магический угол армирования
Jun. 29th, 2009 12:43 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
jayrandomМногие наверное обращали внимание на армирующие волокна в полупрозрачных шлангах. Такая затейливая змейка.
Оказывается, угол к оси, под которым они направлены, не случаен - он называется (ну конечно!) магическим углом. Это угол, при котором на волокна передаётся максимум растягивающей нагрузки (которую волокна вообще говоря и могут выдерживать) и минимум сдавливающей.
Данный угол оптимален для цилиндра. Очевидно, для нерегулярных поверхностей он будет переменным, надо бы покопаться в соответствующей математике. Почти наверняка это будут геодезические кривые, вопрос в том, какие именно геодезические кривые, как расположены.
Когда волокна работают на растяжение, на сжатие тут работает наполнитель - жидкость или газ. Разработка из смежной области - Tensairity, у них пневматический наполнитель. В наших же моделях сжимаются отдельные жёсткие стержни. Это и плюс и минус одновременно. Плюс - минимальная погонная длина (и вес) материалов и нечувствительность к проколам. Минус - хреновая обтекаемость таких структур без дополнительной обтяжки. Но главное - знать или догадываться, что в принципе возможно.
А возможно, похоже, значительно больше, чем человеку когда-либо снилось. Мы полетим :)
Оказывается, угол к оси, под которым они направлены, не случаен - он называется (ну конечно!) магическим углом. Это угол, при котором на волокна передаётся максимум растягивающей нагрузки (которую волокна вообще говоря и могут выдерживать) и минимум сдавливающей.
Данный угол оптимален для цилиндра. Очевидно, для нерегулярных поверхностей он будет переменным, надо бы покопаться в соответствующей математике. Почти наверняка это будут геодезические кривые, вопрос в том, какие именно геодезические кривые, как расположены.
Когда волокна работают на растяжение, на сжатие тут работает наполнитель - жидкость или газ. Разработка из смежной области - Tensairity, у них пневматический наполнитель. В наших же моделях сжимаются отдельные жёсткие стержни. Это и плюс и минус одновременно. Плюс - минимальная погонная длина (и вес) материалов и нечувствительность к проколам. Минус - хреновая обтекаемость таких структур без дополнительной обтяжки. Но главное - знать или догадываться, что в принципе возможно.
А возможно, похоже, значительно больше, чем человеку когда-либо снилось. Мы полетим :)
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2009-06-29 01:46 pm (UTC)Параллельно стоящие нервюры, на которых собираются крылья (в том числе и мягкие) хорошо сохраняют крылу профиль, но для продольной жёсткости приходится отдельно что-то городить (в случае мягкого крыла - непроточная пневматика + внешняя уздечка). Если же армировать крыло по пересекающимся геодезическим, то может быть получится избавиться от однокусочного лонжерона, не потеряв его функцию.
no subject
Date: 2009-06-29 04:42 pm (UTC)Да, такие крылья ещё в 1930-х делали, и сейчас они есть на некоторых композитных самолётах. Мне показалось интересным именно то, что теперь можно на порядок поднять жёсткость/уменьшить число расчалок именно складывающихся конструкций.
no subject
Date: 2009-06-29 09:26 pm (UTC)no subject
Date: 2009-06-30 07:49 am (UTC)no subject
Date: 2009-06-30 07:51 am (UTC)no subject
Date: 2009-06-30 08:57 am (UTC)Оказывается, по этому принципу были сделаны Викерсовские бомбардировщики. Хотя в первую очередь они применили его для фюзеляжей. Забавно, что они могли прилететь на базу с дыркой в пузе и удачно приземлиться.
Пытаюсь найти картинки с внутренней схемой такого крыла. Вот две фотки [1, 2], где вроде бы есть геодезические рёбра, но одновременно с этим оставлен и продольный лонжерон.
А тут как будто бы уже геодезические рёбра с опорой на внешнюю раму. Хотя может быть так и надо. В конце концов, нужно же чем-то внешний контур задать.