Получив первый опыт моделиста дирижаблей начального уровня - мягкие схемы и оболочки - мне захотелось немного попробовать и посмотреть на жесткую и полужесткую схему.
Как известно, основу дирижабля жесткой схемы составляют поперечные жесткие элементы - шпангоуты, и продольные - стрингеры. Про схемы дирижабля немного упоминал в части 4. Есть ряд интересных старых фильмов про строительство дирижаблей, про то как закладывают основу каркаса - шпангоуты.
Тут, к слову, стоит сказать, что для шпангоутов есть две основные силовые схемы - классический цеппелин - когда работающие на сжатие балки образуют наружный периметр плоского многогранного сечения, а геометрическую неизменность и все растягивающие и изгибающие нагрузки берут на себя, перераспределением сил, растяжки. И альтернативная схема - шпангоут пространственного (треугольного, вершиной вовнутрь) поперечного сечения, работающий на изгиб в каждом своем месте. Альтернатива применялась у R101, у Акрона, Мэкона. Об этом - альтернативной схеме и ее выборе - хорошо рассказано в книге "Авианосцы легче воздуха".
Для "пробы сил" выбрал схему "классический цеппелин". Число граней многоугольника? Выбрал минимальное - 8 - как получилось на бумажной модели и как первоначально рассматривал жесткую схему.
Схема шпангоута получилась такая:
Размер шпангоута - исходи из длины всего каркаса примерно в 1,5 м.
Материал шпангоута? При таких размерах - солома - применяют для комнатных летающих моделей. Про ближайшем рассмотрении, под определенные нагрузки, солома - очень интересный материал (так же как и тростник или камыш под несколько большие, а бамбук - под еще большее). Трубчатое сечение позволяет очень неплохо работать на сжатие - высокие значения потери устойчивости в сравнении со сплошным круглым сечением.
Сделаем еще одно небольшое отступление. При работе на сжатие элемент типа стержня может разрушится как от превышения предела прочности материала - действующая "сигма" превысила "сигма временное" - так и от потери устойчивости - изогнулось в сторону и сломалось. И здесь выбор правильного поперечного сечения элемента, работающего на сжатие, напрямую зависит от интенсивности нагрузки:
Интенсивность нагрузки=сила/длина
При высокой интенсивности нагрузки определяющим является достижение предела прочности материала, а потери устойчивости не наступает. Здесь хорошо работает сплошное сечение - круглое или квадратное, несколько хуже прямоугольное или эллипсное/овальное.
При снижении интенсивности нагрузки оптимальным становится трубчатое сечение.
При дальнейшем снижении - тонкостенная труба. Но уменьшение толщины стенки приводит, в конце концов, к местной потери устойчивости.
Потому при дальнейшем снижении интенсивности нагрузки оптимальным сечением становится трех- или четырехгранная ферма.
И самый крайний случай низкой интенсивности нагрузки - "двухуровневая ферма" - ферма, у которой каждый элемент - стержень фермы - сам представляет собой ферму. Где то в сети есть видео с педальными вертолетами мускулолетами - вот там есть такая красивая двухуровневая ферма.
Материал для опытов произрастает у меня под окном.
Не совсем вызревший материал, но для опытов годится.
Заодно провел немного опытов на нагрузку потери устойчивости и свел в такой график:
Стапель. Пенопласт упаковочный шариковый и упаковочный же картон.
Со шпангоутом первый опыт получил. Долго, и самое нудное - растяжки. Но если подготовительные работы провести несколько более серьезно, то все будет сравнительно быстро.
Теперь опыты про полужесткую схему. Основа ее - трехгранный киль, вершиной вниз или вверх.
Решил попробовать сделать фермочку, которую сможет поднять фольгированный шар в виде цифры один - подходит в качестве эрзац баллона для совсем маленькой модели. Но фермочка по весу должна быть меньше 3 г - грузоподъёмность "единички" меньше 4 г.
Тогда можно будет попробовать добавить резиномомтор.
Технология та же, клей тот же - "Момент".
На этом модельные опыты по жесткой и полужесткой схеме закончил. Хотя некоторый запас материала осенью, перед выпадением снега, сделал.