Наши проекты: Склей-ка Модель! : NorthStarModels : Studio XIII : Wiki : Сувениры : Walkarounds : Новости
Войти Регистрация

Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)

В переписке на форумах я периодически сталкиваюсь с тем, что многие моделисты, занимающиеся сборкой моделей самолетов, спорят о том, как должно быть сымитировано провисание тканевой обшивки. При этом, иногда не понимая физики данного явления. Да не сочтет уважаемое сообщество мой опус занудным поучением, но я попытаюсь объяснить само понятие «провисание полотна» и то, как оно должно быть показано на моделях.

Итак, начнем с самого простого – с азов аэродинамики :-)
На рисунке 1 показан усредненный теоретический дозвуковой профиль крыла. Есть еще и сверхзвуковые профили, но мы-то понимаем, что перкалем такие крылья не обтягивают :-)
Если мы начнем движение вперед, то профиль станет рассекать воздушный поток (хотя в аэродинамике при расчетах принято считать, что воздух набегает на неподвижное крыло). После рассечения поток движется вдоль верхней и нижней плоскостей крыла и, в конце концов, соединяется снова за задней кромкой крыла. Чтобы всезнайки не упрекнули меня в некорректности повествования, оговорюсь: мы тут рассматриваем ламинарный режим обтекания, то есть – без срыва потока, и не рассматриваем большие углы атаки крыла.

Так вот, так как кривизна верхней плоскости крыла больше, чем нижней, то и скорость движения верхнего потока выше, чем нижнего. При этом сверху возникает зона пониженного давления и (вопреки мнению большинства здравомыслящих людей, не учивших аэродинамику) создается подъемная сила, приложенная к… верхней плоскости крыла. Эта сила тянет крыло вверх и как бы пытается оторвать обшивку от крыла на верхней плоскости, о чем мы далее вспомним при рассмотрении эффекта «провисания полотна» в полете.

Теперь непосредственно о полотне и его т.н. провисании. Так вот, мы с вами разобрались, что такое аэродинамический профиль крыла. Задается этот профиль при помощи силовых элементов, называемых нервюрами. Крыло, чтобы самолет летал, должно быть как можно легче. Следовательно, монолитным оно быть не должно. Крыло представляет собой эдакий «рыбий скелет» из лонжерона, нервюр, передней кромки и задней кромки (для простоты я не буду рассматривать механизацию крыла в виде предкрылков, закрылков, интерцепторов, элеронов и прочих элевонов).

Типовая конструкция
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
 Чтобы сохранить аэродинамический профиль на протяжении всего крыла этот каркас необходимо обшить каким-то легким и прочным материалом. Для этого еще на заре авиации начали использовать перкаль, ткань и фанеру. Поскольку мы ведем речь о провисании полотна, то ограничимся только упомянутыми материалами.

Для удобства, рассмотрим фрагмент крыла, обведенный овалом на рисунке 2, а также его поперечное сечение А-А. Итак, рисунок 3 показывает часть крыла между 2-мя нервюрами, где условно показаны векторы натяжения заштрихованного фрагмента ткани. Дело в том, что ткань или перкаль (далее буду говорить только о ткани, т.к. оба этих материала имеют похожие свойства) имеют сильное внутреннее натяжение. Это достигается при помощи специальных лаков и эмаллитов, которыми покрывают уже натянутую на крыло ткань. Если ткань будет провисать, то она не сможет поддерживать профиль крыла, что лишено изначального смысла.
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
Силы натяжения мы условно разобьем на 2 направления: продольное (синие стрелки) и поперечное (красные стрелки). Эти силы действуют вдоль полотна и стремятся спрямить натянутое на кривой профиль полотно. В этом-то и состоит пресловутое «провисание полотна». Итак, почему полотно провисает? Если с красной стрелкой все понятно: там между двумя нервюрами и должна быть прямая линия, то откуда взялось провисание? В этом виновата составляющая сил натяжения, обозначенных синей стрелкой, она действует внутрь крыла.

Для объяснения этого явления нарисуем рисунок 4 (поперечное сечение крыла между нервюрами А-А).
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
На этом рисунке сечение полотна (зеленая линия) отличается от профиля нервюры потому, что на него действуют «синие стрелки», т.е. продольная сила натяжения!

И если бы не действие составляющей от «красных стрелок», действующая наружу крыла, то эта линия сечения полотна была бы прямой. Именно поэтому, чем больше кривизна профиля крыла, тем сильнее провисание полотна! Именно поэтому на задней части профиля (от лонжерона до задней кромки) провисание полотна почти не заметно. И именно поэтому (чтоб выдержать аэродинамический профиль) почти на всех самолетах переднюю кромку крыла обшивают фанерой (а позднее – металлом), лишенной упомянутых недостатков полотна и лучше передающей кривизну профиля.

Вывод: провисание полотна тем больше, чем больше кривизна поперечного сечения крыла (профиля нервюры). Глубокого провисания полотна на участках с малой кривизной НЕ БЫВАЕТ!!! К сожалению, этого не понимают как многие моделисты, так и многие производители моделей, включая тех, кто делает мастер-модели (смотрим фото 5 с «невероятным» провисанием полотна и фото 6 с тем, как это выглядит в натуре).
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)

И в заключении остановлюсь на том, как выглядит полотно в полете. Помните о том, что подъемная сила стремится оторвать обшивку с верхней плоскости крыла? Так вот, у большинства «тряпичных аэропланов» в полете обшивка на верхней плоскости «вспучивается» от действия подъемной силы, и «провисание» становится, как бы это сказать, «надуванием». Прилагаю фото крыла Ан-2 на земле
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях) 
и в полете
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
, где хорошо виден эффект «вспучивания» обшивки в полете.

И еще об одном заблуждении. Иногда слишком грубо имитируются полоски перкали, закрывающие швы на обшивке. Конструкция швов обшивки примерно такая, как показано на рисунке 9 (это – сечение Б-Б с рис. 4).
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
Полотно пришивается к полке нервюры нитками, а шов заклеивается перкалевой лентой. Понятно, что при толщине ленты менее чем в 1мм она не должна быть показана на модели полосой толщиной в полтора миллиметра. А иногда такое случается даже в 72-м масштабе!
Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тканевой обшивки на моделях)
Лозунг: «Думайте, что делаете, понимая суть явления!»
Материал изложен несколько утрировано, но поясняет физику такого явления как «провисание полотна» на самолетах. Я лишь попытался помочь моделистам с правильной имитацией полотняной обшивки на моделях, и не претендую на истину в последней инстанции ;-)
С уважением, Александр В.
 

» Информация о статье
Остап в 04.07.2009 - 20:10
А про «не очень грамотные», это как говорится «На воре и шапка горит»
Это я имел ввиду Вас, уважаемый товарищ! Так что про шапку не стОило писать, она ваша.
Если разобрать по фразам всё, что Вами написано, Вам будет очень неловко от собственного невежества в обсуждаемом вопросе. Я деликатно не стал Вас тыкать носом, но может быть зря. А уж про адвокатов начали вообще ни к селу, ни к городу. Я тоже часто влезаю в чужой разговор, когда кто-то слишком "круто" ведет беседы. Просто, людям не безразлично, что происходит в клубе, который они посещают. Вы напрасно накидываетесь на всех.
ЗЫ Живете не в лесу, так найдите учебник по данной теме и почитайте. Глядишь, кому-нибудь скажете, что разбираетесь в аэродинамике. Только не мне, я увидел ваши познания после первого вашего поста.

ЗЫЗЫ Зря написал, не сдержался. Пора этот балаган прекращать!
max_pozitiff в 06.07.2009 - 12:41
Остап,спасибо за интересную и информативную статью.
Думаю,что весомая ее ценность состоит собственно в вопросе имитации полотна на моделях (сколько споров было уже по этому поводу).ИМХО,Вы достаточно сжато и четко показали всю суть имитации провиса полотна..А то иногда страшно смотреть на 72 масштаб :roll:
Еще раз спасибо за статью.
Sulla в 07.07.2009 - 15:10
Остап, спасибо за статью! Удачи в дальнейшей РАБОТЕ.
Уокер в 12.07.2009 - 11:07
Вопрос автору статьи. Где на этом корсаре вздутие обшивки?

[url=http://www.radikal.ru][/url]

и насчет отсутствия провиса на плоских профилях. Обратите внимание на левое крыло, куда еще площе профиль... тем не менее провис есть. провис больше зависит наверное не от толщины профиля а от растояния между нервюрами. ИМХО.
Кошкер в 12.07.2009 - 11:37
На этой фотографии не очень хорошо видно. Но на других, по-моему, вздутие имеет место быть:

Уокер в 12.07.2009 - 11:56
Думаю еще все зависит от режима полета и состояния полотна.
Кошкер в 12.07.2009 - 12:02
Думаю еще все зависит от режима полета и состояния полотна.
Да, видимо так.
Northatlas в 16.07.2009 - 10:38
Тема: Re: Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тка
Позволю себе заметить, что спор, изучение аэродинамики, а также попытки уличить в незнании оной мало имеют отношения к актуальнейшей теме имитации провиса. Кто как минимум занимался изготовлением летающих моделей прекрасно понимает, как это выглядит в жизни, остальным осмелюсь настоятельно порекомендовать либо посещать музеи (желательно за рубежом) и внимательно изучать хроники а также худ. фильмы, старые советские, и особенно импортные (у них как правило реальная техника используется). Возможно тогда многим будет проще моделировать этот эффект.
Northatlas в 16.07.2009 - 13:27
Тема: Re: Провис полотна - реальность и аэродинамика (Имитация тка
Автор, господа, поднял весьма важную проблему в моделизме и рассказал об отправной точке-технологии крепления полотна к нервюре. Тот кто как минимум делал летающие модели осведомлен как провис выглядит в жизни, к чему споры, изучайте хроники, смотрите на технику в музеях (в основном во вражеских к сожалению) и да постигнет самых возбужденных понимание, а затем и умиротворение.
Остап в 03.08.2009 - 18:11
Вопрос автору статьи. Где на этом корсаре вздутие обшивки?
Прошу прощения за задержку с ответом - уезжал в отпуск. Стрелочкой показано то, о чем Вы спрашиваете. Освещение на самолет падает с правой стороны (т.к. левая часть фюзеляжа темная), тень на полотне - с левой. Соответственно, имеет место быть выпуклость. На дальнем плане, ИМХО, то же самое, хотя и создается впечатление, что есть прогиб. Может, оттого что кривизна невелика, а угол падения света очень пологий. Сложно сказать.

[url=http://www.postimage.org/][/url]

Добавить свою статью | Обсудить на форуме

Вы должны быть пользователем сайта, чтобы комментировать статьи!
Зарегистрироваться

» Социальные сети


ScaleModels.ru - сборные масштабные модели. © 2005-2015. Работаем на сервере FastVPS.ru
Privacy Policy