-unting pagtaas ng anggulo ng pagkakabit ng stern wing (20/ bawat isa); Kung sa parehong oras ang bangka ay huminto sa pag-abot sa bow wing, ang anggulo ng pag-atake nito ay dapat ding tumaas (sa pamamagitan ng 10").
3. Matapos maabot ang mahigpit na pakpak, ang bangka ay maayos na bumagsak sa pakpak ng busog; sa kasong ito, walang mga pagkagambala mula sa eroplano ng pakpak ng ilong. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sanhi ng pagbawas sa anggulo ng pag-atake ng pakpak ng busog dahil sa pagbaba sa anggulo ng trim sa panahon ng paghampas sa mga pakpak. Kinakailangan na dagdagan ang anggulo ng pag-install ng pakpak ng ilong ng 10-20".
4. Matapos maabot ang mahigpit na pakpak, ang bangka ay biglang bumagsak sa pakpak ng busog; Kasabay nito, ang mga pagkagambala sa daloy at pagkakalantad ng pakpak ay maaaring maobserbahan sa pakpak ng busog. Ang anggulo ng pag-atake ng pakpak ng ilong ay mataas at dapat bawasan ng 5-10".
5. Kapag ang bangka ay gumagalaw sa mga pakpak, ang mahigpit na pakpak ay nabigo; sa kasong ito, ang kaliwang pakpak ay napupunta sa isang mababaw na lalim, at ang mga pagkasira ay sinusunod. Ang anggulo ng pag-atake ng likurang pakpak ay mataas at dapat bawasan ng 10-20".
6. Ang bangka ay lumabas sa mga pakpak na may isang malaking roll; Kasabay nito, ang roll ay tumataas sa pagtaas ng bilis. Suriin ang pagkakaisa ng mga anggulo ng pag-install ng mga pakpak sa kanan at kaliwang panig at alisin ang "pag-twisting" ng mga eroplano. Kung ang roll ay bumaba habang tumataas ang bilis, ito ay nagpapahiwatig na ang lateral stability ay mababa kapag ang bangka ay umabot sa mga foil. Upang mapataas ang katatagan ng bangka sa panahon ng acceleration, maaaring irekomenda ang mga sumusunod na hakbang: taasan ang mga anggulo ng pag-atake ng bow wing upang mabawasan ang pagsisid nito sa labasan; bawasan ang karbon! pag-atake ng stern wing upang "higpitan" (isalin sa mataas na bilis) ang exit sa stern wing; mag-install ng karagdagang mga elemento ng pag-stabilize sa pakpak ng bow.
7. Ang bangka ay may hindi sapat na lateral stability kapag nagmamaniobra sa mga pakpak. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring alisin gamit ang parehong mga hakbang tulad ng sa talata 6.
8. Ang bangka ay may mahinang kontrol kapag gumagalaw sa mga pakpak. Ang mga dahilan para dito ay maaaring hindi sapat na kahusayan ng timon, isang hindi kanais-nais na ratio ng mga lugar ng mga struts ng bow at stern wings, atbp. Ang paghawak ay maaaring medyo mapabuti sa pamamagitan ng pag-install ng karagdagang sprat sa bow wing.
Sa kaso ng kabaligtaran na kababalaghan - mahinang katatagan ng kurso - dapat na mai-install ang sprat sa stern wing. Ang lugar ng sprat ay pinili nang eksperimento.
Siyempre, sa ilang mga kaso ang mga hakbang na ito ay maaaring hindi humantong sa nais na resulta. Ang mga dahilan para sa mga pagkabigo ay maaaring ibang-iba: hindi tamang ratio ng mga naglo-load, mga lugar, mga koepisyent ng pag-angat, mga taas ng mga strut ng pakpak, atbp. Upang matukoy ang dahilan sa bawat partikular na kaso, kinakailangan upang ihambing ang ilang mga phenomena, pag-aralan ang mga sukat ng bilis ng paggalaw, pagtakbo. trim at iba pang dami.
Kapag nakuha na ang matatag na paggalaw sa mga pakpak sa buong saklaw ng bilis, maaari mong simulan ang pagpili ng pinakamainam na anggulo sa pag-install ng pakpak. Sa panahon ng panghuling fine-tuning, dapat mong baguhin ang mga anggulo ng pag-atake ng mga pakpak ng napakaliit na halaga (mga 5") at patuloy na subaybayan ang pag-usad ng fine-tuning sa pamamagitan ng pagsukat ng bilis sa iba't ibang mga mode ng pagmamaneho, oras ng acceleration at iba pang mga katangian.
Kapag ang mga anggulo ng pag-install ng mga pakpak ay sa wakas ay napili, ang mga pagsusuri sa pagiging karapat-dapat sa dagat ay maaaring isagawa, ang layunin nito ay upang matukoy ang pinakamataas na taas ng alon kung saan ang bangka ay maaaring lumipat sa mga pakpak, at sukatin ang bilis sa parehong oras. Ang mga pagsusuri ay dapat isagawa sa iba't ibang anggulo ng heading na may kaugnayan sa paglalakbay ng alon.
Kung ang disenyo ng bow wing fastening ay nagbibigay-daan sa iyo upang madaling baguhin ang mga anggulo ng pag-atake ng pakpak, maaari kang magsagawa ng seaworthiness test ng bangka sa mas mataas na mga anggulo ng pag-install ng bow wing.
Ang mga pagsubok sa dagat ay isang pagsubok din sa lakas ng mga pakpak. Pagkatapos ng mga pagsubok sa dagat, ang bangka at mga fender ay dapat na masusing suriin. Kung ang mga pagkasira, mga bitak at mga pagpapapangit ay napansin, ang mga dahilan para sa kanilang paglitaw ay dapat matukoy at ang mga istrukturang ito ay dapat na palakasin.
Pagkatapos lamang ng malawak na pagsubok ay maituturing na angkop ang bangka para sa pang-araw-araw na paggamit. Gayunpaman, hindi natin dapat kalimutan na ang anumang hydrofoil vessel ay nananatiling eksperimental sa maraming aspeto, at samakatuwid ay nadagdagan ang pansin sa pagtiyak ng kaligtasan sa pag-navigate ay kinakailangan.
Isang tao ang nagsabi: "Walang dapat pumipigil sa isang pakpak na lumipad." Ang pakpak ay hindi nangangailangan ng gayong mga frills bilang isang fuselage o anumang mga swells o anumang bagay na sumisira sa aerodynamics nito. Kapag ang lahat ay tinanggal sa loob ng pakpak, ang mga napaka-eleganteng istruktura ay nakuha na kasiya-siya hindi lamang sa kanilang aesthetic na hitsura kundi pati na rin sa magagandang katangian ng paglipad.
Sa personal, gustung-gusto kong lumilipad ang mga pakpak dahil sa kung gaano kadali ang mga ito upang bumuo. Ngunit huwag maliitin ang lumilipad na pakpak. Ang pinakamalaking problema sa pagdidisenyo ng isang LC ay ang pagkalkula at pagsasaayos ng pagkakahanay. Ang susunod na parirala ay nagbabasa: "Ang pinakamahusay na eroplano ay ang isa na walang reserba." Ang lahat ng mga katangian at disenyo ay dapat mapili sa isang paraan upang malutas ang mga kasalukuyang problema at sa parehong oras ay hindi mahulog sa hangin (sa pamamagitan ng paraan, nangyari ito sa akin).
Isang taon na ang nakalipas iniisip ko kung paano bumuo ng sarili kong flying wing para subukan ang kamay ko dito. Napagtanto ko na alam ko ang teorya, ngunit wala akong ideya kung paano ilapat ang kaalamang ito sa pagsasanay. At upang ma-systematize ang aking kaalaman, nagpasya akong magsulat sa Matlab r2009, isang bagay tulad ng isang calculator para sa tinatayang lokasyon ng focus ng isang flying wing (FW). At ang resulta ay isang programa na ang input ay isang text file ng mga katangian ng pakpak
At ang output ay ang larawang ito 
Ang algorithm na ito ay ipinakita sa isang artikulo sa forum http://www.rcdesign.ru/ Load-bearing wings. Bahagi 2. Wing geometry.
Ngunit hindi ako tumigil doon at nagpasya na bumuo ng ideyang ito. Ang pangunahing ideya ng programa ay upang mabilis na baguhin ang iyong ideya ng pakpak sa ilang mga katangian ng numerical na timbang at laki. At idinagdag ko ang pagkalkula ng mga sentro ng grabidad sa programa, at na-convert ang LC sa 3D. At sa huli ay nakakuha kami ng isang programa na kayang gawin ito.
mga kakayahan ng programa
ang programa ay maaaring kalkulahin:
- wing area sa plano
- wing area sa transverse plane
- masa ng pakpak
- masa ng mga kagamitan sa pakpak
- kabuuang masa ng kagamitan + kagamitan
- pangkalahatang sentro ng grabidad X,Z
- wing focus sa pitch X,Z
- wing focus ni yaw X,Z
- karga ng pakpak
-
ang mga programa ay ipinapakita sa tatlong dimensyon
- geometry ng pakpak
- geometry ng elemento
- lokasyon ng wing focus sa plano
- lokasyon ng focus sa transverse plane
- lokasyon ng wing center of gravity
- lokasyon ng sentro ng grabidad ng kagamitan
- lokasyon ng pangkalahatang sentro ng grabidad
Ang programa ay bumubuo
- profile curves para sa pagtatayo sa SolidWorks program.
- Point cloud ng element geometry sa SolidWorks program.
Ang isang hanay ng mga parameter na ito ay nagpapahintulot sa iyo na suriin ang mga katangian ng LC.
Mga disadvantages ng programa
- mababang interaktibidad
- hindi magiliw na interface
- Kinakailangan ang kaalaman sa Matlab
Paghahanda ng mga file
WinDev - folder na naglalaman ng programa para sa paunang pagkalkula ng mga lumilipad na pakpak;
fanwing - isang folder na may mga text file na naglalarawan ng lumilipad na pakpak;
Ang STEST ay isang folder na may profile curves at point cloud na naka-save sa text format para sa SolidWorks.
Susunod, kailangan mong i-configure ang programa para sa tamang operasyon
- punan ang density ng materyal, batay sa kung saan ang masa ng pakpak ay kakalkulahin kung ito ay gawa sa isang piraso.
- I-set up ang root directory; ito ay ginagawa para mas madaling ilipat ang program mula sa isang computer patungo sa isa pa.
- I-configure ang lokasyon at pangalan ng mga file na naglalarawan sa geometry ng wing, ang geometry ng wing profile, at ang geometry at mass na katangian ng mga elemento ng airborne equipment
File ng paglalarawan ng wing geometry
Dito ang pakpak ay itinayo ayon sa isang hanay ng mga chord at paglalarawan para sa kanila.
Ang unang hanay ay ang haba ng mga chord sa metro.
Ang pangalawa ay ang aktwal na span sa chord.
Ang ¼ offset ay isang ¼ offset mula sa chord parallel sa longitudinal axis ng sasakyang panghimpapawid na nagbabago sa sweep ng wing.
Ang V ay ang anggulo ng V na hugis ng pakpak Gamit ito, posible ring gumawa ng mga pakpak.
Ang KN ay ang koepisyent ng kapal ng profile.
File na may paglalarawan ng mga elemento ng istruktura
File ng paglalarawan ng profile
Ang tuktok na linya ay ang porsyento ng chord
Ang pangalawang linya ay ang porsyento ng pataas na haba ng chord
Ang pangalawang linya ay ang porsyento ng haba ng chord pababa
Ang ganitong mga paglalarawan ay matatagpuan sa atlas ng profile.
Isang halimbawa ng kursong trabaho sa pagkalkula ng seksyon ng isang pakpak ng sasakyang panghimpapawid para sa baluktot
Paunang data
Take-off weight, kg 34500
Timbang ng pakpak, kg 2715
Masa ng gasolina, kg 12950
Timbang ng kapangyarihan
pag-install, kg 1200 2=2400
Wingspan, m 32.00
Central chord, m 6.00
Tapusin ang chord, m 2.00
Operasyon
labis na karga, n E 4.5
Coefficient
Seguridad, f 1.5
kanin. 5.1 Sketch ng eroplano.
Konstruksyon ng mga kinakalkula na diagram ng mga wing load
5.2.1. Konstruksyon ng isang katumbas na pakpak
I-sketch natin ang pakpak sa plano. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng 50% chord line sa isang posisyong patayo sa axis ng symmetry ng sasakyang panghimpapawid, at pagsasagawa ng mga elementary constructions na malinaw mula sa Figure 5.2, nakakakuha tayo ng katumbas na straight wing. Batay sa paunang data, gamit ang sketch ng sasakyang panghimpapawid, tinutukoy namin ang mga halaga ng mga geometric na parameter ng pakpak:
; 
;
; 
(5.1)
Fig.5.2 Katumbas na pakpak.
Hatiin natin ang halaga sa pantay na mga segment:
m, (5.2)
sa gayon ay natatanggap mga seksyon: = … , Saan - numero ng seksyon Ang magnitude ng chord sa bawat seksyon ay tinutukoy ng formula:
. (5.3)
Ang mga resulta ng pagkalkula ay nakalista sa talahanayan 5.1
5.2.2 Ang mga load ay tinutukoy para sa disenyo ng case, safety factor.
Kinakalkula namin ang pag-angat ng pakpak gamit ang formula:
, n. (5.4)
Ibinahagi namin ang linear air load sa kahabaan ng wing span sa proporsyon sa mga chords:
saan 
, m 2- lugar ng pakpak, ayon sa Fig. 5.3.a).
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa Talahanayan 5.1, ang diagram ay ipinapakita sa Fig. 5.3.b).
Ibinahagi namin ang pagkarga mula sa bigat ng istraktura ng pakpak sa kahabaan ng wing span sa proporsyon sa mga chords:
. (5.6)
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa Talahanayan 5.1. Ang diagram ay ipinapakita sa Fig. 5.3.c).
Ibinahagi namin ang pagkarga mula sa bigat ng gasolina na inilagay sa pakpak sa kahabaan ng wing span sa proporsyon sa mga chords:
. (5.7)
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa Talahanayan 5.1. Ang diagram ay ipinapakita sa Fig. 5.3.d).
Ibuod natin ang mga diagram ng mga load na ipinamahagi sa haba ng pakpak:
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa Talahanayan 5.1. Ang diagram ay ipinapakita sa Fig. 5.3.d).
Ang pagsasama ng diagram sa ibabaw ng , makuha namin ang diagram ng mga transverse forces:
.
Ang pagsasama ng diagram ay dapat isagawa gamit ang trapezoidal na pamamaraan, simula sa dulo ng seksyon:
, n. (5.9)
Ang diagram ng mga distributed load ay ipinapakita sa Fig. 5.3.e).
Ang puro puwersa mula sa bigat ng makina ay lumilikha ng isang pagtalon sa diagram, ang magnitude nito ay tinutukoy ng bigat ng makina at ang labis na karga:
, n. (5.10)
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa Talahanayan 5.1. Ang Figure 5.3.g) ay nagpapakita ng isang diagram na isinasaalang-alang ang puro puwersa mula sa bigat ng makina.
Pagsasama ng diagram (Fig.5.3.g)), nakakakuha kami ng diagram ng mga baluktot na sandali:
.
Ang pagsasama-sama ng diagram ay dapat ding isagawa gamit ang trapezoidal na pamamaraan, simula sa dulong seksyon:
Mga resulta ng pagkalkula sa talahanayan 5.1.
Mga resulta ng pagkalkula ng mga diagram ng wing load Talahanayan 5.1
| i | , | , | , | , | , | , | , | , |
| 6.0 | 13.07 | -1.098 | -5.236 | 6.736 | 37.03 | 31.74 | 120.40 | |
| 5.6 | 12.20 | -1.025 | -4.887 | 6.288 | 31.70 | 26.41 | 96.62 | |
| 5.2 | 11.33 | -0.952 | -4.538 | 5.840 | 26.74 | 26.74 | 74.88 | |
| 4.8 | 10.46 | -0.878 | -4.189 | 5.393 | 22.15 | 22.15 | 54.88 | |
| 4.4 | 9.588 | -0.805 | -3.840 | 4.943 | 17.92 | 17.92 | 38.49 | |
| 4.0 | 8.716 | -0.732 | -3.491 | 4.493 | 14.06 | 14.06 | 25.41 | |
| 3.6 | 7.844 | -0.659 | -3.142 | 4.044 | 10.43 | 10.43 | 15.39 | |
| 3.2 | 6.973 | -0.586 | -2.793 | 3.594 | 7.167 | 7.167 | 8.195 | |
| 2.8 | 6.101 | -0.512 | -2.444 | 3.145 | 4.411 | 4.411 | 3.458 | |
| 2.4 | 5.230 | -0.439 | -2.094 | 2.697 | 2.022 | 2.022 | 0.827 | |
| 2.0 | 4.358 | -0.366 | -1.745 | 2.247 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Pagkalkula ng disenyo ng seksyon ng pakpak
5.3.1. Kukunin namin ang pangalawang seksyon ng pakpak bilang isa sa disenyo - ang seksyon na pinakamalapit sa mga dugtong sa pagitan ng nababakas na bahagi ng pakpak (console) at ng gitnang seksyon. Isaalang-alang natin ang mga geometric na katangian ng seksyon. Ang magnitude ng chord sa seksyon ng disenyo (tingnan ang Talahanayan 5.1) ay katumbas ng m . Gamit ang atlas ng mga profile ng sasakyang panghimpapawid, pipili kami ng isang aerodynamic profile na angkop para sa isang sasakyang panghimpapawid ng ganitong uri, halimbawa, isang 9% na profile NACA-2409. Ang mga geometric na katangian ng profile ay ibinibigay sa Talahanayan 5.2. Tanging ang interspar na bahagi ng seksyon ng pakpak (ang seksyon ng profile ng seksyon na nakapaloob sa pagitan ng harap at likuran na mga spars) ang gumagana para sa baluktot. Limitahan natin ang ating sarili sa mga coordinate lamang ng mga profile point na matatagpuan sa lugar na ito. Magdidisenyo kami ng dalawang-spar wing, ang unang spar ay ilalagay sa , ang spar ay ilalagay sa , Saan , m – haba ng wing chord sa ikalawang seksyon.
Mga coordinate ng mga profile point ng seksyon ng disenyo Talahanayan 5.2
| X, %b | ||||||||
| Yв,%b | 5.81 | 6.18 | 6.38 | 6.35 | 5.92 | 5.22 | 4.27 | |
| Yн,%b | -2.79 | -2.74 | -2.62 | -2.35 | -2.02 | -1.63 | -1.24 | |
| X, b 2, m | 1.04 | 1.30 | 1.56 | 2.08 | 2.6 | 3.12 | 3.38 | 3.64 |
| Yв,b 2,m | 0.302 | 0.321 | 0.332 | 0.330 | 0.308 | 0.271 | 0.247 | 0.222 |
| Yn,b 2,m | -0.145 | -0.142 | -0.136 | -0.122 | -0.105 | -0.085 | -0.075 | -0.064 |
kanin. 5.3.a), b), c), d), e) Mga diagram ng mga linear load: .
kanin. 5.3.e), g), h). Mga diagram ng puwersa ng paggugupit at sandali ng baluktot.
Haba ng chord ng profile sa seksyon ng disenyo b2 = 5.2 m .
Taas ng 1st spar: H 1 =0.302+0.145=0.447 m .
Taas ng 2nd spar: H 2 =0.247+0.075=0.322 m .
Pinakamataas na taas profile: N MAX =0.332+0.136=0.468 m .
Distansya sa pagitan ng mga miyembro ng panig: B=0.45b 2 =0.45*5.2=2.34 m .
Ang panlabas na tabas ng profile ay ipinapakita sa Figure 5.4.a).
Fraction ng bending moment na hinihigop ng mga side member v =0.4
Ang construction material ay high-strength aluminum alloy D16AT.
Lakas ng ani para sa D16AT s 0 , 2 =380 *10 6 Pa, E=72 *109, Pa .
Ang ibinigay na paunang data ay sapat upang magsagawa ng pagkalkula ng disenyo ng seksyon ng pakpak.
5.3.2. Ang upper at lower chord ng interspar na bahagi ng seksyon na ipinapakita sa Figure 5.4.a) ay kinakatawan sa anyo ng mga parihaba, tulad ng ipinapakita sa Figure 5.4.b).
Ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng grabidad ng naturang pinasimple na sinturon ay tinutukoy ng formula:
=0.412, m.
(5.12)
saan: 0,95 - ipinakilala ang multiplier dahil sa katotohanan na sa numerator (5.12)
Ginagamit ang mga sukat na nauugnay sa panlabas na tabas ng seksyon.
Pinapalitan namin ang pagkilos ng baluktot na sandali ng isang pares ng mga puwersa at:
= 
= 1.817*10 6, n
(5.13)
kanin. 5.4 Paunang representasyon ng seksyon
5.3.3. Kami ay nagdidisenyo ng upper wing chord.
Sectional area ng upper chord:
= 
= 5.033*10 -3, m 2,
(5.14)
saan: 0,95 - isang multiplier na ipinakilala sa denominator dahil sa ang katunayan na ang itaas na sinturon ay gumagana sa compression, at ang pagkawala ng katatagan ay nangyayari bilang
karaniwan bago maabot ng boltahe ang halaga ng limitasyon
pagkalikido.
Proporsyonal v, ang maliit na bahagi ng baluktot na sandali na nakikita ng mga miyembro ng gilid, tinutukoy namin ang kabuuang lugar ng itaas na flanges ng mga miyembro ng gilid:
= 
= 2.0.13*10 -3, m 2.
(5,15)
Alinsunod dito, ang balat at mga stringer na kasama sa itaas na zone ng seksyon ng pakpak ay nagkakahalaga ng bahagi na katumbas ng:
= 
.= 3.020*10 -3, m 2
(5.16)
Tukuyin ang pitch ng mga stringer. sa saklaw…
(para sa kaginhawaan ng pagkalkula ng mga coordinate ng mga stringer, gagamitin namin ang kaugnayan 
, saan = 5,2
,m
- chord ng profile ng seksyon ng disenyo ng pakpak, a - integer):
= 0.05*5.2/2 = 0.13, m. (5.17)
Alam ang espasyo ng mga stringer, tinutukoy namin ang bilang ng mga upper stringer:
= .= 17
.
(5.18)
Ginagabayan ng mga ratios:
; 
;
(tingnan ang Fig. 5.5), tukuyin ang kapal ng itaas na balat sa pamamagitan ng paglutas ng equation:
(35*17+60)d B 2 = 3.020*10 -3, m 2. (5.19)
Ang resultang halaga ng kapal ng balat ay bilugan hanggang sa isang multiple na 0.1 mm,
dB = 2,2*10 -3 , m . (5.20)
Sa ratio ng mga sukat ng mga sukat ng mga flanges ng mga miyembro ng gilid.
Sheathing at stringers.
Tinutukoy namin ang humigit-kumulang na minimum na kinakailangang kapal ng balat mula sa kondisyon ng pakpak na tumatakbo sa pamamaluktot, gamit ang kilalang pormula ng Bredt:
.
Sa kawalan ng mas tumpak na data sa yugtong ito ng pagkalkula, ipinapalagay namin na ang transverse force ay kumikilos sa linya 25%b mula sa profile toe, at ang sentro ng section rigidity ay matatagpuan sa malayo 50%b mula sa profile toe, kung gayon ang magnitude ng metalikang kuwintas sa seksyon ay magiging katumbas ng:
= 26,74*10 4 *0,25*5,2 = 34,76*10 4 ,n m. (5.21)
d PANGKALAHATANG KR = 34.76*10 4 / (2*2.34*0.412*0.5*380*10 6) = 0.95*10 -3, m. (5.22)
Ang paghahambing ng (5.20) at (5.22), pumili kami ng mas malaking halaga para sa kapal ng balat, na natagpuan mula sa kondisyon ng pagyuko ng pakpak, dB = 2,2*10 -3 , m.
Kunin natin ang kapal ng stringer na katumbas ng kapal ng balat;
,
h pahina B = 5*2.2*10 3 = 11*10 -3, m. (5.23)
Pamamahagi ng lugar 
sa pagitan ng mga upper flanges ng 1st at 2nd side na mga miyembro ayon sa proporsyon ng kanilang taas:
= 2,013*10 - 3*0,447/0,769 = 1,17*10 -3
, m 2.
(5.24)
.= 2,013*10 -3
*0,322/0,769 = 0,842*10 -3
, m 2.
(5.25)
wasto para sa lahat ng mga flanges ng dinisenyo na spars, alinsunod sa mga ito, gamit ang mga formula sa ibaba, tinutukoy namin ang mga sukat ng itaas na flanges ng una at pangalawang spars:
; 
; 
; 
.
h l.v.1 =12.1*10 -3 , m; b l.v.1 = 96.8*10 -3, m;
b’ l.v.1 = 2.2*1.5*10 -3 = 3.3*10 -3 , m; (5.26)
h l.v.1 = 3.3*8*10 -3 = 26.4*10 -3 , m.
; 
; 
; 
.
H l.v.2 =10.3*10 -3 , m; b l.v.2 = 82.1*10 -3, m (5.27)
B’ l.v.2 + 3.3*10-3, m; h’ l.v.2 = 26.4*10 -3, m .
Sa (5.20), (5.23), (5.26), (5.27) lahat ng cross-sectional na dimensyon ng mga elemento ng itaas na chord ng pakpak ay tinutukoy. Dapat mong agad na kalkulahin ang mga kritikal na stress sa compression longitudinal ribs ng upper chord.
Ang itaas na flange ng unang spar.
Ipinapakita ng Figure 5.7 ang isang sketch ng seksyon ng rib na nabuo ng flange ng spar na may strip nakakabit na sheathing, kondisyon na nahahati sa tatlong elementarya na parihaba (cladding, istante, paa). Kalkulahin natin ang ordinate ng center of gravity ng seksyon at ang minimum na axial moment of inertia para sa rib na ito, gamit ang mga formula na kilala mula sa kurso sa lakas ng mga materyales.
kanin. 5.7 Upper flange ng spar na may nakakabit na balat
Distansya mula sa panlabas na ibabaw ng balat hanggang sa sentro ng grabidad ng tadyang na nabuo ng spar flange at strip nakakabit na sheathing:
Pinakamababang sandali ng pagkawalang-kilos ng rib na nabuo ng spar flange at ang strip nakakabit na sheathing:
. (5.29)
Ang pagkakaroon ng mga kalkulasyon gamit ang mga formula (5.28) at (5.29), gamit ang mga sukat ng itaas na flange ng unang spar (5.26), nakuha namin:
g l.v.1 = 8.01*10 -3, m; I l.v.1 = 66.26*10 -9, m 4. (5.30)
Gamit ang formula ni Euler (2.13), kinakalkula namin ang mga kritikal na buckling stress ng upper flange ng 1st spar sa ilalim ng compression:
,
saan: l = 5t na pahina =5*0,13=0,65 , m - distansya sa pagitan ng mga buto-buto;
SA– koepisyent depende sa paraan ng pag-fasten ng mga dulo ng tadyang; ito ay isinasaalang-alang na ang mga dulo ng mga flanges ng mga miyembro ng gilid ay pinched (dahil sa pagkakaroon ng isang pader), (Larawan 2.5), S l =4 ; ang mga dulo ng stringer ay sinusuportahan (Larawan 2.5), Mula sa pahina = 2.
= 288.7*10 6
, Pa.
(5.31)
Ang pagkakaroon ng mga kalkulasyon gamit ang mga formula (5.28) at (5.29), gamit ang mga sukat ng itaas na flange ng pangalawang spar (5.27), nakuha namin:
F l.v.2 = 0,1186*10 -2 , m 2 ;
g l.v.2 = 7.36*10 -3, m; I l.v.2 =51.86*10 -9, m 4 . (5.32)
= 294,2*10 6
, Pa;
(5.33)
(parisukat F l.v.2 nakakabit na sheathing).
Alinsunod sa sketch ng seksyon ng stringer (tingnan ang Fig. 5.5), tinutukoy namin ang distansya mula sa panlabas na ibabaw ng balat hanggang sa gitna ng gravity ng upper stringer at ang kritikal na buckling stress sa compression.
= 1,694*10 -4
, m 2
. (5.34)
=2,043*10 -3 , m. (5.35)
=1,206*10 -9 , m 4. (5.36)
=. (5.37),
Suriin natin ang mga resulta:
s l.v.1.KR = 288.7*10 6 , Pa;
s l.v.2.KR = 293,6*10 6 , Pa ; (5.38)
s pahina V.KR = 47,9*10 6 , Pa
Ang halaga ng kritikal na stress ng upper flange ng 1st spar ay hindi sapat. Ang katotohanan ay na sa isang boltahe na malapit sa halagang ito, ang mas mababa, nakaunat na flange ng 1st spar ay gagana rin, at ito ay makabuluhang mas mababa kaysa sa lakas ng ani para sa materyal na istruktura ( 380*10 6 , Pa ). Ang spar ay mababawasan, ang pakpak ay magiging sobra sa timbang.
Ang halaga ng kritikal na diin para sa itaas na stringer ay hindi rin gumagana nang mahusay;
Dagdagan natin ang kritikal na stress para sa flange ng 1st spar sa pamamagitan ng pagpapalakas ng tab. Sa kasong ito, ang sandali ng pagkawalang-kilos ng spar flange I x l.v.1 ay tataas nang malaki, at ang cross-sectional area F l.v.1 tataas ng bahagya. 380/289 =1,31 ibig sabihin, ito ay kanais-nais na taasan ang kritikal na boltahe para sa istante
1st spar on 35% . Dagdagan ang kapal ng paa sa pamamagitan ng 14% , Panatilihin natin ang mga proporsyon na inirerekomenda sa Fig. 5.6 at ulitin ang pagkalkula. Nakukuha namin:
b’ l.v.1 =3.76*10 -3 , m; h’ l.v.1 =30.1*10 -3, m.
F l.v.1 = 0,157*10 -2 ,m 2; g l.v.1=8.471*10 -3 , m; (5.39)
I l.v.1 = 87,87*10 -9 , m 4 ; s l.v.1 KR=376,5*10 6 , Pa;
(parisukat F l.v.1 ipinahiwatig na isinasaalang-alang ang cross-sectional area ng strip nakakabit na sheathing).
Palalakasin din namin ang itaas na stringer, pinatataas ang kapal nito ng 1.5 beses at pinapanatili ang mga proporsyon na ipinapakita sa Fig. 5.5. Bilang resulta, nakukuha namin ang:
b pahina B = 3,3*10 -3 , m; h pahina B=16.5*10 -3 , m;
F pahina B = 1.997*10 -4 , m 2; g pahina B=3.65*10 -3 , m; (5.40)
I page B = 4.756 *10 -9 , m 4 ; s pahina V.KR=160*10 6 , Pa ;
(parisukat F pahina B ipinahiwatig na isinasaalang-alang ang cross-sectional area ng strip nakakabit na sheathing).
Dapat sabihin na imposibleng magbigay ng hindi malabo na mga rekomendasyon para sa pagsasaayos ng disenyo upang makakuha ng pinakamainam na resulta (5.39), (5.40). Narito ito ay kinakailangan upang magsagawa ng isang bilang ng mga approximation (na, gayunpaman, ay sumasalamin sa mga detalye ng disenyo ng pakpak).
5.3.4. Disenyo ng lower wing chord. Ang pag-ulit ng lahat ng mga hakbang na isinagawa sa talata 5.3.3., tinutukoy namin ang mga cross-sectional na sukat ng mga elemento ng lower wing chord:
= = 0,4782*10 -2 ,m 2 ;
kabuuang lugar mga seksyon ng mas mababang flanges ng mga miyembro ng gilid:
= 0,4*0,4782*10 -2
= 0,1913*10 -2
, m 2
;
Ang pangunahing opsyon ay ang An-148-100 na panrehiyong sasakyang panghimpapawid, na nagbibigay ng transportasyon sa isang solong klaseng configuration mula sa 70 pasahero na may seat pitch na 864 mm (34'') hanggang 80 pasahero na may seat pitch na 762 mm (30' '). Upang magbigay ng kakayahang umangkop upang matugunan ang mga kinakailangan ng iba't ibang mga airline, pati na rin upang mabawasan ang mga gastos sa pagpapatakbo at dagdagan ang kakayahang kumita ng transportasyon, pinlano na patunayan ang base na sasakyang panghimpapawid sa mga variant na may maximum na saklaw ng paglipad mula 2200 hanggang 5100 km. Ang bilis ng cruising flight ay 820-870 km/h. Isinagawa pananaliksik sa marketing nagpakita na ang pangunahing sasakyang panghimpapawid, sa mga tuntunin ng mga teknikal at pang-ekonomiyang katangian nito, ay nakakatugon sa mga kinakailangan malaking dami mga airline.
Ang An-148-100 na sasakyang panghimpapawid ay idinisenyo bilang isang high-wing na sasakyang panghimpapawid na may D-436-148 na makina na inilagay sa mga pylon sa ilalim ng pakpak. Ginagawa nitong posible na mapataas ang antas ng proteksyon ng mga makina at mga istraktura ng pakpak mula sa pinsala ng mga dayuhang bagay. Ang pagkakaroon ng isang auxiliary power unit, isang on-board aircraft status recording system, pati na rin ang mataas na antas ng operability at pagiging maaasahan ng mga system ay nagpapahintulot sa An-148-100 na magamit sa isang network ng mga paliparan na may teknikal na kagamitan.
Ang modernong nabigasyon ng paglipad at kagamitan sa komunikasyon sa radyo, ang paggamit ng mga multifunctional indicator, ang fly-by-wire aircraft flight control system ay nagpapahintulot sa An-148-100 na magamit sa anumang ruta ng hangin, sa simple at masamang kondisyon ng panahon, araw at gabi, kabilang ang sa mga rutang may mataas na intensity flight sa mataas na lebel kaginhawaan para sa mga tripulante.
Ang kaginhawahan para sa mga pasahero ay nakasisiguro sa antas ng kaginhawaan sa pang-haul na sasakyang panghimpapawid at nakakamit sa pamamagitan ng isang makatwirang layout at komposisyon ng mga lugar ng serbisyo, malalim na ergonomic na pag-optimize ng pangkalahatan at indibidwal na espasyo ng cabin ng pasahero, ang paggamit ng mga modernong upuan, panloob na disenyo at mga materyales, pati na rin ang paglikha ng komportableng klimatiko na kondisyon at mababang antas ng ingay. Ang makatwirang napiling haba ng cabin ng pasahero at ang paglalagay ng mga pasahero sa mga hilera ayon sa 2+3 scheme ay nagbibigay-daan sa operator na makakuha ng iba't ibang single-class at mixed layout sa hanay ng 55-80 na mga pasahero na may ekonomiya, negosyo at unang klase na mga cabin . Ang isang mataas na antas ng pagpapatuloy ng disenyo at mga teknolohikal na solusyon at pag-iisa ng pagpapatakbo ng An-148-100 na may matagumpay na pagpapatakbo Isang sasakyang panghimpapawid, ang paggamit ng "Hi-Tech" na mga bahagi ng kagamitan at mga sistema ng domestic at dayuhang produksyon ay nagbibigay ng An-148- 100 sasakyang panghimpapawid na may mataas na antas ng kompetisyon kahusayan sa ekonomiya, kahusayan sa teknikal at pagpapatakbo.
Ang pagpapanatili ng An-148-100 na sasakyang panghimpapawid ay batay sa pagtugon sa mga kinakailangan internasyonal na pamantayan(ICAO, MSG-3) at tinitiyak na ang airworthiness ng sasakyang panghimpapawid ay pinananatili sa loob ikot ng buhay operasyon sa intensity na hanggang 300 oras bawat buwan na may availability factor na higit sa 99.4%, habang pinapaliit ang mga gastos sa maintenance (1.3 man-hours bawat 1 flight hour).
Kasama rin sa pamilya ng An-148 ng sasakyang panghimpapawid ang mga sumusunod na pagbabago:
isang pampasaherong sasakyang panghimpapawid na may kakayahang maghatid ng 40-55 pasahero sa saklaw na hanggang 7000 km; administratibo para sa 10 – 30 pasahero. na may saklaw na hanggang 8700 km;
bersyon ng kargamento na may pintuan sa gilid ng kargamento para sa transportasyon ng pangkalahatang kargamento sa mga pallet at sa mga lalagyan;
pagpipiliang kargamento-pasahero para sa halo-halong transportasyon "mga pasahero + kargamento".
Ang isang pangunahing tampok ng paglikha ng pamilyang An-148 ay ang paggamit ng maximum na pagkakaisa at pagpapatuloy ng mga yunit at bahagi ng base aircraft - wing, empennage, fuselage, power plant, kagamitan sa pasahero at sasakyang panghimpapawid.
Pagkalkula ng mataas na aspect ratio na pakpak
Wing geometric na data
- lugar ng swept wing;
Swept wing extension;
Swept wing span;
Pagpapaliit ng swept wing;
chord ng ugat ng pakpak;
chord sa dulo ng pakpak;
Anggulo ng wing sweep kasama ang nangungunang gilid.
Dahil ang pakpak ng sasakyang panghimpapawid na ito ay swept at ang anggulo sa kahabaan ng nangungunang gilid ay higit sa 15° (Larawan 1), ipinakilala namin ang isang katumbas na tuwid na pakpak ng pantay na lugar, at ang lahat ng mga kalkulasyon ay isinasagawa para sa katumbas na pakpak na ito. Ipinakilala namin ang isang tuwid na pakpak sa pamamagitan ng pag-ikot ng swept wing upang ang tuwid na linya na tumatakbo kasama ang kalahati ng chord ng tuwid na pakpak ay patayo sa axis ng fuselage (Larawan 2). Kasabay nito, ang span ng nakatuwid na pakpak
.
Nakatuwid na lugar ng pakpak:
Bukod dito, bilang isang parameter kukuha kami ng isang halaga na katumbas ng distansya mula sa dulo ng straightened wing console hanggang sa axis ng sasakyang panghimpapawid, dahil ang disenyo ng sasakyang panghimpapawid na ito ay isang high-wing na sasakyang panghimpapawid (Fig. 3)
. Tapos .
Hanapin natin ang kamag-anak na coordinate ng linya ng mga sentro ng presyon. Para magawa ito, tinutukoy namin ang lift coefficient para sa design case A.
Take-off weight ng sasakyang panghimpapawid;
- density ng hangin sa altitude H = 0 km;
- bilis ng cruising ng sasakyang panghimpapawid (= kg),
Bilis ng pagsisid
.
Pagkatapos: C x = 0.013; C d = 0.339; α 0 = 2 o
Inilalagay namin ang mga spar sa pakpak:
Front spar sa layo na 15% chord mula sa dulo ng pakpak;
Ang rear spar ay nasa layo na 75% ng chord mula sa dulo ng pakpak (Larawan 5).
Sa seksyon ng disenyo () ang taas ng front spar 
, likuran- 
.
Pagpapasiya ng wing load
Ang pakpak ay apektado ng mga puwersa ng hangin na ibinahagi sa ibabaw at mga puwersa ng masa mula sa istraktura ng pakpak at mula sa gasolina na inilagay sa pakpak, puro pwersa mula sa masa ng mga yunit na matatagpuan sa pakpak.
Nakikita namin ang masa ng mga yunit sa pamamagitan ng kanilang mga kamag-anak na masa mula sa take-off na masa ng sasakyang panghimpapawid:
Mass ng pakpak;
Timbang ng planta ng kuryente;
Dahil mayroong 2 makina sa eroplano, kinukuha namin ang masa ng isang makina upang maging katumbas ng
.
Pamamahagi ng air load sa haba ng pakpak.
Sa haba ng pakpak ang pagkarga ay ipinamamahagi ayon sa batas ng kamag-anak na sirkulasyon:
,
nasaan ang relatibong sirkulasyon,
.
Sa kaso ng isang swept wing, ang kamag-anak na sirkulasyon ay tinutukoy ng formula:
, Saan 
- impluwensya ng wing sweep, ( - quarter chord sweep angle).
Talahanayan - Pamamahagi ng air load sa kahabaan ng wing console
| zrel | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 |
| G45 | -0,235 | -0,175 | -0,123 | -0,072 | -0,025 | 0,025 | 0,073 | 0,111 | 0,135 | 0,14 | 0 |
| G pl | 1,3859 | 1,3701 | 1,3245 | 1,2524 | 1,1601 | 1,0543 | 0,9419 | 0,8271 | 0,7051 | 0,5434 | 0 |
| G | 1,27404 | 1,2868 | 1,265952 | 1,218128 | 1,1482 | 1,0662 | 0,976648 | 0,879936 | 0,76936 | 0,61004 | 0 |
| qв,N/m | 36430,7 | 36795,5 | 36199,4 | 34831,9 | 32832,3 | 30487,6 | 27926,9 | 25161,4 | 21999,5 | 17443,9 | 0,0 |
Pamamahagi ng mass load sa kahabaan ng wing span.
, nasaan ang chord ng pakpak.
Ibinahagi namin ang mass load mula sa bigat ng gasolina sa proporsyon sa mga cross-sectional na lugar ng mga tangke ng gasolina
, Saan - tiyak na gravity panggatong.
nasaan ang bigat ng gasolina (para sa AN 148 na sasakyang panghimpapawid).
Ang kabuuang linear load sa pakpak ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:
.
Inilalagay namin ang pinagmulan ng mga coordinate sa ugat ng pakpak, at binibilang ang mga seksyon mula sa ugat patungo sa dulo ng pakpak, simula sa .
Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinasok sa talahanayan.
| z, m | b(z), m | , kg/m | , kg/m | , kg/m | , kg/m | ||||
| 0 | 0 | 4,93 | 1,3435 | -0,060421 | 1,283079 | 4048,02 | 505,33 | 2187,441 | 1355,25 |
| 0,1 | 1,462 | 4,559 | 1,3298 | -0,044994 | 1,284806 | 4053,46 | 467,30 | 1870,603 | 1715,56 |
| 0,2 | 2,924 | 4,188 | 1,2908 | -0,031625 | 1,259175 | 3972,60 | 429,27 | 1578,541 | 1964,79 |
| 0,2 | 2,924 | 4,188 | 1,2908 | -0,031625 | 1,259175 | 3972,60 | 429,27 | 0 | 3543,33 |
| 0,3 | 4,386 | 3,817 | 1,2228 | -0,018512 | 1,204288 | 3799,44 | 391,24 | 0 | 3408,20 |
| 0,4 | 5,848 | 3,446 | 1,1484 | 1,141972 | 3602,84 | 353,22 | 0 | 3249,62 | |
| 0,4 | 5,848 | 3,446 | 1,1484 | 1,141972 | 3602,84 | 353,22 | 1068,742 | 2180,88 | |
| 0,5 | 7,31 | 3,075 | 1,057 | 0,006428 | 1,063428 | 3355,03 | 315,19 | 851,0063 | 2188,84 |
| 0,6 | 8,772 | 2,704 | 0,9571 | 0,018769 | 0,975869 | 3078,79 | 277,16 | 658,0454 | 2143,59 |
| 0,7 | 10,234 | 2,333 | 0,8538 | 0,028539 | 0,882339 | 2783,71 | 239,13 | 489,86 | 2054,72 |
| 0,8 | 11,696 | 1,962 | 0,743 | 0,03471 | 0,77771 | 2453,62 | 201,11 | 346,45 | 1906,06 |
| 0,9 | 13,158 | 1,591 | 0,6091 | 0,035996 | 0,645096 | 2035,23 | 163,08 | 227,8153 | 1644,34 |
| 0,95 | 13,889 | 1,4055 | 0,4593 | 0,032139 | 0,491439 | 1550,45 | 144,06 | 177,7887 | 1228,60 |
| 1 | 14,62 | 1,22 | 0 | 0 | 0 | 0,00 | 0,00 | 0 | 0 |
Bumubuo kami ng mga diagram ng mga function , at (Fig. 7)
Konstruksyon ng mga diagram ng transverse forces, baluktot at pinababang mga sandali.
Kapag tinutukoy ang batas ng pamamahagi ng mga nakahalang pwersa at mga baluktot na sandali sa kahabaan ng pakpak, una naming nakita ang mga pag-andar ng impluwensya ng ibinahagi na pagkarga. Para dito paraan ng tabular Kinakalkula namin ang mga integral gamit ang trapezoidal na pamamaraan.
, 
,
Ginagawa namin ang pagkalkula gamit ang mga sumusunod na formula:
;
; ,
, .
Pareho naming kinakalkula ang mga halaga ng mga baluktot na sandali:
,
Itinatala namin ang mga resulta na nakuha sa Talahanayan 2.
talahanayan 2
| z,m | ΔQ, kg | Q, kg | ΔM, kgm | M, kgm | |
| 0 | 0 | 2244,77 | 20592,41 | 196758,3 | 1016728 |
| 0,1 | 1,462 | 2690,34 | 18347,64 | 172115,8 | 819969,8 |
| 0,2 | 2,924 | 2969,13 | 15657,30 | 152033,9 | 647854 |
| 0,3 | 4,386 | 3127,09 | 12688,17 | 130883,4 | 495820,1 |
| 0,4 | 5,848 | 3194,27 | 53414,20 | 121865,8 | 364936,7 |
| 0,5 | 7,31 | 3167,01 | 43712,46 | 87477,02 | 243070,9 |
| 0,6 | 8,772 | 3068,96 | 34081,88 | 66035,43 | 155593,9 |
| 0,7 | 10,234 | 2895,33 | 24644,21 | 57833,87 | 89558,46 |
| 0,8 | 11,696 | 2595,34 | 15538,14 | 24598,34 | 31724,59 |
| 0,9 | 13,158 | 1602,68 | 6337,4565 | 7126,248 | 7126,248 |
| 1 | 14,62 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Kinakailangang isaalang-alang ang epekto ng mga konsentradong pwersang masa:
, 
;
Bumuo tayo ng mga diagram (Larawan 8)
Kapag gumagawa ng isang diagram ng mga pinababang sandali, itinakda muna namin ang posisyon ng axis ng pagbabawas. Dumadaan ito sa nangungunang gilid ng pakpak na kahanay sa "z" na axis Bumuo kami ng isang diagram ng mga linear na sandali mula sa impluwensya ng mga distributed load , at .
Para sa mga sandali ng pagtakbo:
,
.
Mga distansya mula sa mga punto ng aplikasyon ng mga naglo-load sa reduction axis.
Ang isang sandali ay itinuturing na positibo kung ito ay kumikilos nang counterclockwise.
Sa pamamagitan ng pagsasama ng diagram, nakukuha namin ang mga pinababang sandali mula sa impluwensya ng mga distributed load. Ang scheme ng pagkalkula ay mukhang:
.
Ipinasok namin ang mga resulta na nakuha sa Talahanayan 3:
Talahanayan 3
| qv | qkr | qt | av | akr | sa | mz | dM | M |
| 4027,11 | 502,72 | 2187,44 | 1,67127 | 2,2185 | 2,3664 | 438,75654 | 42399,48 | |
| 4032,53 | 464,88 | 1870,60 | 1,69219 | 2,1982393 | 2,335009 | 1434,007 | 1368,9901 | 41030,49 |
| 3952,09 | 427,05 | 1578,54 | 1,713111 | 2,1779786 | 2,303619 | 2203,8936 | 2659,3053 | 38371,18 |
| 5840,2499 | ||||||||
| 3779,82 | 389,22 | 1311,25 | 1,734031 | 2,1577179 | 2,272228 | 6371,3749 | 3610,3448 | 34760,84 |
| 3584,23 | 351,39 | 1068,74 | 1,754951 | 2,1374572 | 2,240837 | 6780,5438 | 4297,6997 | 30463,14 |
| 3144,1876 | ||||||||
| 3337,71 | 313,56 | 851,01 | 1,775871 | 2,1171965 | 2,209446 | 3383,2196 | 4771,5346 | 25691,6 |
| 3062,89 | 275,73 | 658,05 | 1,796792 | 2,0969357 | 2,178056 | 3491,9366 | 5025,7392 | 20665,86 |
| 2769,34 | 237,90 | 489,86 | 1,817712 | 2,076675 | 2,146665 | 3488,2576 | 5102,522 | 15563,34 |
| 2440,94 | 200,07 | 346,45 | 1,838632 | 2,0564143 | 2,115274 | 3343,7442 | 4994,1933 | 10569,15 |
| 2024,72 | 162,24 | 227,82 | 1,859553 | 2,0361536 | 2,083884 | 2959,9915 | 4608,0307 | 5961,119 |
| 1542,45 | 143,32 | 177,79 | 1,870013 | 2,0260233 | 2,068188 | 2226,3231 | 3791,1959 | 2169,923 |
| 0,00 | 0,00 | 0,00 | 1,880473 | 2,0158929 | 2,052493 | 0 | 2169,9229 | 0 |
Ang pinababang sandali dahil sa pagkilos ng puro masa ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:
,
kung saan ang distansya mula sa sentro ng grabidad ng tangke hanggang sa reduction axis.
Bumubuo kami ng diagram ng buod (Larawan 9)
Sinusuri ang kawastuhan ng pagbuo ng mga diagram ng mga naglo-load sa pakpak.
Mula sa diagram = 20592 kg.
Pagpapasiya ng punto ng posisyon ng puwersa ng paggugupit sa seksyon ng disenyo
Alam ang transverse force at ang pinababang sandali sa seksyon ng disenyo (=0.2), mahahanap natin ang punto ng aplikasyon ng transverse force kasama ang chord ng pakpak ng seksyon ng disenyo:
Ang coordinate ay naka-plot mula sa reduction axis.
Pagkalkula ng disenyo ng seksyon ng pakpak
Sa pagkalkula ng disenyo, kinakailangang piliin ang mga elemento ng lakas ng wing cross section: spars, stringers at skin. Pumili tayo ng mga materyales para sa mga longitudinal na elemento ng seksyon ng pakpak at ilagay ang kanilang mga mekanikal na katangian sa Talahanayan 4.
Talahanayan 4
Ang pitch ng mga stringer ay natutukoy mula sa kondisyon na ang waviness ng ibabaw ng pakpak ay hindi mas mataas kaysa sa isang tiyak na halaga. Ang dami ay dapat matugunan ang hindi pagkakapantay-pantay
.
Narito at ang presyon sa pahalang na paglipad sa ibaba at itaas na ibabaw ng pakpak;
– Punch coefficient, para sa duralumin;
– modulus ng elasticity ng unang uri ng sheathing material.
Tinatayang ang mga halaga at itinuturing na pantay
,
.
Ang parameter ay isang kamag-anak na pagpapalihis, ang inirerekomendang halaga ay hindi hihigit sa .
Dahil sa pitch ng mga stringer, nakita namin ang kapal ng balat, na nagbibigay-kasiyahan sa hindi pagkakapantay-pantay (Talahanayan 5).
Talahanayan 5.
Para sa mga kadahilanan ng lakas, tataas namin ang kapal ng balat sa pamamagitan ng pagkuha
δ сж = 5(mm), δ р = 4(mm),
Tukuyin natin ang bilang ng mga stringer sa itaas at ibabang bahagi ng cross section: . (Larawan 10)
Ang mga pagkarga na kinuha ng mga panel ay pantay
Ang pagkarga na dala ng panel ay maaaring katawanin
Ang pagpili ng longitudinal strength na itinakda sa stretched area
Ang puwersa sa stretched zone ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay
nasaan ang bilang ng mga stringer sa stretched zone, na isinasaalang-alang sa pagkalkula ng disenyo,
– cross-sectional area ng isang stringer,
– kapal ng balat sa tensile zone.
Dahil ang panel ay solid na giling:
- koepisyent na isinasaalang-alang ang konsentrasyon ng stress at pagpapahina ng seksyon sa pamamagitan ng mga butas para sa mga rivet o bolts,
– koepisyent na isinasaalang-alang ang pagkaantala sa pagsasama sa power circuit ng cladding kumpara sa mga stringer, .
Pagkatapos ay makikita natin ang kinakailangang lugar ng mga stringer sa stretched panel: Fig. labing-isa
Alam ang kinakailangang lugar ng stringer, mula sa assortment ng mga profile pipili kami ng stringer na may katulad na cross-sectional area. Pumili kami ng pantay na anggulo sa dingding PR100-22, 
, , (Larawan 11).
Tukuyin natin ang lugar ng spar chords
Ang lugar ay dapat na ipamahagi sa pagitan ng mga stretched flanges ng harap at likurang bahagi ng mga miyembro.
Pagpili ng longitudinal force na itinakda sa isang compressed zone
Ang puwersa sa compressed zone ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:
kung saan ang bilang ng mga stringer sa compressed zone, na isinasaalang-alang sa pagkalkula ng disenyo,
– kinakalkula ang breaking stress ng stringer sa compressed zone,
– cross-sectional area ng isang stringer sa compressed zone,
Ang nakakabit na lugar ng balat ay tinutukoy ng formula:
.
Kung gayon ang kinakailangang stringer area ay:
Alam ang kinakailangang lugar ng stringer, mula sa assortment ng mga profile pipili kami ng stringer na may katulad na cross-sectional area (Fig. 12). Ito ay isang anggulo ng bombilya PR102-23, 
. kanin. 12
Ang mga kritikal na stress ng lokal na buckling ng napiling stringer ay matutukoy ng formula:
,
Ang isang koepisyent na isinasaalang-alang ang mga kondisyon para sa pag-secure ng mga mukha sa dingding.
Susuriin namin ang mga stringer para sa lokal na katatagan para sa lahat ng mga stringer na pader, maliban sa mga riveted sa balat.
para sa stringer shelf:
.
Dahil >, kailangan nilang ayusin gamit ang mga formula:
, , 
,
Tinutukoy namin ang lapad ng nakakabit na balat na gumagana sa mga stringer stress:
Lugar ng nakakabit na cladding:
Kabuuang lugar ng mga flanges ng mga miyembro ng gilid:
Ipamahagi natin ang lugar sa pagitan ng mga naka-compress na flanges ng harap at likurang bahagi ng mga miyembro sa proporsyon sa mga parisukat ng kanilang taas:
,
Kunin natin ang ratio ng lapad ng spar flange sa kapal nito, kung gayon
1 spar:
, ; 
, 
;
2 spar:
, ; 
, 
.
Pagpili ng kapal ng pader ng mga miyembro ng gilid
Tukuyin natin ang mga sandali ng pagkawalang-galaw ng mga miyembro ng panig.
,
,
Ang paglipat ng transverse force na may static na zero sa gitna ng rigidity, napansin namin na ang puwersa na ito ay katumbas ng dalawang pwersa:
at metalikang kuwintas
Ang mga puwersang ito ay nagdudulot ng mga daloy ng tangential forces sa mga dingding ng mga miyembro ng gilid (Larawan 13).
Kung ipagpalagay natin na ang metalikang kuwintas ay nakikita lamang ng panlabas na tabas ng seksyon ng pakpak, kung gayon ang sandaling ito ay balanse ng daloy ng mga puwersang tangential.
Pagkatapos, depende sa lokasyon ng puwersa ng paggugupit (bago o pagkatapos ng sentro ng tigas)
Hanapin natin ang kapal ng pader:
, ,
. .
Pagtukoy ng distansya sa pagitan ng mga buto-buto
Ang distansya sa pagitan ng mga buto-buto ay tinutukoy mula sa kondisyon ng pantay na lakas para sa lokal na pagkawala ng katatagan ng stringer at para sa pangkalahatang pagkawala ng katatagan ng stringer na may nakakabit na balat.
Ang mga kritikal na buckling stress ng stringer ay tinutukoy ng formula:
,
kung saan ang sandali ng pagkawalang-galaw ng seksyon ng stringer na may nakakabit na pambalot na may kaugnayan sa axis na dumadaan sa gitna ng grabidad ng seksyong ito at kahanay sa eroplano ng pambalot;
– distansya sa pagitan ng mga tadyang.
Pagkalkula ng pag-verify ng pakpak
Ang layunin ng pagkalkula ng pagpapatunay ay upang suriin ang lakas ng istraktura na may aktwal na geometry at pisikal at mekanikal na mga katangian ng mga materyales ng istraktura gamit ang paraan ng mga coefficient ng pagbabawas.
Upang matukoy ang koepisyent ng pagbabawas ng zero approximation, gagawa kami ng isang diagram ng pagpapapangit ng mga materyales sa balat, mga stringer at mga miyembro ng gilid. Ang mga parameter ng pagpapapangit ay ibinibigay sa Talahanayan 4.
Ang pagkakaroon ng diagram ng pagpapapangit, pumili kami ng isang kathang-isip na pisikal na batas. Sa pag-load ng disenyo, ang mga stress sa pinakamalakas na elemento ng istruktura - ang spar - ay malapit sa pansamantalang pagtutol. Samakatuwid, ipinapayong gumuhit ng isang kathang-isip na pisikal na batas sa pamamagitan ng isang punto (Larawan 14).
compressed zone :
Spar
: 
,
Stringer:
.
Tinutukoy namin ang reduction coefficient ng zero approximation in nakaunat sona :
Spar:
,
Stringer:
.
Alamin natin ang mga pinababang lugar ng mga elemento. Mga aktwal na lugar ng mga elemento ng seksyon:
Mga pinababang lugar:
Ang mga karagdagang kalkulasyon ay ipinakita sa Talahanayan 6.
Susunod, kailangan mong hanapin ang mga coordinate ng sentro ng grabidad ng pinababang seksyon. Tinutukoy namin ang posisyon ng mga gitnang axes ng pinababang seksyon. Pinipili namin ang mga paunang palakol na dadaan sa daliri ng profile alinsunod sa geometry nito (Larawan 15).
Ang mga coordinate ng sentro ng grabidad ng pinababang seksyon ay tinutukoy bilang mga sumusunod:
,
,
saan ang bilang ng mga puro lugar sa seksyon.
Nahanap namin ang mga coordinate ng mga lumped na elemento sa gitnang axes tulad ng sumusunod:
Tinutukoy namin ang axial at centrifugal moments ng inertia ng pinababang seksyon sa mga central axes:
,
.
Kalkulahin natin ang mga coordinate ng mga elemento sa pangunahing gitnang axes
,
. (Talahanayan 6)
Tukuyin ang mga sandali ng pagkawalang-galaw sa mga pangunahing gitnang palakol
,
.
Tinutukoy namin ang mga projection ng mga baluktot na sandali sa mga pangunahing gitnang axes (Larawan 17):
Tinutukoy namin ang mga pinababang stress sa mga elemento ng cross-sectional:
Tinutukoy namin ang aktwal na mga stress sa mga longitudinal na elemento mula sa kondisyon ng pagkakapantay-pantay ng pagpapapangit ng aktwal at pinababang mga seksyon ayon sa diagram ng pagpapapangit (Larawan 18).
Matapos mahanap ang aktwal na mga diin, tinutukoy namin ang koepisyent ng pagbabawas ng kasunod na pagtatantya para sa bawat elemento ng istruktura:
Ang pagpapasiya ng mga coefficient ng pagbabawas ng mga kasunod na pagtatantya para sa bawat elemento ng istruktura ay isasagawa gamit ang isang computer. (Annex 1)
Matapos makamit ang convergence ng mga coefficient ng pagbabawas, kinakailangan upang matukoy ang mga coefficient ng labis na lakas sa mga elemento:
Sa isang stretched zone, sa isang compressed zone.
Talahanayan 5
Talahanayan 5 (ipinagpatuloy)
Pagkalkula ng pagsubok para sa shear stress
Suriin natin ang lakas ng balat ng binagong seksyon. Ang balat ay nasa flat stressed state. Ito ay napapailalim sa tangential stresses, ang mga halaga nito ay nakuha batay sa mga kalkulasyon ng computer:
at normal na mga stress, na katumbas ng .(Talahanayan 7)
Alamin natin ang kritikal na buckling stress ng balat:
Ang distansya sa pagitan ng mga tadyang ay ang pitch ng mga stringer.
Kung ang balat ay nawalan ng katatagan laban sa paggugupit () at kumikilos bilang isang pahilis na nakaunat na patlang (Larawan 19), kung gayon ang mga karagdagang normal na tensile stresses ay lumitaw dito, na tinutukoy ng formula:
,
,
kung saan ang anggulo ng inclination ng diagonal waves.
Kaya, ang estado ng stress sa mga punto ng balat na matatagpuan malapit sa mga stringer ay tinutukoy ng mga formula:
. .
Ang kondisyon ng lakas na naaayon sa pamantayan ng paghubog ng enerhiya ay may anyo:
Ang koepisyent na nagpapakilala sa labis na lakas ng balat ay tinutukoy ng formula:
Itinatala namin ang mga resulta na nakuha sa Talahanayan 7.
Bumubuo kami ng isang diagram ng tangential stresses (Fig. 20)
Talahanayan 7
Pagkalkula ng sentro ng tigas ng seksyon ng pakpak
Ang sentro ng katigasan ay ang punto na nauugnay sa kung saan ang cross-sectional contour twists, o ito ay ang punto kung saan ang contour ay hindi umiikot kapag ang isang transverse force ay inilapat. Ayon sa dalawang kahulugang ito, mayroong 2 pamamaraan para sa pagkalkula ng posisyon ng sentro ng katigasan: ang fictitious force method at ang fictitious moment method. Dahil ang pagkalkula ng pagsubok para sa tangential stresses ay natupad, at ang diagram ng kabuuang PSCs ay binuo, ginagamit namin ang kathang-isip na paraan ng sandali upang makalkula ang sentro ng tigas ng seksyon.
Tinutukoy namin ang kamag-anak na anggulo ng twist ng 1st circuit. Ang diagram q S ay kilala.
Alinsunod sa formula ni Mohr, naglalapat kami ng unit moment sa unang circuit:
Dahil ang pambalot ay hindi gumagana nang nakapag-iisa sa ilalim ng mga normal na stress, ang diagram ay biglang nagbabago sa bawat longitudinal na elemento, na nananatiling pare-pareho sa pagitan ng mga elemento, pagkatapos ay mula sa integral lumipat tayo sa kabuuan
Tinutukoy namin ang kamag-anak na anggulo ng twist ng seksyon ng pakpak kapag ang isang sandali M = 1 ay inilapat dito sa buong tabas. Ang mga hindi alam ay q 01 q 02 , upang matukoy ang mga ito isinulat namin ang dalawang equation: ang equation ng equilibrium na may kaugnayan sa t.A (ang mas mababang chord ng front spar) at ang equation para sa pagkakapantay-pantay ng mga relatibong anggulo ng twist ng una at pangalawang contours ( isang analogue ng antas ng pagiging tugma ng pagpapapangit).
nasaan ang mga dobleng lugar ng mga contour.
Upang kalkulahin ang mga kamag-anak na anggulo, ginagamit namin ang formula ng Mohr. Paglalapat ng isang sandali sa bawat circuit
Kaya, ang mga equation para sa pagkalkula ng mga hindi alam ay kukuha ng anyo
Paglutas kung alin, nahanap namin
Matapos mahanap ang `M 1 at `M 2, tinutukoy namin ang kamag-anak na anggulo ng twist ng unang circuit, mula sa aplikasyon hanggang sa seksyon ng isang sandali:
Tinutukoy namin ang magnitude ng metalikang kuwintas sa seksyon ng pakpak mula sa kumikilos na mga naglo-load. Dahil ang deformation ay linear, ang anggulo ng twist ay direktang proporsyonal sa halaga ng Mcr, kung gayon:
Tinutukoy namin ang distansya mula sa puwersa ng paggugupit hanggang sa sentro ng katigasan (Larawan 21).
m.
Operasyong trabaho na hinihigop ng shock-absorbing system sa panahon ng landing:
,
kung saan ay ang pagpapatakbo vertical landing bilis, katumbas ng
Pero dahil 
, pagkatapos ay tinatanggap namin ang m/s.
kJ.
Isang rack ang humahawak sa pagpapatakbo ng trabaho
kJ.
Ang pagkakaroon ng pagkalkula ng pagpapatakbo ng trabaho na hinihigop ng mga gulong sa panahon ng landing
hanapin natin ang gawaing nakikita ng shock absorber
Ang shock absorber stroke ay kinakalkula gamit ang formula
Ang koepisyent ng pagkakumpleto ng shock absorber compression diagram sa panahon ng pang-unawa ng trabaho.
φ e - gear ratio sa panahon ng piston stroke S e.
Dahil ang isang teleskopiko na stand ay isinasaalang-alang at ito ay ipinapalagay na sa sandaling ang mga gulong ay dumampi sa lupa, ang axis ng stand ay patayo sa ibabaw ng lupa, pagkatapos ay η e =0.7 at φ e =1.
Upang matukoy ang mga transverse na sukat ng shock absorber, nakita namin mula sa pagkakapantay-pantay
ang lugar kung saan kumikilos ang gas sa shock absorber rod.
Itakda natin ang mga halaga ng parameter:
MPa - paunang presyon ng gas sa shock absorber;
– shock absorber pre-tension coefficient;
– gear ratio sa sandaling magsimulang mag-compress ang shock absorber;
m 2.
Para sa isang shock absorber na may seal na naka-mount sa isang silindro, ang panlabas na diameter ng baras ay katumbas ng:
m.
Ipinapalagay namin ang kapal ng mga sealing ring Pagkatapos para sa panloob na diameter ng silindro
Nahanap namin ang paunang volume V 0 ng gas chamber gamit ang formula
Taas ng gas chamber na may hindi naka-compress na shock absorber
m.
Nahanap namin ang mga parameter gamit ang sumusunod na algorithm.
Upang mahanap ang mga hindi alam ginagamit namin ang mga equation
1
2
3
Pagkatapos ng ilang pagbabago
4
Narito ang gear ratio na naaayon sa shock absorber stroke
Ang koepisyent ng pagkakumpleto ng shock absorber compression diagram kapag sumisipsip ng trabaho. Para sa mga telescopic stand 
.
Ang una sa mga equalities (3) ay may anyo ng isang quadratic equation
, 5
saan 
, 6
7
mula sa pagkakapantay-pantay (5)
8
Ang pagpapalit mula sa (8) sa pangalawang equation (3) ay nakuha natin ang transcendental equation
ang ugat nito ay ang nais na dami.
Ang mga kalkulasyon ay ibinubuod sa talahanayan. 8
Talahanayan 8.
Bumubuo kami ng graph sa coordinate system (S max, f) (Fig. 22).
Ang punto ng intersection ng curve na may axis f = 0 ay nagbibigay ng halaga S max =0.55.
Mula sa pagtitiwala (8) nakita natin
.
Gas pressure sa shock absorber sa maximum compression nito
MPa.
Ang taas ng antas ng likido sa itaas ng itaas na kahon ng ehe
m.
kung saan:
0.589 + 0.1045 = 0.6935 > 0.55 – natutugunan ang kundisyon.
Pagtatakda ng mga halaga ng parameter:
m - structural stroke ng shock absorber;
m - kabuuang taas ng mga kahon ng ehe;
m - base ng suporta sa baras;
m - ang kabuuang sukat ng mga punto ng pag-mount ng shock absorber;
nakukuha namin ang haba ng shock absorber sa isang hindi naka-compress na estado
Haba ng shock absorber sa operational compression
Pagpapasiya ng mga rack load
Salik ng sobrang karga ng disenyo:
Ang kinakalkula na patayo at pahalang na pagkarga sa rack ay pantay:
Sa pagitan ng mga gulong, ang puwersa ay ipinamamahagi sa ratio na 316.87: 210.36, at ang puwersa ay 79.22: 52.81.
Pagbuo ng mga diagram ng mga baluktot na sandali
Ang stand ay isang pinagsamang sistema. Una, gamit ang paraan ng cross-section, nakita namin ang puwersa sa strut. Isinulat namin ang equilibrium equation para sa rack na may kaugnayan sa bisagra
Ang diagram ng mga baluktot na sandali na kumikilos sa eroplano ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid ay ipinapakita sa Figure 23.
Ang maximum na sandali, katumbas ng 489.57 kNm, ay kumikilos sa chassis hinge point.
Ang diagram ng mga baluktot na sandali na kumikilos sa isang eroplano na patayo sa eroplano ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid ay ipinapakita sa Figure 24.
Ang pagtalon sa diagram sa punto ng pagkakabit ng baras sa silindro, na nilikha ng isang eccentrically inilapat na puwersa (vertical projection ng puwersa sa baras), ay katumbas ng 
kNm.
Ang metalikang kuwintas ay katumbas ng halaga
at naglo-load lamang sa silindro.
Pagpili ng mga cross-sectional na parameter ng mga elemento
Sa mga kalkulasyon ng disenyo para sa teleskopiko na stand, ang mga kapal ng dingding ng silindro at baras ay napili. Una, para sa bawat isa sa mga tinukoy na elemento, pumili kami ng isang seksyon kung saan ang baluktot na sandali 
may pinakamataas na halaga. Hindi namin isinasaalang-alang ang mga puwersa ng ehe at metalikang kuwintas sa mga kalkulasyon ng disenyo. Mula sa kondisyon ng lakas
,
kung saan ang k ay ang plasticity coefficient, tinatanggap namin;
W - sandali ng paglaban
, ;
MPa.
Mula sa equation na ito makikita natin
Alam ang panlabas na diameter ng baras, nakuha namin ang panloob na diameter
Tapos ang kapal ng pader 
.
Pareho naming mahanap ang halaga para sa silindro, ngunit dahil ang panlabas na diameter ng silindro ay hindi kilala, pagkatapos ay sa zero approximation kinuha namin ito katumbas ng m
Pagbuo ng isang diagram ng axial force
Kinakalkula ang presyon ng gas sa shock absorber
Dinidiin ng gas ang baras nang may lakas
Ang pagkakaiba sa pagitan ng puwersa Рш at ang panlabas na pagkarga ng 528.127 kN ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga puwersa ng friction sa mga axlebox. Kaya, ang friction force sa isang axle box ay katumbas ng
kN.
Sa itaas na dulo ng baras, ang gas ay pumipindot sa baras nang may lakas
Dahil dito, sa pagitan ng mga seksyon na dumadaan sa itaas at ibabang mga kahon ng ehe, ang baras ay pinipiga ng puwersa.
sa ibaba ng seksyon ng lower axle box - sa pamamagitan ng puwersa
Ang gas ay kumikilos sa silindro sa pamamagitan ng selyo na may puwersa ng ehe
lumalawak na silindro. Kapag gumagawa ng isang diagram ng N c, ang mga puwersa F tr at S z ay dapat ding isaalang-alang. Ang huling view ng mga diagram ng axial forces N c at N w ay ipinapakita sa Fig. 25
Sa kasamaang palad, wala akong nakitang isang artikulo sa aerodynamics "para sa modeller". Ni sa mga forum, o sa mga talaarawan, o sa mga blog, o kahit saan ay mayroong kinakailangang "pagpisil" sa paksang ito. At maraming mga katanungan ang lumitaw, lalo na para sa mga nagsisimula, at ang mga taong itinuturing ang kanilang sarili na "hindi na isang baguhan" ay madalas na hindi nag-abala sa pag-aaral ng teorya. Ngunit aayusin namin ito!)))
Sasabihin ko kaagad na hindi ko malalalim ang paksang ito, kung hindi man ito ay magiging isang gawaing pang-agham, na may isang grupo ng mga hindi maunawaan na mga formula! Bukod dito, hindi kita matatakot sa mga termino tulad ng "Reynolds number" - kung interesado ka, maaari mo itong basahin sa iyong paglilibang.
Kaya, sumang-ayon kami - tanging ang pinaka-kailangan para sa aming mga modelo.)))
Mga puwersang kumikilos sa isang eroplano sa paglipad.
Sa paglipad, ang isang eroplano ay napapailalim sa maraming puwersang panghimpapawid, ngunit lahat ng mga ito ay maaaring isipin bilang apat na pangunahing pwersa: gravity, lift, propeller thrust, at air resistance (drag). Ang puwersa ng grabidad ay palaging nananatiling pare-pareho, maliban sa pagbaba nito habang natupok ang gasolina. Ang pag-angat ay sumasalungat sa bigat ng sasakyang panghimpapawid at maaaring mas malaki o mas mababa kaysa sa bigat, depende sa dami ng enerhiya na ginugol sa pasulong na paggalaw. Ang lakas ng tulak ng propeller ay sinasalungat ng puwersa ng paglaban ng hangin (kung hindi man ay kilala bilang drag).
Sa tuwid at pahalang na paglipad, ang mga puwersang ito ay magkaparehong balanse: ang thrust force ng propeller ay katumbas ng puwersa ng air resistance, ang lift force ay katumbas ng bigat ng sasakyang panghimpapawid. Nang walang ibang ratio ng apat na pangunahing pwersang ito, imposible ang tuwid at pahalang na paglipad.
Ang anumang pagbabago sa alinman sa mga puwersang ito ay makakaapekto sa gawi ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid. Kung ang pag-angat na ginawa ng mga pakpak ay tumaas na may kaugnayan sa puwersa ng grabidad, ang resulta ay isang pataas na pag-angat ng sasakyang panghimpapawid. Sa kabaligtaran, ang pagbaba ng pagtaas laban sa gravity ay magiging sanhi ng pagbaba ng sasakyang panghimpapawid, ibig sabihin, pagkawala ng altitude.
Kung ang balanse ng mga puwersa ay hindi pinananatili, ang eroplano ay yumuko sa landas ng paglipad nito sa direksyon ng umiiral na puwersa.
Tungkol sa pakpak.
Wingspan- ang distansya sa pagitan ng mga eroplano na kahanay sa eroplano ng simetrya ng pakpak at pagpindot sa mga matinding punto nito. Ang R.K. ay isang mahalagang geometric na katangian ng isang sasakyang panghimpapawid, na nakakaimpluwensya sa mga katangian ng aerodynamic at pagganap ng paglipad, at isa rin sa mga pangunahing pangkalahatang sukat ng sasakyang panghimpapawid.
Extension ng pakpak- ang ratio ng wing span sa average na aerodynamic chord nito. Para sa isang hindi hugis-parihaba na pakpak, aspect ratio = (span squared)/lugar. Ito ay mauunawaan kung kukuha tayo ng isang hugis-parihaba na pakpak bilang batayan, ang formula ay magiging mas simple: aspect ratio = span/chord. Yung. kung ang pakpak ay may span na 10 metro at chord = 1 metro, ang aspect ratio ay magiging = 10.
Kung mas malaki ang aspect ratio, mas mababa ang induced drag ng pakpak, na nauugnay sa daloy ng hangin mula sa ibabang ibabaw ng pakpak hanggang sa itaas sa pamamagitan ng dulo na may pagbuo ng mga tip vortices. Sa unang pagtataya, maaari nating ipagpalagay na ang laki ng katangian ng naturang vortex ay katumbas ng chord, at sa pagtaas ng span ang vortex ay nagiging mas maliit at mas maliit kumpara sa wing span. Naturally, mas mababa ang inductive drag, mas mababa ang pangkalahatang pagtutol ng system, mas mataas ang kalidad ng aerodynamic. Naturally, ang mga taga-disenyo ay natutukso na gawin ang pagpahaba hangga't maaari. At dito nagsisimula ang mga problema: kasama ang paggamit ng mataas na mga ratio ng aspeto, kailangang dagdagan ng mga taga-disenyo ang lakas at higpit ng pakpak, na nangangailangan ng hindi katimbang na pagtaas sa masa ng pakpak.
Mula sa isang aerodynamic na pananaw, ang pinakakapaki-pakinabang ay ang isang pakpak na may kakayahang lumikha ng pinakamalaking posibleng pag-angat na may pinakamababang posibleng pag-drag. Upang masuri ang pagiging perpekto ng aerodynamic ng pakpak, ipinakilala ang konsepto ng kalidad ng aerodynamic ng pakpak.
Aerodynamic na kalidad ng pakpak tinatawag na ratio ng pag-angat upang i-drag sa isang pakpak.
Ang pinakamahusay na aerodynamic na hugis ay ang elliptical na hugis, ngunit ang gayong pakpak ay mahirap gawin at samakatuwid ay bihirang ginagamit. Ang isang hugis-parihaba na pakpak ay hindi gaanong kapaki-pakinabang mula sa isang aerodynamic na pananaw, ngunit mas madaling gawin. Ang isang trapezoidal na pakpak ay may mas mahusay na mga katangian ng aerodynamic kaysa sa isang hugis-parihaba, ngunit medyo mas mahirap gawin.
Ang mga swept at triangular na pakpak ay aerodynamically mas mababa kaysa sa trapezoidal at rectangular sa mga subsonic na bilis, ngunit sa transonic at supersonic na bilis mayroon silang makabuluhang mga pakinabang. Samakatuwid, ang mga naturang pakpak ay ginagamit sa mga sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa transonic at supersonic na bilis.
Elliptical na pakpak sa plano ito ay may pinakamataas na kalidad ng aerodynamic - ang pinakamababang posibleng drag na may pinakamataas na pagtaas. Sa kasamaang palad, ang isang pakpak ng hugis na ito ay hindi madalas na ginagamit dahil sa pagiging kumplikado ng disenyo, mababang paggawa at hindi magandang katangian ng stall. Gayunpaman, ang pag-drag sa matataas na anggulo ng pag-atake ng mga pakpak ng iba pang mga hugis ng planform ay palaging tinatasa kaugnay ng elliptical wing. Ang pinakamahusay na halimbawa ng paggamit ng isang pakpak ng ganitong uri ay ang English Spitfire fighter.
Ang pakpak ay hugis-parihaba sa plano may pinakamataas na drag sa matataas na anggulo ng pag-atake. Gayunpaman, ang gayong pakpak, bilang panuntunan, ay may isang simpleng disenyo, ay advanced sa teknolohiya at may napakahusay na mga katangian ng stall.
Ang pakpak ay trapezoidal sa plano Ang magnitude ng air resistance ay malapit sa elliptical. Malawakang ginagamit sa mga disenyo ng produksyon ng sasakyang panghimpapawid. Ang kakayahang gumawa ay mas mababa kaysa sa isang hugis-parihaba na pakpak. Ang pagkuha ng mga katanggap-tanggap na katangian ng stall ay nangangailangan din ng ilang mga tweak sa disenyo. Gayunpaman, ang isang pakpak ng isang trapezoidal na hugis at tamang disenyo ay nagsisiguro ng isang minimum na masa ng pakpak, lahat ng iba pang mga bagay ay pantay. Ang mga unang serye ng Bf-109 fighter ay may trapezoidal na pakpak na may mga tuwid na tip:
Ang pakpak ay may pinagsamang planform. Bilang isang patakaran, ang hugis ng naturang pakpak sa plano ay nabuo ng ilang mga trapezoid. Ang mabisang disenyo ng naturang pakpak ay nagsasangkot ng maraming blowdowns ang performance gain ay ilang porsyento kumpara sa isang trapezoidal wing.
Wing sweep— ang anggulo ng paglihis ng pakpak mula sa normal hanggang sa axis ng symmetry ng sasakyang panghimpapawid, sa projection papunta sa base plane ng sasakyang panghimpapawid. Sa kasong ito, ang direksyon patungo sa buntot ay itinuturing na positibo.
Forward-swept wing (KSW)— pakpak na may negatibong sweep.
Mga kalamangan:
Nagpapabuti ng pagkontrol sa mababang bilis ng paglipad.
-Nagpapabuti ng aerodynamic na kahusayan sa lahat ng mga lugar ng mga kondisyon ng paglipad.
-Layout na may forward-swept wing ay nag-o-optimize ng pressure distribution sa wing at front horizontal tail
Bahid:
-Ang KOS ay lalong madaling kapitan sa aerodynamic divergence (pagkawala ng static na katatagan) kapag umabot sa ilang bilis at anggulo ng pag-atake.
-Nangangailangan ng mga materyales sa istruktura at mga teknolohiya na nagbibigay ng sapat na katigasan ng istruktura.
Su-47 "Berkut" na may forward sweep:
Czechoslovakian glider LET L-13 na may forward-swept wing:
Sa madaling salita, mas mababa ang load, mas mababa ang bilis na kinakailangan para sa paglipad, at samakatuwid ay mas kaunting lakas ng makina ang kinakailangan.
Average na aerodynamic chord ng pakpak (MAC) ay tinatawag na chord ng tulad ng isang hugis-parihaba na pakpak, na may parehong lugar tulad ng ibinigay na pakpak, ang magnitude ng kabuuang aerodynamic na puwersa at ang posisyon ng sentro ng presyon (CP) sa pantay na mga anggulo ng pag-atake. O mas simple, ang chord ay isang straight line segment na nagkokonekta sa dalawang punto ng isang profile na pinakamalayo sa isa't isa.
Ang magnitude at coordinate ng MAR para sa bawat sasakyang panghimpapawid ay tinutukoy sa panahon ng proseso ng disenyo at ipinahiwatig sa teknikal na paglalarawan.
Kung ang magnitude at posisyon ng MAR ng isang naibigay na sasakyang panghimpapawid ay hindi alam, maaari silang matukoy.
Para sa isang pakpak na may hugis-parihaba na plano, ang MAR ay katumbas ng chord ng pakpak.
Para sa isang trapezoidal wing, ang MAR ay tinutukoy ng geometric na konstruksyon. Upang gawin ito, ang pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay iginuhit sa plano (at sa isang tiyak na sukat). Sa pagpapatuloy ng root chord, isang segment na katumbas ng laki ng terminal chord ay inilatag, at sa pagpapatuloy ng terminal chord (pasulong), isang segment na katumbas ng root chord ay inilatag. Ang mga dulo ng mga segment ay konektado sa pamamagitan ng isang tuwid na linya. Pagkatapos ay iguhit ang midline ng pakpak, pagkonekta sa tuwid na midpoint ng root at terminal chords. Ang average na aerodynamic chord (MACH) ay dadaan sa intersection point ng dalawang linyang ito.
Hugis ng pakpak sa cross section tinatawag na wing profile. Ang profile ng pakpak ay may malakas na impluwensya sa lahat ng aerodynamic na katangian ng pakpak sa lahat ng mga mode ng paglipad. Alinsunod dito, ang pagpili ng isang profile ng pakpak ay isang mahalaga at responsableng gawain. Gayunpaman, sa ating panahon, ang mga do-it-yourselfers lamang ang nakikibahagi sa pagpili ng isang wing profile mula sa mga umiiral na.
Ang profile ng pakpak ay isa sa mga pangunahing sangkap na bumubuo sasakyang panghimpapawid at partikular na ang eroplano, dahil ang pakpak ay mahalagang bahagi pa rin nito. Ang kumbinasyon ng isang tiyak na bilang ng mga profile ay bumubuo sa isang buong pakpak, at maaaring magkakaiba ang mga ito sa buong haba ng pakpak. At ang layunin ng sasakyang panghimpapawid at kung paano ito lilipad ay nakasalalay sa kung ano sila. Mayroong ilang mga uri ng mga profile, ngunit ang kanilang hugis sa panimula ay palaging hugis-teardrop. Isang uri ng malakas na pahabang pahalang na patak. Gayunpaman, ang pagbagsak na ito ay karaniwang malayo sa perpekto, dahil ang kurbada ng itaas at mas mababang mga ibabaw iba't ibang uri iba, pati na rin ang kapal ng profile mismo. Ang klasiko ay kapag ang ibaba ay malapit sa eroplano, at ang tuktok ay matambok ayon sa isang tiyak na batas. Ito ang tinatawag na asymmetrical profile, ngunit mayroon ding mga simetriko, kapag ang itaas at ibaba ay may parehong kurbada.
Ang pagbuo ng mga profile ng aerodynamic ay isinasagawa halos mula pa sa simula ng kasaysayan ng aviation, at ito ay isinasagawa pa rin ngayon. Ang pinakamaliwanag na kinatawan ng ganitong uri ng mga institusyon sa Russia ay ang TsAGI - Central Aerohydrodynamic Institute na pinangalanang Propesor N.E. Zhukovsky. At sa USA, ang mga naturang function ay ginagawa ng Langley Research Center (isang dibisyon ng NASA).
WAKAS?
Itutuloy.....