Mój drugi szybowiec - własny projekt

[Jarek1]

Prace na szybowcem zostały wznowione, czego wynikiem jest dokończony ogon i prawie kadłub. W związku z tym przydałoby się pomysleć nad skrzydłem i tu mam kilka pytań do Was.

 

Połączenie połówek skrzydła.

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

 

Zwichrzenie

Planuję zastosować zwirzchenie geometryczne ok. 2*, czy to nie będzie zakłucać ruchu lotki?

 

Serwa lotki

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

 

Dźwigary

Zamierzam zastosowac zwężające się dźwigary, czy szczelinę w żebrach można zostawićstałą na całej rozpętości skrzydła, wtedy w gotowym skrzydle będą puste przerwy przy pasie dźwigara. Czy szczeliny w zebrach też muszą być zbieżne?

Połówka skrzydła ma mieć 115cm rozpiętości, a w handlu dostępne są listwy długości 100cm, w związku z czym tzreba by łączyć pasy dźwigara. Czy jest to konieczne, może wystarczy zastosować skrócone dźwigary? W końcu chyba ta 15cm końcówka nie złamie się gdy będzie się trzymała tylko na kesonie, przynajmniej tak mi się wydaje.

Edytowane 15 Maja 2012 przez Jarek1

[Jarek1]

Ostatnio zainstalowałem sobie, pewnie wielu znany, program XFLR5. Pokusiłem się o analizę wpływu zakrzywienia profilu skrzydła przy konstrukcji kesonowej. Najpierw zastzreżenia do zastosowanej przeze mnie metody i sam sposób postępowania:

1. Nie wykombinowałem jak po prostu wprowadzićwspółrzędne profilu i zmienić jego obrys na pwnym odcinku, za to ręcznie przy użyciu 'spline foil' dopasowałem nowo tworzony profil do wyjściowego, czyli S3021. Jako kontrolę najpierw skopiowałem oryginalny profil, a dopiero potem robiłem wersje modyfikowane. Jak widać na wykresie już na tym etapie są spore odchylenia.

2. Założyłem że skrzydło z kesonem ma taki sam profil na całej rozpiętości, co jest nieprawdą bo zmienia się okresowo, żebro - odcinek międzyżebrowy. Do tego powietrze nie porusza się równolegle do żeber a lekko pod kątem co jeszcze bradziej komplikuje sprawę.

3. Aby otrzymać zmodyfikowany profil, jego grzbiet wypłaszczyłem na odcinku pomiędzy krawędzią kesonu a krawędzią spływu, a następnie uśredniłem go z niemodyfikowanym profilem. Oparłem się tutaj na tym że w skrzydle na żebrze profil jest dobrze odwzorowany, a pomiędzy zebrami folia przybiera prostoliniowy kształt, uznałem że w obrębie całego skrzydła uzyskuje się pośredni wynik.

4. No i oczywiście teoria nie musi się pokrywać z praktyką.

 

 

Przedstawiono tu analizę przy założeniu stałej masy szybowca, co chyba w miarę dobzre oddaje rzeczywiste warunki. W ten sposób promowane są małe kąty natarcia bo im odpowiadają małe współczynniki Cl, a więc większa szybkość i większa liczba Reynoldsa.

Linia czerwona to oryginalny S3021

niebieska to jego kopia

zielony to wariant z kesonem

żółty to głębszy keson i listwa spływu

 

Wnioski:

Biorąc pod uwagę różnice pomiędzy S3021 a jego kopią to różnice wyników są małe, gdyby jeszcze uwzględnić niedokładność wykonania skrzydła pewnie wszystkie mieściłyby się w granicach błędu. Ale jednak pewne różnice są. Profil 'kesonowy' lepiej sobie radzi na niskich Cl, przy czym zależność kąta natarcia od Cl jest praktycznie stała. Wynika z tego to że profil kesonowy jest lepszy do konstrukcji o mniejszym wydłużeniu (mniejszy Cl, mniejszy opór indukowany), do takich które z założenia majaszybko latać, no i przejścia na skrzydle z konstrukcji skorupowej do kesonowej nie można traktować jako zwichrzenie aerodynamiczne.

Poza tym, co zaskakujące, 'kesonowy' profil wcale nie jest gorszy, a nawet lepszy, bo w zakresie wysokich Cl praktycznie się nie różni od niemodyfikowanego, a w zakresie małych Cl jego doskonałość jest wyraźnie lepsza.

Ostatecznie, robiąc skrzydło do tego modelu nie będę się martwił zaburzeniem profilu ze względu na tradycyjną konstrukcję