陳東風在和楊輝的😛👅🐉討論修改中,也要兼顧下🌄😄⏸唐昌宏的結構設計,至于楊韋他現在的精力就不夠了。忙忙碌碌中,已經快半個月過去了,楊輝的發(fā)動機子系統(tǒng)在陳東風的協助下都已經定稿了,剩下的就是具體的元器件選擇,電路板的設計了🏼🌶🌑,這些接下來都交給楊輝獨自處理。
陳東風接下來就要和唐昌宏一起把航模的外形結構設計方案拿出來,并爭取在八月底前完成。陳東風😩和唐昌宏來到空教室后,先問“老唐,航模外形結構我們已經確定按照irage2000的模樣進行縮放,你覺得現在這次的重點和難點在哪里?”
唐昌宏點點頭,絲毫沒有因為他的年紀比陳東🍐🏿風大而有尷尬和不滿,他對陳東風能力的相當有信💦🏂心,也很服氣陳東風現真正的進🚭🦎🦊入小組長的角色。唐昌宏組織了一下思路慢條斯理的開始敘述。
由于航模外形結構由其的用途決定,現在的這款航模🐚主要目的是飛行及特技表演。對航🔵⛏🏻模的技術要求應該是安全性、可靠性、維修性、經濟性。
從設計角度來說航模外形結構設計要先從其結構承載布局形式開始,接著是結構主要受力構件布置設計,這之后是飛機結構的剛、強度計算分析,最后才是🍃👩💑飛機結構構件及其具體🙋💉連接設計。由于航模的結構關鍵細節(jié)部位的安全壽命及損傷容限要求不是很高在設計中暫時不考慮。
唐昌宏在結構設計中使用的是結構有限元分析法。由于結構設計中應力和變形分析十分重要,它是分析和評估結構承載能力、使用壽命、可靠性和進行優(yōu)化設計的基礎,又是修改設計和制定試驗方案的依據,特別對按🎙🗨疲勞、損傷容限🐷🧠⚪設計的關鍵件,其應力和變形的分析精度要求更高,需要有合適的👅🚱模型和計算方法才能滿足要求。目前主流的分析方法就是結構有限元分析法。
航模結構設計包含機翼結構、尾翼💽結構、機身結構、發(fā)動機📿🛫✌艙結構、起落架結構等。目前唐昌宏需要陳東風幫忙的是機翼和尾翼的結構設計。機翼是航模上升力的來源🕚🦈🕌,尾翼、尾翼副翼和機翼副翼都是保持航模飛行平衡和做出特技飛行的關鍵運動部件。所以其受力大且復雜,還要牽涉到副翼的協調控制問題。
這些完成之后,兩人一起完成航模結構的剛、強度計算分析。最后的連接設計唐昌宏可以一😵😣🥦個人獨立完成。因為航模結構的剛、強度📢📍💱計算分析,需要大量的♋💌🍟數學模型建立以及計算分析,這是個工作量很大的活,而連接設計則是可以根據各個結構的設立分析,來設計出連接機構的強度和形狀。
陳東風聽完感嘆一句“老唐,你早就給我在前面的路上給我挖好了坑啊,就等著我來跳。不過,外形結構設計我是外行,你得幫✔🚩👓我一起做!”
“能力有多大,責任就有多大。這⏱🏹不說的就是你嘛?”唐昌宏笑說。
“一起合作,各司其職💔,我也只是過來輔助的,🕷💇💱核心的任務🔏👶還是要你們三人負責。”陳東風認真的說道。
“好啦,不要這么嚴肅,我們雖然之前沒有時間計劃,但是大家心里的時間節(jié)點都是暑假結束前啊,時間緊迫,一起加油干吧!”唐昌宏一句話讓兩人重新投入到了緊📭🌆張的設計工作中。
如果是真飛機,那其結構設計絕對不是唐昌宏和陳東風兩個人兩三個月可以設計玩的,飛機結構要考慮到結構的強度、剛度、疲勞、耐久性、損📸傷容限、維修性要求、適航性、工藝性、低成本🧖😭〰設計、重量、防雷擊、抗腐蝕等等。不過現在的航模這些除了強度、重量和低成本其他統(tǒng)統(tǒng)不考慮。
結構有限元分析法了可以分析出結構的基本受力情況,考慮到飛機在起飛、🔗🚃🧛降落以及特效飛行時候的飛行姿態(tài)會有大的載荷,因此在結構中需要考慮到這些情況。
唐昌宏,以航模重心(待定)為坐標原點(機身方向為x,垂直方向為y,水平方向為z),建立坐標系。🌝💅根據重力🏘,升力,阻力,推⏭👼力,起落架載荷,慣性力也就是質量乘以加速度的負值,質量力,這些數值建立達朗倍爾動靜分析(也稱剛體動平衡)。達朗倍爾動靜分析方法為航模的任意一點的x方向所有fx之和為0,y方向所有fy之和為0,z方向所有z(質量力)之和為0
根據動平衡的分析可以🤨🏴得知航模各個時候的載荷,取其最大值,結合飛機的結構,設計出比較準確的外形結構。
陳東🙅🥎👗風對機翼和尾翼的設計是在唐昌宏的幫助下,并結合自己查的資料進行的⛪。
首先確定機翼、尾翼的功用。機翼首先🚅是提供升力面即產生升力,其次是副翼、擾流片橫🌠🐙向操縱作用。尾翼的功用是航向的🚉🍢操縱性。
考慮到機翼的主要結構承受的力是升力,而升力是傳到機身上,由機身帶起全機。🤪或說扣除機翼上自己那部分,其它部分給機身。所以如果把機翼拿出來進行受力分析,即研究對象就是機翼和機身之間的關系,機身作為支持,而它們相互之間固定不動,故研究它們之間力的傳遞時,如果靜力平衡方法分析,可以得出結構的受力情況。兩側機翼副翼的上下翻折可以控制航模包括轉向、翻滾和抬頭等飛行姿態(tài),由于機翼副翼的受力復雜,需要考慮和機翼的連接受力情況,需要進行連接部位的結構加強。
再考慮到航模的特性,選擇的是重量最輕,結構最簡單的縱向骨架形式的單梁🛄🔔機🚚🙆⤴翼機構沿翼展方向安置的構件,包括梁、縱檣和桁條。
梁是最強有力的縱向構件,它承受著全部或大部分的彎矩和剪力;縱檣可以承受由💌🥡🔽彎矩和扭轉而產生的剪力;桁條可以承受局部空氣力載荷,🚤📑🚍并將翼肋互相連系起來。
至于尾翼,它其實也是一個升力面,設計要求和構造與機翼類似,由于其主要的功用是航向的操縱性,所受的力大都來🐍🚐👠自于氣動力,所以對結構的強度要求沒有機翼那么的高。尾翼的方向舵是其運動的核心部件,其結構也是采用最簡潔的縱向骨架形式的單梁機翼機構,當然在梁、縱檣和桁條的具體規(guī)格上和機翼是有所區(qū)別的。
機翼、副翼、尾翼的合理聯動是航模飛行穩(wěn)定基礎,它們的合理聯動決定了不同的飛行姿態(tài)。因此陳東風把💪🐣🍥副🍇翼和尾翼可動面的聯動關系列為了重點,這是航模的運動基礎。