Qanad sahəsini necə hesablamaq olar. Qanad hissəsinin dizayn hesablanması

İcra nümunəsi kurs işi təyyarə qanadının əyilmə üçün kəsiyinin hesablanmasına görə

İlkin məlumatlar

Uçuş çəkisi, kq 34500

Qanad çəkisi, kq 2715

Yanacağın kütləsi, kq 12950

Güc kütləsi

quraşdırma, kq 1200 2=2400

Qanad genişliyi, m 32.00

Mərkəzi akkord, m 6.00

Son akkord, m 2.00

Əməliyyat

həddindən artıq yüklənmə, n e 4.5

Əmsal

Təhlükəsizlik, f 1.5

düyü. 5.1 Təyyarənin eskizi.

Qanad yüklərinin layihə diaqramlarının qurulması

5.2.1. Ekvivalent qanadın tikintisi

Planda qanadın eskizini çəkək. Akkordların 50% xəttini təyyarənin simmetriya oxuna perpendikulyar vəziyyətə çevirərək və Şəkil 5.2-dən başa düşülən elementar konstruksiyaları yerinə yetirərək, ekvivalent düz qanad əldə edirik. İlkin məlumatlara əsasən, təyyarənin eskizindən istifadə edərək, qanadın həndəsi parametrlərinin dəyərlərini təyin edirik:

; ;

; (5.1)

Şəkil.5.2 Ekvivalent qanad.

Dəyəri bərabər seqmentlərə bölün:

m, (5.2)

bununla da əldə edir bölmələr: = … , Harada - bölmə nömrəsi.Hər bölmədə akkordun qiyməti düsturla müəyyən edilir:

. (5.3)

Hesablamanın nəticələri cədvəl 5.1-də verilmişdir

5.2.2 Yüklər dizayn işi, təhlükəsizlik əmsalı üçün müəyyən edilir.

Qanadın qaldırma qüvvəsi düsturla hesablanır:

, n. (5.4)

Xətti hava yükünü qanad genişliyi boyunca akkordlara nisbətdə paylayırıq:

Harada , m 2- qanad sahəsi, şəklə görə. 5.3.a).

Hesablamanın nəticələri Cədvəl 5.1-ə daxil edilmişdir, diaqram Şəkildə göstərilmişdir. 5.3.b).

Yükü qanad quruluşunun ağırlığından akkordlara mütənasib olaraq qanad uzunluğu boyunca paylayırıq:

. (5.6)

Hesablamanın nəticələri cədvəl 5.1-ə daxil edilmişdir. Süjet Şəkildə göstərilmişdir. 5.3.c).

Qanadda yerləşdirilən yanacağın ağırlığından yük, akkordlara mütənasib olaraq qanad genişliyi boyunca paylanır:

. (5.7)

Hesablamanın nəticələri cədvəl 5.1-ə daxil edilmişdir. Süjet Şəkildə göstərilmişdir. 5.3.d).

Qanadın genişliyinə paylanmış yüklərin diaqramlarını ümumiləşdiririk:

Hesablamanın nəticələri cədvəl 5.1-ə daxil edilmişdir. Süjet Şəkildə göstərilmişdir. 5.3.e).

Diaqramı birləşdirərək, eninə qüvvələrin diaqramını alırıq:

.

Süjet inteqrasiyası son hissədən başlayaraq trapesiya üsulu ilə aparılmalıdır:

, n. (5.9)

Paylanmış yüklərin qrafiki Şəkil 5.3.e)-də göstərilmişdir.

Mühərrikin çəkisindən cəmlənmiş qüvvə diaqramda sıçrayış yaradır, onun böyüklüyü mühərrik çəkisi və həddindən artıq yüklə müəyyən edilir:

, n. (5.10)

Hesablamanın nəticələri cədvəl 5.1-ə daxil edilmişdir. Şəkil 5.3.g) mühərrikin çəkisindən cəmlənmiş qüvvəni nəzərə alan diaqramı göstərir.

Diaqramı birləşdirərək (Şəkil 5.3.g)), əyilmə momentlərinin diaqramını alırıq:

.

Süjet inteqrasiyası da son hissədən başlayaraq trapesiya üsulu ilə aparılmalıdır:

Cədvəl 5.1-də hesablama nəticələri.

Qanaddakı yüklərin diaqramlarının hesablanmasının nəticələri Cədvəl 5.1

Qanad hissəsinin dizayn hesablanması

5.3.1. Hesablanmış biri üçün qanadın ikinci hissəsini - qanadın (konsolun) ayrıla bilən hissəsinin və mərkəzi hissənin dok qovşaqlarına yaxın hissəsini alacağıq. Bölmənin həndəsi xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirin. Hesablanmış bölmədə akkordun qiyməti (Cədvəl 5.1-ə baxın) , m . Aviasiya profillərinin atlasından istifadə edərək, təyyarə üçün uyğun olanı seçəcəyik bu tipdən qanad pərdəsi, məsələn, NACA-2409 9% hava pərdəsi. Profilin həndəsi xarakteristikası Cədvəl 5.2-də verilmişdir. Bükülmə üçün yalnız qanad hissəsinin şaplararası hissəsi işləyir (qabaq və arxa qıvrımlar arasında bağlanmış bölmə profilinin bölməsi). Biz özümüzü yalnız profilin bu bölmədə yerləşən nöqtələrinin koordinatları ilə məhdudlaşdırırıq. Biz iki sparlı qanad dizayn edəcəyik, ilk ştatı üzərinə yerləşdirəcəyik, ştatı üzərinə yerləşdirəcəyik. , Harada, m ikinci hissədəki qanad akkordunun uzunluğudur.

Hesablanmış bölmənin profilinin nöqtələrinin koordinatları Cədvəl 5.2

düyü. 5.3.a), b), c), d), e) Xətt yükü diaqramları: .

düyü. 5.3.f), g), h). Eninə qüvvə və əyilmə momentinin qrafikləri.

Dizayn bölməsində profil akkord uzunluğu b2 = 5,2 m .

1-ci sparın hündürlüyü: H 1 \u003d 0,302 + 0,145 \u003d 0,447 m .

2-ci sparın hündürlüyü: H 2 \u003d 0,247 + 0,075 \u003d 0,322 m .

Maksimum profil hündürlüyü: H MAX \u003d 0,332 + 0,136 \u003d 0,468 m .

Qapaqlar arasındakı məsafə: B \u003d 0,45b 2 \u003d 0,45 * 5,2 \u003d 2,34 m .

Profilin xarici konturu Şəkil 5.4.a).

Sparlar tərəfindən qəbul edilən əyilmə momentinin nisbəti v=0.4

Tikinti materialı - yüksək möhkəmlik Alüminium ərintisi D16AT.

D16AT üçün məhsuldarlıq gücü s 0 , 2 =380 *10 6 Pa, E=72 *109 Pa .

Verilmiş ilkin məlumatlar qanad hissəsinin dizayn hesablamasını yerinə yetirmək üçün kifayətdir.

5.3.2. Şəkil 5.4.a)-da göstərilən kəsiklərarası hissənin yuxarı və aşağı akkordları Şəkil 5.4.b)-də göstərildiyi kimi düzbucaqlı şəklində təqdim edilmişdir.

Belə sadələşdirilmiş kəmərlərin ağırlıq mərkəzləri arasındakı məsafə düsturla müəyyən edilir:

=0.412, m. (5.12)

Harada: 0,95 - çarpan (5.12) sayında olması səbəbindən tətbiq edilmişdir.

bölmənin xarici konturuna aid ölçülərdən istifadə edilir.

Bükülmə momentinin hərəkəti bir cüt qüvvə ilə əvəz olunur və:

= = 1.817 * 10 6, n (5.13)

düyü. 5.4 Bölmənin ilkin təsviri

5.3.3. Üst qanad kəmərinin dizaynını həyata keçiririk.

Üst kəmərin bölmə sahəsi:

= = 5.033 * 10 -3, m 2, (5.14)

Harada: 0,95 - yuxarı kəmərin sıxılmada işləməsi və sabitliyin itirilməsi kimi baş verdiyi üçün məxrəcə daxil edilən amil.

bir qayda olaraq, gərginliklər həddi qiymətə çatmazdan əvvəl

axıcılıq.

mütənasib olaraq v, qıvrımlar tərəfindən qəbul edilən əyilmə anının nisbəti, şpaqların yuxarı rəflərinin ümumi sahəsini təyin edirik:

= = 2.0.13 * 10 -3, m 2. (5,15)

Müvafiq olaraq, qanad hissəsinin yuxarı kəmərinə daxil olan dəri və stringerlər aşağıdakılara bərabər paya malikdirlər:

= .= 3.020 * 10 -3, m 2 (5.16)

Stringerlərin hündürlüyünü müəyyənləşdirin. diapazonda…

(Stringer koordinatlarının hesablamalarını aparmaq rahatlığı üçün əlaqədən istifadə edirik , burada = 5,2 ,m hesablanmış qanad hissəsinin profilinin akkordu, a tam ədəddir):

= 0,05*5,2/2 = 0,13, m. (5.17)

Stringer aralığını bilərək, yuxarı stringerlərin sayını təyin edirik:

= .= 17 . (5.18)

Nisbətlərə əsasən:

; ;

(bax. Şəkil 5.5), biz tənliyi həll edərək, yuxarı dərinin qalınlığını təyin edirik:

(35 * 17 + 60) d B 2 \u003d 3.020 * 10 -3, m 2. (5.19)

Dərinin qalınlığının nəticə dəyəri 0,1 mm-ə qədər yuvarlaqlaşdırılır,

d B = 2,2*10 -3 , m . (5.20)

ilə sparların rəflərinin ölçülərinin ölçülərinin nisbəti.

Dərilər və stringerlər.

Tanınmış Bredt düsturundan istifadə edərək, qanadın burulma vəziyyətindən dərinin tələb olunan minimum qalınlığını təxminən müəyyənləşdiririk:

.

Hesablamanın bu mərhələsində daha dəqiq məlumatlar olmadıqda, kəsmə qüvvəsinin xətt boyunca hərəkət etdiyini güman edirik. 25%b profilin barmağından və bölmənin sərtlik mərkəzi bir məsafədə yerləşir 50%b profilin barmağından, onda bölmədəki fırlanma momentinin böyüklüyü bərabər olacaq:

= 26,74*10 4 *0,25*5,2 = 34,76*10 4 ,n m. (5.21)

d OBSH.KR \u003d 34,76 * 10 4 / (2 * 2,34 * 0,412 * 0,5 * 380 * 10 6) \u003d 0,95 * 10 -3, m. (5.22)

(5.20) və (5.22) müqayisə edərək, qanadın əyilmə vəziyyətindən tapılan dərinin qalınlığının daha böyük dəyərini seçirik, d B = 2,2*10 -3 , m.

Stringerin qalınlığını dərinin qalınlığına bərabər götürürük, stringerin hündürlüyü Şəkil 5.5-də göstərilən nisbətlərdən istifadə edərək müəyyən edilir:

,

h küç.B \u003d 5 * 2.2 * 10 3 \u003d 11 * 10 -3, m. (5.23)

Ərazini paylayırıq 1-ci və 2-ci sparların yuxarı rəfləri arasında hündürlüyünə nisbətdə:

= 2,013*10 - 3*0,447/0,769 = 1,17*10 -3 , m 2. (5.24)

.= 2,013*10 -3 *0,322/0,769 = 0,842*10 -3 , m 2. (5.25)

dizayn edilmiş şpaqların bütün rəfləri üçün etibarlıdır, onlara uyğun olaraq, aşağıdakı düsturlara uyğun olaraq, birinci və ikinci sparların yuxarı rəflərinin ölçülərini təyin edirik:

; ; ; .

h l.v.1 \u003d 12.1 * 10 -3, m; b l.v.1 \u003d 96,8 * 10 -3, m;

b’ l.v.1 \u003d 2,2 * 1,5 * 10 -3 \u003d 3,3 * 10 -3, m; (5.26)

h l.v.1 \u003d 3,3 * 8 * 10 -3 \u003d 26,4 * 10 -3, m.

; ; ; .

H l.v.2 \u003d 10,3 * 10 -3, m; b l.v.2 \u003d 82,1 * 10 -3, m (5.27)

B’ l.v.2 + 3,3 * 10-3, m; h’ l.v.2 \u003d 26,4 * 10 -3, m .

(5.20), (5.23), (5.26), (5.27) bəndlərində qanadın yuxarı akkordunun elementlərinin bölmələrinin bütün ölçüləri müəyyən edilmişdir. Sıxılmada işləyən yuxarı akkordun uzununa qabırğalarında kritik gərginlikləri dərhal hesablamalısınız.

Birinci sparın yuxarı rəfi.

Şəkil 5.7-də bir zolaqlı bir spar flanş tərəfindən yaradılmış qabırğanın bir hissəsinin eskizi göstərilir. bağlı dəri, şərti olaraq üç elementar düzbucaqlıya bölünür (qılıf, rəf, ayaq). Materialların möhkəmlik kursundan məlum olan düsturlardan istifadə edərək, bu qabırğa üçün bölmənin ağırlıq mərkəzinin ordinatını və minimum eksenel ətalət anını hesablayaq.

düyü. 5.7 Qoşulmuş dəri ilə şpatın yuxarı flanşı

Dərinin xarici səthindən şpatın flanşı və zolağı ilə əmələ gələn qabırğanın ağırlıq mərkəzinə qədər olan məsafə bağlı dəri:

Sparın və zolağın flanşı tərəfindən əmələ gələn qabırğanın minimum ətalət anı bağlı dəri:

. (5.29)

(5.28) və (5.29) düsturlarına uyğun olaraq hesablamalar apararaq, birinci ştatın yuxarı flanşının ölçülərindən istifadə edərək (5.26) əldə edirik:

g l.v.1 \u003d 8.01 * 10 -3, m; I l.v.1 \u003d 66.26 * 10 -9, m 4. (5.30)

Eyler düsturundan (2.13) istifadə edərək, sıxılma zamanı 1-ci şpanın yuxarı flanşının kritik bükülmə gərginliklərini hesablayırıq:

,

Harada: l = 5t küç =5*0,13=0,65 , m - qabırğalar arasındakı məsafə;

İLƏ- qabırğanın uclarının bərkidilmə üsulundan asılı olaraq əmsal; sparların flanşlarının uclarının sıxıldığına inanılır (divarın olması səbəbindən), (şək. 2.5), C l \u003d 4 ; stringerin ucları dəstəklənir (şəkil 2.5), C str = 2.

= 288.7*10 6 , Pa. (5.31)

(5.28) və (5.29) düsturlarına uyğun olaraq hesablamalar apararaq, ikinci ştatın yuxarı flanşının ölçülərindən istifadə edərək (5.27) əldə edirik:

F l.v.2 = 0,1186*10 -2 , m 2 ;

g l.v.2 \u003d 7.36 * 10 -3, m; I l.v.2 \u003d 51,86 * 10 -9, m 4 . (5.32)

= 294,2*10 6 , Pa; (5.33)

(kvadrat F l.v.2 bağlı dəri).

Stringer bölməsinin eskizinə uyğun olaraq (bax. Şəkil 5.5), biz dərinin xarici səthindən yuxarı stringerin ağırlıq mərkəzinə qədər olan məsafəni və sıxılma zamanı kritik bükülmə gərginliyini təyin edirik.

= 1,694*10 -4 , m 2 . (5.34)

=2,043*10 -3 , m. (5.35)

=1,206*10 -9 , m 4. (5.36)

=. (5.37),

Nəticələri təhlil edək:

s l.v.1.KR = 288.7*10 6 , Pa;

s l.v.2.KR = 293,6*10 6 , Pa ; (5.38)

s küç.V.KR = 47,9*10 6 , Pa

1-ci sparın yuxarı şelfinin kritik gərginliyinin qiyməti qeyri-kafidir. Fakt budur ki, bu dəyərə yaxın bir gərginlikdə, 1-ci sparın aşağı, uzanan, rəfi işləyəcək və bu, tikinti materialının məhsuldarlığından qat-qat azdır ( 380*10 6 , Pa ). Spar az yüklənəcək, qanad həddindən artıq ağır olacaq.

Üst stringer üçün kritik gərginliyin dəyəri də kiçikdir, stringer materialı səmərəli işləmir.

Ayağı gücləndirməklə 1-ci şpanın rəfi üçün kritik gərginliyi artıraq. Bu halda, spar flanşın ətalət anı I x l.v.1 əhəmiyyətli dərəcədə artacaq və kəsik sahəsi F l.v.1 bir qədər artacaq. 380/289 =1,31 yəni rəf üçün kritik gərginliyin artırılması arzu edilir

1-ci spar 35% . Ayağın qalınlığını artırın 14% , şək.5.6-da tövsiyə olunan nisbətləri saxlayaq və hesablamanı təkrar edək. Biz əldə edirik:

b’ l.v.1 \u003d 3,76 * 10 -3, m; h’ l.v.1 \u003d 30,1 * 10 -3, m.

F l.v.1 = 0,157*10 -2 ,m 2; g l.v.1=8.471*10 -3 , m; (5.39)

I l.v.1 = 87,87*10 -9 , m 4 ; s l.v.1 CR=376,5*10 6 , Pa;

(kvadrat F l.v.1 zolağın kəsişmə sahəsi nəzərə alınmaqla göstərilmişdir bağlı dəri).

Üst stringeri də gücləndiririk, qalınlığını 1,5 dəfə artırırıq və Şəkildə göstərilən nisbətləri qoruyuruq. 5.5. Nəticədə alırıq:

b səhifə B = 3,3*10 -3 , m; h səhifə B=16.5*10 -3 , m;

F səhifə B = 1.997*10 -4 , m 2; g p.B=3.65*10 -3 , m; (5.40)

I səhifə B = 4.756 *10 -9 , m 4 ; s p.V.KR=160*10 6 , Pa ;

(kvadrat F səhifə B zolağın kəsişmə sahəsi nəzərə alınmaqla göstərilmişdir bağlı dəri).

Demək lazımdır ki, optimal nəticələr əldə etmək üçün dizaynı düzəltmək üçün birmənalı tövsiyələr vermək mümkün deyil (5.39), (5.40). Burada bir sıra təxminləri yerinə yetirmək lazımdır (bunlarda qanadın dizaynının xüsusiyyətləri əks olunur).

5.3.4. Aşağı qanad kəmərinin dizaynı. 5.3.3-cü bənddə yerinə yetirilən bütün hərəkətləri təkrarlayaraq, aşağı qanad akkordunun elementlərinin bölməsinin ölçülərini müəyyənləşdiririk:

= = 0,4782*10 -2 ,m 2 ;

Sparların aşağı rəflərinin ümumi kəsişmə sahəsi:

= 0,4*0,4782*10 -2 = 0,1913*10 -2 , m 2 ;

Biri mərhələləri Model təyyarənin qurulması qanadların hesablanması və dizaynıdır. Qanadı düzgün tərtib etmək üçün bir neçə məqamı nəzərə almaq lazımdır: düzgün kök və son profillərin seçilməsi, onların təmin etdiyi yüklərə əsasən düzgün seçilməsi, həmçinin aralıq hava pərdələrinin düzgün dizaynı.

Qanad tikintisi harada başlayır?

Dizaynın əvvəlində izləmə kağızında təyyarənin tam ölçülü ilkin eskizi hazırlanmışdır. Bu mərhələdə mən modelin miqyasına və qanadların genişliyinə qərar verdim.

Aralığın Tərifi

İlkin qanad genişliyi təsdiq edildikdə, çəki müəyyən etmək vaxtı gəldi. Hesablamanın bu hissəsi xüsusi əhəmiyyət kəsb edirdi. Orijinal planda 115 sm qanad genişliyi var idi, lakin ilkin hesablama qanadlardakı yükün çox yüksək olacağını göstərdi. Buna görə də, qanad uclarını nəzərə almadan modeli 147 sm-ə qədər böyütdüm. Bu dizayn texniki baxımdan daha uyğun oldu. Hesablamadan sonra çəki dəyərləri ilə çəki cədvəli etmək mənim üçün qalır. Cədvəlimə orta dəri çəkilərini də əlavə etdim, məsələn, bir təyyarənin balsa dərisinin çəkisi mənim tərəfimdən qanad sahəsinin iki (qanadın alt və yuxarı hissəsi üçün) məhsulu və çəkisi kimi müəyyən edildi. kvadrat metr balza. Eyni şey quyruq və liftlər üçün də edildi. Gövdənin çəkisi yan tərəfin sahəsini, eləcə də gövdənin yuxarı hissəsini balzanın hər kvadrat metri üçün sıxlığın iki qatına vurmaqla əldə edilmişdir.

Nəticədə aşağıdakı məlumatları aldım:

• Linden, kub düym üçün 24 oz
• Balsa 1/32'', kvadrat düym üçün 42 oz
• Balsa 1/16'', kvadrat düym üçün 85 oz

Davamlılıq

Ağırlıq müəyyən edildikdən sonra təyyarənin dayanıqlı olmasını və bütün hissələrin adekvat ölçüdə olmasını təmin etmək üçün sabitlik parametrləri hesablanmışdır.

Sabit bir uçuş üçün bir neçə şərt təmin etmək lazım idi:

1. Birinci meyar orta aerodinamik akkordun (MAC) dəyəridir. Hər iki tərəfdən kök akkorda bir son akkord, hər iki tərəfdən də son akkorda kök akkordu əlavə etməklə və sonra ifrat nöqtələri bir-birinə birləşdirməklə həndəsi şəkildə tapmaq olar. MAR-ın mərkəzi kəsişmə nöqtəsində yerləşəcək.
2. Qanadın aerodinamik fokusunun dəyəri MAR dəyərinin 0,25-dir.
3. Bu mərkəz həm qanadlar, həm də liftlər üçün tapılmalıdır.
4. Sonra, təyyarənin neytral nöqtəsi müəyyən edilir: o, təyyarənin ağırlıq mərkəzini göstərir, həmçinin təzyiq mərkəzi (qaldırma mərkəzi) ilə birlikdə hesablanır.
5. Sonra, statik bir sərhəd müəyyən edilir. Bu meyar təyyarənin dayanıqlığını qiymətləndirir: nə qədər yüksəkdirsə, sabitlik də bir o qədər yüksəkdir. Bununla belə, təyyarə nə qədər sabitdirsə, bir o qədər manevr və daha az idarə oluna bilir. Digər tərəfdən, çox qeyri-sabit olan bir təyyarə də uça bilməz. Bu parametrin orta dəyəri 5 ilə 15% arasındadır
6. Lövhə əmsalları da hesablanır. Bu əmsallar ölçülərin nisbəti və qanadı olan məsafə vasitəsilə liftin aerodinamikasının effektivliyini müqayisə etmək üçün istifadə olunur.
7. Şaquli quyruq nisbəti adətən 0,35 ilə 0,8 arasındadır
8. Üfüqi quyruq nisbəti adətən 0,02 ilə 0,05 arasındadır

Doğru hava folqasının seçilməsi

Düzgün profilin seçilməsi təyyarənin havada düzgün davranışını müəyyən edir. Aşağıda hava lövhələrini yoxlamaq üçün sadə və sərfəli alətə keçid verirəm. Qanadların seçilməsi üçün əsas olaraq, qanad ucundakı akkord uzunluğunun kökdəki akkord uzunluğunun yarısına bərabər olduğu konsepsiyasını seçdim. Qanadda dayanmamaq üçün tapdığım ən yaxşı həll, kifayət qədər sürət əldə olunana qədər təyyarəni idarə edə bilmədən qanadın ucunda kəskin şəkildə daraltmaq idi. Mən buna qanadın sonunda aşağı çevirməklə və kök və son profillərin diqqətlə seçilməsi ilə nail oldum.

Kökdə mən qanad qalınlığı akkord uzunluğunun 16% -i olan S8036 hava folqasını seçdim. Bu qalınlıq qanadın içərisinə kifayət qədər güclü bir şpaq, eləcə də geri çəkilə bilən eniş qurğusu qoymağa imkan verdi. Son hissə üçün profil seçildi - S8037, bu da akkord qalınlığının 16% qalınlığına malikdir. Belə bir qanad yüksək qaldırma əmsalında, həmçinin eyni Reynolds nömrəsində S8036-dan daha yüksək hücum bucağında dayanacaq (bu termin müxtəlif ölçülü profilləri müqayisə etmək üçün istifadə olunur: Reynolds sayı nə qədər böyükdürsə, akkord da bir o qədər böyükdür. ). Bu o deməkdir ki, qanadın kökündə eyni Reynolds nömrəsi ilə tövlə ucunda olduğundan daha sürətli baş verəcək, lakin nəzarət üzərində nəzarət qalacaq. Bununla belə, kök akkord uzunluğu uc akkord uzunluğundan iki dəfə çox olsa belə, iki dəfə Reynolds nömrəsinə malikdir və sayının artırılması tövləni gecikdirəcək. Buna görə qanadın ucunu aşağı çevirdim ki, o, yalnız kökdən sonra tövləyə girsin.

Hava lövhələrini təyin etmək üçün resurs: airfoiltools.com

Qanad dizaynının əsasları üzrə nəzəriyyə

Qanadın dizaynı təyyarənin çəkisi və manevrlə bağlı əlavə yüklər üçün kifayət qədər qaldırma qabiliyyətini təmin etməlidir. Bu, əsasən iki kəmər, yuxarı və aşağı, çərçivə, eləcə də nazik dəri olan mərkəzi şpatın istifadəsi ilə əldə edilir. Qanad çərçivəsi nazik olsa da, qanadları kifayət qədər əyilmə gücü ilə təmin edir. Həmçinin, dizayn tez-tez arxa kənarın qarşısında sürüklənməni azaltmaq üçün əlavə dirəkləri ehtiva edir. Onlar həm əyilmə yüklərini götürə, həm də burulma sərtliyini artıra bilirlər. Nəhayət, burulma yüklərini udmaq üçün xidmət edən D-çərçivə adlanan qapalı eninə çərçivə yaratmaq üçün ön kənarı ştatın arxasına itələmək olar. Şəkil ən çox yayılmış profilləri göstərir.

1. Yuxarı qanadda çərçivənin mərkəzdə yerləşdiyi I-bölmə ştabı, həmçinin D-borusu adlanan örtüklü bir ön kənar var. D - Boru artan burulma sərtliyinə imkan verir və hər hansı digər spar konstruksiyalarına əlavə oluna bilər və tam örtülmüş qanad yaratmaq üçün arxa kənara da uzadıla bilər. Bu qanadda arxa spar sadəcə şaquli dayaqdır. Sadə bir idarəetmə təyyarəsi, başqa sözlə, yuxarıda menteşəli bir flap da var. Bu dizaynı təkrarlamaq asandır.
2. İkinci qanadda gücləndirilmiş əsas şpada malik olan, frontal yükləri udmaq üçün daha yaxşı uyğunlaşan C formalı şpaq var. Qanad mərkəzi menteşə ilə təchiz olunub ki, bu da yuxarı menteşə ilə müqayisədə boşluqları, eləcə də sürüklənməni azaldır.
3. Üçüncü profildə bir boru şəklində bir spar var, bunlar adətən plastik borulardan hazırlanır, istehsal üçün əlverişlidir, lakin borular düz və ya bükülmüş deyilsə, qanadın bükülməsi problem ola bilər. Problemi qismən əlavə D formalı boru istifadə etməklə həll etmək olar. Bundan əlavə, spar C formalı profildən hazırlanmışdır ki, bu da qanadın sərtliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Menteşə, menteşə boşluğunu azaltmaq və təmiz kənarlar üçün yuvarlaqlaşdırılmış qabaq kənarın mərkəzində dönmə nöqtəsi olan dairəvi profildir.
4. Dördüncü profildə həm ön, həm də arxa çərçivəyə malik tam qutulu dirək var. Boşluq əvvəlki profillə eyni xüsusiyyətə və eyni idarəetmə təyyarəsinə malikdir. Ancaq boşluğu gizlətmək üçün yuxarı və aşağı hissələrdə pərdələr var.

Bütün bu qanad dizaynları sparlar və radio ilə idarə olunan təyyarələr üçün montaj döngələri yaratmaq üçün xarakterikdir. Bu dizaynlar, istisnasız olaraq, qapaqları və aileronları texniki cəhətdən həyata keçirmək üçün yeganə yoldur və müxtəlif digər həllər onlara uyğunlaşdırıla bilər.

C - formalı və ya qutu şpatı?

Təyyarəm üçün güclü qabaqcıl kənarı və sadə şaquli ştatı olan taxta C profilli ştabı seçdim. Burulma sərtliyi və estetika üçün bütün qanad balza ilə örtülmüşdür.

Təyyarə 2 dərəcə daxili bucaqla dizayn edildiyi üçün və qanadın mərkəzindəki plastik boru qovşağı uzun müddət əyilmə yüklərinə qarşı dura bilməyəcəyi üçün plastik borular üzərində ağac seçildi. Sparın C formalı profili də I-profilindən daha əlverişlidir, çünki şpaq şəbəkəyə quraşdırmaq üçün bütün uzunluğu boyunca yivli olmalıdır. Bu əlavə mürəkkəblik güc və çəki nisbətinin nəzərəçarpacaq dərəcədə artması hesabına baş vermir. Qutu şpatı da çox ağırlıq verdiyi üçün rədd edildi, lakin onu qurmaq o qədər də çətin deyil və güc baxımından ən yaxşılardan biridir. Radom ilə birləşən sadə şaquli ştanq, qanadın qalan hissəsi örtülmüş və heç bir əlavə dəstək olmadan kifayət qədər güclü olduqda qanad dizaynının seçimi idi.

• Spar. Qanad şpiti qanad qaldırıcısından gələn əyilmə yükünü udmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. O, qanadın aerodinamik qüvvələrinin yaratdığı burulma qüvvəsini udmaq üçün nəzərdə tutulmayıb, lakin yük qanadın dərisinə yerləşdirilir. Bu yük bölgüsü yüngül və çox səmərəli yükləmə üçün uyğundur, çünki hər bir hissənin tam olaraq öz yeri var.
• Qanadların qanadları ¼ x ½ x 24'' ölçüləri olan tökmə bas ağacından hazırlanır. Material kimi cökə seçildi, çünki emal etmək asan və çəkisinə görə yaxşı gücə malikdir. Bundan əlavə, ixtisaslaşdırılmış mağazalarda düzgün ölçülü çubuqlar əldə etməyin asanlığı cəlbedicidir, çünki əlimdə taxtaları kəsmək üçün ağac emalı maşını yox idi.
• Qanadın çərçivəsi 1/32 düym qalınlığında əhəng təbəqəsindən hazırlanmışdır və yuxarıdan və aşağıdan şpaqlara bərkidilir. Belə bir çərçivə zəruridir, çünki o, hətta çox aşağı çəkidə qanadların sərtliyini və gücünü kəskin şəkildə artırır.
• Qanadın arxa kənarı/arxa dirəyi 1/16 düym qalınlığında balsa vərəqindən hazırlanmışdır ki, bu da burulma sərtliyi əlavə etməyə, həmçinin qanad qabırğalarını birləşdirməyə və idarəetmə müstəvilərini qabırğaların arxasına bağlamağa kömək edir.

AutoCAD ilə qabırğa dizaynı

Məlum olub ki, trapezoidal qanad üçün qabırğaların hazırlanması ilhamverici ola bilər. Bir neçə üsul var: birinci üsul qanadın profilinin ilk növbədə kök hissəsi üçün, sonra isə qanad ucu üçün trafaret üzərində kəsilməsinə əsaslanır. Bu, hər iki profilin boltlar ilə birləşdirilməsindən və bütün qalan hissələrin üzərinə çəkilməsindən ibarətdir. Bu üsul xüsusilə düz qanadlar hazırlamaq üçün yaxşıdır. Metodun əsas məhdudiyyəti yalnız bir az daralma olan qanadlar üçün uyğun olmasıdır. Problemlər, qanad ucu akkordu ilə qanad kök akkordu arasında əhəmiyyətli fərqlə hava pərdələri arasındakı bucağın kəskin artması səbəbindən yaranır. Bu vəziyyətdə, montaj zamanı böyük miqdarda odun itkisi, kəskin künclər və qabırğaların kənarları səbəbindən çətinliklər yarana bilər, bu da çıxarılmalı olacaq. Beləliklə, mən öz metodumu istifadə etdim: hər qabırğa üçün öz şablonlarımı düzəltdim və sonra mükəmməl qanad formasını əldə etmək üçün onları işlədim. Tapşırıq gözlədiyimdən daha çətin oldu, çünki kök hissəsinin naxışı sondan kəskin şəkildə fərqlənirdi və aralarındakı bütün profillər burulma və uzanma ilə birlikdə əvvəlki iki profilin birləşməsi idi. Mən dizayn proqramı kimi Autodesk AutoCAD 2012 Student Addition-dan istifadə etdim, çünki keçmişdə RC təyyarə modellərini modelləşdirərkən onun üzərində it yemişəm. Qabırğaların dizaynı bir neçə mərhələdə baş verir.

Hamısı məlumatların idxalı ilə başlayır. Ən çox sürətli yol Mən tapdığım AutoCAD-də pnevmatik lövhəni (profilləri UIUC hava profili verilənlər bazasında tapmaq olar) idxal etmək, x və y profil nöqtəsi koordinatlarının sütunları olan cədvəl şəklində excel formatında elektron cədvəl faylı yaratmaqdır. Təkrar yoxlamaq lazım olan yeganə şey, ilk və son nöqtələrin bir-birinə uyğun olub-olmamasıdır: qapalı bir kontur alırsınız. Sonra qəbul edilmiş faylı yenidən txt faylına köçürün və yadda saxlayın. Bunu etdikdən sonra, təsadüfən başlıqlar daxil etmisinizsə, geri qayıtmalı və mövzu ilə bağlı bütün məlumatları vurğulamalısınız. AutoCAD daha sonra eskizin birinci nöqtəsini qeyd etmək üçün "spline" və "paste" əmrini işlədir. Prosesin sonuna qədər "enter" düyməsini basın. Hava pərdəsi əsasən elə işlənir ki, hər akkord ayrıca elementə çevrilir ki, bu da miqyas və həndəsəni dəyişmək üçün çox əlverişlidir.

Profillərin plana uyğun çəkilməsi və qarşılıqlı yerləşdirilməsi. Qabaqcıl kənar və şpallar dərinin qalınlığını nəzərə alaraq, düzgün ölçüdə diqqətlə tamamlanmalıdır. Buna görə də rəsmdə dirsəklər əslində olduğundan daha dar çəkilməlidir. Naxışın daha bərabər olması üçün şpalları və ön kənarı olduğundan daha yüksək etmək arzu edilir. Həmçinin, şpallardakı yivlər elə yerləşdirilməlidir ki, şpatın qalan hissəsi qabırğalara otursun, lakin kvadrat qalsın.

Şəkil, aralıq olanlara bölünməzdən əvvəl əsas qanadları göstərir.

Şpat və onunla ön kənar birləşmə bir-birinə bağlanır ki, sonradan tikintidən kənarlaşdırıla bilsinlər.

Qanad və qabaq kənarı görünən qanad formasını yaratmaq üçün hava pərdələri bir-birinə birləşdirilir.

Spar və qabaqcıl kənar "çıxarma" əməliyyatı ilə çıxarılır, qanadın qalan hissəsi göstərilir.

Qanad "solidedit" və "shell" funksiyalarından istifadə etməklə çəkilir. Sonra, qanadın kök hissəsinin təyyarələri və ucları növbə ilə seçilir, çıxarılır və əldə edilən qanad dərisidir. Buna görə də, qanad dərisinin daxili hissəsi qabırğalar üçün əsasdır.

"Bölmə müstəvisi" funksiyasından istifadə edərək hər bir profilin eskizləri formalaşır.

Bundan sonra "bölmə müstəvisi" əmri altında bölmənin yaradılması seçilir. Bu əmrlə profilin bütün nöqtələrində yaradılmış profillər göstərilə bilər. Qanad qabırğalarını hizalamağa kömək etmək üçün qanadın arxa kənarından aparıcı kənarına qədər hər bir hissədə üfüqi xətt yaratmağı şiddətlə tövsiyə edirəm. Bu, qıvrılma ilə tikilirsə, qanadı düzgün şəkildə düzəldəcək və onu düz edəcəkdir.

Bu şablonlar əslində qanad dəriləri nəzərə alınmaqla yaradıldığından, profillərin daxili xətti qabırğaların qurulması üçün düzgün xəttdir.

İndi bütün qabırğalar "mətn" əmri ilə etiketləndikdən sonra onlar çapa hazırdır. Qabırğaları olan hər bir səhifədə printerdə çap üçün mövcud platforma ilə sxematik bir qutu yerləşdirdim. Kiçik qabırğalar qalın kağızda çap oluna bilər, böyük qanadlar isə düz kağızda çap edilə bilər, sonra kəsilməzdən əvvəl gücləndirilir.

Tam hissələrin dəsti

Qanadı dizayn etdikdən, bir təyyarə modelinin istehsalı üçün lazım olan bütün hissələri təhlil etdikdən və seçdikdən sonra tikinti üçün lazım olan hər şeyin siyahısı tərtib edildi.

Axın əyriliyinə görə sonlu genişlikli bir qanad, hava pərdəsi ilə müqayisədə əlavə induktiv müqavimətə malikdir. Asılılığa (8.13) əsasən, axının əyilməsini nəzərə alaraq qanad qaldırma əmsalını təyin etmək üçün bir düstur alırıq. O vaxtdan bəri , o zaman və ya .

Deməli, törəmə belədir

Aydın görünür ki, qanad aralığının sonlu dəyərinə görə dəyər profildən (sonsuz aralığın qanadından) az olur. Qanadın qaldırma əmsalının azalması ilə azalır (şəkil 8.24). Ceteris paribus, eyni miqdarda qaldırıcı əldə etmək üçün, sonlu genişlikli bir qanad, sonsuz genişlikli bir qanaddan daha böyük bir hücum bucağına sahib olmalıdır.

Əlavə induktiv sürükləmə qanad qütbünün formasının qanad qütbü ilə müqayisədə dəyişməsinə və onun artan sürüklənmə istiqamətində sürüşməsinə səbəb olur. Qrafik olaraq, induktiv müqavimət əmsalı koordinatlarda induktiv müqavimətin parabolasını təmsil edir (Şəkil 8.25). Son nəticədə bu, bu qanadın profilinin keyfiyyəti ilə müqayisədə qanadın keyfiyyətinin azalmasına gətirib çıxarır.

(8.14) üçün düstur plan forması induksiya edilmiş sürətin və qanadın aralığı üzrə maili bucağın bərabər paylanmasını təmin edən qanad üçün alınmışdır. Bu tələblər planda elliptik qanadla təmin edilir (profil akkordunda dəyişiklik asılılığa görə baş verir, kök akkordu haradadır), bu, span boyunca sürət dövriyyəsinin elliptik paylanmasını və ən aşağı induktiv müqaviməti təmin edir. Planda ixtiyari formada olan qanadlara gəldikdə, planda qanadın formasının təsirini nəzərə alan münasibətdən istifadə edə bilərsiniz:

Aşağı hücum bucaqlarında qanadın bütün səthi ayrılmadan düzəldilir. Hücumun orta və yüksək bucaqlarında, qanadın sərt ucuna yaxın baş verən qanadın yuxarı səthində axının ayrılması səbəbindən asılılıqlar və qeyri-xətti olur. Böyümə ilə axının ayrıldığı yer, axına qarşı ön tərəfə doğru hərəkət edir. Hücumun böyük bucaqlarında qanadın səthindən axının ümumi ayrılması müşahidə olunur ki, bu da qanad qaldırıcısının kəskin azalmasına səbəb olur.

Kəskin kənarları olan süpürülmüş qanadlarda axın ayrılması artıq orta hücum bucaqlarında yanal və aparıcı kənarlarda baş verir. Qabaqcıl kənarlardan axının ayrılması nəticəsində yaranan burulğanlar yuxarı səthdə əlavə seyrəklik yaradır ki, bu da qanad boyunca aerodinamik yükün yenidən paylanmasına səbəb olur. Nəticədə qanadın qaldırma qüvvəsi artır, asılılıqlar isə qeyri-xətti olur (şək. 8.26).

Aşağıdakı düsturdan istifadə edərək, aparıcı kənarda axının ayrılması səbəbindən əlavə qüvvəni nəzərə alaraq qaldırma əmsalını təxmini olaraq təyin edin: .

Əmsal A qabaq kənarın süpürmə bucağından, qanadın uzanmasından və daralmasından asılıdır.

Eksperimental məlumatlar göstərdi ki, müxtəlif həndəsi parametrləri olan, lakin eyni dəyərləri olan qanadlar üçün əmsal A praktiki olaraq eyni.

Dəyərin artması ilə, yəni artım və ya azalma ilə qaldırma əmsalının qeyri-xətti komponenti azalır.

Beləliklə, elementlərin əsas xüsusiyyətləri nəzərə alındı təyyarə, qaldırıcı qüvvə yaratmaqla, geniş sürət diapazonunda qanadlar və qanadlar üçün qüvvələr əmsalının dəyərinin hesablanması aparılmışdır.

Nəzarət sualları və tapşırıqlar

1. Qaldırma-çəkilmə nisbətini K təyin edin. Hansı obyektin qaldırma-çəkilmə nisbəti daha böyükdür: təcrid olunmuş hava folqası və ya sonlu uzunluqlu qanad və niyə?

2. Daşıyıcı qanadı təyyarənin burnundan müəyyən məsafədə yerləşir. Onun yerini nə müəyyənləşdirir? Onun əhatə dairəsi?

3. Profilin (qanadın) hansı hücum bucağı kritik adlanır və niyə?

4. Fövqəladə kritik uçuş sürətlərində hava folqasının sürüklənməsi hansı komponentlərdən ibarətdir?

5. Planda istənilən formalı qanadın uzanmasını hesablamaq üçün təklif olunan düstur hansı mülahizələrə əsaslanır, burada l qanadın genişliyi, S isə planda onun sahəsidir?

6. Sonlu genişlikli qanadın induktiv sürüklənməsinin səbəbi nədir? Sonlu uzunluqlu qanadın yaxınlığında qaz axını ilə nə baş verir? İnduksiya edilmiş sürətin bərabər paylanması və axının maili bucağının öz aralığı boyunca yayılması hansı qanad üçün xarakterikdir?

7. Uçuş çəkisi 60 ton olan, h hündürlüyü 10 km-ə bərabər olan sabit sürətlə uçan təyyarə üçün qaldırıcı, eni l 35 m, tərəf nisbəti isə 6 olan qanad tərəfindən yaradılır. qanad qaldırma əmsalı » 1 və hava gəmisinin sürtünmə əmsalı 0,2 olarsa, hava gəmisinin uçuş sürəti və elektrik stansiyasının təyyarəsi tərəfindən hazırlanmış itələmə qüvvəsi.

8. Təyyarələrdə cihazın eyni qalxma çəkisi ilə qanadın daşıma qabiliyyətini artıran və onun minimum uçuş sürətini azaldan müxtəlif tipli cihazlardan istifadə olunur. Bu cür qurğular ya profilin orta xəttinin əyriliyinin dəyişməsinə, ya da qanadın daşıyıcı səthinin sahəsinin dəyişməsinə və ya sərhəd qatının yuxarı səthindən üfürülməsinə (sorulmasına) əsaslanır. qanad və ya onun qanadı. Asılılığın təhlilinə və qanadın yuxarı səthindəki axının fiziki mənzərəsinə əsaslanaraq, sərhəd qatını üfürərkən (sorduqda) qanadın daşıma qabiliyyətinin (yəni ) artmasının səbəbinin nə olduğunu göstərin.

9. Kritikaltı (kritik, superkritik) aparıcı (arxa) kənar kimi bir şeyə hansı qanad aiddir?

10. Səsdən sürətli uçuş sürətlərində qanadların uclarının onun aerodinamik xüsusiyyətlərinə təsirini necə sıfıra endirmək olar?

11. Nə üçün şərti qanadın yuxarı səthində axının ayrılması onun yaratdığı qaldırıcını azaldır, iti qabaq kənarı olan süpürülən qanadlarda isə onu artırır?

Bir nəfər dedi: “Heç nə qanadın uçmasına mane olmamalıdır”. Qanadın gövdə və ya hər hansı qabarıqlıq və ya onun aerodinamikasını pozan hər hansı bir şey kimi qıvrımlara ehtiyacı yoxdur. Qanadın içərisində hər şey çıxarıldıqda, yalnız estetik görünüşü ilə deyil, həm də yaxşı uçuş xüsusiyyətləri ilə sevindirən çox zərif dizaynlar əldə edilir.
Şəxsən mən uçan qanadları tikinti asanlığına görə sevirəm. Ancaq uçan qanadı qiymətləndirməyin. Ən çox böyük problem LC dizaynında bu, hizalanmanın hesablanması və tənzimlənməsidir. Növbəti cümlə belədir: “Ən yaxşı təyyarə ehtiyatı olmayan təyyarədir”. Bütün xüsusiyyətlər və dizayn cari problemləri həll edəcək şəkildə seçilməlidir və eyni zamanda havada dağılmamalıdır (yeri gəlmişkən, məndə belə idi).

Bir il əvvəl öz gücümü sınamaq üçün öz uçan qanadımı necə quracağımı düşünürdüm. Nəzəriyyəni bildiyimi başa düşdüm, amma bu bilikləri praktikada necə tətbiq edəcəyim barədə heç bir fikrim yox idi. Biliklərimi sistemləşdirmək üçün mən Matlab r2009-da uçan qanadın (LC) fokusunun təxmini yeri üçün kalkulyator kimi bir şey yazmaq qərarına gəldim. Nəticə, girişində qanadın xüsusiyyətlərinin mətn faylı olan bir proqram oldu

Və nəticə bu şəkildir


Bu alqoritm http://www.rcdesign.ru/ Rotor qanadları forumunda bir məqalədə təqdim edilmişdir. Hissə 2. Qanadın həndəsəsi.

Ancaq bununla da dayanmadım və bu ideyanı inkişaf etdirmək qərarına gəldim. Proqramın əsas ideyası qanad ideyanızı tez bir zamanda bəzi çəki və ölçü xüsusiyyətlərinə çevirməkdir. Və mən ağırlıq mərkəzlərinin hesablanmasını proqrama əlavə etdim və LK-nı 3D-yə çevirdim. Və sonda bunu edə biləcək bir proqram əldə etdik.

proqram xüsusiyyətləri

Proqram hesablamağa qadirdir:
- planda qanad sahəsi
- eninə müstəvidə qanad sahəsi
- qanadın kütləsi
- qanad avadanlığının kütləsi
- cr + avadanlıqların ümumi kütləsi
- ümumi ağırlıq mərkəzi X,Z
- X,Z meydançasında qanadın fokuslanması
- X, Z əyilmədə qanadın fokuslanması
- qanad yükü
-
proqramları 3D formatında göstərir
- qanad həndəsəsi
- element həndəsəsi
- planda qanadın fokusunun yeri
- eninə müstəvidə fokusun yeri
- qanadın ağırlıq mərkəzinin yeri
- avadanlığın ağırlıq mərkəzinin yeri
- yer ümumi mərkəz ağırlıq

Proqram yaradır
- SolidWorks proqramında tikinti üçün profil əyriləri.
- SolidWorks proqramında elementlərin həndəsə nöqtələrinin buludları.

Bu parametrlərin toplusu LC-nin xüsusiyyətlərini qiymətləndirməyə imkan verir.

Proqramın mənfi cəhətləri
- aşağı interaktivlik
- dost olmayan interfeys
- Matlab biliyi tələb olunur

Faylın hazırlanması

WinDev - uçan qanadların ilkin hesablanması üçün proqramı ehtiva edən qovluq;
fanwing - uçan qanadı təsvir edən mətn faylları olan qovluq;
STEST, SolidWorks üçün mətn formatında saxlanılan əyri profilləri və nöqtə buludları olan qovluqdur.

Bu cür təsvirləri profil atlasında tapmaq olar.

Uzun onilliklər ərzində gəmilərin sürətinin tədricən artmasına əsasən quraşdırılmış mühərriklərin gücünü artırmaq, həmçinin gövdənin konturlarını yaxşılaşdırmaq və pervaneleri təkmilləşdirməklə nail olunmuşdur. İndiki vaxtda gəmi inşaatçıları - həvəskar konstruktorlar da daxil olmaqla - keyfiyyətcə yeni üsuldan istifadə etmək imkanı var.

Bildiyiniz kimi, suyun gəminin hərəkətinə müqavimətini iki əsas komponentə bölmək olar:

1) gövdənin formasından asılı olaraq müqavimət və dalğa əmələ gəlməsi üçün enerji xərcləri, və

2) gövdənin suya qarşı sürtünmə müqaviməti.

Bir yerdəyişmə gəmisinin sürətinin artması ilə onun hərəkətinə qarşı müqavimət, əsasən dalğa müqavimətinin artması səbəbindən kəskin şəkildə artır. Planerin gövdəsini sudan qaldıran dinamik qüvvənin olması səbəbindən sürüşmə gəmisinin sürətinin artması ilə müqavimətin birinci komponenti əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Mühərrik gücünü artırmadan sürəti artırmaq üçün daha geniş perspektivlər suda hərəkətin yeni prinsipindən - hidrofoillərdə hərəkətdən istifadə etməklə açılır. Planya plitəsindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək hidrodinamik xüsusiyyətlərə malik olan (eyni qaldırma qüvvəsi ilə) qanad, qanadlarda hərəkət rejimində gəminin müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Suda müxtəlif hərəkət prinsiplərinin tətbiqinin gəlirliliyinin sərhədləri Froude nömrəsi ilə xarakterizə olunan gəminin nisbi sürəti ilə müəyyən edilir:

L-nin D-nin kub kökü ilə mütənasib olduğunu fərz etsək (burada D gəminin yerdəyişməsidir), yerdəyişmə ilə saxta sayı tez-tez istifadə olunur:

Aşağı sürətlərdə qanadlı qayığın müqaviməti qanadların özlərinin və gövdəni qanadlarla birləşdirən dayaqların müqavimətinə görə planerin müqavimətindən bir qədər böyükdür (şəkil 1). Lakin gəminin gövdəsinin sudan tədricən çıxması səbəbindən sürətin artması ilə onun hərəkətə qarşı müqaviməti azalmağa başlayır və gövdənin sudan tamamilə ayrıldığı sürətlə ən aşağı qiymətə çatır. Eyni zamanda, qanadlarda qayığın müqaviməti planerin müqavimətindən əhəmiyyətli dərəcədə azdır, bu da eyni mühərrik gücü və yerdəyişmə ilə daha yüksək sürət əldə etməyə imkan verir.

Hidrofoillərin istismarı zamanı onların planerlərə nisbətən digər üstünlükləri və hər şeydən əvvəl daha yüksək dənizə yararlılığı aşkar edilmişdir, çünki qanadlarda hərəkət edərkən gövdə suyun üstündədir və dalğa zərbələri keçirmir. Aşağı sürətlə üzərkən, qanadlar da faydalı təsir göstərir, gəminin sürüşməsini azaldır. Mənfi keyfiyyətlər (məsələn, dayanacaqdakı böyük qaralama, çətin qanadlar) yüksək sürət ilə birlikdə yüksək naviqasiya rahatlığını təmin edən qanadlı gəmilərin əhəmiyyətini heç də azaltmır. Qanadlı gəmilərin üstünlükləri onlara dünyanın bir çox ölkələrində geniş populyarlıq qazandırdı.

Bu məqalə suda qanadların hərəkəti nəzəriyyəsindən əsas anlayışlar və asılılıqlar və kiçik yerdəyişmə gəmiləri ilə bağlı qanad sistemlərinin hesablanması və layihələndirilməsi üsullarını təqdim edir.

Hidrofoil hidrodinamiği

Qanadın forması (şəkil 2) onun genişliyi l, akkord b, süpürmə bucağı χ və ölüm bucağı β ilə müəyyən edilir. Əlavə parametrlər S = lb və nisbi aspekt nisbəti λ = l 2 /S baxımından qanad sahəsidir. λ = l/b aralığı boyunca sabit akkordu olan düzbucaqlı qanad üçün.

Qanadın axına münasibətdə mövqeyi qanad pərdəsinin α həndəsi hücum bucağı, yəni qanad akkordu ilə onun hərəkət istiqaməti arasındakı bucaqla müəyyən edilir.

Qanadın xüsusiyyətləri üçün əsas dəyər onun profilidir - qanadın aralığa perpendikulyar bir təyyarə ilə kəsilməsi. Qanad profili qalınlığı ilə müəyyən edilir e, profilin orta xəttinin konkavliyi f, eləcə də sıfır qaldırıcı qüvvənin bucağı α 0 . Profilin qalınlığı akkord boyunca dəyişir. Tipik olaraq, maksimum qalınlıq profil akkordunun ortasındadır və ya bir qədər irəliyə doğru dəyişir. Hər bölmədə profil qalınlığının ortasından keçən xəttə orta əyrilik xətti və ya profilin orta xətti deyilir. Maksimum qalınlığın və orta xəttin maksimum konkavlığının oxunun akkorda nisbətləri profilin nisbi qalınlığını və konkavliyini müəyyənləşdirir və müvafiq olaraq təyin olunur. e və f. Dəyərlər e və f və onların akkordun uzunluğu boyunca həndəsi mövqeyi onun paylarında ifadə edilir.

Sonsuz mayedə hərəkət edərkən sonsuz uzanan düz qanadın ətrafındakı axını nəzərdən keçirək.

Müəyyən müsbət hücum bucağında υ sürəti ilə qanadda gedən axın profilin yuxarı tərəfində sürətlənir, aşağı tərəfdə isə yavaşlayır. Bu zaman Bernulli qanununa görə yuxarı tərəfdə təzyiq azalır, aşağı tərəfdə isə artır (təzyiqsiz mayenin təzyiqi ilə müqayisədə). Əncirdə. Şəkil 3, ölçüsüz təzyiq əmsalının dəyişməsini göstərən qrafiki göstərir:

Təzyiq əmsalının mənfi dəyərləri vakuumu göstərir (səh<Р о), положительные - на наличие давления (р>R o).

Nəticədə yaranan təzyiq fərqi qanadda yuxarıya doğru bir qüvvə, yəni qanadın qaldırma qüvvəsi yaradır.

Şəkildən göründüyü kimi, seyrəkləşmə diaqramının sahəsi həddindən artıq təzyiq diaqramının sahəsindən xeyli böyükdür. Çoxsaylı təcrübələr göstərir ki, qaldırıcı qüvvənin təxminən 2/3 hissəsi seyrəkləşmə səbəbindən profilin yuxarı ("sorma") tərəfində, təxminən 1/3 hissəsi isə təzyiqin artması səbəbindən aşağı ("məcburiyyət") yaranır.

Qanada təsir edən təzyiq qüvvələrinin nəticəsi iki komponentə parçalana bilən ümumi hidrodinamik qüvvəni təmsil edir:

Y - qanadın hərəkət istiqamətinə perpendikulyar qaldırma qüvvəsi;
X - istiqaməti hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşən müqavimət qüvvəsi.

Bu qüvvələrin nəticəsinin profilə tətbiqi nöqtəsi profilin ön nöqtəsinə nisbətən M momenti ilə xarakterizə olunur.

Eksperimental tədqiqatlar göstərdi ki, qaldırıcı qüvvə Y, sürükləmə qüvvəsi X və onların momenti M asılılıqlarla ifadə olunur:

C y , C x , C m əmsalları qanadın hərəkət etdiyi mühitdən (hava və ya su) asılı olmayaraq, qanadın əsas xüsusiyyətləridir. Hal-hazırda qanadın hidrodinamik əmsallarının (xüsusilə C x və C m) nəzəri hesablanması üçün kifayət qədər dəqiq metod mövcud deyildir. Buna görə də, qanadın dəqiq xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün bu əmsallar külək tunellərində üfürmə və ya eksperimental hovuzlarda yedəkləmə yolu ilə təcrübi olaraq təyin edilir. Sınaq nəticələri S y , С x , С m əmsallarının α hücum bucağından asılılıq diaqramları şəklində verilmişdir.

üçün ümumi xüsusiyyətlər qanadlar əlavə olaraq qaldırıcı qüvvənin sürükləmə qüvvəsinə nisbətini əks etdirən K qanadının hidrodinamik keyfiyyəti konsepsiyasını təqdim edir:

Digər tərəfdən, hücum bucağının azalması ilə Su əmsalı demək olar ki, xətti olaraq sıfıra enir. Qaldırma əmsalının sıfıra bərabər olduğu hücum bucağının qiyməti sıfır qaldırma bucağını təyin edir α о. Sıfır qaldırma bucağı qanadın formasından və nisbi qalınlığından asılıdır. Qanadın hücum bucağının daha da azalması ilə lift mənfi olur.

İndiyə qədər biz dərin batmış sonsuz genişlikli qanadın xüsusiyyətlərindən danışırdıq. Həqiqi qanadlar yaxşı müəyyən edilmiş aspekt nisbətinə malikdir və mayenin sərbəst səthinin yaxınlığında işləyir. Bu fərqlər qanadın hidrodinamik xüsusiyyətlərində əhəmiyyətli iz buraxır.

λ = ∞ olan qanad üçün qanad aralığının hər bölməsində təzyiqin paylanması sxemi eynidir. Sonlu bir qanadda, maye qanadın uclarından həddindən artıq təzyiq sahəsindən nadir görülən sahəyə axır, təzyiqi bərabərləşdirir və bununla da qaldırıcılığı azaldır. Əncirdə. 7 sonlu aspekt nisbəti qanadının aralığı boyunca təzyiqin dəyişməsini göstərir. Maye daşması əsasən qanadın həddindən artıq hissələrində baş verdiyindən, onun təsiri aspekt nisbətinin artması ilə azalır və praktiki olaraq λ = 7-9-da qanadın xüsusiyyətləri sonsuz bir aralığa uyğun gəlir (şəkil 8).

Qanadın işinə təsir edən başqa bir amil onun yaxınlığında sərbəst maye səthinin olmasıdır - kütləvi sıxlıqlarda böyük fərq olan iki mühitin sərhədi (ρ su ≈ 800 ρ hava). Sərbəst səthin qaldırıcı qüvvəyə təsiri onunla izah olunur ki, qanad müəyyən qalınlığa malik olmaqla maye təbəqəni qaldırır, onu nə qədər az sıxırsa, qanad sərbəst səthə bir o qədər yaxın olar. Bu, mayenin ağır su altında qaldığı zamandan daha yavaş sürətlə qanad ətrafında axmasına imkan verir; qanadın yuxarı səthində nadirləşmənin böyüklüyü azalır.

Əncirdə. 9 seqmentar profilli qanad üçün sərbəst səthin altında nisbi batırılma dərinliyinin dəyişməsindən asılı olaraq təzyiq diaqramının dəyişməsini göstərir (qanadın nisbi batırılması qanaddan maye səthinə olan məsafənin nisbəti kimi başa düşülür) akkord dəyəri). Göründüyü kimi, sərbəst səthin təsiri qanadın sorma və ötürmə tərəfləri üçün eyni deyil. Çoxsaylı təcrübələr müəyyən etdi ki, daldırma təsiri əsasən qanadın üstündəki təzyiq diaqramına təsir edir, yüksək təzyiq sahəsi isə demək olar ki, dəyişməz qalır. Daldırmanın qanadın qaldırma qüvvəsinə təsir dərəcəsi daldırma artdıqca sürətlə azalır.

Aşağıda, şək. 12, sərbəst səthə yaxınlaşdıqda qanadın yuxarı səthində vakuumun azalmasını göstərən bir qrafikdir. Bu qrafikdən belə çıxır ki, sərbəst səthin təsiri qanad akkorduna bərabər olan immersionda onsuz da kiçikdir və h = 2-də qanad dərin suya batırılmış hesab edilə bilər. Əncirdə. 10, a, b, c müxtəlif nisbi daldırmalar üçün uzanması λ = 5 və qalınlığı e = 0,06 olan seqment profilinin düz qanadının hidrodinamik xüsusiyyətlərini göstərir.

Həqiqi qanad üçün yuxarıda sadalanan bütün amillərin ümumi təsirini nəzərə almaq lazımdır: qanadın forması, aspekt nisbəti, nisbi daldırma və s.

Qanadda inkişaf edən qüvvələrin böyüklüyünün asılı olduğu növbəti parametr hərəkət sürətidir. Qanadın hidrodinamikası nöqteyi-nəzərindən sürətin müəyyən bir dəyəri var, onun artıqlığı qanadın xüsusiyyətlərində əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olur. Bunun səbəbi qanadda kavitasiya fenomeninin inkişafı və bununla əlaqədar olaraq maye axını ilə hava folqasının ətrafındakı hamar axının pozulmasıdır.

Hərəkət sürətinin artması ilə qanaddakı seyrəklik buxar və qazlarla dolu kiçik baloncukların sudan çıxmağa başladığı dəyərlərə çatır. Axın sürətinin daha da artması ilə kavitasiya sahəsi genişlənir və qanadın emiş tərəfinin əhəmiyyətli bir hissəsini tutur, qanadda böyük bir buxar-qaz qabarcığı meydana gətirir. Kavitasiyanın bu mərhələsində qaldırma və sürükləmə əmsalları kəskin şəkildə dəyişməyə başlayır; bu halda qanadın hidrodinamik keyfiyyəti aşağı düşür.

Kavitasiyanın qanadın xüsusiyyətlərinə mənfi təsiri səbəbindən xüsusi bir həndəsə profilləri yaratmaq lazım idi. Hal-hazırda bütün hava pərdələri kavitasiyadan əvvəlki axın rejimində işləyən hava pərdələrinə və yüksək inkişaf etmiş kavitasiyaya malik olan qanadlara bölünür. Qeyd etmək lazımdır ki, təqdim etdiyimiz bütün asılılıqlar kavitasiya etməyən qanadlara aiddir (bu məqalədə kavitasiya edən qanadların xüsusiyyətləri nəzərə alınmır).

Kavitasiyanın qanadın işinə zərərli təsirinin qarşısını almaq üçün onu hesablayarkən kavitasiya ehtimalını yoxlamaq lazımdır. Kavitasiyanın baş verməsi, təzyiqin doymuş su buxarının təzyiqindən bir qədər aşağı düşdüyü profilin o nöqtələrində mümkündür, bunun nəticəsində buxarlar və qazlar ən kiçik hava kabarcıkları ətrafında cəmləşərək mayedən azad olmaq imkanı əldə edir. və suda həll olunan qazlar. Bu şərti belə yazmaq olar:

Qanadın süpürülməsi kavitasiya başlanğıcının məsafəsinə müsbət təsir göstərir. Bu vəziyyətdə əlaqə yaranır:

Hava sıçrayışının baş verməsi əsasən profildəki maksimum nadirləşmədən və qanadın dərinliyindən asılıdır. Bu fenomen, hərəkət edərkən suyun səthinə çox yaxın olan yüngül suya batırılmış qanadlara xüsusilə həssasdır. Buna görə də, sorma tərəfində seyrəkləşmə pikinin böyüklüyünü azaltmaq üçün yüngül su altında qalan qanadların profilləri kəskin qabaqcıl kənar ilə hazırlanır (şək. 13). Dərin suya batırılmış elementlər üçün havanın qanadlara keçmə ehtimalı azalır və buna görə də yuvarlaq burunlu profillərdən istifadə etmək mümkündür.

Təcrübədə qanadda havanın keçməsi bəzən qanadın hər hansı əşyalarla (üzən ot, taxta parçaları və s.) vurulması, qanadın hamar səthinin və ya kənarlarının zədələnməsi, həmçinin kavitasiyanın yaxınlığı nəticəsində baş verə bilər. dayaqlar, stabilizatorlar və s.

Qanad dizaynı

Qanad sisteminin əsas keyfiyyəti katzranın hərəkətinin kifayət qədər şaquli, uzununa və eninə sabitliyini təmin etmək, yəni qanadın üzərinə düşən yüklə hərəkət zamanı onun üzərində yaranan hidrodinamik qüvvələr arasında sabit bərabərliyi təmin etmək olmalıdır. Davamlılığın hər üç növü bir-biri ilə sıx bağlıdır və eyni şəkildə təmin edilir.

Qayığın sürətləndirilməsi prosesində, artıq qeyd edildiyi kimi, qanadların qaldırma qüvvəsi artır; qayığın çəkisi sabit qaldığından bərabərliyi qoruyur:

Qanadların ıslatılmış sahəsini dəyişdirərək qaldırıcı idarəetmənin tipik nümunəsi tanınmış "yığınlanmış" tipli qanad cihazıdır. Bu zaman cihaz bir-birinin üstündə yerləşən və qayığın sürəti artdıqca növbə ilə sudan çıxan bir sıra qanadlardan ibarətdir. Növbəti təyyarənin suyunu tərk edərkən qanadların su altındakı bölgəsindəki kəskin dəyişiklik, deadrise istifadə edərək aradan qaldırıla bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, qayığın yaxşı hərəkət sabitliyini və qanadlara asan çıxışını təmin edən “yığınlaşmış” qanad qurğuları, yaxın məsafədə yerləşən təyyarələrin və çoxlu sayda elementlərin qarşılıqlı təsiri nəticəsində hidrodinamik keyfiyyətin aşağı qiymətlərinə malikdir. onların interfeysləri. Buna görə də, qanadlardan daha çox istifadə olunur, daha yüksək keyfiyyətə malikdir və suyun səthindən keçən, böyük aralığın güclü keeled qanad təyyarələridir (şək. 14). Belə bir qanad qurğusu olan bir qayıq daban olduqda, əlavə qanad sahələri daban tərəfin tərəfdən suya daxil olur və bərpa anı yaradır.

Qayığın hərəkətinin sabitliyini təmin etməyin başqa bir yolu - qanadların qaldırma əmsalının dəyişdirilməsi ilə - hücum bucağının dəyişdirilməsi və ya qanadın suyun sərbəst səthinə yaxınlaşması ilə edilə bilər.

Qanadın hücum bucağı hərəkət sürətindən və qayığın su səthinə nisbətən mövqeyindən asılı olaraq avtomatik olaraq dəyişdirilir. Mövcud olanların əksəriyyəti avtomatik sistemlər qanadın daldırma dərinliyinin dəyişməsindən asılı olaraq hücum bucağında dəyişiklik həyata keçirir. Bu vəziyyətdə hücum bucağı ya bütün qanadı, ya da onun yalnız bir hissəsini çevirməklə dəyişdirilə bilər. Avtomatik idarəetmə qanadların hücum bucaqları yüksək hərəkət sabitliyini əldə etməyə imkan verir, lakin avtomatlaşdırmanın geniş yayılmasına ciddi maneə qanadların və idarəetmə sistemlərinin dizaynının mürəkkəbliyidir. İstehsal üçün daha sadə və daha əlçatan bir sistemin nümunəsi, suyun səthində sürüşmə ilə bir qolu istifadə edərək burun qanadının hücum bucağının dəyişdirilməsini təmin edən bir dizayndır. Burun qanadlarından hər hansı birinin batırılmasının artması ilə sistem hücum açılarının müvafiq artımını təmin edir, lakin belə bir sistemin hərəkətinin sabitliyinə nail olmaq çətindir.

Qaldırma əmsalını dəyişdirməyin ikinci yolu, vuruşun sürətinin artması ilə qanadların batırılmasının azalmasına və qaldırma əmsalının azalmasına əsaslanır. Bu metodun tətbiqi, qanadların dizayn iş rejimi onların sərbəst səth yaxınlığında hərəkəti olduqda mümkündür. Yüngül yüklü qanadlarda şaquli, uzununa və yanal hərəkət sabitliyi adətən asanlıqla təmin edilir. düzgün seçim qaldırma əmsalları və qanadların hücum bucaqlarının müvafiq seçilməsi və qanadın su səthinə yaxın hərəkət etdiyi rejimdə kifayət qədər kifayətdir.

Qayıq sərbəst səthə yaxın olan qanad hissələrində yuvarlandıqda qaldırma qüvvəsi azalır, batan hissələrdə isə (daban tərəfin tərəfdən) artır. Bunun sayəsində, dabanın əks istiqamətinə yönəldilmiş bir bərpa anı yaradılır. Qanadın mərkəzi hissələri batırmağı o qədər də dəyişdirmir və bərpa anına daha az təsir göstərir. Əncirdə. 15, qanad ucları tərəfindən yaradılan bərpa anının bütün qanadınkinə nisbətini göstərən bir qrafikdir.

Qrafikdən görünür ki, qanadın uzunluğu təxminən 1/4-ə bərabər olan ekstremal bölmələr xüsusi rol oynayır.

Yastı dayaqlı qanadın analitik bərpa anı düsturla ifadə edilir:

Yüngül suda qanadları olan qayıqlar üçün keçici şəraitdə (qanada çatmazdan əvvəl) hərəkətin yanal sabitliyi çox vaxt qeyri-kafi olur. Sabitliyi artırmaq üçün yüksək sürətlə sudan çıxan əlavə qanad elementlərindən istifadə olunur. Belə elementlər əsas təyyarənin üstündə yerləşən əlavə qanadlar və ya planka plitələri ola bilər.

Hərəkətin sabitliyini əsas təyyarənin davamı olan sözdə stabilizatorlardan istifadə etməklə də artırmaq olar. Stabilizatorlar ya əsas müstəvi ilə eyni akkord ola bilər, ya da uclara doğru genişlənir. Sərbəst səthin yaxınlığında yerləşən stabilizatorların yuxarı hissəsi, hətta əsas təyyarənin böyük daldırmaları ilə, qayığın hərəkətinin sabitliyini təmin edir. Stabilizatorların ölüm bucağı 25-35° arasında olmalıdır. Üçün (β<25° по засасывающей стороне стабилизаторов на основную плоскость может попасть атмосферный воздух; стабилизаторы с β>35° təsirsizdir. Stabilizatorların hücum bucağı (şaquli hissələrdə) adətən əsas müstəvi ilə eynidir və ya ondan ~0,5° böyükdür. Bəzən stabilizatorların effektivliyini artırmaq üçün hücum bucağı 0 ° aşağıdan (əsas müstəviyə nisbətən) və yuxarı ucunda 1,5-2 ° -ə qədər dəyişən edilir.

Sərbəst səthə yaxın fəaliyyət göstərən qanadlar üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edən burun profilinin konfiqurasiyasıdır. Əncirdə. 16 ən böyük paylanmış hidrofoillərin profillərini və cədvəldə göstərir. 1 onların qurulması üçün ordinatları göstərir.

Yuvarlaq burunlu Walchner sürət profili yaxşı hidrodinamik xüsusiyyətlərə və yüksək kavitasiya başlanğıc sürətinə malikdir, lakin bu profilin istifadəsi suyun səthindən əhəmiyyətli dərəcədə (qanad akkordunun yarısından çoxu) dalışlarda yerləşən qanad cihazlarının elementləri ilə məhdudlaşır. .

Dərin suya batırılmış elementlər üçün, eləcə də qanad stabilizatorları üçün düz qabarıq seqmentlə yanaşı, qabarıq-konkav "lune" seqmentindən istifadə edilə bilər. "Lune" tipli profil düz seqmentdən daha yüksək hidrodinamik keyfiyyətə malikdir, lakin istehsalı daha çətindir.

Bəzi hallarda, hidrodinamik keyfiyyəti yaxşılaşdırmaq üçün, seqment profilləri maksimum qalınlığın mövqeyini profilin ortasından buruna köçürməklə (onu akkordun 35-40% -ində yerləşdirməklə) və ya sadəcə burnu bir az doldurmaqla dəyişdirilir. profildən.

Profilin maksimum qalınlığının dəyəri yaxşı hidrodinamik xüsusiyyətlərin, strukturun möhkəmliyinin və kavitasiyanın olmamasının təmin edilməsi şərtlərinə əsasən seçilir. Adətən e = 0,04÷0,07; "lune" profilinin aşağı səthinin konkavliyi f n - 0,02.

Dəstəkləyici postlar üçün kiçik müqavimət əmsallarına malik biconvex seqment profilləri istifadə olunur; adətən onların e = 0,05.

Yüngül suya batırılmış qanadlı cihazların əsas çatışmazlığı onların aşağı dənizə yararlılığıdır: qanadlar tez-tez açıq qalır, qaldırma qabiliyyətini itirir. Qayığın nəticədə salınması o qədər əhəmiyyətli ola bilər ki, suya çox güclü təsirlər səbəbindən qanadlarda hərəkət qeyri-mümkün olur; hərəkət sürəti kəskin şəkildə azalır.

Yüngül suda qanadları olan qayığın dənizə yararlılığı əsas təyyarənin altında və ya üstündə yerləşən əlavə elementlərdən istifadə etməklə yaxşılaşdırıla bilər.

Birinci halda (şək. 17, a), dalğalardan az təsirlənən və daimi qaldırma qüvvəsi yaradan əlavə dərinliyə batırılmış element qayığa stabilləşdirici təsir göstərir, qanadların sıradan çıxma ehtimalını azaldır. Belə elementlərin yükü bütün cihazdakı yükün 50% -ə qədər ola bilər. Kiçik yerdəyişməli qayıqlar üçün dərin suya batırılmış təyyarənin ölçüləri o qədər kiçikdir ki, tıxanmış yollar boyunca üzərkən belə bir təyyarə asanlıqla zədələnə bilər, buna görə də "qağayı" şəklində dənizə yararlı elementlərdən istifadə etmək məsləhətdir (Şəkil 2). 17.6). Aşağı batmış qanadın orta hissəsindəki “qağayı” cihazı dayanıqlıq xüsusiyyətlərini azaltmadan qayığın dənizə yararlılığını yaxşılaşdırır. "Qağayı" nın ölüm bucağı 25-35 ° arasında seçilir; sabitlik səbəblərinə görə, aralığın təyyarənin tam məsafəsinin 0,4-0,5-dən çox olmadığı qəbul edilir. "Qağayı" nın bir qədər aşağı səmərəliliyi (düz dərin batırılmış elementlə müqayisədə) dizaynın sadəliyi və etibarlılığı ilə əsaslandırılır.

Əsas təyyarənin üstündə əlavə təyyarələrin quraşdırılması (Şəkil 17, c) qanadların nasazlığını aradan qaldırmır, lakin onların suya daxil olması pitching amplitudasını azaldır və gövdənin suya təsirini yumşaldır. Bu dövrə tam sürətlə dərinləşmiş elementi olan dövrələrə nisbətən bir qədər yüksək müqavimətə malikdir (əlavə təyyarələrin yuyulma ehtimalına görə), lakin bu əlavə təyyarələrin sahəsinin düzgün yerləşdirilməsi və seçilməsi ilə, qayığın keçid rejimində eyni vaxtda işlədiyi zaman müqavimətini azaltmaq və başlanğıc kimi qayığın qanadlara çıxışını sürətləndirmək mümkündür.

Qayığın dənizə yararlılığında bir qədər yaxşılaşma qanadların süpürülməsi sayəsində əldə edilə bilər. Bu halda, qanad sahəsi dalğa cəbhəsi boyunca yayılır ki, bu da bütün qanad təyyarəsinin eyni vaxtda məruz qalma ehtimalını azaldır. Bundan əlavə, dalğalarda dənizə yararlılıq, sakit suda hücum bucağı ilə müqayisədə qanadın hücum bucağının 1-1,5 ° artması ilə yaxşılaşır. Buna görə də, qanad qurğusunun gövdəyə bərkidilməsi üçün belə bir sistemin olması arzu edilir ki, bu da həyəcan vəziyyətindən asılı olaraq qanadın hücum bucağını asanlıqla dəyişdirməyə imkan verəcəkdir; belə bir sistem, üstəlik, qayığın sınaq dövründə qanadların optimal hücum bucaqlarının seçilməsi prosesini çox asanlaşdırır.

Qayığın dənizə yararlılığı da əsasən qayığın çəkisinin qanad qurğuları arasında paylanmasından asılıdır. Hal-hazırda iki qanadlı (yay və arxa) ən çox yayılmış qayıqlar üçün gəminin çəkisini paylamaq üçün üç variant şərti olaraq fərqlənə bilər:

1) çəkinin əsas hissəsi (70-75% -dən çox) burun cihazına düşür;
2) qayığın çəkisi yay və arxa tərəf arasında təxminən bərabər paylanır;
3) çəkinin əsas hissəsi yem qurğusunun üzərinə düşür.

IN xarici layihələr qayıqlar eyni dərəcədə tez-tez çəki bölgüsü üçün hər üç üsuldan istifadə edirlər; yerli gəmiqayırma təcrübəsində ikinci seçim ən çox istifadə olunur. Təcrübə göstərdiyi kimi, belə bir yük bölgüsü qayığı ən yaxşı dənizə yararlılıqla təmin edir.

Hidrofilin dizaynında ilk addım müəyyən bir mühərrik gücü üçün əldə edilə bilən sürəti müəyyən etməkdir (və ya tərs məsələni həll etmək).

Qayığın sürəti düsturla müəyyən edilə bilər:

Ümumi müqavimət K hidrodinamik keyfiyyəti ilə ifadə edilə bilər:

Ümumi hərəkət səmərəliliyinin dəyəri aşağıdakı kimi müəyyən edilir:

η p-nin dəqiq təyini yalnız pervanenin hərəkət əyrilərinin hesablanması zamanı mümkündür. Bu dəyər bir çox amillərdən asılıdır: səyahət sürəti; inqilabların sayı; pervanenin qəbul edilmiş ölçüləri; qanadların, çıxıntı hissələrinin və pervanenin nisbi mövqeyi və s. Qeyd edək ki, pervanenin seçilməsi və hazırlanması mürəkkəb və çox məsuliyyətli məsələdir.

Yaxşı seçilmiş və diqqətlə hazırlanmış pervaneler üçün 30-50 km / saat sürətlə η p = 0,6 ÷ 0,75 (yüksək sürətdə η p bir qədər azalır).

Model hazırlamaq və onun çəkmə müqavimətini təyin etmək çətin və bahalıdır, ona görə də fərdi tikinti üçün bu üsul qəbuledilməzdir. Adətən, belə hallarda, mövcud qayıqların sınaqlarından statistik məlumatların istifadəsinə əsaslanan təxmini bir üsul istifadə olunur.

Hətta tikilmiş qayıqlar üçün K və η p dəyərləri haqqında məlumat olmaya bildiyindən, (3) və (4) bəndlərinə uyğun olaraq tələb olunan gücü və ya əldə edilə bilən sürəti təyin edərkən sevk keyfiyyət amilindən K η istifadə etmək lazımdır. gücü, sürəti və sürəti məlum olduqda dəyəri hesablana bilən yerdəyişmə:

Hərəkət sürətinin qanadlarda kavitasiya başlanğıcına uyğun bir sürətə qədər artması ilə hidrodinamik keyfiyyətin azalması əsasən çıxan hissələrin müqavimətinin artması, sprey və aerodinamik müqavimət (yəni hava müqaviməti) səbəbindən baş verir. ). Bu müqavimət komponentlərinin dəyəri hərəkət sürətinin kvadratından və həm çıxan hissələrin, həm də su ilə və ya havada islanan bədənin özünün səthindən asılıdır.

Mövcud hidrofoillər üçün 60-70 km / saat sürətlə çıxan hissələrin, sprey və aerodinamik müqavimətin müqaviməti 20-25%, kiçik qayıqlar üçün isə ümumi sürüklənmənin 40% -ə qədərdir.

Yüksək hidrodinamik keyfiyyətə, yaxşı hərəkət qabiliyyətinə və dənizə yararlılığa malik hidrofoil qayığının layihələndirilməsində əsas məsələ hidrofoil elementlərinin seçilməsidir.

Qanadın ölçülərini seçmək üçün ilkin dəyər onun batırılmış hissəsinin sahəsidir, nisbətdən müəyyən edilir:

Qanadın ölçüləri (açıqlıq l və akkord b) kifayət qədər yüksək hidrodinamik keyfiyyətin, gəminin eninə dayanıqlığının və qanadın möhkəmliyinin təmin edilməsi zərurəti nəzərə alınmaqla, qanad sahəsi müəyyən edildikdən sonra təyin edilir.

Artıq qeyd edildiyi kimi, uzanma hidrodinamik keyfiyyətin böyüklüyünü müəyyən edir. Adətən, λ = l/b > 5 götürülür.Nəzərə almaq lazımdır ki, qanad genişliyinin artması gəminin hərəkət zamanı yanal dayanıqlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Kiçik qayıqlar üçün hərəkət zamanı yanal sabitliyin təmin edilməsi xüsusilə vacibdir. İstismar təcrübəsinin göstərdiyi kimi, tam qanad açıqlığı qayığın gövdəsinin enindən və 1,3 - 1,5 m-dən az olmamalıdır.

Nisbi sürəti aşağı olan qayıqlar üçün icra müəyyən edilmiş tələblər qanadların möhkəmliyinin təmin edilməsində fəsad yaratmır. Poladdan, alüminium-maqnezium ərintilərindən və ya hətta ağacdan hazırlanmış iki və ya üç dayaqlı qanadlardan istifadə etmək mümkündür. Maili stabilizatorlar (trapezoidal) olan bir qanadın istifadəsi dayaqların sayını bir və ya ikiyə endirməyə imkan verir. Lakin nisbi sürətin artması ilə qanadların gücü həlledici amil olur. Qanadların möhkəmliyini təmin etmək üçün, müqavimətin artması və qanadın yuxarı səthinə havanın əlavə sıçrayış ehtimalı səbəbindən son dərəcə arzuolunmaz olan çox sayda raf quraşdırmaq lazımdır; dəyişən genişlikdə təyyarələr hazırlamalı və ya müstəqil qanadları olan sxemlərdən istifadə etməlisiniz.

Əncirdə. 18 qayığın təxmin edilən sürətindən asılı olaraq qanadda təsir göstərən gərginliklərin dəyişməsini göstərən əyriləri göstərir. Bu əyrilər 500 kq yerdəyişmə qabiliyyətinə malik, iki yüngül su altında yastı qanadı olan, yükü bərabər paylanmış gəminin yay qanadı üçün qurulmuşdur.

Qrafik iki hal üçün asılılıqları göstərir:

• yanal sabitliyin təmin edilməsi şərtlərinə əsaslanan qanad bir müstəviyə malikdir (kesik əyrilər);
• qanad verilmiş aspekt nisbətinə malik iki ayrı qanaddan ibarətdir (bərk xətlərlə göstərilən əyrilər).

Qrafikdən göründüyü kimi, 10-12 m/s-dən çox sürətlə birinci variantın qanadının möhkəmliyini təmin etmək üçün ya üçüncü ayağı quraşdırmaq lazımdır ki, bu da hidrodinamik keyfiyyəti bir qədər aşağı salacaq. , və ya təkmilləşdirilmiş mexaniki xassələrə malik materialdan istifadə etmək. Eyni zamanda, müstəqil qanadlar üçün, bir-bir quraşdırıldıqda, eyni gərginliklər daha yüksək sürətlə (20-25 m / s) görünür.

Yuxarıdakı qrafik oxşar yerdəyişmələri olan qayıqların layihələndirilməsi zamanı qanad materialını seçmək üçün istifadə edilə bilər. Hər bir konkret halda, qanadı çubuq-təyyarələrdən və raflardan ibarət bir çərçivə kimi nəzərə alaraq, qanadların gücünün daha ətraflı və dəqiq hesablamalarını aparmaq lazımdır.

Gəmilərin istismarı və hidrofoillərin sınaqdan keçirilməsi təcrübəsinin göstərdiyi kimi, dalğalarda hərəkət edərkən qanad statik yük U-dan qat-qat böyük olan yüklərə məruz qalır. Nəticədə yaranan həddindən artıq yüklənmələrə qanad dalğadan keçərkən dipslər, dəyişiklik səbəb olur. dalğalar zamanı uzununa və şaquli pitching görünüşü və orbital sürətlər su hissəciklərinin mövcudluğu, həmçinin qanadların batırılmasının dəyişməsi səbəbindən qanadın hücum bucağında. Bu baxımdan, qanadların gücünü hesablayarkən artan təhlükəsizlik marjalarını tətbiq etmək lazımdır:

Hərəkət zamanı sudan çıxan qanad elementlərinin möhkəmliyini hesablayarkən dalğalarla hərəkət edərkən onların üzərinə baş verə biləcək müəyyən şərti yük təyin etmək lazımdır, rulonla və s.Bu halda hesab edilir ki, bu yük təsadüfi və təhlükəsizlik marjası n=1.25÷1.5-ə qədər azalır.

Daşıyıcı təyyarələrin əsas ölçülərini təyin etməklə yanaşı, dizayn edərkən rafların hündürlüyünü də müəyyən etmək lazımdır. Eyni zamanda, dizayner ziddiyyətli tələblərə cavab verir. Bir tərəfdən, qanad dayaqlarının hündürlüyünün artması gəminin dənizə yararlılığını yaxşılaşdırır, həm dalğalarda, həm də sakit suda kurs zamanı müqavimətin miqdarını azaldır. Digər tərəfdən, dayaqların hündürlüyünün artması qayığın uzununa və yanal dayanıqlığının pisləşməsinə səbəb ola bilər və ən əsası, qayıqda kursdan əvvəlki rejimlərdə qayığın müqavimətinin artmasına səbəb olur. qanadlar (dirəklərin ıslatılmış səthinin artması, pervane şaftının əlavə mötərizələri və s. hesabına) .

Tipik olaraq, rafların hündürlüyünü təyin edərkən aşağıdakı mülahizələr nəzərə alınır. Ən vacib amil mexaniki qurğunun qayığında ümumi yerləşmə şərtləri (mühərrik, xarici mühərrik) və pervanenin iş şəraiti ilə müəyyən edilən pervanenin oxundan gövdəyə qədər olan maksimum məsafədir. Məsələn, Moskva xarici mühərriki ilə bu məsafə 230-250 mm-dən çox deyil (bu, 290-300 mm transom hündürlüyünə uyğundur); motorun daha da dərinləşdirilməsi (aşağı salınması) qeyri-mümkündür, çünki işə salınmada pisləşməyə, silindrlərə və şamlara suyun daxil olmasına və s.

Stasionar mühərriklərdən istifadə edərkən, mühərriki qayığın uzunluğu boyunca yerləşdirmək və şaftın normal meyl bucağını (10-12 ° -dən çox olmayan) təmin etmək şərtlərindən çıxış etmək lazımdır. Z formalı transmissiyanın (bucaqlı sütun) istifadəsi, hətta stasionar bir mühərrik quraşdırarkən pervaneden korpusa qədər olan məsafəni artırmağa imkan verir.

Arxa qanad dayaqlarının hündürlüyü h k elə olmalıdır ki, qanadlarda gediş zamanı pervane açıq qalmasın və atmosfer havasını udmasın. Pervaneyi qanadın müstəvisinin altına yerləşdirmək, qanad və bıçaq arasında pervanenin diametrinin 10-15% -nə bərabər bir boşluq buraxmaq arzu edilir.

Xarici mühərrikləri quraşdırarkən, qanad adətən anti-kavitasiya lövhəsi səviyyəsində quraşdırılır.

Burun qanadının dayaqlarının hündürlüyü h p qanadlarda gediş zamanı qayığın bəzək dəyərinə əsasən müəyyən edilir və düsturla hesablana bilər:

Mövcud motorlu qayıqlar və qayıqlar üçün ψ = 1÷3°. Nisbətən yüksək sürəti olan qayıqlar üçün trim bucağı bir qədər az seçilir, çünki bu vəziyyətdə qanad giriş rejimi daha aşağı sürətlərə keçir və "qorba" üzərində müqavimət azalır.

Bir hidrofoil qayığını dizayn edərkən həll edilməli olan əsas məsələlərdən biri qanadlara girişdir. Nisbi sürəti yüksək olan qayıqlar üçün bu məsələ əsas ola bilər.

Sürətlənmə zamanı, qanadların qaldırma gücü hələ də kiçik olduqda, qayıq gövdə üzərində hərəkət edir. Sürətin artması ilə qanadların qaldırma qüvvəsi artır və qayıq əvvəlcə yay qanadında və gövdədə, sürətin daha da artması ilə hər iki qanadda hərəkət etməyə başlayır. Qayıq yay qanadına girdiyi anda suyun hərəkətə qarşı müqaviməti ən böyük dəyərə çatır; müqavimət əyrisində bu an xarakterik bir "qorqa"ya uyğun gəlir (bax. Şəkil 1). Gövdə sudan çıxdıqda onun islanmış səthi azalır və müqaviməti azalır. Müəyyən bir sürətlə - qanadlara daxil olma sürəti adlanan - gövdə tamamilə sudan ayrılır. Qanad sahələrini seçərkən təkcə maksimum sürət deyil, həm də sudan ayrılma sürəti hesablanır.

Qayığın bütün sürətlərində qanadların qaldırma qüvvəsi onun ağırlığını tarazlaşdırır. Buna görə də, maksimum sürətdə v su altında qalan qanad sahəsi S və qaldırma əmsalı C y, uçuş sürətində isə υ o qanad sahəsi S o və qaldırma əmsalı C y0 olarsa, onda aşağıdakı şərt yerinə yetirilməlidir:

Düz qanadın su altında qalan sahəsinin sabit qaldığını nəzərə alsaq, yuxarıdakı tənlikdən (7) belə qənaətə gəlmək olar ki, düz aşağı su altında qalmış qanadı olan bir qayıq üçün qalxma sürəti:

Yüksək nisbi sürətlərdə müqavimət təpəsini dəf etmək üçün yastı qanadlı qayıqlarda köməkçi planka səthləri və ya əlavə qanadları olmalıdır və ya hərəkət zamanı əsas qanad təyyarələrinin hücum bucağını dəyişdirə bilməlidir. Gövdənin sudan ayrılma sürətini azaltmaq üçün daşıyıcı səthlərin ümumi sahəsini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq lazımdır. Əlavə daşıyıcı səthlər elə yerləşdirilməlidir ki, sürət artdıqca və əsas təyyarələr qalxdıqca onlar tədricən suyu tərk etsinlər və əlavə müqavimət yaratmasınlar; bunun üçün onları qıvrımlı etmək (ölü bucaq 20-30°) və onları qanad akkordundan az məsafədə gövdəyə və əsas təyyarələrə yaxınlaşdırmamaq tövsiyə olunur.

Başlanğıc elementlərinin səmərəliliyini artırmaq üçün yuxarı elementləri aşağılardan daha böyük hücum bucağı ilə quraşdırmaq məsləhətdir. Suyun səthindən yuxarıda yerləşən (maksimum sürətlə hərəkət edərkən) köməkçi təyyarələrin quraşdırılması, artıq qeyd edildiyi kimi, gəminin dənizə yararlılığını və dayanıqlığını artırır.

Əncirdən göründüyü kimi. 19, gəminin qanadlara çatan sürətlərində, müqavimətin əsas hissəsi gövdənin müqavimətidir. Buna uyğun olaraq, sürətlənməni asanlaşdırmaq üçün gəminin gövdəsinin konturlarına bənzər yaxşı tərtib edilmiş konturlar olmalıdır. adi gəmilər, qanadla giriş rejiminə uyğun sürətlə hərəkət etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Cədvəldə. 2 əsas elementləri və müqayisəli göstərir! hidrofoils üzrə beş yerli motorlu qayıq və qanadlı altı nəfərlik qayıq "Volqa" (Şəkil. 20) xüsusiyyətləri, yaxşı yuxarıda müddəaları təsvir.

"L-3" plastik motorlu qayıq üçün qanad qurğusunun hesablanması

Qanadları dizayn edərkən, gəminin hərəkətinin sabitliyini təmin etmək üçün əsas tələblərə əlavə olaraq, aşağıdakı vəzifələr qoyuldu:

• eyni Moskva xarici mühərriki quraşdırarkən ümumi yerdəyişməsi 480 kq (göyərtədə dörd nəfər) olan motorlu qayığın yüksək sürət keyfiyyətlərini təmin etmək;
• 300 mm dalğa hündürlüyündə tam yüklə ria qanadlarının gedişi zamanı qənaətbəxş dənizə yararlılığı təmin etmək.

Qanad sahələrinin hesablanması aşağıdakı ardıcıllıqla aparılmışdır.

Qayığın təxmini sürətinin müəyyən edilməsi. Qayığın seçilmiş qanad sxemi P.Korotkovun qayığında istifadə edilən sxemə bənzədiyindən və onların sürətləri yaxın olduğundan, L-3 qayığı üçün hərəkət keyfiyyəti P.Korotkovun qayığında olduğu kimi götürülüb, yəni K. η = 5 .45.

Bu K η dəyəri ilə motorlu qayığın sürəti:

Yüksək sürət və dənizə yararlılıq əldə etmək və qanadla giriş rejimində sürüklənməni azaltmaq üçün yay qanadında qaldırma qüvvəsi əmsalının orta qiyməti C yn = 0,21-ə bərabər götürüldü. Eyni zamanda, qanadın yüngül su altında qalan hissələrinin qaldırma əmsalının dəyəri bu dəyərdən bir qədər azdır, bu da hərəkət zamanı qanadın artan sabitliyini təmin edir; dərin batmış elementin orta qiyməti Su onun əhəmiyyətli çökməsi səbəbindən bir qədər böyükdür. Qayığın aşağı sürəti nəzərə alınmaqla arxa qanadın qaldırma əmsalı C uk = 0,3-ə bərabər götürüldü.

Seçilmiş C y dəyərləri üçün qanadların sahəsi (yəni, qanadın üfüqi müstəviyə proyeksiyasının sahəsi) bərabərdir:

Baxılan iş üçün "qağayı" nın yelləncəyi əvvəlcə 500 mm-ə bərabər götürüldü. Bununla belə, dərin batmış elementin mütləq və nisbi dərinliyini artırmaq və bununla da qanadın dənizə yararlılığını artırmaq üçün dərin batmış elementin sahəsini və onun ölüm bucağını saxlamaqla, onun orta akkordu 170 mm-ə endirməklə span 600 mm-ə qədər. Aşağı daldırma təyyarələrinin sahəsini dəyişdirməmək üçün ümumi qanad genişliyi 1550 mm-ə qədər artırıldı.

Qanadların gücünün hesablanmasından göründüyü kimi, sakit suda hərəkət edərkən qanadlardakı gərginliklər ο = 340 kq/sm 2 dəyərlərinə çatır. Təhlükəsizlik faktoru n = 3 ilə, qanadların möhkəmliyi ο T = 1200 kq/sm 2 materialdan istifadə etməklə təmin edilə bilər.

Qanad qurğusunun çəkisini azaltmaq üçün material olaraq ο T = 1200 kq/sm 2 olan AMg-5V markalı yaxşı qaynaqlanmış antikorozif alüminium-maqnezium ərintisi seçilmişdir.

Qayığın qanad qurğusunun dizaynı Şek. 23.

Qanadların hündürlüyünün təyini. Mühərrikin qayığın transomuna yerləşdirilməsi şərtlərinə uyğun olaraq, arxa qanad dayağının hündürlüyü h k = 140 mm seçildi (bu halda, transomdakı motor sıxacının kəsilməsinin hündürlüyü 300 mm idi).

Qaçış triminin dəyərini nəzərə alaraq ψ = 1 ° 20 ", burun qanadının dayağının hündürlüyünü əldə etdik:

Qayığın qaçış və istismar keyfiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün qanad cihazına aşağıdakı dizayn xüsusiyyətləri verilmişdir:

• burun qanadının sərbəst ucları hamar şəkildə yuvarlaqlaşdırılıb ki, bu da burulğan əmələ gəlməsi nəticəsində son itkiləri azaldır və bununla da hidrodinamik keyfiyyəti və hərəkət sabitliyini artırır;
• qanadların yüngül suya batırılmış hissələrinin daxil olan kənarı 1 mm aşağı əyilmişdir ki, bu da qanadın suya giriş bucağını azaltmaqla, dalğalar zamanı qanadın vaxtaşırı atıldığı zaman sıçramaların əmələ gəlməsini azaldır. suyun, dalğa ilə kəsilməsi;
• burun qanadlarının dayaqları dəyişən kəsikdən hazırlanır: dayaqların hərəkət zamanı suda olan hissələri daha incə, gövdə ilə birləşmə yerlərində isə daha qalın olur. Bu, qanadın gücünü azaltmadan hərəkət edərkən dayaqların müqavimətini azaldır;
• qanad dayaqları dizayn sürəti ilə su xəttinin üstündən irəli əyilmişdir, bu da qanad dayaqları suyun səthindən keçərkən sıçrayışı azaldır;
• yay və arxa qanadlarda qayığın müxtəlif yükləri üçün və dalğalardan asılı olaraq optimal hücum bucaqlarını seçmək üçün qanadların bucaqlarını asanlıqla dəyişməyə imkan verən bərkidicilər var;
• Burun qanadının montajının dizaynı, yolda qanadın hücum bucaqlarını seçməyə imkan verən bir mexanizm quraşdırmaq imkanını təmin edir.

"L-3" motorlu qayıq üçün qanad qurğusunun hesablanması üçün yuxarıda göstərilən sxem, əsasən hər hansı motorlu qayıqların və qayıqların qanadlarını hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, hər bir konkret halda ardıcıllığın dəyişməsinə və ya daha ətraflı hesablamalara və dəqiqləşdirmələrə ehtiyac yaradacaq spesifik xüsusiyyətlər ola bilər.

Qanad qurğusunun istehsalı, quraşdırılması və sınaqdan keçirilməsi

Ən çox vaxt aparan proses profil boyunca qanadların işlənməsidir. Verilmiş qanad profilini əldə etməyin bir neçə yolu var, lakin onlardan ikisi ən çox yayılmışdır (şək. 24):

1) qanad təyyarələri borudan kəsilmiş boşluqlardan hazırlanır. Dairəvi seqment formasına malik profil üçün kütük borusunun diametri nomoqramdan müəyyən edilə bilər (şək. 25). Borunun daxili səthi bir müstəvidə frezelənir, xarici səth isə istənilən profilə kəsilir;

2) qanad təyyarələri təbəqə materialından hazırlanır. İstədiyiniz profili əldə etmək üçün yuxarı səth verilmiş ordinatlar boyunca uzanır və ya frezelənir və nəticədə "addımlar" əl ilə doldurulur.

Konveks-konkav profilini əldə etmək lazımdırsa, qanad təyyarəsi bükülür və ya material mexaniki olaraq seçilir.

Mümkün deyilsə, kiçik ölçülü qanadlar emaləl ilə tərtib edilə bilər.

Emal prosesində və bitmiş qanadların və dayaqların profillərini yoxlamaq üçün adətən ± 0,1 mm dəqiqliklə müəyyən edilmiş ordinatlara uyğun hazırlanmış şablonlar istifadə olunur. Şablondan profil sapmaları qanadın maksimum qalınlığından ± 1 ° / o-dan çox olmamalıdır.

Təyyarələri və rafları emal etdikdən sonra qanadlar yığılır. Quraşdırma düzgünlüyünü təmin etmək və qaynaq zamanı deformasiyaların qarşısını almaq üçün qanadları metaldan və ya hətta ağacdan hazırlana bilən bir jigdə yığmaq və qaynaq etmək tövsiyə olunur. Qaynaqlar mişarlanmalıdır.

Dirəklər vasitəsilə qanadın yuxarı səthinə havanın keçmə ehtimalını azaltmaq üçün dayaqların təyyarələrə yapışdığı yerlərdə radiuslar boyunca hamar keçidlər olmalıdır və dayağın ən böyük hissəsində keçid radiusu 5-dən çox olmamalıdır. onun akkordunun %, və burunlarda ən böyük keçid radiusu 2-3 mm olmalıdır.

Yığılmış qanadda aşağıdakı dəyərlərdən çox sapma olmamalıdır:

• qanad genişliyi və akkord qanad akkordunun ±1%-i;
• strut chord ±1% strut chord;
• sağ və sol tərəflərdə quraşdırma bucaqlarının fərqliliyi ("spin") ± 10 ";
• gəminin uzunluğu boyunca təyyarələrin əyilməsi və rafların hündürlüyü ± 2-3 mm.

Qanadları korroziyadan qorumaq üçün rəngləmə təmin edilirsə, doldurma tamamlandıqdan sonra səth rənglənir və sonra cilalanır. Qanadları rəngləmək üçün adətən müxtəlif emaye və laklar, polyester və epoksi qatranlar və digər suya davamlı örtüklər istifadə olunur. Əməliyyat zamanı boya və lak örtükləri tez-tez yenilənməlidir, çünki qanadın ətrafında yüksək sürətlə axan su onların sürətlə məhv olmasına səbəb olur.

Hazır qanad qayığa quraşdırılmışdır. Qanadların gövdəyə nisbətən mövqeyi hesablamaya uyğun olaraq saxlanılmalıdır. Təyyarələrin üfüqiliyi səviyyə ilə yoxlanılır və quraşdırma bucaqları ± 5 "dəqiqliyi ilə goniometrlər tərəfindən yoxlanılır.

Qanadların gövdəyə bərkidilməsi kifayət qədər sərt və möhkəm olmalıdır ki, qanada əhəmiyyətli g-qüvvələrin təsiri altında hərəkət zamanı hücum bucaqlarının fiksasiyası təmin edilsin. Bundan əlavə, montajlar qanadların əsas müstəvilərinin quraşdırma bucaqlarının asanlıqla dəyişdirilməsinə (±2÷3° daxilində) imkan verməlidir. Seçilmiş qanad sxemində, nisbi sürətdə və ya digər xüsusiyyətlərdə prototipdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən qayıqlar üçün.

Qanadları hündürlükdə yenidən düzəltmək imkanını təmin etmək arzu edilir (optimal mövqe seçmək üçün).

Təcrübə göstərdiyi kimi, hidrofoillərin istehsalı və quraşdırılmasının dəqiqliyi üçün bu tələblərin yerinə yetirilməsi zəruri şərt; tez-tez verilən ölçülərdən hətta kiçik sapmalar tamamilə uğursuzluğa və ya səhvləri düzəltməyə və qanad cihazının dəqiq tənzimlənməsinə vaxt və pulun lazımsız xərclənməsinə səbəb ola bilər. Adətən əvvəldən düzgün hazırlanmış qanadları olan bir qayıq asanlıqla suyu tərk edir və qanadlarda hərəkət edir; yalnız kiçik bir incə tənzimləmə tələb olunur - bütün sürət diapazonunda sabit hərəkət əldə etmək və ən yaxşı qaçış və dənizə yararlılığı təmin etmək üçün optimal hücum bucaqlarının seçilməsi.

Qanadların quraşdırılmasının ilkin bucaqları, adətən, qanadların çıxan kənarlarını birləşdirən xəttə nisbətən qanadların hücum bucaqlarının bərabər olduğu qəbul edilir: yay qanadında 2-2,5 ° və arxa tərəfdə. 1,5-2 °. Gəminin bitirmə sınaqları zamanı qanadların quraşdırılması bucaqlarını dəqiqləşdirməklə yanaşı, qayığı hərtərəfli sınaqdan keçirmək lazımdır: onun sürətini, dənizə yararlılığını və manevr qabiliyyətini təyin etmək: onun üzərində üzmək üçün tamamilə təhlükəsiz olduğuna əmin olmaq. .

Bitirmə sınaqlarını keçirməzdən əvvəl qayığın yerdəyişməsi hesablanmış birinə çatdırılmalıdır. Qayığı çəkmək və uzunluğu boyunca onun ağırlıq mərkəzinin mövqeyini təyin etmək tövsiyə olunur. Bundan əlavə, mühərrikin xidmət qabiliyyətini əvvəlcədən yoxlamaq lazımdır.

Gəmi sınaqdan keçirərkən aşağıdakı qaydalara əməl edilməlidir:

1) testlər sakit havada və dalğalar olmadan aparılmalıdır;

2) gəmidə əlavə insanlar olmamalıdır; bütün test iştirakçıları üzməyi bacarmalı və fərdi həyat xilasedici avadanlıqlara malik olmalıdır;

3) qayıqda 1 ° -dən çox ilkin yuvarlanma olmamalıdır;

4) sürətin artırılması tədricən aparılmalıdır: sürətin hər yeni artımından əvvəl sükan qurğusunun düzgün işləməsinə və qayığın həm düz yolda, həm də manevr zamanı kifayət qədər yanal dayanıqlığa malik olmasına əmin olmaq lazımdır. Təhlükəli hadisələr zamanı - əhəmiyyətli dərəcədə artan rulonlar, gövdənin suya basdırılması, yanal dayanıqlığın və idarə oluna bilənliyin itirilməsi - sürəti azaltmaq və bu hadisələrin səbəblərini tapmaq lazımdır;

5) qayığın sürətləndirilməsinə başlamazdan əvvəl yolun aydın olmasına və kursda qəfildən gəmilərin, qayıqların, üzən insanların və əşyaların görünməsi təhlükəsinin olmadığına əmin olmaq lazımdır. Sınaqlar başqa gəmilərin və şamandıraların olduğu yerlərdə və ya çimərliklərə yaxın yerlərdə aparılmamalıdır;

6) qayıqları və motorlu qayıqları idarə etmək üçün bütün qaydalara ciddi riayət etmək lazımdır.

Test zamanı aşağıdakı hallar baş verə bilər:
1. Qayıq kaman qanadına getmir. Bunun səbəbləri yay qanadının kiçik bir hücum bucağı və ya qayığın çox yayın mərkəzləşməsi ola bilər. Gəminin yay qanadına çatması üçün qayığın mərkəzləşdirilməsini dəyişdirmək lazımdır və ya bu işləmirsə, yay qanadının bucağını tədricən artırın (20 "); bu vəziyyətdə bir az edə bilərsiniz. sərt qanadın bucağını azaldın (10-20"). Yay qanadının hücum bucağı elə seçilməlidir ki, qayıq asanlıqla çıxsın və yay qanadında sabit hərəkət etsin. Yay qanadına girərkən sürət artmalıdır.

2. Qayıq arxa qanadına getmir. Səbəblər arxa qanadın kiçik bir hücum bucağı və ya çox arxa ağırlıq mərkəzi ola bilər. Bu, eyni iki yolla aradan qaldırıla bilər: qayığın mərkəzləşdirilməsini dəyişdirməklə və ya sərt qanadın quraşdırılması bucağını tədricən artırmaqla (20/); eyni zamanda qayıq yay qanadına çatmağı dayandırarsa, onun hücum bucağı da artırılmalıdır (10 ").

3. Qat qanadına çatdıqdan sonra qayıq rəvan şəkildə yay qanadına düşür; eyni zamanda, burun qanadının təyyarəsindən heç bir tövlə yoxdur. Bu fenomen, qanad hərəkəti zamanı trim bucağının azalması səbəbindən burun qanadının hücum bucağının azalması ilə əlaqədardır. Burun qanadının quraşdırılması bucağını 10-20" artırmaq lazımdır.

4. Qat qanadına çatdıqdan sonra qayıq kəskin şəkildə kaman qanadına düşür; eyni zamanda, burun qanadında axın ayrılıqları və qanad ifşası müşahidə edilə bilər. Burun qanadının hücum bucağı böyükdür və 5-10" azaldılmalıdır.

5. Qanadlarda gəminin gedişi zamanı arxa qanad uğursuz olur; eyni zamanda arxa qanad dayaz dərinliyə gedir, pozulmalar müşahidə olunur. Arxa qanadın hücum bucağı böyükdür və 10-20" azaldılmalıdır.

6. Qayıq böyük bir rulonla qanadlara çıxır; isə rulon artan sürətlə artır. Sağ və sol tərəflərdə qanadların quraşdırılması açılarının üst-üstə düşməsini yoxlayın və təyyarələrin "bükülməsini" aradan qaldırın. Sürətlənərkən rulon azalırsa, bu, qanadlara çatan qayıq rejimində yanal sabitliyin aşağı olduğunu göstərir. Sürətlənmə zamanı qayığın dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq üçün aşağıdakı tədbirlər tövsiyə oluna bilər: çıxışda onun batmasını azaltmaq üçün yay qanadının hücum bucaqlarını artırmaq; kömür azaldın! arxa qanadın çıxışını "sıxmaq" (yüksək sürətlərə köçürmək) üçün arxa qanadın hücumları; burun qanadında əlavə sabitləşdirici elementlər quraşdırın.

7. Qanadlarda manevr edərkən qayıq kifayət qədər yanal dayanıqlığa malikdir. Bu hadisə 6-cı bənddə göstərilən tədbirlərlə aradan qaldırıla bilər.

8. Qanadlarda qaçarkən qayıq zəif idarə olunur. Bunun səbəbləri sükanın qeyri-kafi səmərəliliyi, kaman və arxa qanadların dayaqlarının sahələrinin arzuolunmaz nisbəti və s. ola bilər. Yay qanadına əlavə spratlar quraşdırmaqla idarəolunma qabiliyyətini bir qədər yaxşılaşdırmaq olar.

Əks fenomen ilə - zəif kurs sabitliyi - arxa qanadda spratlar quraşdırılmalıdır. Spratların sahəsi eksperimental olaraq seçilir.

Təbii ki, bəzi hallarda bu tədbirlər istənilən nəticəni verməyə də bilər. Arızanın səbəbləri çox fərqli ola bilər: yüklərin, sahələrin, qaldırma əmsallarının, qanadların hündürlüyünün və s. nisbətinin səhv olması. Hər bir konkret halda səbəbi tapmaq üçün bir neçə hadisəni müqayisə etmək, sürət ölçmələrini, qaçışları təhlil etmək lazımdır. trim və digər dəyərlər.

Bütün sürət diapazonunda qanadlarda sabit bir hərəkət əldə edildikdən sonra, optimal qanad quraşdırma bucaqlarının seçilməsinə davam etmək olar. Son bitirmə zamanı qanadların hücum bucaqları çox az miqdarda (təxminən 5 ") dəyişdirilməlidir və hər zaman müxtəlif sürmə rejimlərində sürəti, sürətlənmə vaxtlarını və s. xüsusiyyətləri.

Qanadların bucaqları nəhayət seçildikdə dəniz sınaqları həyata keçirilə bilər ki, bunun məqsədi qayığın qanadlarda hərəkət edə biləcəyi maksimum dalğa hündürlüyünü müəyyən etmək və bunu edərkən sürəti ölçməkdir. Sınaqlar dalğa axını ilə bağlı müxtəlif istiqamət bucaqlarında aparılmalıdır.

Yay qanadının qoşma dizaynı qanadın hücum bucaqlarını asanlıqla dəyişməyə imkan verirsə, siz yay qanadının artan bucaqları ilə qayığın dəniz sınaqlarını keçirə bilərsiniz.

Dəniz sınaqları eyni zamanda qanadların gücünün sınağıdır. Dəniz sınaqlarından sonra qayıq və qanadlar diqqətlə yoxlanılmalıdır. Qırılmalar, çatlar və deformasiyalar aşkar edildikdə, onların baş vermə səbəbləri aşkar edilməli və bu strukturlar gücləndirilməlidir.

Yalnız hərtərəfli sınaqlar aparıldıqdan sonra qayığı gündəlik istifadə üçün yararlı hesab etmək olar. Bununla belə, unutmaq olmaz ki, hər hansı bir hidrofoil hələ də əsasən eksperimentaldır və buna görə də naviqasiya təhlükəsizliyinin təmin edilməsinə daha çox diqqət yetirmək lazımdır.