Siły działające na płytowy ster wysokości.

[vowthyn]

Mamy taką sytuację w modelu:

 

 

 

 

Jak widać oś steru płytowego umieszczona jest niesymetrycznie (a konkretnie wklejona w rowek wykonany w depronie z jednej strony steru). Na której powierzchni steru - dolnej czy górnej powinienem ów rowek wykonać aby w kierunku "wyrywającym" pręt działała mniejsza siła, niż w kierunku "dociskającym"? Innymi słowy - kiedy na płytowy ster wysokości działa większa siła (w wyniku oporu powietrza), kiedy jest wychylony w dół czy do góry? A może różnica jest pomijalnie mała i dla takiego rozwiązania konstrukcyjnego nie ma to znaczenia?

[pauletto007]

Mamy taką sytuację w modelu:

 

 

 

 

Jak widać oś steru płytowego umieszczona jest niesymetrycznie (a konkretnie wklejona w rowek wykonany w depronie z jednej strony steru). Na której powierzchni steru - dolnej czy górnej powinienem ów rowek wykonać aby w kierunku "wyrywającym" pręt działała mniejsza siła, niż w kierunku "dociskającym"? Innymi słowy - kiedy na płytowy ster wysokości działa większa siła (w wyniku oporu powietrza), kiedy jest wychylony w dół czy do góry? A może różnica jest pomijalnie mała i dla takiego rozwiązania konstrukcyjnego nie ma to znaczenia?

 

Nie jestem biegły w modelarstwie, ale coś nie coś mechaniki i wytrzymałości przysowiłem:

 

Przypadek 1 (według mnie bardziej niekorzystny):

 

Profil jest wychylony do dołu, czyli krawędzią natarcia w dół. Z rysunku wynika, że największe naprężenia zginające pojawiają się w przekroju profilu tuż pod osią obrotu (przekrój krytyczny), zakładając, że jest nią rura, jak na schemacie początkowym. Profil zgina się w ten sposób, że naprzeciwległe ścianki profilu otaczające rurę (oś obrotu) oddalają się od siebie. Przekrojem krytycznym jest własnie przekrój tuż pod osią i jego geometria decyduje o wytrzymałości na zginanie.

 

Przypadek 2:

 

Profil jest wychylony do góry, czyli krawędzią natarcia do góry. Napływający strumień powietrza zgina krytyczny przekrój profilu w drugą stronę, powodując zaciskanie naprzeciwległych ścianek profilu na rurze - osi obrotu. Im dokładniej spasowany otwór (kanał wycięty pod oś obrotu-rurę) tym większą część siły, pochodzącą od momentu zginającego wynikającego z opływu, przejmie powierzchnia rury. Wtedy przekrój krytyczny jest odciążony.

 

Chyba dobrze dedukuję, a jeśli tak to:

z uwagi na fakt, że w większości latamy modelami podwoziem do ziemi a rzadziej na plecach, bardziej korzystne z punktu wytrzymałości jest wykonanie kanału na oś od dolnej strony profilu. Wówczas częściej występują korzystne przypadki obciążenia profilu, o czym pisałem analizując przypadek 2.

[robertus]

Moim zdaniem grubość depronu pod rurką jest pomijalnie mała. Jest tak cienka - 1mm lub mniej - że nie można tu mówić o wytrzymałości na cokolwiek.

[vowthyn]

Robertus nie do końca precyzyjnie narysowałem schemat, uprościłem. To będą dwa arkusze depronu sklejone ze sobą - 6mm (w tym będzie wycięty rowek na rurkę 6mm) i 3mm (ten będzie doklejony w całości) a całość będzie dodatkowo zalaminowana warstwą firanki + żywica (czyli wszystko dokładnie tak samo, jak stateczniki pionowe widoczne na zdjęciach TUTAJ). Wydaje mi się że te 3mm + utwardzenie klejem jakąśtam wytrzymałość na wyrwanie pręta już posiada i na pewno jest ona większa w kierunku "docisku" niż "wyrywania", stąd moje pytanie po której stronie lepiej ten pręt umieścić. To nie jest model 3D żeby latać ze sterami wychylonymi o 70 stopni, ale czasem może się zdarzyć jakieś nieeleganckie szarpnięcie sterami i nie chciałbym, żeby mi ta wysokość odmaszerowała. Nawet jeśli w przypadku tego modelu nie ma to wielkiego znaczenia, to po prostu chciałem wiedzieć jak to powinno być zrobione "zgodnie ze sztuką".

 

@pauletto007 Twoja analiza obciążenia profilu zgadza się z tym, co intuicyjnie i "na chłopski rozum" myślałem (chociaż bez poparcia tak rzeczowymi argumentami). Natomiast pytałem bardziej o to kiedy na ster działają większe siły - wtedy kiedy musi on unosić ogon samolotu do góry, czy też kiedy dociska go w dół? Czyli rozpatrujemy dwie hipotetyczne sytuacje:

 

1. Gwałtowne zadarcie SW np przy wychodzeniu z nurkowania.

2. Gwałtowne oddanie SW przy dużej prędkości.

 

Wydaje mi się że przypadek 1 bardziej obciąży ster (zadziała większa siła niszcząca), a przy tym taka sytuacja wydaje się dużo bardziej prawdopodobna (no bo po co i w jakiej w ogóle sytuacji mielibyśmy gwałtownie oddawać SW?) ale może się mylę?

[robertus]

OK, w sumie ja też chetnie bym się dowiedział jak się ma sztuka. Ja po prostu przecinam płat z 6mm depronu i wklejam rurkę na styk. Na to ewentualnie stopień KFm z 3mm depronu lub 6mm.

Jak jeszcze chcesz to zalaminować to tym bardziej bym się nie martwił, bo wytrzymałość będzie wystarczająca.

Kolega Sławek ma doświadczenie z płytowym usterzeniem.

http://pfmrc.eu/index.php?/topic/25294-kolejny-mig29-modernizacja-miga-by-tomhe/

http://pfmrc.eu/index.php?/topic/28627-fa-18-superhornet-czy-super-to-sie-okaze/

[pauletto007]

...pytałem bardziej o to kiedy na ster działają większe siły - wtedy kiedy musi on unosić ogon samolotu do góry, czy też kiedy dociska go w dół? Czyli rozpatrujemy dwie hipotetyczne sytuacje:

 

1. Gwałtowne zadarcie SW np przy wychodzeniu z nurkowania.

2. Gwałtowne oddanie SW przy dużej prędkości.

 

Wydaje mi się że przypadek 1 bardziej obciąży ster (zadziała większa siła niszcząca), a przy tym taka sytuacja wydaje się dużo bardziej prawdopodobna (no bo po co i w jakiej w ogóle sytuacji mielibyśmy gwałtownie oddawać SW?) ale może się mylę?

 

Wg mnie również przypadek 1-"zadarcie SW po nurkowaniu" jest bardziej niekorzystny dla tej konfiguracji montażu osi obrotu na profilu. Jeśli zainstalujesz oś obrotu od dołu profilu to wówczas gorszy będzie przypadek 2-"oddanie SW na dużej prędkości".

Należy rozważyć czy częściej latasz na brzuchu czy na plecach (pytanie retoryczne ), wybrać odpowiednią konfigurację montażu osi (góra czy dół profilu) i skonstruować ster.

[vowthyn]

Zdecydowanie częściej latam na brzuchu, tylko jak do tej pory latam motoszybowcami. Ten model ma w założeniu być bardziej "wariatowaty" i na pewno na plecach też trochę czasu spędzi.

[pauletto007]

Zdecydowanie częściej latam na brzuchu, tylko jak do tej pory latam motoszybowcami. Ten model ma w założeniu być bardziej "wariatowaty" i na pewno na plecach też trochę czasu spędzi.

 

Robertus pisał o laminowaniu, a to na pewno doda wytrzymałości połączeniu osi obrotu z usterzeniem. Ja mimo wszystko zrobiłbym oś obrotu od dołu profilu i zalaminował. A jeśli nie będziesz oklejał folią (nie wiem czy depronowe modele się okleja czy maluje) to nawet ze względów estetycznych, gdy model będzie na ziemi, oś obrotu będzie niewidoczna

[sławek]

Nie jestem specem jak mnie tu chce opisać Robert a z tego co zrobiłem wychodzi na to że nie ma to większego znaczenia .W migu mam pręt od dołu statecznika ale było to podyktowane sposobem "zawieszenia" w kadłubie - inaczej stateczniki były by zbyt nisko względem kadłuba , a w f-16 od góry z podobnego powodu .

Teoretycznie faktycznie ; częstsze i większe siły na stateczniku występują z dodatnim przeciążeniem (wznoszenie) ale znaczenie tego gdzie umieścić pręt/oś jest tym bardziej dowolna im lżejszy jest model , nawet w przypadku sterolotek

 

Jeśli chcesz laminować pomyślałbym o montażu symetrycznym plus np wspomagająca wręgą na podstawie steru by przenieść siły wzajemnie między sterem na całej jego długości a prętem -unikniesz problemu o którym pisał Paweł ale który może wystąpić tylko w dużym szybkim modelu ze zbyt elastycznym układem sterowania

[RenoFlo]

kiedy na płytowy ster wysokości działa większa siła (w wyniku oporu powietrza), kiedy jest wychylony w dół czy do góry? A może różnica jest pomijalnie mała i dla takiego rozwiązania konstrukcyjnego nie ma to znaczenia?

Cześć,

Odpowiedź na pierwsze pytanie jest uzależniona od ogólnej charakterystyki modelu - zestawu profili / momentów od profili / położenia ŚC / momentów z tego położenia wynikających. Zakładając iż w normalnym locie ustalonym usterzenie o symetrycznym profilu pracuje na zerowym kącie to siły te będą jednakowe, bez względu na kierunek wychylenia SW. Jeżeli jest inaczej, tzn. dla lotu ustalonego SW MUSI być wychylony w jedną bądź drugą stronę to siły będą się różnić bo i kąty (dla osiągnięcia zamierzonej zmiany stanu lotu) będą się różnić.

 

Drugie pytanie, jest w tym przypadku pytaniem retorycznym. Dokładnie, dla kombinacji depron / węgiel / żywica dla tej skali modelu poprawnie dobranych przekrojów i zakładanych prędkości nie ma to ŻADNEGO znaczenia.