Nopea ultra piirustuksista

[4trade]

En meinaa . Ajattelin enemmänkin että sinulla on ollut tapana heittää kommentilla silloin kun ollaan jo fysiikan lakeja vastaan, ja en ole vielä saanut tuonsuuntaista kommenttia....

Se mikä minua mietityttää asiassa, saanko tuolla kaarella (64A213,5) noin matalalla Re numerolla sakkausnopeuden riittävän alas....

[Markku Koivurova]

Ensiksikin tuosta koko konseptista sen verran, että olen seurannut kirjoitteluasi siitä alusta lähtien ja tunteet ovat hyvin sekalaiset. Ymmärrän erinomaisesti innostuksesi, ilman tällaista tunteen paloa ei tapahdu kehitystä mutta toisaalta pidän painolaskelmiasi liian optimistisina. Jos lasket pelkät raaka-aineet yhteen, tulee virheellinen tulos. Siellä rakenteessa on yllättävän paljon erinlaisia pienosia jotka nostavat painoa. Atolin puuvalmis runko painoi 55 kg ja täysin varusteltuna 95 kg. Ja se runko on tehty erittäin kevyesti.

Sitten se moottoriajatus. En ymmärrä miten O-200.n voisi toimia yhdellä magneetolla. Se, että se käy yhdellä ei tarkoita, että sillä voisi jatkuvasti toimia yhdellä. Sylinterin halkaisija on sen verran iso, että palaminen ei ehdi levitä koko halkaisijalle jos se sytytetään vain toiselta reunalta. Magneettotestissä 1800 rpm.llä toisen magneeton poiskytkentä laskee kierroksia kunnossa olevalla moottorilla n. 100- 150 1/min. Ja se turbottaminen kuulostaa aivan hurjalta. Onko joku jossain joskus tehnyt sen? Kyseisen moottorin virittäminen jossakin amerikkalaisessa kilpailuluokassa ei anna minkäänlaista referenssiä sen luotettavuudesta. Se voi käydä tavoittelemallasi teholla kymmenen tai sata tuntia, ei missään tapauksessa tuhatta.
 
Jos suunnittelisin jotain tällaista, käyttäisin Rotax 912 ULS- moottoria. Projekti on sen verran pitkä, että siinä ehtii keräämään vähän pääomaakin homman toteuttamiseksi.
 
En väitä, että minulla olisi aerodynamiikan ymmärrystä mutta sen verran tiedän, että nämä asiat ovat monimutkaisempia kuin ensinäkemältä luulisi. Perus nostovoiman kaava ei anna oikeaa kuvaa asiasta, esimerkiksi sivusuhteen vaikutus nostovoimakertoimeen on tarkasteltava erikeen. Sen voin sanoa kokemuksesta, että todellisuus on lähes aina huonompi kuin laskelmat. Jos yrität parantaa nostovoimakerrointa tehokkailla laipoilla, johtaa tämä varmuudella merkittävään painonlisään.

Kannattaisi varmaan miettiä vielä koko konseptia. Jos teet ultrakevyen koneen ja siitä tulee ylipainoinen tai se ei täytä sakkausnopeusvaatimusta, et saa sille lupaa ilmailuun. Tämä on viranomaisen nykyinen linja ja siitä ei taida pystyä neuvottelemaan. Katsastajana voin sanoa, että meillä on nykyään vaatimuksena tehdä tarkastuspunnitus meidän omilla vaakoilla kun katsastetaan uutta ultraa. Tämä sen vuoksi, että viranomainen vaatii, että minimi kuormattavuus toteutuu.

Toivon, että et pahoita mieltäsi yllä kirjoittamastani vaan mietit spesifikaation uudestaan ja annat vähän periksi suorituskykyvaatimuksista.

Ystävällisesti

Markku

[4trade]

Tämänkaltainen rakentava kritiikki on hienoa! Kuka tahansa voi sanoa ettei onnistu, mutta ilman perusteluja se on vaan pelkkää puhetta.

O 200 koneen poraus on 4.060 ". Chevrolet pikkulohkon kokoinen ja Chevy isolohkossa on jo huomattavasti suuremmat männät. Molemmat toimii yhdellä tulpalla hyvin. Kyseisissä moottoreissa tulppa myös palotilan laidassa, vaikkakin palotilan muoto yhden tulpan sytytykseen parempi kuin O 200. Noissa lekomoottoreissa sytytysennakot on niin pieniä (reilut 20 astetta) että se aiheuttaa raskaan käynnin ennemminkin kuin iso sylinteri ja yksi tulppa. Lisäksi niissä on tehokkaan palamisen kannalta luvattoman matalat puristukset. Ahdettaessa tuo palonopeus vaan paranee. Tuo yksi magneetto oli aiemmin äärimmäinen keino millä keventää jos en enää muuta mahda. Sain kuitenkin erinomaisen ajatuksen flunssaiseen päähäni asian tiimoilta. Minulla on Chevy V8 Vertex magneetto varastossa, josta saa pyörijän muokkaamalla kipinän todennäköisesti kahdelle tulpalle yhtä aikaa, jolloin säästän painoa ja saan kaikille tulpille kipinää.

Pelkkien materiaalien lisäksi minulle jäi nelisenkymmentä kiloa vapaata painoa kaikelle sälälle, mitä sinne vielä uppoaa. Saan varjolla kymmenkuntan kiloa vielä tarvittaessa lisää ja lähes samanverran laskutelinettä keventämällä. Siipien osalta varauduin 50% painonlisään vaikka pinta ala kasvaa alle 30% joten laipat on mukana.

Minulla on ollut vanha Mersu, mikä tehtaalta lähtiessään sai 185 hp mukaansa ja se turbotettiin täällä kaverin  (edellinen omistaja) toimesta. Takapyöristä 342 hp/0.8 bar ahtopaineilla ja MB omilla männillä. Ajoin autolla 100 T ennenkuin se vaati koneremontin, ja silloinkin kun ahtopaineet hakkasivat männänrengas urat väljiksi. Tuolla 100 tuhannen taipaleella ajoin vaihtoon kaksi vahvistettua vaihdelaatikkoa, viisi perää ja läjän alustan niveliä, jarrulevyjä, kardaanin ristikoita ym, joten tehoja myös käytettiin.  Lekomoottorissa käytän asianmukaisia takomäntiä ja ahtopaineet on varsin maltilliset. Rasitus on huomattavasti suurempi ylikierroksilla kuin kevyellä ahtopaineella. Siis itsellä ja varsinkin kaveripiirissä aiheesta tietotaitoa.

Minua juuri ajaa eteenpäin ajatus päästä ultralla oikeasti lujaa. Tuossa on parempi teho/painosuhde 8000 ft kuin 300 hp vapaastihengittävällä moottorilla varustetulla Harmon Rocketilla ja se saa minut viemään asiaa eteenpäin, vaikka istuisin alumiinipellillä lopputuloksessa. Race meininki (mikä ilmailusta on kadonnut lähes kokonaan) kevyillä koneilla ja isoilla tehoilla saa minut puolelleen oitis!

[viper]

Millä tavalla meinasit hoitaa polttoaineen syötön siihen O 200 turbokonversioon? Onko tarkoitus käyttää välijäähdytintä? Itse en epäile sen kestävyyttä jos vain moottori saa oikean seoksen aina, eikä pääse ylikuumenemaan ja nakuttamaan. Öljynjäähdytys pitää saada tehokkaammaksi kuin mitä se on alunperin. Muuten ilmajäähdytteisen moottorin turbottaminen on vaativampaa hommaa kuin vastaavan nestejäähdytteisen lämpötila/nakutusongelmien takia. Helposti voi myös törmätä vapaastihengittävää isomman lämpökuorman/lämpötilaerojen aiheuttamiin ongelmiin kuten halkeileviin sylintereihin jne. Tuossa on kuitenkin kyseessä niin pieni tehonlisä, että ratkaisemattomia ongelmia ei pitäisi tulla.

Jos itse suunnittelisin O-200 moottorin virittämistä, niin olisin kuitenkin turbottamisen sijaan taipuvainen tutkimaan moottorin virittämistä vapaastihengittävänä. Silloin säästyisi turbo-asennuksen väistämättä mukanaan tuomalta painolisältä. 180hp Lycomingit viritetään mm. kansien virtausta parantamalla, korkeampipuristeisia mäntiä ja käyntinopeutta nostamalla yli 220 hp tehoihin. O-200 Continentalista lienee saatavissa 120-130hp samoilla menetelmillä, taisit mainitakkin sellaisiin tehoihin viritetyistä O-200 moottoreista?

Molemmissa viritystavoissa lopputuloksena on myös moottorin lyhempi elinikä. Mutta jos tuollainen moottori saavuttaa vaikka 500-1000h niin se on ainakin minusta jo riittäväksi katsottava aika

[4trade]

Tuollaisilla 0.4 bar luokkaa olevilla ahtopaineilla ei tarvitse välijäähdytintä. Noilla paineilla ahtoilman lämmöt pysyy hyvin kurissa. Olen samaa mieltä siitä että 20% tehoa lisää jatkuvana ei rasita konetta mitenkään suunattomasti. Lämpötiloista vielä senverran että sillä operoidaan huomattavan paljon kylmemmässä ilmassa (8-9000 jalkaa) mihin noi mopocessnat on tottunut. Lisäksi tuo on niin paljon liukkaampi ja kevyempi että moottori ei edes joudu samanlaisille rasituksille kuin Cessnalla kiivetessä korkeuksiin.

Tarvitsen mekaanisen pumpun joka pumppaa kovemman paineen kuin ahtopaine ja sitten todennäköisesti kaasuttimeksi joku temppukelpoinen sekoittaja tyyppinen laite. Tuon paketin kun saa säädettyä niin sen voi sinetöidä siltäosin. Sitä ei tarvitse korkealla laihentaa kun paineet on vakiot.

Kaveri ahtoi Harleyn, ja repi siitä tehoja reippaasti (170 hp) joten tuo tietotaito ilmajäähdytteisistä on käytössä.

Vapaastihengittävänä 130 hp moottorissa on enää 100 hp tehoja jäljellä 8000 jalassa kun 120 hp turbotetussa kaikki kaakit on tallella. Tuo tehonlisä vapaastihengittävään on jo reipas, ja se näkyy nopeusmittarissa ja nousukyvyssä. Lisäksi turbolla saan tehot matalilla kierroksilla, voin siis käyttää suurempaa potkuria. Minulla oli kyllä tarkoitus ronkkia noita sylinterinpäitä pakopuolelta hieman virtaavammaksi ja aion tutkia saanko sinne sopivammat venttiilit myös.

Vaikka moottori ei kestäisi kuin 500 tuntia, se on kuitenkin 5-10 vuoden lennot ja 20 000 euron bensat joten se on moottorille aivan riittävä aika nipussa.

[Seppo Koivisto]

Dallair FR-01 on vähän samanhenkinen projekti, taitolentokelpoinen ultra (ja LSA):
http://www.dallair.net/fr-01_features.html
http://snap.aero/
Rotax au naturel tai viritetty:
http://www.epapower.com/website/index.php?option=com_content&view=article&id=49&Itemid=56

[pimattil]

Dallair FR-01 on vähän samanhenkinen projekti, taitolentokelpoinen ultra (ja LSA):

Koska kyseessä on yksipaikkainen ultrakevyt, niin sen suurin sallittu lentoonlähtöpaino Suomessa on 300 kg. Toki sivuilla väitetään tyhjäpainon menevän alle 200 kilon, mutta kyseisestä varustetasosta ei paljon vihiä anneta. Lisäksi, ikävä kyllä, noista lukuarvoista on aika vähän oikeaksi todistettu ainakin toistaiseksi.  Mutta kyllä tuosta varmaan jotain referenssiä saa, joskin tässä budjetti ei taida olla kovin tiukka.

[Juri]

Vaikka moottori ei kestäisi kuin 500 tuntia, se on kuitenkin 5-10 vuoden lennot ja 20 000 euron bensat joten se on moottorille aivan riittävä aika nipussa.

Liekö nämä viime vuosina Porvoon moottoritielle menestyksekkäästi suoritetut pakkolaskut saaneet moottorilentäjät suhtautumaan ainoaan konettaan hallitusti ilmassa pitävään osatekijään melko kepeästi?

-J

[kate]

Muutama kommentti
- Siipipinta-alan kasattaminen tekee koneesta raskaamman ja hitaamman
- Profiilin vaihtaminen 64 sarjan laminaariprofiilista 23 sarjan turbulenttiprofiiliin tekee koneesta hitaamman,
   Onko RV:ssä muuten geometristä kiertoa koska 23-sarjalla on terävät sakkausominaisuudet ? Geometrinen kierto
   huonontaa sekä CLmaxia ja L/D suhdetta
- Sakkausnopeutta voi tiputtaa hyvillä laipoilla mutta se tekee koneesta painavamman

Jonkunlainen resepti voisi olla
1- vaihdetaan parempi laminaariprofiili jolla on sekä korkeampi Clmax että parempi L/D suhde ( esim KL-002-128-/17 )
2- Tehdään laipparatkaisu joka on kevyt mutta lisää tehokkasti nostovoimaa. Kaiketi optimi on esim Dynaeron MCR:ssä käytetty saranoitu double slotted laippa
3- Tehdään trapetsoidi siipi ladonovisiiven sijaan jolloin siiven muoto on paremmin optimoitu vastaamaan nostovoimajakautumaa
4- Wingletetit
5- Ole tarkkana sakkausominaisuuksien suhteen, jotta koneesta ei tule kärkisakkaaja on parempi käyttää kärjessä eri profiilia
    kuin juuressa, esim KL-002-122F/17


Kannattaa kokeilla softaa nimeltä XFLR-5 http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm

Kate

[4trade]

Tuo Dallair on sennäköinen laite että olisi lystiä päästä testaamaan miten tuo taipuu. Harvinaista että joku tekee yksipaikkaisen ultran nykyään tuolla konseptilla.

Juri, aion päästä kovaa laitteella joten tuo pieni epävarmuusprosentin nouseminen kuuluu asiaan ja sen kanssa tulen toimeen mainiosti.. Teen koneen itse joten tiedän tarkkaan mitä, ja miten se on tehty. Tulen myös käyttämään parempia mäntiä ja öljyjä, sekä seuraamaan konetta muutenkin tarkemmin kuin noissa koulukoneissa yleensä.

Kate, profiili ei vaihdu mihinkään mikäli saan laipoilla sakkausnopeuden riittävän alas. Lihotan tuon laminaariprofiilin 13.5% alkuperäisestä 12%, että saan kiertojäykkyyttä lisää. Se ei nosta vastusta oikeastaan ollenkaan. En aio lisätä kiertoa siipeen ollenkaan. Suorakaiteen muotoinen siipi ei sitä tarvitse ja tuolla laminaarikaarella sakkausominaisuudet on kehnot jokatapauksessa. Se on terävämpi sakkaamaan kuin RV kaari ja molemmat sakkaavat johtoreunasta, joten korkeuden menetys on melkoinen. Lisäksi kaari on herkkä kaikille epäpuhtauksille. Olen haparoiden (en osaa käyttää sitä vielä mitenkään henkeäsalpaavan hyvin) ajanut tuolla ohjelmalla joitain kaaria läpi, ja se antoi CL max 1.8 arvon tuolle 64 sarjan kaarelle laipalla Re 2 miljoonaa, joten toivoa on. Aion tehdä koko siiven mittaisen fowler laipan. Mistähän saisin tuon mainitsemasi kaaren mitat että pääsisin ajamaan sitä XFLR 5 ohjelmalla?

Olen miettinyt tuota Markun varoitusta arvojen täyttymisestä, mutta tämä on tilanne missä ei oikein voi hävitä. Mikäli saan tehtyä koneen ultraksi, sen nopeus on 5 X sakkausnopeus. Harvinainen saavutus kevyeltä lentokoneelta mutta ultraharvinainen    ultralta. Tuo on oikeasti huikea laite luokassaan. Mikäli vaatimukset eivät täyty ja se rekisteröidään X-rekisteriin se on jokatapauksessa parempi kaikin puolin kuin alkuperäinen. Hitaampi sakkausnopeus, parempi nousukyky ja nopeampi. Olenpahan saanut lentää koelentoja kymmeniä tunteja   .

Tässä tulee asiaa moottorista tänne myös, mutta toivon ettei (foorumin) kaikkivaltias käsi pyyhkäise sitä täältä pois, koska se on niin olennainen osa tätä suunitelmaa. Tulen tekemään moottorille aikanaan oman topicin asianmukaiseen osastoon.

Katsoin hieman tarkemmin noita O 200 sylinterinpäitä, ja täytyy myöntää etten ole nähnyt kehnomman näköisiä imu ja pakokanavia sitten panhead Harley moottorin. Kyseinen laite suuniteltiin 40- luvulla joten noilla on jotain yhteistä. Kanavien muoto, taivutus ja venttiiliohjurien jättimäiset pahkat estää tehokkaasti kunnollisen virtauksen. En ihmettele yhtään että juuri tuolla moottorilla on taipumus pakoventtiiliongelmiin. Tuo pakokanava tekee parhaansa pitääkseen lämmön koneessa kun sen soisi virtaavan ulos. Oikea puoli pakokanava. Alakuva pakokanavasta myös.

[4trade]

Aikomus on ottaa sylinterinpää irti sylinteristä ja käyttää virtauspenkissä vakiona. Porttaan kanavat ja virtauspenkkiin uudestaan. Tuolla tavalla saan tietää tarkalleen kuinka paljon saan lisättyä virtausta. Mikäli saan virtausta lisättyä enemmän kuin 20% , kone hengittää ahdettuna paremmin kuin vakiomoottori sellaisenaan, siis poistaa tehokkaammin lämmön. 20% lisää tehoa on 20% lisää pakokaasumassaa.

[kate]

Kate, profiili ei vaihdu mihinkään mikäli saan laipoilla sakkausnopeuden riittävän alas. Lihotan tuon laminaariprofiilin 13.5% alkuperäisestä 12%, että saan kiertojäykkyyttä lisää. Se ei nosta vastusta oikeastaan ollenkaan. En aio lisätä kiertoa siipeen ollenkaan. Suorakaiteen muotoinen siipi ei sitä tarvitse ja tuolla laminaarikaarella sakkausominaisuudet on kehnot jokatapauksessa. Se on terävämpi sakkaamaan kuin RV kaari ja molemmat sakkaavat johtoreunasta, joten korkeuden menetys on melkoinen. Lisäksi kaari on herkkä kaikille epäpuhtauksille. Olen haparoiden (en osaa käyttää sitä vielä mitenkään henkeäsalpaavan hyvin) ajanut tuolla ohjelmalla joitain kaaria läpi, ja se antoi CL max 1.8 arvon tuolle 64 sarjan kaarelle laipalla Re 2 miljoonaa, joten toivoa on. Aion tehdä koko siiven mittaisen fowler laipan. Mistähän saisin tuon mainitsemasi kaaren mitat että pääsisin ajamaan sitä XFLR 5 ohjelmalla?

Miten aiot järjestää siivekkeet jos fowler laippa on koko siiven mittainen ? Fowlerista on aika vaikeaa tehdä flaperoneja. Fowlerin ongelma on myös se että
rakenteesta tulee pakosta raskaampi ja moninmutkaisempi kuin esimerkksi slotted tai double slotted laipasta. Helpoiten slotted laipan saa tehdyksi.
Joitakin kuvia miten dynaeron laipat on tehty löytyy vaikka http://designaplane.blogspot.com/2008/09/dynaero-mcr-01.html

Jos haluaa painobudjetissa pysyä niin jostain täytyy aina ottaa pois jos jotain lisää. Trapetsoidi siipi on yksi hyvä keino mutta toki sen tekeminen
pellistä on hankalaa kuin joka ikinen siipikaari on erikokoinen. ( siipikaari = rib , airfoil=siipiprofiili) . Eli sopii helpoiten komposiittitoteutukseen.

Wingletiti nyt on helppo keino lisätä nostovoimaa kun ne pienentävät kärkipyörteen aiheuttamaa indusoitua vastusta ja lisäävät laskennallista
sivusuhdetta mutta tuleehan niistäkin jotain painoa lisää.

Itse asiassa vähän samanlaisesta projektista piti aerospace engineering professori Pete Gall esityksen Oshkoshin Airventuressa. Tässä
tosin Bonanza viritettiin kulkemaan 164kts sijaan 196kts sakkausnopeuden ja tehon pysyessä samana, parempi siipiprofiili, paremmat
laipat ja suurempi taper-ratio, pienempi siipipinta-ala

Tuossa Gall:in esityksessälainattuna Wing efficiency , ladonovi 0.75..0.8, trapetsoidi 0.85..0.95 elliptinen 1.0, trapetsoidi wingleteillä >1.0

Samat luvut löytynevät monista aerodynamiikan kirjoistakin mutta tuo esitys nyt jäi mieleen ....

Kate

[Karoliina]

Moi

Pistä minulle mailia karoliina piste t piste salminen at gmail piste com. Voin pistää XFLR5 projektitiedoston sähköpostissa jossa on Diana 2:n KL-airfoil.
Tällä hetkellä minulla ei sitä ole jaossa missään. Kannattaa lukea tuo Diana 2 tech-soar pdf, Diana 2 on aerodynaamisesti tämän hetken state of the art.
Taitaa olla myös strukturaalisesti sitä (poislukien tietysti joku Rutanin Globalflyer), katsopas koneen tyhjäpaino lentopaino -suhdetta, samalla siiven sivusuhdetta,
ja miten siipi on tehty. Raymerin kirjan kaavat ennustaisivat aika lailla isompaa tyhjäpainoa.

t: Karoliina

[4trade]

Nuo siivekkeet on se mikä minua eniten riivaa koko asiassa. Tarvitsen 25% leveän laipan vähintään ja mikäli katkaisen sen päästä siivekkeeksi, tuosta siivekkeesstä tulee liian leveä toimiakseen ilman aerodynaamista kevitystä. Aerodynaaminen kevitys vie nostovoimaa ja tarvitsen sitä kipeästi.

Pari mahdollista ajatusta on tullut mieleen. Voin rakentaa siiven jossa on 12% leveä koko siiven levyinen siiveke (Sonerain alkuperäinen malli) ja laipan jättöreuna (laippa sisällä) on aivan siivekkeen saranalinjan tasalla josta laippa liukuu ulos siten, että laipan johtoreuna jää siivekkeen saranalinjan etupuolelle laippa kokonaan  ulos otettuna. Tuo jättää siivekkeen kokonaan ilmavirtaan. Siivekkeen liike alas on 9 astetta, ylös 18. Siiveke toimii ikäänkuin spoilerina, jossa siiveke alas ei oikeastaan vaikuta mihinkään mutta siiveke ylös ohjaa konetta. Kun jätän laipan ennen saranalinjaa saan sinne tuollaisen hyvän  sola laipan raon rakennettua ja siivekkeen alasmenevä liike (9 astetta) ei edes häiritse tuota "solassa" olevaa virtausta. Tuo siiveke toimii valitettavasti myös noin tehtynä jonkinlaisena siivekejarruna ja voi vaatia jalkaa jonkinverran.

Toinen mahdollisuus on että rakennan sen siivekkeen vaan laippaan (noin puolet leveydestä). Tuon suurin murhe on etten voi ottaa laippoja ulos niin paljoa pitääkseni siiveketehot tallella. Pääsen ratkaisemaan tuon ongelman todennäköisesti vasta sitten kun istun alan ammattilaisen kanssa pienen palaverin.

Trapetsoidi siipi vaatii aerodynaamisen kierron mikä vähentää nostovoimaa, lisäksi tässä ollaan niin pienillä Re luvuilla että trapetsisiiven kärjessä se tippuu tuostakin vähästä ja se nielee nostovoimaa. 35 solmun sakkausnopeus on hieman eri sarjaa kuin 50 solmua. Trapetsisiipi tulee painavammaksi todennäköisesti tässä ja se on hankalampi valmistaa. Esimerkiksi Harmon Rocketsta lähtenyt F1 Rocket teki trapetsi siiven ja sen paino nousi viitisenkymmentä kiloa verrattuna vanhaan.

Saan tuolla ladonovella 85% luokkaa tehokkuuden hyvällä Hoerner tyyppisellä siivenkärjellä. Se on tehokas ja ennekaikkea kevyt. Tarkoitus on tehdä helppo ja nopearakenteinen laite ilman hienosteluja. Silkkaa RACE meinikiä.

[Karoliina]

En halua mitenkään mollata tai arvostella projektiasi, mutta perustavaa laatua oleva kysymys:
- Miksi haluat modifioida jonkun toisen suunnitteleman moottorikoneen ultraksi? Miksi ei suunnitella ultraa tyhjältä pöydältä täyttämään
ne vaatimukset mitkä ultralle on asetettu? Mielestäni on aika epävarmaa ja epätodennäköistäkin että valmiiksi suunnitellusta lentokoneesta
saa modifioitua yhtä hyvää ultraa mitenkään kuin tekemällä kokonaan uusi kone ultraksi alusta alkaen. Lentokoneessa kaikki parametrit ovat
sidoksissa jollakin tapaa toistensa kanssa ja helppo modaus voi osoittautua pitkällä tähtäimellä ei niin erinomaiseksi valinnaksi. Itsekin pohdin
aikanaan TL-96 Starin muuttamista moottorikoneeksi. Silloin pohdinnassa oli että siihen voisi tehdä paremman siiven. Mutta kun tieto lisää
tuskaa ja ilmeni että siihen olisi pitänyt tehdä parempi nokka, parempi runko, parempi peräsin, parempi siipi, parempi kuomu, paremmat
laskutelineet, paremmat jarrut, paremmat pyörät. Mitä jää alkuperäistä modauksen jälkeen jäljelle? Sama juttu kun pohdin aikaan Cozya.
Siihen olisi pitänyt modata isompi canard, isommat siivet, paremmat wingletit, isompi ohjaamo, paremman muotoinen perä. Ja tietystikin profiilit olisi voinut vaihtaa parempiin kompromisseihin, nuo nykyiset ovat antiikkia. Ja samalla konstruktiomenetelmäkin olisi kannattanut vaihtaa. Mitä jäikään taas jäljelle? Ei paljon mitään.

Jos itse lähtisin tänä päivänä suunnittelemaan ultraa, lähtökohdat olisi tyhjältä pöydältä, vaikkakin toisaalta, nykyään PPL:n lentäneenä, kysymys kuuluu että miksi ylipäätään pitäisi suunnitella ultra, koska LSAtkin lienee tulossa ja se on paljon järkevämpi kategoria mm. painorajojen suhteen, ja moottorikonekategoriassakaan ei sinällään ole vikaa, siinä on jopa etuna pienemmät vakuutusmaksut. Koska kuitenkin moottorina käytetään jotain muuta kuin kevyttä 2-tahtimoottoria, on aika riskaabelia tähdätä tyhjäpainoon, joka on edellytys lupaan ilmailuun, jota ei ehkä pysty huonolla onnella/kotikonstein saavuttamaan.

[4trade]

Syy löytyy topicin alusta. Tuollaista ultraa kun ei ole tarjolla. Lentokoneita löytyy näillä vaatimuksilla niin että on varaa valita.

Sonerai on oivallinen lähtökohta, nopea ja liukas raami. Kevyt rakenne. Siiven laskeminen maksaa murto osan lentokoneen suunittelulaskuihin verrattuna ja kone on helppo/nopea rakentaa.

[Karoliina]

Trapetsoidi siipi vaatii aerodynaamisen kierron mikä vähentää nostovoimaa, lisäksi tässä ollaan niin pienillä Re luvuilla että trapetsisiiven kärjessä se tippuu tuostakin vähästä ja se nielee nostovoimaa. 35 solmun sakkausnopeus on hieman eri sarjaa kuin 50 solmua. Trapetsisiipi tulee painavammaksi todennäköisesti tässä ja se on hankalampi valmistaa. Esimerkiksi Harmon Rocketsta lähtenyt F1 Rocket teki trapetsi siiven ja sen paino nousi viitisenkymmentä kiloa verrattuna vanhaan.

Komposiittisiiven ollessa kysessä valmistusteknisesti trapetsoidilla ja suorakaiteella on hyvin vähän eroa valmistuksen vaikeuden suhteen. Tämä jopa käytettäessä primitiivistä lankasahausmenetelmää puhumattakaan CNC-valmistetusta muottisiivestä. Konsensus aiheesta on että trapetsisiivessä on vähemmän pinta-alaa ja materiaalia ja ohuampi wing spar kärjessä, ja sen vuoksi se on kevyempi kuin laatikkosiipi. Pienempi Re ei muuta pinta-alaa, wetted areaa ja painoa minnekkään, se ainoastaan hankaloittaa aerodynaamista suunnittelua ja tekee mm. erään muotoisesta profiilietureunasta epäsuotuisan valinnan (mikä ei välttämättä näy aina simulaatioissa, edes CFD:llä). Lisäksi geometrisen kierron sijaan on aerodynaamisesti katsoen suotuisaa käyttää aerodynaamista kiertoa, eli kärjen profiili on eri kuin tyven, niin että kärjen profiili sakkaa korkeammalla kohtauskulmalla kuin tyvi. Lisäksi negatiivisella nuolikulmalla voidaan muuttaa spanwise flow normaalista ulospäin suunnasta sisäänpäin, joka aiheuttaa tyvisakkauksen, ilman geometrista kiertoa. Esim. Diamondissa siiven jättöreuna on lievällä negatiivisella nuolikulmalla ja Rutanin Boomerangissa runsaanpuoleisesti. Lisäksi tyvessä voidaan käyttää stall stripsiä joka irrottaa virtauksen kohtauskulman noustessa liian korkealle joka aikaistaa sakkausta tyvessä, ilman että kärjen täytyy olla massiivisesti kierretty. Martin Hollmanin nyrkkisääntö on että jos siiven kärjessä tarvitaan yli 3 astetta geometrista kiertoa, siipigeometrian suunnittelussa on vikaa. Lentävissä siivissä tosin kiertoa saattaa olla jopa lähes 10 astetta stabiiliuden vuoksi, mutta se on erittäin epäsuotuisaa aerodynaamisen tehokkuuden kannalta. Geometrisesta kierrosta aiheutuu myös strukturaalisia ongelmia, ja rigitysongelmia rakennusvaiheessa. Sen paras välttäminen ei kuitenkaan ole Piipperi-tyylinen siipi.

[Karoliina]

Siiven laskeminen maksaa murto osan lentokoneen suunittelulaskuihin verrattuna ja kone on helppo/nopea rakentaa.

Miten lasket paljonko se maksaa? Tarkoitatko rakenteellista suunnittelua alihankintana ilman että itse mahdollisesti laskisit sen
vai tarkoitatko aerodynaamista suunnittelua alinankintana (ilman että tekisit sen itse), vai molempia?

[4trade]

Joudun teettämään tuon vaatimat laskutoimitukset alihankintana näillä näkymin. Minulla on intoa tehdä mieluummin konetta kuin opetella matematiikkaa riittävästi tuohon laskemiseen. Selvitän vain perusteet.

Tässä yhä edelleen tarkoitus tehdä halpa, helppo ja nopearakenteinen ultra johon lähes kaikilla on varaa. Siis alumiini siipi ja putkirunko. Tuollaisen perusrakenteen tekee harrastaja kotonaan autotallissa ilman sen kummempia välineitä.

[Karoliina]

Ei koneen mitoituksen laskentaan (aerodynaaminen) tarvita korkeampaa matematiikkaa. Perus lujuuslaskennan voi myös tehdä käsin, mutta FEM-mallinnukseen tarvitaan softaa.

CFD ja navier-stokes -analyysit on sen verran epäluotettavia että niiden tekemättä jättämisellä ei välttämättä menetä mitään, etenkin analyysin tuloksiin sokeasti uskominen voi johtaa ylitsepääsemättömän suuriin virheisiin käytännön designissa. Tästä asiasta valisti mm. joukko keskivertoa maineikkaampia lentokonesuunnittelijoita Oshkoshissa. "What you get from the software [=CFD] is all rubbish, you have to understand that".

Jos siipi muuten on peltiä, niin mainitun KL-airfoilin voi kättelyssä unohtaa. Laminaarivirtaus on mahdollista, mutta ainoastaan muototarkalla komposiittisiivellä (tai 3D muotoon prässätyllä ja liimatulla pellillä kuten Avantissa), niitattu pelti muuttaa virtauksen turbulentiksi ekan kuopan kohdalla. Koneen alkuperäinen NACA 6-sarjan profiili ei toimi laminaariprofiilina alkuperäisessäkään koneessa, koska se on mahdotonta. NACA 6-sarjalaista kannattaa kuitenkin ehkä siksi käyttää että ko. profiilien turbulenttivastus on myös hieman pienempi kuin ns. turbulenttiprofiileilla. Drag countissa XFLR5:n ennustamaan lukemaan ei siis päästä lähellekään. Jos haluat simuloida peltisiipeä, vaihda Ncrit-arvo perusarvo 9:stä 1:seksi. Alkaa vastusta olla kertaluokkaa enemmän, mutta se on lähempänä totuutta peltisiivelle.

[4trade]

Tarvitsen vain riittävät lujuus ja vakauslaskut että saan viranomaisen tyytyväiseksi, millään muulla ei ole minulle väliä. Voin todentaa nuo aikanaan reppu selässä rajasyöksyllä.

[Karoliina]

Stability & control -laskelmat on muutama sivua Basic-koodia Martin Hollmanin kirjassa. Pitäisi mennä jopa taskulaskimella.

[4trade]

Minua ajatteluttaa enemmänkin kiertojäykkyys ym rakenteellinen kuormituksen jakautuminen ja siirto / esim kuinka niittirakenne siirtää tietyn kuorman toiseen osioon ym. Mikä on elastisuus ja miten se vaikuttaa ??

[Karoliina]

Ok.

[4trade]

Koneen alkuperäinen NACA 6-sarjan profiili ei toimi laminaariprofiilina alkuperäisessäkään koneessa, koska se on mahdotonta. NACA 6-sarjalaista kannattaa kuitenkin ehkä siksi käyttää että ko. profiilien turbulenttivastus on myös hieman pienempi kuin ns. turbulenttiprofiileilla.

 Urbaanilegendaa ettei niitatulla alumiinisiivellä päästä laminaarikaarella laminaariseen virtaukseen. Noissa vehkeissä juuri nimenomaan kitataan niittirivit umpeen että niistä ei ole haittaa ja ensimmäinen ja ainoa pitkä virtaukseen nähden poikittainen niittirivi on siipisalon kohdalla. Tuo oma kaari on erittäin herkkä epäpuhtauksille joilla kone "tippuu ulos" laminaarisesta virtauksesta ja nuo epäpuhtaudet kuten ötökät siiven johtoreunassa nostaa sakkausnopeudet uusiin lukemiin.

P 51 Mustang on niittejä täynnä, joista siiven poikittaisia rivejä useampia koko matkalla ja tuntui toimivan tuohonkin aikaan.

[Karoliina]

P51 Mustang tuskin säilyttää lainkaan aitoa laminaarivirtausta. Vastus on silti matala.
Kittaaminen ei auta koska jokainen niitti sekä ribi aiheuttaa vuoren ja laakson siipeen. Kyse ei ole pelkistä niiteistä vaan muototarkkuudesta joka pitää olla suunnilleen täydellinen. Joku Oshkoshissa taisi ehdottaa jotakin etureunalaippaa ja että jos rako on hyvin kitattu tms. niin se ei riko virtausta, mutta kyllä se rikkoo, ainakin John Roncz oli sitä mieltä. Siinä ei saa olla yhtään laaksoa matkalla. Muototarkkuuteen voidaan päästä vaan kiillotetulla komposiittisiivellä (ks. purjekoneen siipi ja sen jälkeen vertaa hyvin rakennetun RV:n flush-rivet siipeen (vaikka olisi kitatut niitit)). Alumiini on liian ohutta jotta se pysyisi täysin suorassa ribien välissä, ribin kohdalle tulee kukkula ja ribien väliin laakso. Näitä ei saa olla jos haluaa että profiili toimii kuten suunniteltu.

[4trade]

Laminaari virtaus on eriasia kuin profiilin suuniteltu virtaus ja toiminta. Niitä ei pidä sekoittaa keskenään vaikka ne nykyään lähes poikkeuksetta sotketaan toisiinsa ja koko asia hämärtyy uskomusten tasolle. Mikäli profiilin muoto muuttuu, sen ominaisuudet muuttuvat myös. Sen nostovoimakerroin saattaa pienentyä (mikäli profiili on kaarien välissä ohuempi) mutta ei se menetä pienen muutoksen takia laminaarisuuttaan. Käytännön vertaus: Teet 15% paksut laminaarikaaret ja niiden väli jyrsitään kuopalle jouhevasti siten että kaarien väliin jää 12% paksu samaa perhettä oleva kaari. Sinulla on täydellinen laminaarisiipi vaikka se ei ole 15% profiilin suunitelluilla specseillä. Laminaarinenhan tarkoittaa vain sitä missä kohtaa virtaus irtoaa, ja noissa se irtoaa myöhemmin kuin turbulenttisissa.

Laminaarinen virtaus häiriintyy ja irtoaa epätasaisuuksista ja terävistä roskista ym mitkä aiheuttaa häiriöitä rajakerroksiin. Voit koittaa muuttaa hieman laminaarikaaren muotoa XFLR 5 ohjelmalla, se kaari toimii laminaarisena yhä edelleen vaikka muoto on hieman muuttunut.

Mikäli siivessä on poikittainen niittirivi virtaukseen nähden, niin noissa niittikohdissa (huonosti niitattuna, kittaamatta) tuo virtaus saattaa hyvinkin häiriintyä. Tuuman niittivälillä ja noin 5 mm kannalla siis tuo niitti häiritsee 17 % pinnasta jättäen 83 % pinnasta häiriöttömäksi olettaen että senkkaus on tehty oikein. Mikäli nuo kitataan hyvin ja jouhevasti siipi pysyy laminaarisena.

Laminaarisuudesta on kirjoitettu tietynlaista hysteriaa luoden, antaen kuva jostain mystisestä ilmiöstä mikä toteutuu ainoastaan lähes ihmeenomaisella täydellisyydellä mikä ei pidä paikkansa.

[migu]

Ilmeisesti laminaarivirtaus fysikaalisena ilmiönä on kuitenkin aika arka "epäpuhtaalle" virtaukselle, koska sellaiseksi luokiteltiin onnettomuustutkintakeskuksen loppuraportissa D2/2009 EFLA:ssa tapahtunut lento-onnettomuus. Lopullisena syynä otk pitää nimenomaan siiven pinnalla olleita jäätyneitä vesihelmiä ja huurretta. Lienee siihen muitakin syitä ollut, mutta ainakin tutkinnan valossa sitä pidettiin oleellisimpana syynä koneen onnettomuuteen. Siitä raportista voisi ainakin saada sen käsityksen, laminaariprofiili on hyvin arka kaikille epäjatkuvuuskohdille, jollaiseksi myös niitit jne. voisi mukaan lukea.
http://www.onnettomuustutkinta.fi/Satellite?blobtable=MungoBlobs&blobcol=urldata&SSURIapptype=BlobServer&SSURIcontainer=Default&SSURIsession=false&blobkey=id&blobheadervalue1=inline; filename=5r052jv12ni7.pdf&SSURIsscontext=Satellite Server&blobwhere=1277812370849&blobheadername1=Content-Disposition&ssbinary=true&blobheader=application/pdf

[4trade]

Pitää paikkansa, myös kovalle sateelle ym. Tuo kaikki on siiven pinnalla olevaa häiriötä kuten kirjoitin. Siipi itsessään ja sen kaariessa saa taas olla jouhevia muutoksia jolloin laminaarinen virtaus pysyy siinä. Karoliinan väite ettei siinä saa olla minkäänlaisia muutoksia eikä alusiipeä saa kitattua ei pidä paikkansa.

Huurre tuhoaa koko siiven pinnan. Niitti vain pienen kaistaleen yhden tuuman välein joten noiden niittien välissä on laminaarinen virtaus mikäli koko siipipeltiä ei ole murjottu pilalle niitatessa.

[Karoliina]

Jouhevasti muuttuva ribien välinen laakso muuttaa profiilin muotoa eikä tämä uusi muoto toimi suunnitellusti.
Siitä ei ole kysymys etteikö se toimisi, mikä tahansa siipiprofiilia vähänkin muistuttava muoto tuottaa kohtauskulmalla
nostovoimaa. Drag count vaan saattaa kasvaa. Asianhan voi testata tuulitunnelikokeella jos haluaa. Itse en usko mielipiteisiin ennen kuin näen faktuaalista dataa.

Pieni vastus ei ole aina kiinni virtauksen laminaarisuudesta ja sileäksi kitatut niittipinnat tuottava vähemmän vastusta kuin silottamattomat.
Näin myös transitiopisteen jälkipuolella. Laminaarivirtaus ei ole pienen vastuksen edellytys vaikkakin se edesauttaa pienen vastuksen saavuttamista.

[4trade]

Kaikki siipikaaret omaavat laminaarisen virtauksen. Ilman laminaarista virtausta mikään siipi ei lennä." Turbulenttisten" kaarien laminaarinen virtaus on vain lyhyempi kuin "laminaaristen" kaarien ja noissa niin sanotuissa laminaarikaarissa on vain se ero että niiden paksuin kohta on kauempana kuin perinteisillä siipikaarilla ja laminaarinen virtaus pidempi ennekuin se irtoaa.

Laminaarisen virtauksen irtoamispiste on ainoa (toimintaperiaatteellinen) ero perinteisen ja laminaarikaaren välillä. Tuo ero tulee kaaren paksuimman kohdan siirtämisestä taaemmaksi kuin perinteisissä. Epäpuhtaudet ym aiheuttaa laminaarisen virtauksen irtoamisen. Toimii täsmälleen samoin molemmilla kaarityypillä mutta haittaa enemmän ns laminaarikaaria koska virtaus irtoaa herkemmin kauempana johtoreunasta kunnes tullaan pisteeseen ettei sitä saa pidettyä kiinni enää mitenkään.

Laminaarikaaret keksittiin kauan ennekuin komposiitti tuli lentokonekäyttöön ja tuolloin niitä käytettiin lähestulkoon ainoastaan alumiinipelti koneissa. Tuolta voi katsoa kuinka monta kymmentä vuotta noita laminaarikaaria on käytetty ennen kuitukoneita:  http://www.ae.illinois.edu/m-selig/ads/aircraft.html   Virtauksen irtoamispiste määrittää siis sen onko kaari tai siiven pinta "laminaarinen" tuolla kaarella vai onko "laminaarikaarella" virtaus irronnut ennen aikojaan.

[Aki Suokas]

Ajattelin enemmänkin että sinulla on ollut tapana heittää kommentilla silloin kun ollaan jo fysiikan lakeja vastaan, ja en ole vielä saanut tuonsuuntaista kommenttia....

Jos satun lukemaan foorumia ja olen sillä tuulella.  Tässä tapauksessa en ole edes lukenut ketjua.

[PFL]

The high-aspect-ratio, mid-mounted, main wing is made of aluminum alloy. The wing main box
is a stressed skin type (wing panels and spars are machined, stiffeners are integral) with two
main spars. The wing has a third spar running from the nacelle to the fuselage centreline. An
aluminum leading edge and aluminum and composite trailing edges are connected to the
main box.

http://www.smartcockpit.com/data/pdfs/plane/piaggio/AVANTI/misc/P180_Avanti-Specification_and_Description.pdf

Tuolla siitä turbulennssista pääsee - umpitavarasta vaan jyrsimään :p

Muistaakseni joskus 50-luvulla oli projekti, jossa laitettiin balsaa alumiinilevyjen väliin jotta pinta pysyisi tarkasti geometriassa. Se vissiin toimi ihan hyvin, mutta sota- ja läskinhaulausvehkeet ei kai kokenut tarttevansa tuollaista virtaustehokkuutta.

[4trade]

Alussa ihmettelin riittääkö tuo oma siipisalko tuollaisenaan vai tarvitseeko sitä vahvistaa. Kesti näin kauan ennenkuin opin laskemaan tuon   . Kyllä kestää! Sonerain oma siipi (käytän esimerkkinä yhtä siipeä) on 285 cm pitkä ja kone on mitoitettu 520 kg kokonaismassalle josta paino ilman siipiä on 470 kg. Tuolla painolla operatiivinen mitoitus on 4 G joten tuolla vedolla siiven täytyy kantaa 3.3 kg/cm kuorma ja se aiheuttaa 9220 Nm vääntömomentin siipisalon tyveen.

Uusi siipi on kymmenkunta kiloa painavampi mutta kone huomattavasti kevyempi. Siiven pituus 350 cm ja koneen paino ilman siipiä enää 380 kg jolloin 4 G vedolla uuden siiven kuorma on vain 2.17 kg/cm ja se aiheuttaa 7450 Nm vääntömomentin siipisalon tyveen.

Vaikka tuo siipi on 65 cm pidempi niin koneen pienempi paino vähentää suoraa vääntömomenttia hämmästyttävät parikymmentä prosenttia. Voin siis vain jatkaa siipeä kylmästi 65 cm tyvestä samoilla ainepaksuuksilla ja sillä saan 4.6 G operatiivisen täydellä 450 kg lentoonlähtömassalla tai 5.5 G 380 kg massalla joka antaa 80 kg lentäjän lisäksi 20 litraa soppaa mukaan. Tuo pienempi momentti tarkoittaa myös ettei runkoon tarvitse tehdä tuon takia muutoksia.

Uuden siiven kiertomomenttia laipoilla en osaa vielä määrittää joten se voi tuoda salkoon joitain pieniä muutoksia (järeämpää alumiinikulmaa). Eteneminen on hieman hidasta mutta vakaata   .


Edit: Tässä kohtaa momentit ja leikkausvoimat mittayksiköineen sekaisin (tietämättömyydestäni johtuen) joka korjaantuu topicissa myöhemmin....

[ari]

Alussa ihmettelin riittääkö tuo oma siipisalko tuollaisenaan vai tarvitseeko sitä vahvistaa. Kesti näin kauan ennenkuin opin laskemaan tuon   . Kyllä kestää!

Kirjoitatko vähän noita laskuja auki    :huh:
Sonerai/Oma siipi: kaiketi tasaleveä ja siipisalko yhtä korkea tyvessä?

[4trade]

Sonerain siipi on tasaleveä ladonovi ja sen siipisalko on mitoitettu noille edellämainituille painoille. Tuossa laskussa otetaan huomioon ainoastaan lentokoneen paino ilman siipiä koska siivet kantaa itsensä ja painonsa. Sonerai suuremmalla lentoonlähtömassalla painaa ilman siipiä (tiedän siipien painon) 470 kg X 4 (G) = 1880 kg / 2 (yksi siipi) = 940 kg paino jaettuna siiven mitalla 285 cm = 3.298 kg /senttimetri.

Oma siipi mitä suunittelen laitteeseen on 65 cm pidempi mutta koska kone (ilman siipipainoa) on on huomattavasti kevyempi tuosta tulee vähemmän kiloja kannettavaksi siiven tyveen tuolla 4 G vedolla ja pienempi vääntömomentti. 1 kg X 9.81= Nm momentti (käsittääkseni)

Sonerain siipisalko on siis mitoitettu kestämään 9220 Nm momentin viimeisellä sentillä siipeä ja puolet tuosta luvusta puolessa välissä siipeä. 3.3 kg senttimetrin rasituksella saa arvon mistä kohtaa tahansa siipeä kertomalla 3.3 kg X esim 120 cm= 396 kg (3884 Nm) tuossa kohtaa siipeä siiven kärjestä mitattuna. Kun tiedän uuden siiven momentin ja se on huomattavasti pienempi ja tiedän että Sonerain originaali siipisalko kestää 9220 Nm voin huoletta tehdä tuon puolesta samoilla (siiven tyven) ainepaksuuksilla 65 cm pidemmän uuden siipisalon. Tiedän että uuden siiven momenttirasitus on tuossa siiven tyvessä parikymmentä prosenttia vähemmän.

Tuo edellämainittu on ainoastaan karkea lasku mikä antaa suuntaa asialle. Siitä puuttuu siipipaino/ cm ja se ei kerro mitään suurentuneesta kiertojäykkyyden tarpeesta ym selvitettävistä asioista mitkä vaikuttaa kun siipipinta alaa suurennetaan. Tuo kertoo ainoastaan alkuperäisen/ uuden siiven vaikuttavasta momentista 4 g vedossa, mikä pienenee tapauksessani kun kone kevenee, vaikka siipisalko pitenee 65 cm.

Oma siipi tulee siis olemaan samanlainen kuin Sonerain, mutta 65 cm pidempi, hieman leveämpi ja 1.5 % paksummalla kaarella. Sonerain kaari 64A212 ja teen siipeen 64A213.5 kaaren koska sillä saan enemmän kiertojäykkyyttä ja pärjään ohuemmilla ainepaksuuksilla.

[4trade]

Tuohon edellämainittuun on lisättävä vielä että tuo Sonerain oma salko jatkettuna tyvestä on jopa liian järeä ja kantaa noilla vahvuuksilla keskiosassa siipeä turhaa painoa mukanaan tuollaisena. Tuossa on kaksi järkevää vaihtoehtoa, joko keventää salon alumiinilattoja jotka kantaa kuorman nyt liiankin hyvin tai sitten lisätä hieman materiaalia salon tyveen jolloin päästään 6 G operatiiviseen kestävyyteen. Jälkimmäinen kuulostaa hyvältä koska tuo aineen lisäys tyveen on melko pieni ja vaikuttaa painoihin vähän alkuperäiseen siipeen verrattuna.

Tuo salko on laskettava jokatapauksessa osio kerrallaan jolloin rakenteen saa kuormitus/ painosuhteen mukaan optimiksi. Laskin tuota vain nopeasti nähdäkseni momentin suuruuden uudella siivellä jotta saan käsityksen mahdollisista runkoon tulevista vahvistuksista.

[TeroH]

Ensinnäkin Vesa kiitokset mielenkiintoisesta ja hauskasta lukemisesta!

Minä kun en tiedä lentokoneen rakentamisesta mitään, niin varmistan eräänlaisella yhteenvedolla josko olen pysynyt kärryllä tarinan etenemisessä?

Olet rakentamassa olemassa olevasta konstruktiosta parempaa kuin valmistaja on pystynyt tekemään, mm. ohentamalla liian paksuja siiven kiinikkeitä, virittämällä turbolla moottorista tehoa lisää ja rakentamalla siivet kokonaan uusiksi (pitemmiksi ja eri profiili kuin alkuperäisessä).

Ja sinulla ei tämän projektin alussa ollut (n. muutama kuukausi sitten?) koneen rakentamisesta enempää kokemusta/koulutusta kuin minulla, eli ei yhtään. Etkä usko kun itse asiantuntijoiksi julistamasi herrat Aki ja Markku aika selkeästi ilmaisevat ettei tuo projekti onnistu ja vielä kun naisetkin tulee mielipiteitään lausumaan.. 

Karoliinan blogia lukemalla voi tietysti oivaltaa, että hänkin ehkä tietää jotain laminaarivirtauksista, mutta kuitenkin.. JOS olen ymmärtänyt oikein ja edelleen aiot jatkaa projektia, toivotan sinulle vilpittömästi onnea ja jaksamista!!!

[ari]

Vilkaiseppa http://www.tkk.fi/Yksikot/Rakenteidenmekaniikka/henk/aalto/materiaalia/stat.pdf s.61, Taulukko 5.1. Jakautuneen kuorman taivutusmomentti ei kasva lineaarisesti.
Ja samalla voi lukaista koko kirjankin http://www.tkk.fi/Yksikot/Rakenteidenmekaniikka/henk/aalto/materiaalia/

[4trade]

Ari, kiitos tuosta linkistä.

Tero, olet ymmärtänyt pääosin asian oikein. Kone on suuniteltu alunperin yksipaikkaiseksi VW moottoriseksi kisakoneeksi pyloneja kiertämään Formula V luokkaan. Tuo alitehoinen moottori on siis ollut luokkavaatimuksen mukaan ainoa vaihtoehto. Siitä on venytetty 2 paikkainen malli harrastelijoille mikä on auttamattomasti alitehoinen. Kun laitetta kevennetään ja lisätään tehoa 100% alkuperäiseen verrattuna niin kyllä siinä suoritusarvot paranee väkisinkin. Lisään tehoa suhteessa enemmän kuin siipivastusta joten sakkausnopeus pienenee myös.

Siipiprofiilille tapahtuu sama mitä RV 3/ RV 4 profiilille tehtiin. RV 3 profiili lihotettiin 12%-- 13.5% jotta saatiin paksumpi siipi ja siten jäykempi kotelo. Suoritusarvot ei muutu tuolla juuri mihinkään. Minun tapauksessa siipikaaren Cm (momentti) jopa pienenee hieman ja sakkauksen kohtauskulma suurenee pyöreämmän johtoreunan myötä.

Kokemusta lentokoneen rakentamisesta ei ole, mutta se ei eroa milläänlailla muusta metallityöstä josta kokemusta löytyy kyllä.

Aki ja Markku ei käsittääkseni ole missään vaiheessa ilmaisseet asian mahdottomuutta. Kumpikin herroista osaa varmasti laskea että tuolla teholla ja vastuksella todella pääsee noin lujaa. Sakkausnopeuden saavuttaminen on tässä tapauksessa vaikein asia. Markku varoitti painolaskelmistani ja minulla oli tuossa vaiheessa vielä n 40 kg "vapaata painoa" kaikille rungon pikkuhiluille ja mittareille.

En epäile pätkääkään ettei Karoliina ymmärtäisi aerodynamiikkaa. Uskon että hän ymmärtää asiasta enemmän kuin minä. Olen kuitenkin tuossa laminaarivirtaus asiassa eri mieltä koska Karoliina sanoi että sen saavuttaminen on peltisiivellä mahdotonta.

Katso kuitusiipeä, se on luonnostaan pientä kiharaa muotin jäljiltä. Metalli on täysin sileä luonnostaan ja kun se niitataan hyvin, ja niittaukset kitataan siipi on hyvin sileä pinta. Lisäksi lentäessä siiven sisällä on ylipaine mikä aavistuksen pullistaa peltiä ulospäin, siis kiristää sitä lisää. Kaarien välissä oleva pelti on siis muodoltaan hienoisen erilainen kuin kaari, muttei se tee siitä tubulenttista mikäli pinta on sileä eikä siihen muodostu virtaukseen nähden poikittaista epäjatkuvuutta kuten ryppyä.

[Juri]

Lisään tehoa suhteessa enemmän kuin siipivastusta joten sakkausnopeus pienenee myös.

Teho ei kai liity millään tavalla sakkausnopeuteen?

-J

[pimattil]

Teho ei kai liity millään tavalla sakkausnopeuteen?

Sitä kautta kyllä, että suuremman tehon tuottamiseen tarvitaan yleensä suurempi moottori, joka painaa enemmän, joka sitten korottaa sakkausnopeutta. Muuten en kyllä näe yhteyttä asian välillä... 

[ttorri]

Tehojen vaikutus sakkausnopeuteen ei liity tähän asiaan sitten muullatavoin kun että viranomaisvaatimus on sakkausnopeus ilman tehoja. Tietysti voi koettaa kuinka korkealle voi tyhjäkäynnin säätää.

[4trade]

Selitetään siis ajatus auki: Olin aiemmin kertonut lisääntyneestä tehosta joka parantaa lentononeen suoritusarvoja. Em kohdassa tarkoitin (viittasin aiempaan lauseeseen) että lisään tehoja enemmän kuin siipipinta alaa (vastusta) joten nuo sakkausnopeudet pienenee myös. Tuo oli tarkoitettu ymmärrettäväksi siten että tuo kone todella suuremmalla siivellä ja pienemmällä sakkausnopeudella tehonsa ansiosta on kaikilla suoritusarvoilla parempi.

Ilmaisin itseni siis kehnosti.

Moottoriteholla ja sakkausnopeudella kun ei ole mitään tekemistä keskenään.

[4trade]

Ari, kiitos hyvästä huomiosta. Olit oikeassa noiden momenttien suhteen. Tuo  taivutusmomentti ei nouse lineaarisesti vaan parabolisesti ja pitäisi olla enää suunilleen 1/4 tyven momentista puolessavälissä siipeä.

Minun laskelma antaa kyllä oikean voiman siiven tyveen, mutta sitä käyttämällä siivestä tulee liian järeä ja painava keskiosassa, koska minun lasku on lineaarinen leikkausvoima. Sillä saa kyllä tyveen vaikuttavan voiman laskettua oikein mutta se pitää jakaa parabolisesti siiven mitalle.....ARGH!

Tämänkaltainen palaute on juuri sitä mitä kaipaan. Se nopeuttaa ymmärrykseni kasvua asiassa ja auttaa asiaa etenemään nopeammin.

[Seppo Koivisto]

Se mistä sait tulokseksi 9220 on leikkausvoima ja yksikkö N. Suurimman taivutusmomentin saamiseksi se pitäisi vielä kertoa puolikkaalla siiven pituudesta.

[4trade]

Seppo, kiitos!

9220 X 142.5= 1.31 miljoonaa ja 7450 X 175 = 1.30 miljoonaa....Hmm, siis suurin taivutusmomentti kevyemmällä koneella ja hieman pidemmällä siivellä on suunilleen samaa luokkaa. Hämmentävää. Tuo tarkoittaa että siipikiinnitys kestää alkuperäisen koneen piirustusten mukaan kyllä, mutta ei siihen ylimääräisiä marginaaleja jää kuten kuvittelin.

Toisinaan tämä tuntuu suorastaan tuskaisen hankalalta, mutta harvemmin saa mitään hyvää aikaan ponnistelematta, joten jatkan sitkeästi eteenpäin  .

[4trade]

Ilmavirran kiihtyminen siipikaaren kaarevuuden takia tekee alipainetta pinnoille. Kaaren yläpinnalle enemmän kuin alapinnalle, mutta myös jonkinverran sinne alapinnalle. Siiven sisällä on normaali ilmanpaine tuossa korkeudessa joten se hieman painaa siiven pintaa ulospäin. Tuolla muutama selventävä piirros asiasta: http://www.dynamicflight.com/aerodynamics/pres_patterns/

[ttorri]

Tuota kaarien aiheuttamaa siiven aaltopintaa on tutkittu eikä siitä kannata juurikaan murehtia.
http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1939/naca-tn-724.pdf

[4trade]

Mielenkiintoinen raportti. Olen ollut samaa mieltä asiasta. Oli hyvä päästä lukemaan todellisia tuloksia tuosta. Sonerain siivessä ensimmäinen poikittainen niittirivi on pääsalon kohdalla, mikä sijaitsee suunilleen 30% johtoreunasta joten tuonne asti ainakin sen virtauksen pitäisi pysyä kiinni ilman ongelmia.