Modellezés

Eredeti megjelent:

Magyar Repülés

1948. 7.szám 107. old.

A gumimotoros modell szilárdságtana

A helyes légerőtani kialakítás mellett igen lényeges szempont a repülőgépmodelleknél a megfelelő szilárdsági méretezés. Különösen áll ez a gumimotoros modellekre, ahol a lehető legkisebb súly mellett kell elérni a megfelelő szilárdságot, hogy így a modellbe építhető hasznos gumimennyiséget növelhessük. A könnyű és mégis megfelelően szilárd szerkezet kialakítása komoly feladat elé állítja a modell-tervezőket. A helyes méretezés csak a fellépő erők ismeretével végezhető el, ezért a továbbiakban először a modell részein fellépő erőket vizsgáljuk és ezek alapján méretezzük azokat.

1. ábra

A szárnyakat hajlításra és csavarásra kell méreteznünk. Vízszintes repülésben a gép súlyával egyenlő felhajtóerő keletkezik a gép szárnyfelületén. Ennek a fesztáv menti megoszlása a szárnyat felfelé hajlítani igyekszik (1. ábra). Ezt a hajlítást veszik fel a szárny főtartója, vagy főtartó rendszere. Könnyen belátható, hogy a fellépő hajlító nyomaték a szárny közepén a legnagyobb. Éppen ezért a szárny léceit középen igen lelkiismeretesen kell lapolással összeilleszteni. De nézzük közelebbről magát a hajlítást. Ha egy tartót hajlítunk annak szélső szálaiban húzás, illetve nyomás lép fel (2. ábra). Minél távolabb van egymástól a húzott és a nyomott szélső szál, annál nagyobb a tartó hajlító szilárdsága. A középső szálak felé az igénybevétel fokozatosan csökken. A semleges szálban, ahol a húzás nyomásba megy át, zérus. Éppen ezért szokásos modelleknél a főtartó középső részének elhagyásával kér főtartós rendszer alkalmazása (3. ábra). Azonban ez a megoldás csak 10-12% vastagságú szelvényeknél alkalmazható, ahol a szélső szálak megfelelő távolságra kerülnek egymástól.

2. ábra.

3. ábra.

A korszerű repülőgépmodell kísérletek azonban ennél vékonyabb szelvények használatát javasolják. Vékony szelvényű szárnyaknál a hajlító szilárdságot csak külső merevítéssel vagy a „B” szelvényeknél előírt és kitűnően bevált főtartó rendszerrel oldhatjuk meg, ha a szelvény íveltsége megfelelően nagy. Külső merevítésnél vékony drótszálakkal kötjük ki a szárnyat a törzs aljához (4. ábra). Így a húzás nagy részét ezek a drótszálak veszik fel. Az aggodalmaskodóknak még azt is megemlítjük, hogy ezek a drótszálak elenyészően csekély befolyással vannak a modell teljesítményeire, súlyban pedig igen nagy megtakarítást jelentenek. A „B” szelvények főtartó rendszere a szárny minden lécét felhasználja a hajlíts felvételére (5. ábra). A felső nyomott főtartó az eddigiekhez hasonlóan épül, az alsó húzott lécet azonban a szelvény vékonysága miatt csak két részre osztva, az orr- és éllécbe tudjuk elhelyezni. Így a szélső szálak távolságát is jelentősen megnöveltük. Az ilyen szárnyaknál tehát a tulajdonképpeni „főtartó” hajlításnál csak a nyomást veszi fel, az orr- és élléc pedig a húzást. A lécek közötti kapcsolatot szilárd és erős lekerekítéssel biztosíthatjuk. Fel kell azonban hívnom a figyelmet arra, hogy a nyomott főtartó a gumimotoros modelleknél használatos vékony lécméretek mellett hajlamos a kihajlásra. Az ilyen rendszerű szárnyak törése általában a következőképpen megy végbe: Erősebb hajlító igénybevételnél a felső nyomott tartó kihajlik és eltörik a kihajlás helyén a vékony szárnyszelvény. Így a szélső szálak távolsága csökken és bekövetkezik a törés. Ez a helyzet hasonló ahhoz, amikor egy domború bádoglapot próbálunk a domború oldala felé meghajlítani: a lap a legnagyobb igénybevétel helyén betörik és így már könnyen hajlítható. Méretezésnél tehát a főtartót nyomásra és kihajlásra kell biztosítanunk. Ez úgy oldható meg, ha kihajlásra kevésbé hajlamos négyszögletes keresztmetszetű lécet választunk és sűrű és erős szárnybordázást alkalmazunk. A húzást felvevő orr-, és élléceknél kerülnünk kell a bevágásokat és beeresztéseket. A fentiek figyelembevételével a vékonyszelvényű szárnyat is kellő szilárdságúra és könnyűre készíthetjük.

4. ábra.

5.ábra.

Nehezebb feladat a szárnyak csavaró szilárdságának a biztosítása. Modelleknél a légerőkből származó csavaró terhelés felvételére legtöbbször elegendő a megfeszített borítás. Sokkal veszélyesebb azonban a borítás egyenlőtlen megfeszüléséből (pl. tűző napon) származó elcsavarodás. Különösen áll ez a vékonyszelvényű szárnyakra. Éppen ezért modellünk tervezésénél már eleve el kell döntenünk, hogy önmagában szilárd, vagy csak sablonban tartható felületeket fogunk-e készíteni. A vékonyszelvényű, csavarodásra hajlamos szárnyakhoz lécekből sablont kell készíteni, amelyből a terepen csak a repítés tartamára vesszük ki a felületeket, hogy így azok elcsavarodását megakadályozzuk (6. ábra).

Az eddig elmondottak a csillapító felületre is vonatkoztathatjuk azzal a különbséggel, hogy a csillapítósík terhelése lényegesen kisebb, még ha emelőcsillapítót alkalmazunk is.

6. ábra.

A törzset a gumimotor feszítő és csavaró ereje terheli gumimotoros gépeknél. A kormánysíkokon fellépő légerőkből eredő terhelés e mellett elenyészően csekély. A gumimotor feszítőerejét a törzs hosszanti lécei veszik fel. Itt is a lécek kihajlás elleni biztosítására kell nagyon ügyelnünk. Sűrű bordázás esetén a törzs lécei is egész vékonyra választhatók, mert a tiszta nyomás felvételére így is megfelelő erősek lesznek. Gumimotoros modelleink törzsét eddig eléggé túlméreteztük, ezt a túlméretezést részben a nálunk eddig használt felhúzási mód tette szükségessé. A gumimotorosok felhúzása általában úgy történik, hogy a gumit 3-4 szeres hosszára kihúzzuk a törzsből és felcsavarás közben lassan engedjük vissza. A modell megtámasztása felhúzás közben rendesen a törzs orr-részénél történt és így az érzékelhetően megnövekedett feszítőerőt is el kellett bírni a törzsléceknek. Nagyban tehermentesíthetjük a törzs léceit, ha a törzset a fardugónál vagy általában a gumimotor hátsó beépítésénél tartjuk vissza Ennek az egyik külföldön is igen használatos módja az, hogy a törzsön egy megfelelően erős bambuszrudacskát dugunk át, amelynek két vége egy kissé kiáll és amelyre a gumimotor hátsó része rá van fűzve. Felhúzásnál a kiálló két bambuszvéget fogjuk és a törzset így tehermentesítjük (8. ábra). A másik megoldás az, hogy a szokásos fardugóhoz hajlítunk hátsó gumikampó acéldrótjából egy kis karikát. Felhúzásnál egy kis rudat dugunk át ezen a karikán és így tartjuk vissza a gépet.

A csavaróerő felvételéhez tudnunk kell, hogy a törzs annál nagyobb csavarást bír el, minél nagyobb a keresztmetszete és minél vastagabb és erősebb a borítása. A kisebb keresztmetszetű részeknél tehát erősebb borítással vagy keresztmerevítő lécekkel kell a csavarószilárdságot megnövelni. Megfelelően erős borítással ( furnir, fém) egész kis keresztmetszetű törzsek is készíthetők. A gumimotor feszítő és csavaró ereje mellet még gondolnunk kell a törzsön fellépő járulékos terhelésekre is, amelyek földhözütődéskor az orr-részen és a futómű bekötéseinél felléphetnek. Ezeket a helyeket lécekkel külön meg kell erősítenünk úgy, hogy a fellépő terhelés egy részét ezek a törzs többi tartóinak adják át.

7. ábra.

8. ábra.

A légcsavar igénybevétele különösen földhözütődéskor nagy. A legnagyobb nyomaték az agynál lép fel, ezért az agyrészt és a belép él tájékát kell erősebbre hagynunk, míg a szárnyak többi részét jóminőségű anyag esetén egész vékonyra faraghatjuk. A szilárdságilag helyesen elkészített légcsavar még a kis szilárdságú balsafából is kellő merevre készíthető, amint ezt a külföldi példák is igazolják.

Befejezésül még csak azt kell megemlítenünk, hogy a külföldön készülő gumimotoros modellek súlyának 30-50 százalékát a gumi súlya teszi ki. Ezt az értéket hazai viszonylatban eddig csak néhány esetben sikerült elérni. Reméljük, hogy ezzel a néhány szilárdságtani tanáccsal hozzásegíthettük modellezőinket modelleik teljesítményének növeléséhez.

Winkler László

_{♣ Archiválta SRY 2006 január
11. ♣ CANON LiDE system ♣ Microsoft
Word ♣ SRY MODELL 2006}