Форумы paraplan.ru ParaForum Теория Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
DesertEagle
Гость
18 Ноя 2009
Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Почему ничего не слышно о проектах надувных крыльев? О чем-нибудь вроде Woopy, только полностью надувном



Множество людей разрабатывают компактные самолетики типа cri-cri, X-14d, как минимум несколько человек в нашей стране (и еще больше по всему миру) пытаются сделать ранцевый вертолет, а о таком казалось бы первом приходящем на ум варианте, как надувной планер/самолет, практически нет упоминаний?

В истории было несколько успешных попыток создать надувастик. И, пожалуй, самый лучший обзор этих попыток представлен на сайте http://bayourenaissanceman.blogspot.com/2008/06/weekend-wings-20-inflatable-aircraft.html. Это и знаменитые надувные самолеты Goodyear из прорезиненной ткани



И их британский аналог с движком 35 л.с.





В нашей стране тоже была аналогичная попытка создать надувной самолет из прорезиненной ткани, в печати известный как планер Гроховского. Единственная существующая в интернете фотография есть только в собранном виде:



В журнале Юный Техник за 1974 год, номер №10, есть статья про него и иллюстрация, немного раскрывающая технические подробности:



Но это все тяжелые "самолеты", а как насчет легких крыльев-планеров для одного человека? Хороший образец был построен Даниэлем Перкинсоном (см. например тут и тут). Аппарат с названием Reluctant Phoenix имел размах крыльев 9.5 м и весил всего 17.7 кг





Планер был сделан из нейлоновой ткани с полиуретановой пропиткой (по сути как парапланерный скайтекс, только потяжелее). Характерной особенностью была внутренняя структура с большим числом поперечных нервюр, примерно такая:



Сверху крыло было обтянуто еще одним слоем, что и создало такую гладкую поверхность, которая видна на фотографиях выше. Подобное внутреннее строение гораздо более жесткое на изгиб и кручение, а также лучше приближается к исходному профилю, чем состоящее из труб как планер Гроховского. К сожалению, Reluctant Phoenix изначально был спроектирован как мускулолет, то есть пропеллер вращался от велосипедных педалей. Естественно, с таким маленьким удлинением полеты за счет мускульной силы были невозможны (мало мощности), поэтому он мог максимум подпрыгивать с разгона, не более. Хотя пишут что иногда удавалось немного пролететь на экранном эффекте, самый длинный полет был примерно 128 метров на высоте 0.5 метра.

В последствии на базе структуры Reluctant Phoenix Фредериком То был создан настоящий надувной мускулолет Phoenix. Здесь лежит замечательная PDF с подробным описанием конструкции и истории создания: http://www.raes.org.uk/cms/uploaded/files/SG_HPAG_phoenix.pdf. Планер имел размах крыльев 30 метров с хордой 5 м и весил 38.5 кг.





Еще пара фотографий: [url=http://s40.radikal.ru/i090/0911/2a/09b95c3bb2d7.jpg
]1[/url], [url=http://i048.radikal.ru/0911/c7/fa0ce1e597ce.jpg
]2[/url]. Этот мускулолет хоть и не очень хорошо, но все таки летал за счет мускульной силы. Внутри крыла из-за большого объема находился сжатый воздух общей массой под 90 кг! То есть в два раза тяжелее, чем вся конструкция. А его нужно разгонять вместе с крылом и тратить энергию. Так что для мускулолета надувной планер не очень годится, хоть он дешевый и транпортабельный в сложенном виде.

На самом деле аппарат был не совсем надувной, вдоль крыла проходили тонкие полоски фанеры для поддержания такого гигантского размаха и для лучшего соответствия обтянутой сверху пленки теоретическому профилю (их добавили по результатам продувки в аэродинамической трубе, изначально было без полосок).

Главным достижением этого аппарата (кроме того что это первый и единственный летающий надувной мускулолет) было использование вместо ткани тонкой полиэфирной пленки Melinex. Это по сути известный парапланеристам Mylar , он же лавсан, он же дакрон, полиэфир, полиэстер, ПЭТ, ПЭТФ, PET, он же Полиэтилентерефталат. Просто разные названия и торговые марки, обозначающие одну полимерную группу, в синтетических тканях, пленках и шнурах так часто бывает.

Это самая крепкая и тонкая пленка из существующих. Бывает толщиной от 8 мкм (8-10 г/м2) и до 300-400 мкм и выше. Но в нашем случае интерес представляют 35-100 мкм (35-100 г/м2). К примеру, в пленку 250 мкм ламинируют водительские права, а цветы оборачивают в примерно 35-75 мкм. Тонкую лавсановую пленку используют моделисты для обтягивания моделей самолетов. В истории были случаи использования ее также для обтягивания крыльев самолетов, а также дельтапланов (2,3). Был также случай использования пленки для создания прозрачного параплана (2), показанного на одном из Кубков Икара. Правда пишут, что он тяжело выводился, видимо для перестраховки использовали плотную толстую пленку. В любом случае нет сомнений, что пленка ПЭТ способна выдерживать удельную нагрузку, необходимую для полета.

К сожалению, лавсановая пленка не сваривается и почти ничем не склеивается, кроме разве что клея 88 (спорно) и БФ-2. Сшивать ее нельзя, так как она боится проколов и концентраторов напряжения, обладая огромной прочностью в целом виде, по надрезу рвется очень легко. Поэтому сшивание как в резиновых лодках и проклейка сверху скотчем для герметичности не годится.

Но в последние годы начали появляться двух и более слойные термосвариваемые пленки, получаемые либо соэкструзией (выдавливанием через две рядом расположенные щели массы двух разных полимеров на вращающийся ролик, где оба слоя соприкасаются и свариваются, так как еще находятся в пластичном состоянии), либо ламинацией уже готовых слоев с помощью очень тонкого клеевого слоя (2-4 мкм, то есть 1-2 г/м2) из полимера с хорошей адгезией. К примеру используемые в типографиях пленки для ламинации бумаги часто имеют слой ПЭТ 12 либо 20 мкм и слой полиэтилена (PE) 45-75 мкм. В итоге получается двухслойная пленка 65 мкм (20+45). Где слой полиэтилена используется для сварки, а слой ПЭТ для прочности. Для наших целей вполне годится. Даже имея пленку 100 мкм, масса надувного крыла размером с дельтаплан будет весит 4-5 кг, что легче большинства парапланов.

Цена лавсановой пленки около 8-15 рублей за квадратный метр. То есть все крыло будет стоить 500-750 рублей. Плюс несколько коротких строп для подвеса. Даже если его будет хватать только на один сезон (самолеты с пленкой летают по несколько лет, но для перестраховки пусть будет один сезон), это не проблема, так как заменить придется только купол, а стропы и прочую обвязку можно снять с предыдущего аппарата. Технологически изготовление крыла с нервюрами вдоль размаха (см. картинки выше) может быть намного проще, чем пошив параплана. А обтянутая сверху тонкая "кожа" из пленки в 10-15 мкм делает профиль крыла очень гладким. Современные жесткокрылы имеют реальное аэродинамической качество около 19 единиц. А лучшие дельтапланы около 16 единиц. Учитывая, что из пленки надувное крыло можно сделать по форме как у жесткокрыла (лучше аэродинамика), а не треугольное как у дельтаплана, натянутое на каркас, то можно ожидать от надувного крыла с такой конструкцией качество тоже около 16-18 единиц. Кроме того, планер с таким замечательным качестом позволил бы использовать для полета легкие маломощные движки 7-10 л.с. (или что еще лучше электрические с экономией на аккумуляторах).

По грубым прикидкам, если накачать такое крыло до давления 0.7 атм, то его жесткости будет достаточно, чтобы выдерживать вес пилота, подвешенный за одну центральную точку (как на дельтаплане). Что и подтверждается на существующих аппаратах, см. например http://www.prospective-concepts.ch/html/site_en.htm, там тоже в надувных самолетах везде 0.7 bar. Немного о расчетах надувных крыльев и другие примеры есть здесь: Inflatable Structures for Deployable Wings.pdf. Есть также много книжек по теории оболочек, которые позволяют все точно рассчитать, но там аналитическая абстрактная теория, то есть с производными и интегралами, которые не будучи академиком сложно применить на практике к существующей конструкции.

Еще немного цифр: современные баллонные кайты накачиваются до давления 6-8 PSI (это 0.4-0.54 атм). Это с полиуретановыми баллонами (хорошие, но сильно растягиваются, поэтому они заключены в чехол из жесткой ткани, который держит форму). Некоторые из новинок крайних лет даже до 12 PSI (0.8 атм, этого уже достаточно, если бы крыло было целиком надувным, а не только баллон в передней кромке!). Заклеенная обычным скотчем лавсановая пленка тоже держит давление до 1 атм, это из того что я пробовал. Но скотчем как-то ненадежно, со временем он имхо отклеится. Особенно если попадет влага. Лучше поэкспериментировать со сваренными швами на двухслойной ПЭТ/ПЕ. По крайней мере швы на продуктовых пакетиках из лавсановой пленки, ламинированной полиэтиленом (кетчупы, молоко и прочее) очень крепкие. За исключением разумеется технологии с целью чтобы легко открывались (специальные присадки между слоями). Так что конструкция по давлению выглядит жизнеспособной. Тем более что существую пленки разной толщины.

Добавив пару растяжек (как боковые тросы на дельтаплане), можно существенно улучшить жесткость крыла. А варьируя высоту подвеса (1.5 метра как на дельтаплане, 3-5 метров и т.д.) можно снизить требования к давлению внутри крыла. В случае прокола, думаю, времени на открытие запаски будет не меньше, чем на параплане. Ведь спустившее крыло сложится над головой как крылья бабочки, возможно с последующим вращением, и начнется вертикальное парашютирование пока совсем не сдуются. На это уйдет как минимум несколько секунд.

Да, забыл рассказать про Prospective-Concepts, которая похоже то ли продалась, то ли является частью большого концерна Festo. Это наверно самые последние и современные разработки по надувным крыльям. Но никаких подробностей не сообщают, кроме используемого в крыльях внутреннего давления 0.7 атм. На сайте есть несколько фотографий самолетов с надувными крыльями





Они же делали для Ива Руссо раскладные надувные крылья:





Но я думаю, что было бы неплохо сделать надувной жесткокрыл типа такого, но из прозрачной лавсановой пленки:



В крайнем случае, что-то вроде BEDE Wing, но естественно с меньшей высотой подвеса (у этого купола внутри гелий, тоже своего рода надувное крыло):



Да, если кто заинтересуется, то самая прочная пленка из лавсановых - двуосно ориентированная БОПЭТ (после экструзии растянутая по двум направлениям). Похуже ориентированная только в одном направлении ОПЭТ. Самая худшая неориентированная (застывшая на валике как есть, без растягивания). Также не нужно путать с лавсановой полипропиленовую пленку. Она тоже бывает двуосно ориентированной БОПП или одноосно либо неориентированной CAST. В полипропиленовую пленку часто заворачивают цветы, это тоже жесткая прочная блестящая пленка. Вообще, она во многом своими свойствами похожа на лавсановую, но хуже по прочности. Двухосно ориентированная (самая крепкая из полипропиленовых) тоже, кстати, не сваривается. А неориентированная CAST ближе к мягкому полиэтилену, чем к лавсану. Кроме того, пленки полученные соэкструзией считаются более прочными, чем ламинированием.

К сожалению, я пока не нашел в продаже лавсановую пленку, ламинированную полиэтиленом (ПЭТ/ПЭ, PET/PE). Продается похожая рулонами для ламинирования бумаги, но она во-первых шириной обычно 30 см, а желательно хотя бы метр или полтора, а во-вторых содержит дополнительный внешний слой клея для улучшения адгезии, который нам ни к чему. Ну и необоснованно дороже в несколько раз, чем чистый PET/PU. Хотя отечественная пленка ПНЛ-5 вроде ничего, надо поискать в канцтоварах... Также есть неплохая пленка для ваккумных мешков, бывает до пяти и более слоев. Может кто знает где купить ПЭТ/ПЭ в рулонах? Для надувастика эта пленка по сумме характеристик выглядит оптимальной, можно было бы поэкспериментировать со сваркой и проверки прочности под давлением 0.7 атм. Вот еще картинка из двухслойной пленки полиамид 25 мкм + полиэтилен 75 мкм (ПА/ПЭ) массой 100 г/м2:



Накачана примерно 0.4 атм. Как вариант, можно рассматривать и такую, но ПЭТ/ПЭ должна быть получше.
Halmer-U
пилот выходного дня
18 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Недавно начал сваривать полотна для натяжных потолков.Это кнешна совсем другие св-ва пленки,но тож есть желание сварить крылышко и запустить как планер...
DesertEagle
Гость
18 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
полотна для натяжных потолков
А из чего они, из какого материала? Кстати, полиэтиленовые толстые пленки, в том числе строительные армированные, под давлением 0.5 атм необратимо растягиваются. Так что полиэтилен не подходит ни в каком виде. С другими пленками типа полиамидных (PA), полиуретановых (PU), силиконовых может что-то получиться, но теоретически они все сильно растягиваются. К счастью, обратимо в отличие от полиэтилена =). Поэтому их иногда используют в качестве баллонов для надувных лодок, матрасов и все такое. Не растягиваются только ПЭТ и ориентированные полипропиленовые, из них ПЭТ гораздо лучше.

Вот еще нашел название материала, из которых шьются кайты с давлением 12 PSI (0.8 атм): Cuben Fibre. К сожалению, отдельно его купить похоже нельзя, какие-то умники заключили с производителем эксключивное соглашение по ее использованию и соответственно никто другой не может получить. Да и стоит наверно как яхтенный или дирижаблевый ламинат. Кстати, здесь нашлась любопытная цитата: "В начале 2005 фирма ложанулась перед всем миром, развернув гигантскую маркетинг акцию по продвижению кайта Hellfish, который предполагали шить из революционно нового материала Cuban Fiber (ткань, ламинированная карбоном). Когда первые кайты начали появляться у клиентов, они стали взрываться как мыльные пузыри." Возможно что ни один из материалов на практике не держат необходимое давление 0.7-0.8 атм. И поэтому ничего не слышно о проектах надувастиков из лавсановой пленки...
Олег
19 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Спасибо за интересный обзор!

Ты не оценивал численно
1) Силу натяжения пленки при требуемом давлении (там формула очень простая, только я ее не помню сходу, но могу поискать).
2) Как эта сила соотносится с пределом прочности пленки?
3) На сколько пленка растянется при таком натяжении?

Судя по свойствам пленки (легко рвется в местах-концентраторах напряжений), в случае прокола она будет не сдуваться, а лопаться, как мыльный пузырь:(
DesertEagle
Гость
19 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Судя по свойствам пленки (легко рвется в местах-концентраторах напряжений), в случае прокола она будет не сдуваться, а лопаться, как мыльный пузырь
Кстати да, вполне возможно, запаска нужна в любом случае . Я вообще думаю, что в местах крепления строп крыло надо обернуть чем-то вроде широкого ремня (и приклеить его), а точки для крепления строп разместить у передней и задней кромки, чтобы нагрузка хотя бы частично передавалась на верхнюю часть ремня, а не отрывала его от нижней поверхности. Или использовать фигурные косынки для равномерного распределения нагрузки, но это вносит большое лобовое сопротивление



Два ремня над головой с расстоянием между ними 50 см и по одному на середине каждого полукрыла. И все сходится на карабины обычной парапланернйо подвески. В итоге не будет никаких выраженных точечных концентраторов напряжения, как петельки на параплане.

Тут такое дело, меня эта затея давно интересовала. Но временами казалась слишком стремной. А временами вроде ничего так, можно попробовать... Особенно когда представишь себе вот такое крыло, но весом 5 кг и вмещающееся в рюкзак



И с возможностью потом использовать его как самолет с одноколесным (или двухколесным, зависит от тяжести мотора) планерным шасси:



В том, что из пленки (или парусного ламината) реально склеить надувное крыло, убедила PDF про мускулолет Феникс. А о существовании многослойных свариваемых пленок ПЭТ/ПЭ я узнал буквально пару дней назад. Остается еще открытым вопрос об управлении. Хотелось бы иметь полноценное аэродинамическое с элеронами, но как сделать простое и надежное отклонение их вверх... В принципе, сойдет и парапланерное с отклонением задней кромки только вниз (например сделав тонкую прослойку как аналог шарнира). Особенно если часть задней кромки у центроплана вывести на отдельную стропу и фиксировать триммерной пряжкой, получится полный аналог закрылков . В целом ситуация более менее ясна, дело за поиском подходящей пленки в рулонах. Качественные кайты и баллоны для лодок накачивают "до звона", это примерно 0.4-0.5 атм. Думаю даже такого давления для надувного крыла размером с дельтаплан будет достаточно. Кстати, мускулолет Феник с 30-ти метровым размахом был слеен в загородном домике 3 на 8 метров со столом размером с хорду крыла
ОчУмелый
3-й разряд
19 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
все крыло будет стоить 500-750 рублей
Ты до старости не доживешь, тебя закажут производители через своих представителей
DesertEagle
Гость
20 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
А что мешает продавать по тысяче евро? Вот еще хороший сайт по надувным крыльям для беспилотников: http://www.vertigo-inc.com/inflatable_wings/. Там есть еще одна хорошая PDF с расчетами и экспериментальными данными по надувным трубам: http://www.vertigo-inc.com/aiaa/AIAA-2002-1292.pdf. У них используется технология как в планере Гроховского - несколько надувных труб, обтянутых оболочкой. Но что интересно, рабочее давление в крыльях этих небольших беспилотников до 20 атмосфер! Правда на испытаниях надували вроде только до 10 атм, но все равно впечатляет для тканевого баллона. Еще у них есть несколько ангаров с надувными трубами под давлением под 4-5 атм. Только материал не указан. (тот что указана - полиэстер с виниловым покрытием, это судя по всему материал тента).
DesertEagle
Гость
20 Ноя 2009
Re: собственно давление ни о чем не говорит, его надо на площадь баллона умножить
Цитата:
собственно давление ни о чем не говорит, его надо на площадь баллона умножить
Ну естественно, речь о планере с размахом как у woopy/параплана/дельтаплана, то есть 8-10 метров и площадью 15-16 м2. Причем на эту площадь с хордой 1.5 м приходится не один баллон, а 10-13 штук со средним диаметром около 20 см. Так вот по всему выходит, что для такого крыла с дополнительной поддержкой на половине полукрыла внутреннего давления 0.7 атм достаточно для типичных летных перегрузок, причем с запасом. А для простых условий возможно хватит и 0.4-0.5 атм, такое давление точно держат полиуретановые кайтовые баллоны. Они прекрасно свариваются и клеятся полиуретановыми клеями, но сами по себе сильно растягиваются, поэтому насколько применимы для полностью надувного крыла неясно (хотя по большому счету это вопрос толщины пленки).

Можно было бы заключить их в дакроновые чехлы по отработанной кайтовой технологии, но я так понимаю, что неравномерность прилегания баллона к ткани изнутри, попавшие песчинки, а также швы и прочие неровности являются причиной лопанья и перетирания баллонов (кроме чисто силовых ударов об землю и нагрузок в полете). Поэтому надувное крыло имхо надо делать целиком из пленки, чтобы не было всех этих причин. Ну и технологичнее как-то. Чем больше я вникаю в детали, тем более реальным это кажется.

Еще встретились цифры, что пленка для ламинации ПЭТ/ПЭ с дополнительным слоем полимерного клея, который собственно при ламинации расплавляется и приклеивается (слой полиэтилена вроде как остается без дела), имеет прочность на отрыв от 2 (для дешевых пленок) до 4 кг/см2 (для качественных). Очень даже неплохо, сравнимые характеристики имеют клеевые швы на резиновых лодках (2-6 кг/см2), а лодочные по прочности более чем устроили бы. На отдельную стропу с точечной нагрузкой на куполе площадью 15 м2 приходится как раз около 3 кг/м2, а на полноразмерном 25-28 м2 еще меньше. Учитывая количество швов в надувном крыле (общая длина около 400 м при ширине 2 см) и отсутствие точечных нагрузок от строп, подобной прочности швов вероятно будет достаточно. О прочности сварных швов данных не встречалось, но думаю они должны быть прочнее и надежнее.
ЯнекРут
21 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
планер Гроховского оказался унылым говном. Жесткость конструкции была недостаточной. Как курьез годится, как серьезная разработка - нет.
DesertEagle
Гость
22 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
По конструкции планера Гроховского нет достаточной информации, только пара художественных рассказов, гуляющих по интернету, и описанная выше статья в журнале Юный техник со схематичным рисунком. Но судя по всему, это был планер классической схемы, как и самолеты Goodyear. И сделан из прорезиненной ткани, которая используется в надувных лодках. В лучшем случае из ткани с ПВХ покрытием. А эти лодочные ткани держат рабочее давление только 0.2 - 0.25 атм. Возможно его подкачали сильнее, но в любом случае не думаю что давление было больше 0.3-0.4 атм, скорее всего 0.25-0.3 атм (напомню, что в самолетах prospective-concepts.ch используется примерно 0.7 атм).

Естественно, что жесткости (в том числе хвостовой балки) было недостаточно. В надувных самолетах Goodyear создали собственный материал Airmat с множеством нитей, соединяющих верхнюю и нижнюю поверхность (каким именно способом его производили, узнать так и не удалось). И даже этого оказалось недостаточно, в следующем поколении этого материала нити перекрещивались под углом, примерно так: ХХХХ. Тогда характеристики жесткости стали приемлимы.

Более подходящей представляется схема летающего крыла по типу дельтаплана. S-образный профиль на центроплане, прямая стреловидность с небольшой отрицательной круткой и полностью симметричным профилем на кончиках крыльев. Возможно, имеет смысл схема Woopy - прямая передняя кромка и автостабильный профиль по всему размаху. Это зависит от того, какая получится жесткость крыла на кручение. На этот счет у меня убедительных данных нет, по формулам из PDF'ок с испытаниями (там приводятся известные формулы из теории и сравнение их с полученными экспериментальными измерениями, в чем и ценность) надувных балок можно определить только давление, необходимое чтобы крылья поддерживали свой размах и не складывались под нагрузкой. Но в случае с формой крыла как у Woopy, не имея длинной хвостовой балки, придется ставить большой стабилизатор на задней части крыла, так как устойчивость по курсу у такой формы крыла ничем не обеспечивается (что и сделано на оригинальном Woppy). Впрочем, кому я объясняю, ты это и сам прекрасно знаешь .

Ну и конечно не надо забывать о чисто парапланерном подходе . Подвесить пилота на стропах высотой 3-4 метра, чем значительно уменьшить требования к внутреннему давлению в крыле. Меня удивляет, почему в русскоязычном интернете (да и в англоязычном тоже, кроме описанных отчетов) нет обсуждений или хотя бы бумажных проектов надувных планеров. С самолетами понятно, при их массах что будет надувное крыло, что обычное, без разницы. Но легкие одноместные планеры в виде летающего крыла (как дельтапланы или жескокрылы), которые можно сдуть и упаковать в рюкзак? Быть может невозможность/ненужность создания подобного крыла при сегодняшних технологиях (из той же лавсановой пленки) для авиационных специалистов настолько очевидна, что даже не стоит обсуждения? ))
Alexey Belevich
26 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
А какова цель создания надувного крыла/планера с надувным крылом ? Аппарат с характеристиками жесткокрыла, но весом и размером с параплан ?

Вряд ли возможно получить поверхность такого качества (гладкости) и такого удлинения с той же жесткостью.
И сопротивление надувного крыла всегда будет выше, чем у жесткого, которому можно придать любую форму.
Короче говоря приблизится даже к учебному планеру, думаю, не выйдет. Разве что к простому (учебному) дельтаплану.
Скорее появятся новые жесткие композитные или еще какие-то материалы, имеющие меньший вес. Опять же, видимо не 5-6 кг.
И процесс этот не быстрый.
Кстати буржуи уже делают полностью карбоновые дельтапланы и не только спортивные. Вопрос в цене.

Так же не надо забывать, что летать придется в турбулентности - все сверх легкие экспериментальные аппараты дальше полетов в идеальном вечернем воздухе не пошли. А иначе - зачем ?
Если же качество такого аппарата будет как у параплана - опять же - в чем преимущество ?

Вижу тут только один смысл - интересен процесс придумывания/узнавания нового (по-крайне мере нового для себя).

Вот создание простого (но не полностью открытого), легкого и не дорогого планера с аэродинамическим управлением, ручкой и сидячим/полулежачим положением пилота - для удовольствия - улучшенный GOAT - было бы интересно.
Вопрос - реально ли это ? Пока ни кто не смог.
DesertEagle
Гость
26 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
А какова цель создания надувного крыла/планера с надувным крылом ? Аппарат с характеристиками жесткокрыла, но весом и размером с параплан ?
Скорее самолета, вмещающегося в багажник машины, по компактности как один-два парапланерных рюкзака. Вот как выглядел в сложенном виде Goodyear Infplatoplane:



И это далеко не предел, имхо. Причем подготовка такого самолета к полету будет заключается в том, чтобы включить компрессор. И все, дальше он целиком сам расправится.

Так что цель в конечном счете получить самолет с удобством эксплуатации парамотора. Или даже лучше, так как не нужно бегать с 35 кг за плечами по сравнению с ранцем и не нужно собирать громоздкое ограждение по сравнению с трайком.
VVS_
пилот выходного дня
26 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Какова судьба Infplatoplane? Оно реально живое и успешно летало? И не имело опасных болезней?
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Какова судьба Infplatoplane? Оно реально живое и успешно летало? И не имело опасных болезней?
Еще как успешно, они налетали сотни часов. Было вроде две аварии, в одном случае порвался боковой трос (кажется трос управления) и попал в винт, в итоге то ли он намотался на винт, то ли из-за этого рывком сложило крыло. Пилот погиб. Про вторую деталей не помню. Но обе аварии не связаны с тем, что самолет был надувной, то есть выходила из строя обвязка либо внешние устройства. В аэродинамической трубе самолет испытывался до разрушения, при 4.18g крыло теряет устойчивость, но потом восстанавливается и можно продолжить полет. При 4.38g разрушается невосстановимо:

смотреть прямо тут или смотреть с сайта



Мне кажется, что по технологии goodyear (а именно - из тяжелых полиуретановых лодочных тканей) нужно делать не классическую схему, а летающее крыло. У goodyear было ограничение, что они могли производить только симметричные профили, причем без крутки. Из-за этого требовалось хвостовое оперение. Ну и общий подход к проектированию в те времена подразумевал чаще всего классическую схему.

Но для надувастика, имхо, лучше подходит летающее крыло с толстым центропланом, в утолщении которого будет сидеть пилот (в надувном кресле ))). А в нижней части одноколесное шасси, причем амортизация за счет фюзеляжа (возможно, нижнюю часть надувать с меньшим давлением). Кроме того, за счет толстого центроплана и короткого размаха, можно использовать меньшее давление в крыле. и этим же увеличивается жесткость конструкции на кручение (при работе элеронов и т.п.). То есть это должно быть что-то вроде самолетов братьев Хортен:



Но можно взять за основу, например крылья митчелла, которые успешно и хорошо летали:






Кроме того, можно использовать объединенные крылья. Это тоже повышает жесткость конструкции и имеет малый размах, что крайне полезно для надувастика:




Так что вариантов много ). Дело за материалами и отработкой технологии. Goodyear'овская потеряна, но это не беда. Она была сложной и имела много ограничений, имхо сейчас лучше использовать просто вертикальные перегородки как кнервюры в параплане вместо нейлоновых нитей между поверхностями.
ingener
пилот выходного дня
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Но для надувастика, имхо, лучше подходит летающее крыло с толстым центропланом, в утолщении которого будет сидеть пилот (в надувном кресле ))). А в нижней части одноколесное шасси, причем амортизация за счет фюзеляжа (возможно, нижнюю часть надувать с меньшим давлением). Кроме того, за счет толстого центроплана и короткого размаха, можно использовать меньшее давление в крыле. и этим же увеличивается жесткость конструкции на кручение (при работе элеронов и т.п.). То есть это должно быть что-то вроде самолетов братьев Хортен:
Все равно у надувной конструкции жесткость будет в дефиците. Исправить дело можно только применением особо жестких полимеров типа дайнимы и кевлара. Причем в больших количествах. Проект однозначно будет не дешевым. Поэтому у меня пока нет планов в этом направлении. Хотя программное обеспечение, разработанное мною для нескладывающихся парапланов, в принципе подойдет и для расчета аэроупругих деформаций надувной конструкции. Да и все равно больших плюсов в надувных самолетах я не вижу. Все равно они выйдут тяжелее обычных жестких, а в авиации это практически приговор. Только довольно редкие условия эксплуатации, связанные с малыми габаритами в сложенном состоянии и быстрым приведением в рабочее состояние могут оправдать повышенный вес. Но и в этой области эксплуатации довольно хорошо себя зарекомендовали обычные складные конструкции.

Тяга к надувным самолетам я думаю объясняется самообманом. Почему-то упорно кажется, что надувной самолет будет весить так же, как и воздушный шарик. Однако когда начинаешь считать, все довольно быстро проясняется.
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Почему-то упорно кажется, что надувной самолет будет весить так же, как и воздушный шарик. Однако когда начинаешь считать, все довольно быстро проясняется.
Смотря из каких материалов. Из многослойных пленок 100 мкм (вес примерно 100 г/м2), которые я испытывал, в теории все очень здорово с весом: крыло около 15 кг. Из вектрановских тканей, которых пока нет в свободной продаже, тоже все круто. А из лодочных весом 1000 г/м2, разумеется, все плохо.

Ну... разве что уменьшать площадь крыла до 5 м2 . Но тогда возникают проблемы с жесткостью такого крыла, элементарно не хватает объема аэробалки.
ingener
пилот выходного дня
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Смотря из каких материалов. Из многослойных пленок 100 мкм (вес примерно 100 г/м2), которые я испытывал, в теории все очень здорово с весом: крыло около 15 кг.
Не знаю, как ты считал, но приблизительно столько же весят лонжероны из дюраля. А у дюраля удельная прочность С учетом веса (14 кГ/мм кв./т*м куб.) в разы больше, чем у распространенных пластиков, считающихся прочными - около 4 - 6. А надувному крылу кроме веса еще и давление держать нужно. Грубо говоря нагрузки в два раза больше. Кроме того, нейлон, лавсан и другие удлиняются перед разрывом где-то до 20%, причем необратимо. Реально нужно в расчет закладывать не разрушающую нагрузку, а раза в 3-4 меньше. Плюс коэффициент запаса...
И еще такой фактор - пластиковое крыло (без стекла, угля и тому подобного жесткого) под рабочей нагрузкой будет изгибаться с радиусом, всего в несколько раз большим его размаха. При этом концы крыльев будут иметь при динамическом изменении нагрузки совсем другие углы атаки, чем центроплан. Обеспечить противофлаттерные свойства крыла можно только сконцентрировав жесткие элементы вблизи передней кромки и дополнительно там же разместить противофлаттерные грузы.

Короче, все кажущиеся преимущества надувной конструкции при детальном рассмотрении рассыпаются в прах. Конструкция получается сложной, дорогой и тяжелой. Парапланам хорошо - им жесткость стропы обеспечивают. И то недостаточно. Но терпимо.
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
И еще такой фактор - пластиковое крыло (без стекла, угля и тому подобного жесткого) под рабочей нагрузкой будет изгибаться с радиусом, всего в несколько раз большим его размаха. При этом концы крыльев будут иметь при динамическом изменении нагрузки совсем другие углы атаки, чем центроплан.
Да ничего там не изгибается )) Хотя видео самолетов нет, но можно судить по видео надувных досок:

смотреть прямо тут или смотреть с сайта


Все же зависит от давления и формы крыла. Вот эти самолеты чем плохи? А ведь они чистые надувастики, без лонжеронов.





Я говорю о примерно таких конструкциях, а не о кайтовых баллонах. Те конечно изгибаются и все верно что написано. Но в таких (или на крайний случай в inflatoplane с его 0.5 атм) все нормально ). Вопрос исключительно в тканях, массе и цене.

А на видеороликах надувных досок видны обычные лодочные байонетные клапаны и насосы (модификации для давления 1 атм, конечно). Я подозревал что они и используются, заодно можно собрать статистику по их надежности.
ingener
пилот выходного дня
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Да ничего там не изгибается )) Хотя видео самолетов нет, но можно судить по видео надувных досок:
Как раз доска на этом видео гнется, и сильно. Хотя требования к весу там не стоят так жестко, как в авиации.
Цитата:
Я говорю о примерно таких конструкциях, а не о кайтовых баллонах.
А вот эти самолетики действительно не гнутся. Потому что там однозначно применен кевлар или дайнима. А это уже совсем другой ценовой диапазон. Во всяком случае они не найдут широкого применения именно из-за цены, по крайней мере пока эти химические соединения и композитные материалы на их основе значительно не подешевеют. Только кевлар, дайнима и им подобные материалы, по весовой удельной прочности более чем в 10 раз превосходящие высоколегированную сталь и дюраль могут скомпенсировать недостатки надувной конструкции. Так что в этом направлении в расчете на будущее подешевление думать о надувных самолетиках можно. А пока слишком дорого. Вы же не будете покупать в магазине аналогичный товар, но стоящий раза в два дороже? Хотя ради идеи изготовить такие самолетики, не считаясь с затратами, можно.

Например парапланерная ткань с включением дайнимовых волокон должна по идее гораздо лучше выполнять свои функции в конструкции параплана. Но довесок в цене будет настолько велик, что покупателей на такие парапланы не найдется. Если вес параплана очень критичен, то все равно дешевле покупать односезонные крылья из обычных сверхлегких тканей.
deemon
28 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
А ведь они чистые надувастики, без лонжеронов.

Вот честно говоря , не представляю , как можно так держать форму чисто за счёт "наддува" ? Блин , там же весь вес на крыле держится - это же какой момент сил на изгиб работает :roll: И честно говоря , что ещё напрягает - малейшая дырочка в тряпке - и капут пепелацу . Его фактически можно сбить из обычного пневматического ружья .... ну или на посадке напоролся на какой-нибудь колючий куст , вроде терновника - и тоже , крыло на замену . Критичная получается конструкция :roll:
ingener
пилот выходного дня
29 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
И честно говоря , что ещё напрягает - малейшая дырочка в тряпке - и капут пепелацу . Его фактически можно сбить из обычного пневматического ружья ....
Крылья эти не из нейлона или лавсана, а из дайнимы или кевлара. А эти материалы в бронежилетах используются и даже автоматную пулю держат. И суммарная толщина слоев обшивки не тоньше бронежилета будет. Так что пневматика их не возьмет. Эти надувастики совсем не напоминают воздушные шарики. Даже накачанная шина автомобиля не сравнится с ними по прочности и жесткости. У них крылья килограмм по 70 весят.
Олег
22 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Ты так хорошо раскрыл тему надувных планеров, но я удивлен, почему ты до сих пор не осветил самый главный вопрос - вопрос гладкости верхней кромки. Посмотри на рисунок:



Рассмотрим для начала параплан. Я нарисовал вид спереди на ту точку, где нервюра подсоединяется к верхней кромке. На рисунке под буквами F обозначены силы, отнесенные к единице длины шва (т.е не ньютон, а ньютон/метр). Сила F1 - это сила, с которой мы тянем вниз верхнюю кромку. Она не равна нулю, т.к. крыло параплана создает подъемную силу засчет именно этого натяжения. Силы F2 и F3 - это силы растяжения верхней кромки. Для простоты пусть они одинаковые и направлены под одним и тем же углом к нервюре. Сила растяжения верхней кромки зависит от разницы давлений и радиуса изгиба через формулу

F = r*(P0-P1)

(т.к. у нас F - это ньютон/метр, то размерности сходятся)

Разница давлений велика, т.к. над крылом у нас разряжение, а внутри крыла - избыточное давление. Поэтому радиус должен быть малым - имеем сильный изгиб верхней кромки, и, следовательно, маленький угол альфа. Т.е. борозды. На параплане они идут поперек крыла, поэтому не фатальны. А на надувном крыле они будут вдоль крыла. С такими бороздами это будет не крыло, а матрас.

Но надувное крыло можно сделать хитрее: натянуть поверх баллонов пленку. Во-первых, сразу видно, что пленка должна касаться баллонов вдоль одной линии, а не вдоль плоскости - т.к. верхние края баллонов будут изогнуты (и радиус их изгиба задается той же формулой, как и для параплана). Хорошо, пускай пленка касается баллонов только вдоль узкой полоски. Все равно давление между пленкой и баллонами будет не равно давлению над крылом, и значит пленка эта будет изгибаться.

В общем, надо оценить радиус изгиба пленки, и понять, это будет фатально для профиля, или не очень. Сила натяжения (сейчас нас интересует сила поперек крыла) может оцениваться как

Fн = Pбаллона*H

Здесь Fн - сила натяжения, отнесенная к единице длины вдоль размаха крыла, H - толщина профиля, Pбаллона - до какого давления мы накачали баллон.

Как иллюстрация, посмотри на картинку из своего поста:



Надувное крыло будет иметь примерно такие борозды, если только его не делать по технологии Гудиер. Летать оно, может, и будет, вопрос в том, будет ли оно летать лучше параплана?
DesertEagle
Гость
22 Ноя 2009
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Все так, абсолютно гладкой поверхность сделать видимо не получится, что и естественно, так как пленка поверх матраса обтягивает профиль плоскими участками (пока как верно замечено, не действует подъемная сила, то есть крыло лежит на земле):



А когда в полете подъемная сила будет эти плоские участки тянуть вверх и искажать тоже по дуге окружности, придав вид как на основной "матрасности" крыла, то наверно можно добиться чтобы общая форма профиля за счет растяжения и выпуклостей в сумме была довольно гладкой (сдвигая точки крепления пленки, чтобы использовать растяжение), но думаю это пока находится за пределами наших возможностей расчета. Потому что надо учитывать растягиваемость пленки, она хоть мала, но есть. Причем как и в ткани, отличается по утку и по основе.

В надувном мускулолете Phoenix придумали еще одну фичу, в местах крепления тонкой пленки поставили чуть возвышающиеся прокладки (я так понял, они использовали то ли полоски фанеры, то ли плотного вспененного материала), это дало намного лучшее приближение к исходному профилю



В большинстве фотографий надувных крыльев по ссылкам выше, обтягивающая внешняя оболочка вообще не использовалась, то есть это были обычные надувные матрасы с буграми поперек потока. Достоверно об обтягивающей оболочке известно только на самолете Перкинса и на Phoenix'е. Как видно, поверхность выглядит довольно гладкой:



Еще одно практическое подтверждение можно найти на параплане Swing Minoа 1994 года, в котором тоже использовалась обтягивающая оболочка поверх матраса. На фотографии поверхность купола выглядит очень гладкой по сравнению с обычным парапланом. Бугры почти незаметны. Причем эта фотография в полете, со всеми описанными выше эффектами типа действия на плоские площадки подъемной силы. Обрати внимание на черные точки вдоль задней кромки, это отверстия для выхода воздуха, так как парапланерная ткань и швы дуются.



Только надо учитывать, что на парапланерном куполе верхняя поверхность дополнительно растягивается ушными стропами, то есть весом пилота (именно поэтому купол параплана не сминается гармошкой). В надувном крыле эту функцию сможет выполнять только внутренее давление. Которое правда намного больше, чем в параплане.

Так что с гладкостью поверхности не все однозначно, есть доводы как против, так и в пользу хорошего результата. Надо делать и испытывать, чего уж там . Расчет затруднителен, так как надо строить полную модель крыла, учитывая все размеры, растягиваемость пленки и прочее. Готовых примеров аналогичных расчетов чего-то надувного сложной формы с перегородками я пока не встречал. Хотя в интернете есть исходники различных алгоритмов симуляции ткани под давлением, там все просто - точки, соединенные связями, которые могут удлиняться по некоторым правилам и все. И алгоритм, ищущий оптимальное положение этих точек на новых удлинившихся расстояниях. Этого достаточно, чтобы построить трехмерную модель надувного крыла и "надуть" его до любого давление, получив реалистичную форму. Но до программирования этого руки пока не доходят, а готового примера, как уже говорил, пока не встречал.

Первым делом нужны образцы ПЭТ/ПЭ пленки толщиной 35, 75, 100, 150 и 200 мкм для тестирования прочности клеевых и сварных швов. А дальше плясать уже от этого.
AWEnrgy
Гость
26 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Интересно, на сколько эта ветка мертвая после 2-х лет? Есть ли какие результаты с пленкой? Я тоже озадачен этой проблемой, но немного для других нужд. Пытаюсь сделать летающий ветрогенератор. http://www.awenergy.ru/index.php/ru/-/the-news Попробовал склеить тор диаметром метра полтора из ПВХ пленки точно не знаю какой толщины, где-то 200мкм (купил по случаю).

Получился очень тяжелый. Пленка оказалась реально толще имеющихся в наличии баллонов от кайта (они наверное из полиуреатана и правдо довольно тягучие). В связи с оценкой массы решил поменять весь концепт аппарата. Понял, почему в кайтах только передняя кромка надувная - иначе был бы очень тяжелый.
Но желание использовать надувную конструкцию осталось.

В моем случаи использовать камеру без оболочки более-менне приемлемо, т.к. она равнонапряженная. Но в случаи крыла наверное не надо с этим заморачиваться. Предлагаю использовать известный путь как у кайта (оболочка, камера), но с пленкой потолще.
Вот здесь кстати продают ПВХ 0,1 и выше: http://www.ftl.ru/accessories/section.php?IBLOCK_ID=7&SECTION_ID=769
Хотелось бы узнать о результатах поиска этой волшебной пленки ПЭТ/ПЭ
Или хотя бы полиуретановой (что тоже пока мне не удалось)
DesertEagle
Гость
26 Июл 2011
Результаты испытаний баллонов из пленки
Цитата:
Интересно, на сколько эта ветка мертвая после 2-х лет? Есть ли какие результаты с пленкой?
Результаты испытаний и замеров есть по этой ссылке, ближе к концу: http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1296919005/0. Если коротко, то испытывались два вида многослойных пленок: ОПА/ПЭ 100 мкм (75/25) и ПЭТ/ПЭ 100 мкм (50/25/25). Первая из ориентированного полиамида, по прочности приближается к ПЭТ, но более мягкая. Используется в пищевой промышленности для ваккумной упаковки (никакие другие вакуумные пленки найти в продаже в розницу не удалось, предприятия предлагают их только в объемах под километр или 200 кг, и то продают только юридическим лицам, а частникам нет). Вторая пленка предназначена для ламинации. Их в розницу полно рулонами с любой шириной, вплоть до 1.5-2 м. Отличие от пищевой в дополнительном клеевом слое, который несколько снижает прочность шва. Но на практике это оказалось не критично, проблема выявилась в другом...

Я собирался сделать на первом этапе планер наиболее простого типа, со вставленными к крыло надувными баллонами, примерно такой:









Поэтому испытывались только подходящие надувные трубы с диаметрами примерно от 10 см до 25 см. По расчету необходимо, чтобы они выдерживали штатно давление 500 мбар (соответственно, рвались при давлении не ниже 800-1000 мбар). Склейка самая простая, то есть шов торчит перпендикулярно цилиндру.

К сожалению, по результам испытаний, трубы из ОПА/ПЕ 100 мкм лопаются при давлении 400 мбар и ниже. Рабочее давление допустимо не более 100 мбар. С ПЭТ/ПЕ 100 мкм ситуация еще хуже - рвется при 150-200 мбар (рабочее допустимое давление не более 50 мбар).

Причем характер разрушения (наличие белых точек и характерное место разрыва) свидетельствует о том, что разрыв происходит на границе шва где есть локальное напряжение. Пленка в этих местах изгибается под резким углом. А эти пленки не переносят резких перегибов. К сожалению, все нерастягивающиеся и переносящие перегибы пленки по природе непрочные, это полиэтилен и ему подобные. Прочные пленки только ПЭТ и ОПА, у них на перегибах появляются белые полосы, которые не восстанавливаются.

Как с этим бороться? Ну, можно улучшить шов, чтобы он работал не на разрыв, а на сдвиг (изнутри подложить полоску пленки). Не ради прочности, а для устранения концентраторов напряжения. Повторюсь, пленка рвется на границе шва, сам шов не расходится и остается целым. Но тогда возникает проблема с заделкой концов труб. Можно еще попробовать использовать более мягкие пленки - из неориентированного полиамида (ПА/ПЭ) и толщиной побольше, под 150-200 мкм. Она должна быть нечто среднее между ПЭТ и полиэтиленом, то есть еще достаточно прочная, но не такая ломкая как ПЭТ. Только не могу найти такую пленку в розничной продаже.

В противном случае остается только использовать кайтовую полиуретановую пленку (не ПВХ!). С ней тоже два варианта: либо достаточно толстую 200-300 мкм саму по себе, либо тонкую 100 мкм и меньше, но в чехле из жесткой нетянущейся ткани (как в надувных кайтах). Недостаток в том, что она чрезвычайно дорогая по сравнению с вакуумными пленками и ее тоже нет в продаже. А иначе путь только к лодочным тканям плотностью 1000 г/м2 (в крайнем случае около 600 г/м2) и давлениями не более 200-300 мбар, что из-за получающегося веса крыла и дороговизны ставит жирный крест на первоначальной идее.


Крыло я все же сшил для отработки технологии продольного кроя, размах 8.5 м, хорда 1.5 м:







Вставил баллоны из ПЭТ/ПЭ (потому что ОПА/ПЭ была только для пробы несколько метров) с рабочим давлением около 60 мбар. При поднимании крыла за стропы оно держит свой размах. Но при попытке вывести над головой как параплан, при рывке конечно сложилось пополам и баллоны полопались. Как и следовало ожидать, так как крыло проектировалось под рабочее давление 500 мбар, а не под 60 мбар.
Augn
пилот выходного дня
26 Июл 2011
Re: Результаты испытаний баллонов из пленки
~10 лет проектирую надувные оболочки.
Сделать крыло с гладкой оболочкой можно.
Стропы смысла не имеют. Проще вставить
разборные кевларовые лонжероны.
Самая лучшая имхо конструкция-
геодезическая,т.е. внутри крыла много
перегородок под углом, образующие
пространственный каркас.
Голая пленка тоже не пойдет,
нужна только армированная,
сейчас появилась армированная
кевларом же пленка.
Крыло получится очень дорогое
и малоресурсное, если его
предполагается складывать.
Может просто немного подождать,
пока китайцы не научатся штамповать
одноразовые крылья за 500р.?
DesertEagle
Гость
26 Июл 2011
Re: Результаты испытаний баллонов из пленки
Цитата:
Стропы смысла не имеют.
Это про Solidworks'ский рисунок? Там предполагалась такая схема из-за относительно малого расчетного давления около 500 мбар (вместо 800 мбар в подобных крыльях). Боковые тросы на половине размаха позволяют с таким количеством балок и их диаметрами, таким размахом и таким внутренним давлением иметь запас, уже не помню точно, но что-то около 3g пока крылья не сложатся. То есть вполне нормально для первого прототипа и тестовых подлетов. Но так как надувные трубы не выдержали расчетного давления, то все откладывается на неопределенный срок до пересмотра концепции.

Вообще, я крут по количеству начинаний и полный неудачник в плане успешных реализаций . Я представляю собой наихудшее сочетание, какой только может быть для инженера: неумение считать и кривые руки, растущие из жопы.
Augn
пилот выходного дня
27 Июл 2011
Re: Результаты испытаний баллонов из пленки
Стропы в смысле как у параплана.
Можно сделать верхоплан (парасоль)
с подкосами, опять же они должны
быт жесткими, какой смысл делать
нескладывающееся крыло если
стропы нежесткие? При отрицательной
перегрузке будет мягко говоря
неуправляемый режим.

Думается первым этапом нужно разработать правильное т.з.
на надувной планер, и в этом этапе сначала рассмотреть
все варианты в виде таблички-надувной свободнонесущий,
надувной со стропами (в стиле параплана "инженера"),
надувной с жесткими элементами, и проанализировать
по множеству параметров, в том числе кому это надо,
сколько будет стоить и как продать.

Конечно можно наобум пробовать, для тех
кому процесс интереснее чем результат:)
Редактировалось: Augn (27 Июл 2011), всего редактировалось 1 раз(а)
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Результаты испытаний баллонов из пленки
Цитата:
и проанализировать по множеству параметров, в том числе кому это надо,
сколько будет стоить и как продать
С этим засада... )) В первом приближении это никому не надо, затея стремная и никаких преимуществ не имеет. Взять хотя бы такой вариант: зачем делать целиком надувной планер, когда можно сделать только надувной лонжерон диаметром около 30 см, вдоль него привязать тросами тонкую алюминиевую или деревянную планку (которая будет воспринимать нагрузку на сжатие, а баллон всего лишь будет защищать ее от потери устойчивости). А вокруг него обвязать крыло с наддувов как у вупи из парапланерной ткани. Первые прикидки показывают, что это вполне реально с имеющимися материалами. Баллон из лодочной ткани 600 мкм с давлением 200-300 мбар (можно даже 150 мбар, но придется увеличивать диаметр). Планка будет несколько см шириной и пару см высотой. Для самолета с размахом 6-7 м, этого будет достаточно. По массе получает легче, чем весь из лодочной ткани. Можно даже использовать полиуретановый кайтовый баллон в чехле, но его надежность ниже, чем лодочного баллона. Дешевле, так как самая тяжелая и дорогая ткань нужна только для одного баллона, а на само крыло пойдет и палаточная таффета с PU пропиткой. Жесткий элемент может быть складным из метровых планок.

Даже турбинки от вупи не нужны, первоначальный наддув может быть от винта (это ведь мотопланер), а в полете за счет клапанов на месте воздухозаборников.

Если действовать по принципу от простого к сложному, то сначала надо реализовывать такой вариант, имхо.
Олег Вас.
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Эта давнишняя идея очень интересна. Но очень трудно создать легкое чисто надувное крыло достаточной жесткости. Наверное при современном уровне технологий тканных материалов это возможно, но все-равно непросто и дорого. Пока лучший компромис это Вупи, но и с ним видимо какие-то проблемы.
Параплан самый лёгкий ЛА думаю навсегда. Но у надувастиков есть огромные плюсы - мощная защита тельца пилота, неразрушаемая конструкция при любых перегрузках, жесткость по всем осям (в отличие от строполетов), ну и отчасти компактность.
Редактировалось: Олег Вас. (27 Июл 2011), всего редактировалось 1 раз(а)
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Эта давнишняя идея очень интересна. Но очень трудно создать легкое чисто надувное крыло достаточной жесткости.

Вот здесь есть формулы и программа для примерной оценки необходимого давления, чтобы крыло с данным размахом не сложилось в полете: http://paraplan.ru/forum/viewpost.php?p=928976

Формула момента, при котором надувная балка теряет устойчивость (переламывается): М = 1.57*p*r^3, где p - давление, r - радиус. Исходя из нее, все не так уж плохо. Если накачать практически любое обычное крыло до давления под 0.7 атм, оно будет годно для полетов. А если поиграть с размахом, толщиной и формой крыла, то можно добиться и тех давлений, что используются в надувных лодках: 0.3 атм. Но это крыло будет уже не таким оптимальным как обычные, то есть получится слишком толстым либо коротким. Строго говоря, можно обойтись только наддувом центробежным насосом до 0.06 атм (60 мбар) как в вупи, но без лонжерона. Но это будет больше похоже на дирижабль, как Stingray, и потребует мощный двигатель. Зато можно использовать обычную парапланерную ткань и есть гарантия что не лопнет как чисто надувной.

Олег Вас.
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Вы говорите о прочности, я же писал только про жесткость. Из-за ее недостатка возникают большие деформации конструкции, реверс элеронов, а хуже автоколебания. И менно из-за малой жесткости планер Гроховского плохо управлялся, а при буксировке на большой скорости вообще начинал жить своей жизнью.
Мне больше симпатичны чисто надувные (не поддувные) конструкции. Они хоть тяжелее, зато долговечнее, лучше держит формы, не нужны дублированные компрессоры. А при мощной деформации быстрее лопнет тонкокожий поддувастик, чем надувное крыло с предокранительными клапанами.
Редактировалось: Олег Вас. (27 Июл 2011), всего редактировалось 1 раз(а)
DesertEagle
Гость
27 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Цитата:
Мне больше симпатичны чисто надувные (не поддувные) конструкции. Они хоть тяжелее, зато долговечнее, лучше держит формы, не нужны дублированные компрессоры.
Ну, стравливающий предохранительный клапан и компрессор для покачки в полете все равно понадобятся. Из-за нагрева на солнце и перепадов давления с высотой. С другой стороны, все большее распространение получают надувные полы в лодках и надувные серферные доски с похожим давлением (0.8 атм), поэтому доступны промышленные клапана и мембранные насосы, работающий от аккумумуляторов 12 В.

Еще один плюс чисто надувной конструкции, что фюзеляж и кресло пилота можно сделать тоже надувными - не понадобятся отдельные трубы для каркаса (а в крыльях типа вупи нужны). То есть можно сделать реально целиком надувной самолет, из металлических деталей там будет только колесо и пара коротких трубок в латкарманах, на которых крепится мотор. Ну и проводка управления. Жесткого каркаса для тележки как такового может не быть в принципе.

И еще надувной фюзеляж можно использовать как амортизатор при посадке. Так как приложенный вес в переводе в давление распределяется по всей внутренней поверхности надувного изделия, то мощнейший удар о землю при грубой посадке, не приведет к значительному росту внутреннего давления. Это как если наступить ногой на воздушный шарик, то он лопнет. А если на надувной матрас из такого же материала, то нет. Причина в большей площади, из-за чего внутренее давление в матрасе не увеличивается от веса человека настолько, чтобы порвать ткань.
steev
пилот выходного дня
28 Июл 2011
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
очень интересная тема!!!
сам долго размышлял о крыле которое надул и полетел)
например на параплане можно было бы повысить очень безопасность избежать ассиметричных сложений например, а если ещё и надуть его гелием то вообще можно повысить качество , а также использовать бОльшее удлинение и возможно другие виды профилей.
Но когда я начал всё это сам себе разжёвывать ...и в общем пришёл к выводу: что попробывать сделать можно, уж больно хочется чтоб в этом было некое чудо, чтоб первые догадки воплотились. а с другой стороны летать да летать на том что есть.
Кто нибудь может сказать имеет ли смысл делать такой надувной параплан?
dn73
Гость
30 Дек 2014
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Доброго времени суток! Может конечно и не совсем в тему чисто "надувного" крыла, но все же... Может попробовать набор из pet элементов? ПЭТ емкости под давлением очень даже держат форму. Поверхность получается очень даже гладкая. Выдуть можно на прессформах самые замысловатые элеменнты и в промышленных колличествах. Такое "наборное" крыло из стандартных элемнтов, которые в местах соединения, например, входят один в другой. Кто-нибудь ствлкивался с подобным?
Salnikoff
Гость
20 Янв 2015
Re: Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)
Подобные конструкции применяются, но летательных аппаратов я пока не видел, а вот всякие плавающие надувастики - в изобилии. Ну, может быть кайты ещё.
Alaska
пилот выходного дня
30 Дек 2014
Тема перенесена.
Тема перенесена из форума "Форумы paraplan.ru -> ParaForum"

  Форумы paraplan.ru ParaForum Теория Надувной планер из пленки (осторожно, много букв)