1934 Wiadomości Techniczne Lotnictwa nr 3.pdf

(3845 KB) Pobierz
W
ia d o m o ś c i
T
echniczne
lo tnictw a
K W A R T A L N I K
WYDAWANY PRZEZ DEPARTAMENT AERONAUTYKI M. S. W O JSK., JAKO DODATEK DO
„PRZEGLĄDU
LOTNICZEGO’
A UTO RZ Y
ARTYKUŁÓW
ZA MIE SZC ZON YC H
SĄ
w
„PRZEGLĄDZIE
ZA
LOTNICZYM"
P O G L Ą D Y ,W
I
„ W I A D O M O ŚC IA C H
W YR A ŻO NE
TECHNICZNYCH
LOTNICTWA"
ODPOWIEDZIALNI
NICH
T R E Ś Ć :
Str.
Prof. dr. inż. M. T. Huber.
O pewnym wzorze empirycznym do obli­
czenia wytrzym ałościowego bardzo krótkich prostych kształ-
towników duralowych ściskanych podłużnie
lnż. Eryk Kosko.
ciąganych
O bliczanie p ra c y am o rtyzatorów gum owych roz-
88
89
W odpow iedzi inż. S. N eum arkow i na jego
Inż. Zbysław Ciołkosz.
u w agi o m ym a rty k u le „W p ływ ciągu śm igła na stateczność
podłużną samolotów"
Inż. W. Jakimiuk.
.
91
96
104
117
Obciążenie w locie, a bezpieczeństwo samolotu
.
,
.
—
Okapotowanie silników chłodzonych powietrzem
Kpt. obs. Henryk Gizaczyński.
Inż. J . Drzewiecki.
Ogólne zasad y stosowania reduktora
.
Coupe Deutsch de la M eurthe 1934 .
.122
128
M. P.
Sprawozdanie z VIII Zjazdu Inżynierów Mechaników Polskich
Nowe w y d a w n i c t w a .....................................................................................................129
ROK II
WARSZAWA, LIPIEC — 1934
■s 3
N
8S
W IAD O M O ŚCI TECHNICZNE LO TN ICTW A
Prof. Dr. Inź. M . T. HUBER
O pewnym w zorze em pirycznym
do ob licze nia w ytrzym ałościo w e go bardzo krótkich prostych kształtow ników duralow ych ściskanych po dłużnie
O kreśliwszy
w ytrzym ałość
na
podłużne
ściskanie
wartością krańcową
P
siły obciążającej, przy której z a ­
chodzi jeszcze trw ała równowaga pręta, żądamy w p rak ­
tyce konstrukcyjnej ażeby dane obciążenie użytkowe
P
jeżeli liczba
n
> 1 oznacza t. zw.
pew-
n
ność.
Iloraz
P
przez pole przekroju pręta
F
d a ją 'w a r­
tość średniego naprężenia, które .nazywiamy naprężeniem
niebezpiecznem (niszczącem) an 1).
W iadomo od dawna,
jest zależna nietylko od własności
P
wytrzym ałościowych m aterjału, ale także od t. zw,
smu-
kłości
pręta, t. j. stosunku jego długości
L
do najm niej­
szego promienia bezwładności przekroju
i,
przyczem an
L
m aleje ze wzrostem smukłości A = — •
i
Jednakże tak się ma rzecz ściśle tylko w p rzyp ad­
kach przekrojów zwartych, takich np, jak kw adratow y,
kołowy i t. p.
W przypadkach prętów profilowanych cienkościen­
nych, jak np. walcowane kształtowniki duralowe
L, U,
Z
i t, p, staje się wartość
sn
zależna nadto jeszcze od
„smukłości przekrojowej",, t. j. stosunku głównych w y ­
miarów poprzecznych przekroju d a grubości
ścianki
(czyli grubości blachy, z której profil sporządzano). Ta
różnica objaśnia się tem, że wybaczenie prętów o prze­
kroju zwartym zajść może tylk o bez w yraźnej zmiany
postaci przekroju i polega na samem zgięciu osi pręta.
W yboczenie takie jest przy dość małej długości prętów
praktycznie nieosiągalne. O wytrzym ałości takich p rę­
tów rozstrzyga granica odkształceń plastycznych ma­
terjału.
Natomiast u prętów profilowych cienkościen­
nych zachodzi już przy mniejszych średnich napręże-
m rch niebezpieczeństwo miejscowego wyboczenia (wybo-
czenia płytowego), w yraźnie nawet u prętów bardzo
krótkich, co prowadzi do zm niejszenia wartości
i uza­
leżnienia jej od kształtu przekroju nawet przy całkiem
małych wartościach s. Nasuwa się więc ważne dla kon­
struktora pytanie, jaka jest zależność
Q
od kształtu
n
przekrojów cienkościennych („wiotkich"). Nie ma mowy
na razie o znalezieniu ogólnej zależności na drodze teore­
tycznej z w yjątkiem paru przypadków najprostszych. Po­
zostaje więc droga doświadczeń laboratoryjnych dość licz­
iż wartość a
P
było równe
P
nych, ażeby można było wyprowadzić wzory empiryczne.
Tę drogę obrano w ameiykariskim W ojskow ym Instytucie
Badań Lotniczych (W right Field, Dayton, Ohio, U. S. A.).
■ R y s .i
R y s. 2
R. A , M iller wykonał liczne próby z ceownikami dura-
lowemi (rys. 1), na podstawie których ułożył w zory em-
piryczne podające zależność
&
od stosunku
n
/
—
i od
b
stosunku — , Tą drogą poszedł dalej inż. W. E. Konecz-
ny wykonawszy w Am eryce jeszcze kilkumiesięczne stu-
d ja doświadczalne nad ceownikami i innemi kształtow ni­
kami, stosowanemi w konstrukcjach duralowych. W y ­
nikiem tych studjów jest wzór empiryczny.
/
b
G =
37,2 — 0,95 — — 1,12 — (w kg/mm2)
n
W zór ten obejmuje także zetowniki i kątowniki (rys.
b
2 i 3), przyczem w tych ostatnich— oznacza długość ra ­
mienia krótszego. Ilość próbek była bardzo znaczna ty l­
ko dla ceowników, inne wymienione profile badano ty l­
ko na 30 próbkach.
ńys.3
Rys A
1) Rozmyślnie nie stosujem y tutaj często spotyka­
nej nazwy „naprężenie krytyczne", zachowując ją na
określenie wielkości teoretycznej, która tylko niekiedy
zlew a się z naprężeniem niebezpiecznem.
W przypadkach usztywnienia ramienia (półki) k ąto­
wnika przez zagięcie, tak, iż powstaje profil według
rysunku 4, należy stosując wzór wstawić
/ =
lt
-
2
(a -
t)
i podobnie dla ceowników i zetowników.
No
3
W IAD OM O ŚCI TECHNICZNE LO TN ICTW A
przylegały
podczas prób bezpośrednio
do płyt
stalo­
W celu sprawdzenia wzoru na naszym m aterjale w y ­
konał inż. Koneczny w I. B. T. L. 6 prób na ceownikach
duralowych z P. Z. L., które powtórzył w obecności pod­
pisanego. Próby te dały obliczone ze wzoru wartości
z nadwyżką 7 do 14% , a więc na korzyść pewności.
Długości próbek nie przew yższały dwukrotnego n a j­
większego wym iaru poprzecznego przekroju. Przekroje
wych prasy.
Podany wzór może przeto służyć tylk o do oblicze­
nia wytrzym ałościowego całkiem krótkich prętów; dla
prętów długich należy uwzględnić zmniejszenie G ze
n
wzrostem długości
L.
Inż. ERYK K O S K O
O b licza nie pracy amortyzatorów gum ow ych
rozciąganych
Mimo znacznego już dziś rozpowszechnienia amor­
tyzatorów oleo-pneumatycznych i podobnych im w dzia­
łaniu do podwozi nowoczesnych samolotów, am ortyzato­
ry gumowe, bądź ściskane, bądź też rozciągane, nie stra­
ciły jeszcze na znaczeniu. Z alety tych ostatnich, pe­
wność funkcjonowania, lekkość i łatwość wymiany spra­
wiają, że w wielu wypadkach nie dają się one zastąpić
nowszemi typami. Główną ich wadą jest natomiast ma­
łe tłumienie ruchu podwozia w obie strony (czyli am or­
tyzacja we właściwem znaczeniu), gdyż czynnikiem tłu­
miącym jest w tym wypadku hjstereza gumy, której p ra­
ca jest niewielką w stosunku do pracy sprężystej. Tam
więc, gdzie nie wymaga się od am ortyzatorów owego ha­
mowania ruchu podwozia, jak np. w płozie, stosuje się
z powodzeniem am ortyzację gumową.
Dobór i obliczenie am ortyzatorów gumowych znacz­
nie zyskują na przejrzystości i dogodności, jeżeli użyć
w tym celu w ykresu pracy am ortyzacji. Zamierzam to
wykazać na przykładzie am ortyzatorów rozciąganych.
F r, Ja n ik 1j
posługuje się wprawdzie również tym w y­
kresem, nie uwzględnia on jednak naprężenia wstępnego
w am ortyzatorze i przyjm uje wydłużenie końcowe amor­
tyzatora za określone zgóry. Dzięki temu, można uw a­
żać stosunek
k — P
:
P max
za wielkość stałą dla
danego typu am ortyzatora. Poza tern uważa
Janik ,
że
wielkość reakcji
R
koła wzgl. płozy, a temsamem i spół­
czynnik dynamicznego obciążenia są określone energją
uderzenia (jak w niemieckich przepisach).
Tak jest
rzeczywiście, jeżeli am ortyzator jest zgóry dany. Kon­
struktorowi zależy jednak właśnie na doborze takiego
am ortyzatora, któryby najlepiej spełniał postawione mu
zadania. Staw ia on również ograniczenie (o ile tego
przepisy nie czynią), by maksymalna wartość reakcji
R
była równa pewnej wielokrotności
m
wartości tej reakcji,
występującej dla samolotu w spoczynku. Ten spółczynnik
m
nie powinien być z jednej strony zbyt wielki, by
Z drugiej strony małych wartości
m
nie stosuje się, gdyż
oznaczają one zbyt duży skok podwozia. Poza tem za­
chodzi wówczas obawa nieuwzględnienia trudnych do
obliczenia naprężeń dynamicznych w ruchomych czę­
ściach.
Oznaczenia zachowujemy te same, co w pracy J a ­
nika. M etody wykreślne tam podane oddają duże usłu­
gi w zastosowaniu. Celem niniejszej notatki jest uzu­
pełnienie ich metodą, odnoszącą się do am ortyzatorów
gumowych rozciąganych, która w yd aje się być mało zna­
ną.
Pracy pneumatyków nie uwzględniamy, gdyż nie
wpłynęłoby to zasadniczo na bieg m yśli i obliczeń.
Za dane możemy uważać:
1) Energję
W
do pochłonięcia od chwili zetknięcia
się kola wzgl. płozy z ziemią, po odliczeniu pracy ewen­
tualnie pochłoniętej przez pneumatyk.
2) Ugięcie maksymalne (skok)
smax
punktu zacze­
pienia reakcji
R
pod wpływem poddania się am ortyza­
tora.
3) W ydłużenie bezwzględne am ortyzatora
lmax —
Lmax
—
F0
(czyli skok amor(yzatcra) jako różnica dłu­
gości końcowej i początkowej (nie wolnej) am ortyza­
tora. W ielkość tę otrzymujemy, zakładając pewną prze­
kładnię kinematyczną między ugięciem „s“, a wydłuże­
niem
4) Siłę
R m ax= m. Q
na koła wzgl. płozę.
5) O dpowiadającą jej siłę
P max
am ortyzatora, przy-
czem „przekładnię statyczną"
R : P
otrzym ujem y bądź
z warunków równowagi sił, bądź też metodą wykreślną
Jan ik a z warunku
R :P — dljds.
Ilość nitek
„i",
oraz grubość am ortyzatora gumowe­
go wyznaczamy tak, aby siła P/i, przypadająca na jed ­
ną nitkę, odpowiadała mniejwięcej wydłużeniu względ­
nemu k = 100% , (Przez „i" rozumiemy ilość nitek
pojedyńczych, zatem
„i“
będzie zwykle' liozbą parzystą).
Znalezioną tak wartość końcową wydłużenia względne­
nie wyw oływać niepotrzebnie dużych obciążeń w dal­
go oznaczamy przez krnax.
Pozostają do wyznaczenia:
szych częściach podwozia wzgl. w zamocowaniu płozy.
długość wolna
L w
jednej nitki am ortyzatora, oraz w y­
dłużenie początkowe odpowiadające położeniu podwo­
l)
0 obciążeniu i stateczności podwozia. Spraw.
zia, wzgl. płozy w locie. Mogą do tego posłużyć dwa
I. B. T. Ł. Nr. 10.
warunki. Pierwszy określa skok am ortyzatora w zależ­
90
W IAD O M O ŚCI TECHNICZNE LO TN ICTW A
ności od jego długości wolnej i od wydłużeń: początko­
wego i końcowego:
^max
Ew 0 'm ax
"
N
) ............................. ( D
Drugi podaje energję, pochłoniętą przez am ortyzator:
W = i . Lw [Emax -
E0) .
.
.
(2)
E
oznacza pracę, pochłoniętą przez jednostkę długości
jednej nitki am ortyzatora przy odpowiednich w ydłuże­
niach względnych.
Dobranie wartości
Lw
i X na podstawie tych w a­
0
runków jest dość uciążliwe. Zadanie to można jednak
łatwo rozwiązać, jeżeli się u żyje w ykresu pracy am orty­
zatora
E — f
(X) (Rys, 1), W yk res ten otrzym uje się
jako krzyw ą całkową w ykresu sił
P
=
f
(X) Je s t znacz­
nie dogodniej raz na zawsze ustalić dla używanych ty ­
pów am ortyzatorów przebieg krzyw ej całkowej, choćby
metodą w ykreślną, niż za każdym razem planimetrować,
lub oceniać pracę pochłoniętą z wykresu sił, W niektó­
rych francuskich podręcznikach (np, Huguet, Guilłemin),
podane są oba w ykresy (nieraz jednak z błędami).
Dzieląc równanie (2) przez
jemy:
W
i . l„
W
(1) stronami otrzym u­
(3)
m ax ~~
odmierzamy w sk ali pracy n a rzęd-
W artość
'
i .' I
n .
—
nej, odpowiadającej wydłużeniu
OA
= 100% i tak
otrzym any punkt
B
łączym y z początkiem spółrzędnych
O. Przez punkt C krzywej
E =z f
("
),
odpowiadający
X
wydłużeniu
^max
prowadzimy równoległą do
OB,
aż do
przecięcia się z krzyw ą
E — f
(X) w punkcie
D,
który
d aje wydłużenie początkowe X i pracę
EQ
0
.
Długość wolną
Lw
znajdujem y ze wzoru
Lw
=
— max
m ax ~
N
nie prowadzą do celu. Musimy wte-
i . l„
dy zm niejszyć skok am ortyzatora
łmax,
czyli także
skok podwozia
gdyż założyliśm y am ortyzację
zbyt miękką, co się nie zgadzało z przyj ętemi wartościa­
mi reakcji
R max
i spółczynnika m obciążenia dynamicz­
nego.
Sprawdzić przyłem należy, czy siła P 0 , odpow iada­
jąca znalezionemu wydłużeniu początkowemu X , nie
0
daje reak cji
R0
na podwozie, względnie płozę, większej
wartościach
W
■
co w ykreślnie przedstawia się jak następuje (Rys. 2):
Od punktu
D‘ (
X
)
na osi odciętych odmierzamy
D‘G —
0
100% ; w punkcie C' ( X
max
) odmierzamy rzędną
C‘F
=
l max
(w skali). Punkt przecięcia
H
rzędnej w G
z prostą
D‘F
da nam długość wolną
L w — GH. Stąd
długości am ortyzatora początkowa
LQ — L w
(1 T X
0)
i końcowa
Lmax — Lw
(1 -f-
X
max\
Dyskusja.
Jeżeli X w ypada nieco j> O, to am or­
0
tyzator spełnia wszystkie wymagania.
Je żeli równoległa przez C do
OB
(Rys. 1) nie prze­
cina krzyw ej
E — f
( X) w drugim punkcie, oznacza to,
W
że wartość *
jest za m ała w stosunku do danego
1 ' lm ax
Rys, 2.
od obciążenia 0 , zachodzącego dla samolotu w spoczynku
[m —
1). Oznaczałoby to, że podwozie nietylko nie bę­
dzie miało ugięcia wstępnego przy m = 1, ale, że zacznie
się uginać dopiero przy spółczynniku m > 1, co jest
niedopuszczalne.
W tym wypadku i ogólnie, jeżeli punkt
D
wypada
zbyt w ysoko na krzyw ej
E — f
(X) (za blisko punktu
C lub zgoła powyżej), znaczy to, że założyliśm y amor­
tyzację zbyt twardą. Zmiana ilości i grubości nitek lub
też ramion sił i przekładni, i tu tylk o w pewnych grani­
cach doprowadzi do celu: mianowicie tylko o tyle, o ile
w ykres
R — t(s)
d a się w ten sposób zm odyfikować na
mniej pełny. P rzy większej niezgodności niema innej
rady, jak zwiększyć skok.
max, a więc do siły P/i. Można temu zaradzić w jeden
E„.
z następujących sposobów: przyjąć, jeśli to mo­
żliwe, m niejszą ilość nitek
i ,
przez co otrzym am y
większe
P li ,
a zatem większe wydłużenie końcowe
max,
przyczem zwiększy się również
W
----
1 ' l m ax
; albo też pró-
bować cieńszych am ortyzatorów. Sposoby te m ają jednak
ograniczone pole zastosowania, gdyż przy zbyt małych
W IAD OM O ŚCI TECHNICZNE LO TN ICTW A
Inż. ZBYSŁAW C IO ŁK O S Z
91
W o dp o w ie d zi inż. S. N eum arkow i na je g o uwagi o mym artykule
„W p ły w ciągu śmigła na stateczność p o d łu ż n ą samolotów"
Bezpośrednio po ukazaniu się mego artykułu w „W ia­
domościach techn. lotn." doszło do mej wiadomośoi, że
spotkał się on z krytyką.
Byłem na to przygotowany, tembardziej, że z k r y ­
tyką tego tematu spotkałem się już po mym odczycie
w 1930 r.
Ponieważ badania laboratoryjne wpływu ciągu śmi­
gła na stateczność podłużną są obecnie ujęte w norm al­
nych programach, tak we Francji, jak i A nglji, uważa­
łem za stosowne sta ry ten tem at jeszcze raz odgrzebać,
(artykuł ten właściwie został już napisany w 1931 r.j,
bynajmniej bez zam iaru narzucenia itej metody konstruk­
torom, natomiast przypuszczałem, że wywoła on dysku­
sję, której rezultatem będzie takie lub owakie rozw ią­
zanie zagadnienia, znaczenie którego w dalszym ciągu
konsekwentnie podtrzym uję, a mianowicie, jak należy
uwzględniać wpływ ciągu na stateczność podłużną, i czy
ma być to robione n a drodze analitycznej, czy też do­
świadczalnej (laboratoryjn ej).
Używam w dalszym ciągu terminologii „wpływ cią­
gu", ponieważ jest ona dla mnie zupełnie jednoznaczną.
Ciąg śmigła w yw iera w pływ na szybkość strumienia po-
zaśmigłowego, zwiększana szybkość strum ienia znowu
posiada pewien określony wpływ na zmianę momentu
opierzenia względem śr. c.
Przez w pływ ciągu śmigła rozumiem więc następstwa
jakie wyw ołuje istnienie ciągu; wpływ ten może się tak
samo odnosić do wzrostu oporów części płatowca znajdu­
jących się w strumieniu ciągu, a więc i zmiany momentów
tychże części względem śr. c., jak również i do zmiany ich
nośności. Ponieważ decydującym w bilansie momentów
jest moment pochodzący od wyporu płaszczyzn nośnych
opierzenia poziomego, wobec czego wpływem ciągu na
nośność opierzenia specjalnie się zająłem. Jeżeli więc
nie wprowadziłem do rozważań ani momentu samego
ciągu względem śr. c., ani momentu oporów, zrobiłem to
celowo, uważając, że wprowadzenie tych czynników nie
powinno przedstawiać większych trudności obliczenio­
wych, tembardziej, że wzrost oporów w prądzie śmigła
uwzględniamy w normalnych obliczeniach aerodynam icz­
nych.
Po przeczytaniu jednak odpowiedzi na mój artykuł,
rozczarowanie me w jednym kierunku było zupełne, na­
tomiast w innym przerosło najśmielsze oczekiwania.
Rozozarowanie spotkało mnie, jeżeli chodzi o efekt,
jaki w yw ołał mój artykuł. Sposób ujęcia poszczegól­
nych zagadnień, ich analiza, wszystko to utwierdziło
mnie w przekonaniu, że w yrok na mój artykuł w yd a­
ny był natychmiast po jego ukazaniu się. Dowodzą
tego fakty (w myśl przewodniej zasady p. Neumarka, tak
pięknie ujętej w ostatnim zdaniu jego artykułu), ze a r­
tykuł został bardzo pobieżnie przeczytanym, na skutek
czego ustępy, które zdaniem p. Neumarka są w sprzecz­
ności z sobą, w mym pojęciu zupełnie logicznie się wiążą,
P. Neumark, nie bacząc na to, iż zaznaczyłem na
wstępie mego artykułu, że posługuję się danemi z nie­
zw ykle ubogiej literatu ry istniejącej w tym zakresie, ża-
ezerpniętemi z możliwie dla mnie dostępnych książek,
zaatakował nie tylk o p. W a rn e ra , ale nawet i p. Weiok'a,
którego prace z zakresu teorji i obliczeń śmigieł stoją
ma b. wysokim poziomie.
Pod względem wniesienia czegoś nowego do tak in­
teresującego tematu, przez osobę mogącą zawodowo po­
święcić swój czas na badania i rozważania teoretyczne
jak i badania laboratoryjne, artykuł p. Neumarka abso­
lutnie nic nowego nie wnosi, natomiast jeżeli chodzi o fo r­
mę prowadzenia polemiki, finezje pewnych zwrotów
i sprecyzowanie swych zapatrywań, jest on pewnym
„curiosum" na lamach techniczno-lotniczej publikacji.
W dokładną ocenę jego form y wdawać się nie bę­
dę, uw ażając to za teren nieodpowiedni, natomiast po­
zostawiam ją chętnie do oceny czytelników,
Również pozostawię terminollogję użytą w poprzed­
nim artykule bez zmiany. Mam nadzieję, że czytelnicy
-nieprzewrażliwieni na tym punkcie, wnikną w intencje
mego artykułu, i treść jego zrozumią.
Po tych krót|kich wyjaśnieniach przystąpię do właści­
wej repliki.
Odnośnie do uwagi zamieszczonej w pierwszej ko
lumnie strony 50 u góry, stwierdzam raz jeszcze, że dla
danego położenia osi silników względem śr. c. samolotu,
moment ciągu względem tego samego śr. c. nie przedsta­
wia specjalnych trudności rachunkowych, nie twierdziłem
natomiast nigdy i nigdzie, że moment ten nie odgrywa
poważnej roli w ogólnym bilansie momentów, a zw łasz­
cza przy rozwiązaniu nie ortodoksalnem.
Tam, gdzie moment ciągu śmigła względem śr. c, od­
grywa poważną rolę, w rachunku stateczności podłużnej
samolotu, również nie mniej poważną rolę odgrywa
wpływ ciągu śmigła na ustenzenie poziome. Umieszcze­
nie więc opierzenia dla płatowca takiego typu jest rze­
czą pierwszorzędnej wagi, i nie wyobrażam sobie kon­
strukcji np. wodnoipłata z silnikami wysoko wyniesio-
nemi, gdzieby oś ciągu mogła daleko przebiegać cd
płaszczyzny opierzenia poziomego.
Zjawiska zachodzące przy normalnych samolotach,
t. j. o rozwiązaniach konstrukcyjnych najczęściej sp oty­
kanych przy samolotach lądowych, dlatego do tej pory
nie przedstaw iały dla nas specjalnego zainteresowania,
ponieważ zawsze zbiegiem okoliczności
umieszczamy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin