Блог Андрея Веггера

О полетах и строительстве летательных аппаратов своими руками

Raptor project (в подробностях) -14

Следующие фотки хоть напрямую и не связаны с проектом Раптор, а только косвенно, но я все равно их продемонстрирую именно под этим заголовком и в рубрике «Raptor».

Итак, как я уже писал, мы строили в Ошкоше два самолета. Ну, не совсем мы, а две команды, разбитые по каким-то неведомым мне признакам. Один самолетик – это интересная идея Джефа Керло (и именно он и есть ниточка-веревочка к проекту Раптор), а другой самолетик вполне обыкновенный. Но (!) делается из углеволокна. Две команды, два самолетика – один канард,  другой простецкий…  И теперь покажу, что же там происходило. Под палящим июльским солнцем Висконсина был установлен тент. Под ним четыре корыта – два черных слева и два красных справа. Две команды, как я уже сказал. Одна из одних материалов делает канард (и я покажу эти материалы). Другая из других материалов делает простой самолетик.

То, что на этих фотографиях строят нечто из реального XXI века, я не сомневаюсь. Рассказывает обо всем этом инженер-химик, который разработал эту технологию для Боинга и 22 года там с этим всем возился и строил Стелс (ну или как там это у них называлось?). Во всяком случае, его опыт не до конца можно отнести к самодельщикам. И, может, когда-нибудь мы освоим эту технологию.

Он показал нам бутерброд из двух слоев тончайшего углеволокна, внутри которого пропитанная пенопластовая прокладка. Я ее называю в переводе «база», а в оригинале по-английски этот поролон-пенопласт называют core. Интересная особенность этого бутерброда в том, что пенопласт-поролон «база» при всей своей пористости имеет также «проколы» насквозь, пробитые с частотой ~ 2 см. Резина или эпоксидка, попадая в эти «пробоины» намертво связывает обе карбоновые обшивки этой самой «базы». И смотрите, что получается –

Вот материалы, которые используются в строительстве –

А вот, что получилось к концу презентации –

Назад

Raptor project (в подробностях) -13

Далее

Самолетик-канард AZITA 4+2 из Ирана -12

6 комментариев

  1. Denis Nikitin

    Так только лодки можно строить. Вот тот порезаный на кубики пенопласт впитывает лишний килограмм смолы на квадратный метр — это 30-40 килограмм мертвого веса на самолет, это ничем нельзя оправдать на мой взгляд, хотя инфузия конечна прикольная штука и удобная, и в одиночку можно самолет осилить.

    • Не все так просто Уважаемый Денис. Так строят не только лодки. Используя инфузию смола распределяется исключительно по поверхности соединяемых поверхностей и в данном случае — по местам соприкосновения квадратиков пенопласта с углетканью. Пустоты не могут быть заполнены ввиду того что смола из них будет попросту выжата вакуумом. В этом и есть преимущество инфузии. Смола остается только там где поверхность готова ее удержать. Дополнительные перемычки образованные протеканием смолы на гранях кубиков пенопласта затвердев образуют своего рода подпорки моста или структуру напоминающую соты В результате вес всего сандвича все равно будет меньше чем та же поверхность образуемая послойным наполнением волокон. Если Вы это имели ввиду приняв «излишки» смолы как показатель увеличения веса.
      ..

      • Denis Nikitin

        Да, Андрей, спасибо за ликбез, я уже знаком с вакуумной ифузией, ее преимуществами и недостатками. В рассматриваемом случае, проблема заключается в том, что коллеги пытаются с помощью инфузии выполнить сэндвич у которого внутренняя пповерхность (прилегающая к форме) не имеет шероховатости. Чтобы обеспечить это требование они могут использовать смолопроводящую сетку только с одной, внутренней стороны, при этом тока смолы с внутренней стороны не будет. Дабы обойти последнее ограничение, применяют пенопласт с прорезанными каналами для смолы, в данном случе продукт под названием Divinymat. Это является главным недостатком данного метода при изготовлении обшивки самолета.

        То что вы пишете «Дополнительные перемычки образованные протеканием смолы на гранях кубиков пенопласта затвердев образуют своего рода подпорки моста или структуру напоминающую соты». Послушайте, это не имеет никакого смысла, пенопласту не нужны никакие подпорки. Прочность пенопласта на сжатие на два порядка больше, чем любые мыслемые воздушные нагрузки. Прикинем так называемый Light Sport самолет, его макс вес 600 кг, нагрузка на крыло около 40 кг/м2. Даже при перегрузке 10, это 400 кг/м2 или 0.04 кг/см2, а прочность пенопласта на сжатие 9 кг/см2, то есть 9/0.04 = 225. В 225 раз пенопласт прочнее, о каких подпорках тут может идти речь, зачем они? Кроме того, пенопласт в обшивке работает в основном не на сжатие, а на сдвиг — в этом его главное предназначение (пенопласт обеспечивает высокий момент инерции сечения сендвича), то есть эти «подпорки» расположены перпендикулярно нагрузке и темболее не работают. От этого одни проблемы — эпоксидная смола в 18-20 раз тяжелее пенопласта и эти «подпорки» или сотовая структура с точки зрения прочности только вредят — бесполезный лишний вес, непозволительный для легкого самолета.

        Следующий пассаж я, простите, не уловил, что вы хотите этим сказать. «В результате вес всего сандвича все равно будет меньше чем та же поверхность образуемая послойным наполнением волокон.», пожалуйста поясните. Я сравниваю сандвич изготовленный послойным вакуумным пресованием, карбон — пенопласт — карбон и сэндвич такой же структуры, но изготовленный вакуумной инфузией. В случе инфузии сэндвич получается в полтора раза тяжелее. Честно говоря, я не видел других примеров инфузии обшивки, кроме того недоразумения с Ошкоша. Тот же самый Раптор, который вы освещаете в своем блоге, спасибо вам за это, они мажут карбон смолой вручную и пресуют вакуумным мешком.

        • Уважаемый Денис — Огромное спасибо за комментарии — Вы действительно весьма прогрессивно смотрите на проблему. Итак немного о Divinicell / Divinimat — Это самые передовые, прекрасно зарекомендовавшие себя пенопласты из серии Поли Винил Хлоридных структурных материалов. Именно с их применением и связаны те самые плотности, о которых Вы упоминаете. На снимках и вообще везде где мы показываем пенопласты изображены именно DIAB и их основные торговые марки Divinicell и Divinimat. Джефф Керло не очень любит инфузию объясняя это тем, что на подготовку уходит много времени, а результат зависит не от собственного труда, а от качества компонентов. Именно поэтому он предпочитает смолу наносить вручную, зная достаточно точно сколько именно смолы употребит его сандвич. При хорошей подготовке команды при работе с инфузией и хорошо проверенных компонентах количество бракованных деталей минимально. Но если есть ошибки в подготовке и проведении всех этапов — выбрасываются сразу все детали. Они просто не проходят контроль. Ну и теперь по поводу структурных деталей. Как Вы думаете — где используют перфорированный пенопласт?

          • Denis Nikitin

            Дорогой Андрей, не стоит благодарности!

            Я не з наю кто такой Джефф Керло, не доводилось сталкиваться. Возможно это голос за кадром у Раптора? Но того вроде зовут Миллер?

            По поводу вашего вопроса: Как Вы думаете — где используют перфорированный пенопласт?
            Отвечаю: это зависит от того, что это за пенопласт, его физических и химических свойств, размеров и шага перфорирующих отверстий. К примеру, мы с коллегами используем перфорированный Rohacell 51 с шагом отверстий 50 мм как серцевину сэндвича обшивки карбоновых планеров с размахом крыльев 15-18 метров. Такой сэндвич мы изготавливаем методом пресования в вакуумном мешке. Перфорация нужна для удаления воздуха и летучих компонентов из внутренних слоев. Если перфорация нанесена более часто, скажем с шагом 10 мм, такой пенопласт, кроме вакуумного пресования, можно использовать для инфузии. Например у Diab есть продукт PF20, с шагом 20 мм. Область применения, согласно спецификации: Палубы, облицовочные панели, стенки балок, переборки. Это сугубо кораблестроительный материал. Вообще, раз уж речь зашла про Diab и Divinycell, не понятно почему вы им восторгаетесь и что в нем такого прогрессивного. Diab не рекомендует и не выпускает пенопласта Divinycell, который применялся бы качестве конструкционного в авиастроении, если это конечно не кустрщина-партизанщина. Единственный материал Divinycell HТ, который имеет отношение к авиации, Diab рекомендует для неответственных, ненагруженных деталей, типа обтекателей антенн. Тут все очень просто: Есть правило FAA, что максимальная рабочая температура пластика должна быть на 50 град Фаренгейта (28 град Цельсия) ниже его температуры стеклования. См. к примеру документ DOT/FAA/AR-01/40 Determination of Temperature/Moisture Sensitive Composite Properties. У Divinycell температура стеклования 68 град Цельсия, его максимальная рабочая температура по авиационным стандартам 40 град Цельсия. Это меньше, чем максимальная расчетная температура под обшивкой от действия солнечной радиации и окружающего воздуха (для обшивки белого цвета), которая составляет 150 град Фаренгейта (65 градусов Цельсия). На самом деле если на белом крыле есть пыль, его температура может быть еще выше — 70-80 градусов Цельсия. Таким образом применение Дивиницелл в качестве конструкционного материала в авиастроении недопустимо, если подразумевается какое либо сертифицирование и безопасность. В противном случае, сугубо экспериментальные самолеты, конечно можно строить, вон Бёрт Рутен вообще строил из пенополистирола.

          • Denis Nikitin

            В предыдущем сообщении неверно указал температуру стеклования, следует читать 86 градусов Цельсия, вместо 68. Ну и следовательно макс рабочая температура 86-28 = 58 градусов Цельсия, а не 40. Сути это не меняет, просто хочется быть до конца точным.

Что Вы об этом думаете? Поделитесь, пожалуйста:

создано с помощью WordPress & Автор темы: Anders Norén