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