Ракетоплан.

Пока собираю тренер для обучения управлению, в параллель подготовил несколько вариантов глайдера с EDF. Вот один из них. Собственно на нем постарался извлечь уроки из ошибок, сделанных на первом прототипе. Прежде всего не перетяжелять конструкцию не очень нужными усложнениями и рефорсированием. Изучаю материал (депрон) и стараюсь обходиться его свойствами. Например, сандвич из двух слоёв приобретает прочность, на порядок выше пластины той же толщины. Без всякой оклейки стеклотканью или текстолитом. Ламинированный картоном 0.5 мм фабричный 5 мм пенокартон оказался более тяжёлым и менее прочным, чем два слоя 5 мм, склеенного по контурным линиям клеем UHU. Помогло также исследование свойств EDF. Как прорабатывание прикладной теории, так и собственные эксперименты на простой аэродинамической скамье. Получилось регистрировать изменение скорости потока внутри струи при помощи самодельной трубки Пито и микро анемометра, сделанного из хвостового коллекторного движка от комнатного вертолётика и его же вертушки. Помещённый в поток такой ротор выдаёт ток напряжением несколько вольт, что позволяет производить оценку эффективности связки турбофан+ воздухопровод (заборник+сопловый насадок). Идея - прокалибровать такой самодельный микроанемометр в сравнении с коммерческим (выше на фото). Последний не очень удобен для работы с малыми сечениями потока.

Вот таким получился двигательный агрегат на базе 64 EDF и воздухопровода, изготовленного из отрезка бутылки 100 мм на входе в обечайку импеллера и собранного из отрезанных пенопластовых стаканчиков соплового насадка (90% input). Сначала хотел использовать всю бутыль, но показалось многовато по весу - 80 г. Поэтому отрезал и оставил только на входе длину равную 1.5 диаметра. Входная площадь в.з. примерно 2 input EDF. Согласно теории.

a_centaurus> Пока собираю тренер для обучения управлению... сандвич из двух слоёв приобретает прочность, на порядок выше пластины той же толщины

Прочность сандвича выше (я применял), но вес больше и не в 2 раза. Если нужно сэкономить вес, обычно врезают на клею в один слой депрона карбоновые вставки. Если без пижонства, можно обойтись обычными бамбуковыми шампурами для барбекю.
И еще, в таком виде РН (руль направления) практически бесполезен. Он будет давать больше момент крена, чем момент рыскания, т.е. будет работать, как элерон. Можешь вообще обойтись без него и убрать этот канал управления.

RocKI> Прочность сандвича выше (я применял), но вес больше и не в 2 раза. Если нужно сэкономить вес, обычно врезают на клею в один слой депрона карбоновые вставки. Если без пижонства, можно обойтись обычными бамбуковыми шампурами для барбекю.
Вес зависит от применяемого компаунда/клея. А сандвич/панель в конструкциях aerospace не мы с тобой придумали. Углеродные стрингеры, врезанные в тело депрона конечно делают панель прочной. Но не всегда можно обойтись однонаправленным упрочнением. Например крыло с продольной балкой устойчиво к изгибу, но не к скручиванию. Это особенно проявляется на трапецеидальной геометрии. Как на эскизе. Делал разные варианты, вплоть до наборных конструкций. Но делать из депрона аналог бальзово-деревянной конструкции в общем-то не имеет смысла. Нужно использовать все свойства ячеистого материала. Сейчас пробую быструю эпокси и углеродные/стеклонити. Панель 5 мм промазывается эпоксидкой шпателем до тонкого слоя. Затем укладываются нити на заранее намеченный рисунок (2D) и накрываются другой панелью 8 мм. После прессования и отверждения получается панель с распределённой по двум направлениям прочностью. Посмотрю, как будет вести себя в эксплуатации. Конечно, углеродные стрингеры остаются, разгружая конструкцию по главным осям нагрузок. У меня валялись несколько бракованных дюймовых труб из углепластика (1 m), которые я сейчас распускаю на полоски. Работа грязная, но зато материал не ограничивает в размерах.
RocKI> И еще, в таком виде РН (руль направления) практически бесполезен.
С РH почти согласен. Скорее всего он не понадобиться. Если сделать mixing на элероны, то pitch, roll и yaw задаются автоматом. Просто у меня пока нет навыков управления такой системой, поэтому и добавил привычный руль на стабе, с добавкой управления тангажом на крыльях. Это ведь, по сути летающее крыло.Поставлю киль, потом решу, если руль будет нужен, то вырежу по месту.

a_centaurus> Панель 5 мм промазывается эпоксидкой шпателем до тонкого слоя. Затем укладываются нити на заранее намеченный рисунок (2D) и накрываются другой панелью 8 мм.

Я делал примерно так. Бревно получилось. Возможно я перестарался с эпоксидкой, но от идеи ушел. А вот наборная конструкция пенолетов применяется чаще всего.

RocKI> Я делал примерно так. Бревно получилось. Возможно я перестарался с эпоксидкой, но от идеи ушел. А вот наборная конструкция пенолетов применяется чаще всего.
Как делают моделисты я уже изучил. Но я не моделист-конструктор, я разработчик прототипов. Поэтому мой подход к проблеме такой же как и во "взрослой" индустрии. Если крыло делается на базе ячеистого панельного материала, то глупо резать его на полоски имитируя нервюры. А потом "обтягивать" той же панелью, имитируя профиль. Есть другая схема конструкций из панелей и другая аэродинамика, использующая свойства панелей. Особенно на малых числах R. Поэтому, когда нет нужды копировать прототип, лучше использовать другие приёмы. И то же крыло панельной сандвичевой конструкции, использующее лучшие свойства пены, как конструкционного материала, получается прочнее и легче наборного. Потом выложу.
А наносить эпокси нужно по линиям, а не по поверхности. Всё равно панель работает контурами.
Кстати, на rcforum.ru встретил много энтузиастов по части постройки "слоек" из пены. То есть, именно сандвичевых панельных конструкций без наборной лонжеронно-стрингерной схемы.

a_centaurus> Как делают моделисты я уже изучил.
Вот "тренер". В достаточной степени - импровизация. Сначала нарисовал в варианте с тянущим винтом, потом переделал на pusher. Показалось более логичным для подготовки пилотирования РP с EDF. Винт трехлопастной 5х4. Есть 2-х, но 6х4. Когда заказывал, думал о центральном толкающем для РП. Сюда бы больше подошёл 8х4 . Размах крыла 800 мм. Профиль ступенчатый (KF). Углеродный стрингер сделал сандвич из депрона (пластины 5-8 мм) достаточно жёстким. Управление рулями, без элеронов. Вся электроника и сервы внутри слоёного ф. 2 слоя из 10 мм д. с накладками в носовой части из 8 мм. Пока вес 380 г. Нужно шасси, т.к. не хватает загрузки носа для центровки). После монтажа сделаю перфорацию в доступных местах, облегчая конструкцию и обтяну ламинатом-самоклейкой PVC. Попробую остаться в 330-350 г. Чтобы агрегат летал с быстрым винтом.

a_centaurus> Вот "тренер".

Может тебе это не очень интересно, но я для себя кой-чего нашел. А для тех кто только начинает, так вообще бесценные ролики

RocKI> Может тебе это не очень интересно, но я для себя кой-чего нашел. А для тех кто только начинает, так вообще бесценные ролики...

Очень внимательно (неделю назад) просмотрел все ролики этого парня на rcforum. "Делай как я" и у тебя всё получится... Много наивного, но много и ценных рабочих навыков. Особенно при обращении с пенополистиролом. Я много набрал для себя полезных деталей на этом форуме. Как по EDF так и по общим вопросам. Из мелких parkfyers мне очень понравились две постоянных темы:
"Тренировочная слойка-постройка-технологии" (Автор Олег Руцкий)

и "Биплан из потолочки - для обучения и развлечения!" Биплан из потолочки - для обучения и развлечения! - Страница 8
Слойку даже выполнил в Автокаде и выложил. Поскольку был только рисунок обводов панелей. Автору понравилось. Вырезал все панели и имею намерение сделать такой тренер для обучения пилотажу. Так, для отдыха. Но пока руки не дошли до сборки.
Рекомендую оба линка, если хочешь быстро войти в тему постройки и получить летающий и практичный аппаратик.

Продолжаю работать над этим проектом. Как и писал выше, сдав назад и проходя "курс молодого бойца" на проектировании лёгких летательных аппаратов. Так, сконструировал, построил и уже облётываю 2 тренер-моноплан с толкающим винтом. Второй, с таким же пушером, но биплан, в стадии сборки. Именно на нём, если испытания с обычным проп. будут удачными, хочу продолжить практику с EDF.
Уже сделал проект такого биплана с EDF55. Хочу с ним также пройти школу пилотирования аэроплана на реактивной тяге. Но обычной схемы. И только потом перейти на конструирование ракетопланов.
На фото: Два тренера: моноплан + биплан.
На видео: первые тренировочные полёты на Trainer_02.

a_centaurus> Продолжаю работать над этим проектом. Как и писал выше, сдав назад и проходя "курс молодого бойца" на проектировании и пилотировании лёгких летательных аппаратов...

Второй аппарат, аэродинамической схемы - биплан. Вес - 620 г , тяга с винтом 7" х4.5 - 650 г. Так что учитывая малость площадки и сосняк по борту, приходится пилотировать на малых высотах и на 60% тяги. Да и ветер редко выключают. Так что делаю сейчас вторую реплику биплана с большим размахом и весом. Чтобы помедленнее летал и не боялся порывов ветра. Видео с сегодняшних летаний.

a_centaurus> Второй аппарат, аэродинамической схемы - биплан...

Собственно, впервые аппарат летал с камерой на борту (first step to dron concept). И на большом поле. Два видео и фотки бипа с камерой MD 80 в контейнере на носовом абсорбере аппарата. С догрузкой носа и небольшой коррекцией выкоса мотора, самолётик стал летать куда ровнее. На видео видно, что ему нравится высота и скорость. Пилот (не я) даже рискнул сделать петлю. Ну и посадка была на отлично.
Камеру на будущее, нужно, конечно, другую (Go-Pro), и gimbal к ней.

Прекрасная погода утром 27.10.13. Из новых фишек на борту биплана пишущий альтиметр (от Gogi) SDA. Как дополнение (телеметрия) к боротовой камере MD 80. На графике высота vs. время отражён один из полётов. Это не ракета, конечно, но даёт представление о высотах при пилотировании.

Первый выезд на полигон этого года. Яркое летнее утро без ветра. Экспромт-тест макета ракетоплана, сделанного из металки-прототипа и двигателя Me_20 с шашкой 60/40 KNSu комбинированной геометрии: 80% канал - остальное - торцового горения. Собственно, цель была опробовать оборудование старта, пусковую и вертикальный старт летательного аппарата с избыточно мощным движком (тяга до 60 - 70 N). Вес РП на старте - 120 г. Ракеты такого веса с этим микро РДТТ на карамели улетали на 160-180 м. "Полёт" получился любопытным. Аппарат, сойдя с направляющей, сделал мёртвую петлю с жестким приземлением. Причина петли заметна на видео. Крылья сложились по уже чинённым много раз швам термоклея. Ну а спровоцировал сальто мортале аэродинамический щиток на хвосте аппарата, корректирующий планирование в горизонтальном полёте. Он открывается автоматически при сходе с направляющей. Как-то не дотумкал, что на таком угле атаки этот триммерок уже произведёт опрокидывание на спину и резкий всплеск перегрузки.
Однако результат не буду брать за отрицательный. Наооборот, сложенные перегрузкой крылья подсказали Х-образную геометрию РП. Очевидно способную выдерживать перегрузки в 10 g. Видео:

С другой стороны продолжаю осваивать технику проектирования свободнолетающего RC дрона. В полёте прототип бипланной схемы с тянущим винтом на фюзеляжной балке в середине гондолы. Сегодня этот аппарат, оборудованный бортовой камерой и альтиметром поднялся на 76 м и снял окрестности при ярком свете утреннего солнца. Эдакий "Spirit of Patagonia".

a_centaurus> С другой стороны продолжаю осваивать технику проектирования свободнолетающего RC дрона. В полёте прототип бипланной схемы с тянущим винтом на фюзеляжной балке в середине гондолы. Сегодня этот аппарат, оборудованный бортовой камерой и альтиметром поднялся на 76 м и снял окрестности при ярком свете утреннего солнца. Эдакий "Spirit of Patagonia".


Biplane Micky_02 after routine flight at 23.12.13
Telemetry date: Altimeter SDA (from Gogi)

Подготовка макетного образца ракетоплана к очередному лётному испытанию. Двигатель Me_20 (перезаряжаемый) использует канальную шашку топлива KNSU 60/40 массой 16 г. Канал составляет 2/3 длины шашки для работы движка в бустерном режиме. 1/3 шашки в донной части двигателя составляет свод торцового горения, обеспечивающий режим крейсерской скорости ракетоплана.
Воспламенитель изготовлен на основе бумажной трубки, плотно входящей в канал шашки. 2-х омный нихромовый мостик спиральной формы поджигает стартовую смесь, состоящую из ЧП, гранул топлива и Mg стружки. Торцы трубки заделаны ватой, пропитанной парафином. Отмечу, что такая конструкция даёт 100% надёжность инициации шашки при полном отсутствии возможности закупорки сопла, которая может возникнуть при использовании придуманной R. Nakka конструкции igniter на базе 6 -8 мм соломинки для напитков. Бумага с парафином мгновенно разрывается и сгорает в пламени заряда, ещё до подьёма давления в камере. По-крайней мере, из нескольких сотен огневых тестов двигателей разных классов не было ни одного случая взрыва вследствие закупорки сопла.
Аэродинамическая схема планера была изменена после первого теста. Аппарат принял форму "Х" в разрезе. Такая форма, надеюсь, даст возможность аппарату с ракетным бустером выдержать стартовую перегрузку и выити в апогее на режим свободного планирования. Если это произойдёт, можно будет доработать эту схему до прототипа Nº2. На него я планирую установить 50 г KNSu двигатель и элементы RC (reiciver+battery+servos jaw/pitch).
С другой стороны продолжается разработка прототипа классического БПЛА (dron). Заложен 2 м размаха аппарат с толкающим винтом и отсеками полезной и служебной нагрузки. Задачи, поставленные в ТЗ включают отработку технологий производства, достижение необходимых лётных характеристик и получение навыков пилотирования такого аппарата. В будущем на платформу будут установлены средства контроля подстилающей поверхности и FPV.

a_centaurus> Подготовка макетного образца ракетоплана к очередному лётному испытанию. a_centaurus> Аэродинамическая схема планера была изменена после первого теста.