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TRANSPORT PERSONNEL : TERRESTRE, EAU, AERIEN
Rotor principal d'un autogire. Transport personnel
Annuaire / Transport personnel : terrestre, maritime, aérien On peut dire sans exagération que l'essentiel dans un planeur-autogire est le rotor principal. Les qualités de vol d'un autogire dépendent de l'exactitude de son profil, de son poids, de la précision de son alignement et de sa résistance. Certes, un véhicule non motorisé remorqué derrière une voiture ne s'élève que de 20 à 30 m, mais voler à une telle altitude nécessite le respect obligatoire de toutes les conditions énoncées précédemment.
La pale (Fig. 1) est constituée de l'élément principal qui absorbe toutes les charges - le longeron, les nervures (Fig. 2), dont les espaces sont remplis de plaques de mousse plastique et un bord de fuite constitué de lattes de pin à couches droites . Toutes ces parties de la lame sont collées ensemble avec de la résine synthétique et, après un profilage approprié, recouvertes de fibre de verre pour donner une résistance et une étanchéité supplémentaires. Matériaux pour la pale : contreplaqué d'avion de 1 mm d'épaisseur, fibre de verre de 0,3 et 0,1 mm d'épaisseur, résine époxy ED-5 et mousse PS-1. La résine est plastifiée avec du phtalate de dibutyle à raison de 10 à 15 %. Le durcisseur est du polyéthylènepolyamine (10%). La fabrication du longeron, l'assemblage des pales et leur traitement ultérieur sont réalisés sur une cale de halage, qui doit être suffisamment rigide et présenter une surface horizontale rectiligne, ainsi qu'un des bords verticaux (leur rectitude est assurée par gougeage sous une règle de type courbe, d'au moins 1 m de long). La cale de halage (Fig. 3) est constituée de planches sèches. Lors de l'assemblage et du collage du longeron, des plaques de montage métalliques sont vissées au bord longitudinal vertical (dont la rectitude est assurée) à une distance de 400-500 mm les unes des autres. Leur bord supérieur doit s'élever de 22 à 22,5 mm au-dessus de la surface horizontale.
Pour chaque lame, 17 bandes de contreplaqué doivent être préparées, coupées selon le dessin du longeron avec la couche extérieure le long, avec des tolérances de traitement de 2 à 4 mm de chaque côté. Étant donné que les dimensions de la feuille de contreplaqué sont de 1500 1 mm, dans chaque couche, il est inévitable de coller les bandes au moins 10:100 et les joints d'une couche doivent être espacés de 1500 mm des joints de l'autre, qui la suivent. Les pièces de contreplaqué sont positionnées de manière à ce que les premiers joints des couches inférieure et supérieure soient à 1400 700 mm de l'extrémité du longeron, que les deuxième et avant-dernière couches soient à XNUMX XNUMX mm, etc., et que le joint de la couche intermédiaire soit à XNUMX mm de l'extrémité de la lame. En conséquence, les deuxième et troisième joints des bandes préparées seront répartis le long du longeron. De plus, vous devez disposer de 16 bandes de fibre de verre d'une épaisseur de 0,3 mm et de dimensions de 95x3120 mm chacune. Ils doivent d'abord être traités pour éliminer le lubrifiant. Les lames doivent être collées dans une pièce sèche à une température de 18-20°C. Fabrication de longerons Avant d'assembler les pièces, la cale de halage est tapissée de papier calque afin que les pièces n'y collent pas. Ensuite, la première couche de contreplaqué est posée et nivelée par rapport aux plaques de montage. Il est fixé à la cale de halage avec des clous fins et courts (4-5 mm), enfoncés en bout et en bout de lame, ainsi qu'un de chaque côté des joints pour empêcher les sections de contreplaqué de bouger. le long de la résine et de la fibre de verre pendant le processus d'assemblage. Comme ils resteront dans les couches, ils sont martelés de manière aléatoire. Les clous sont enfoncés dans l'ordre indiqué pour sécuriser toutes les couches suivantes. Ils doivent être constitués d'un métal suffisamment mou pour ne pas endommager les tranchants de l'outil utilisé pour le traitement ultérieur du longeron. Les couches de contreplaqué sont abondamment humidifiées avec un rouleau ou un pinceau avec de la résine ED-5. Ensuite, une bande de fibre de verre est successivement appliquée sur le contreplaqué, qui est lissé à la main et à la truelle en bois jusqu'à ce que de la résine apparaisse à sa surface. Après cela, une couche de contreplaqué est placée sur le tissu, dans laquelle le côté qui reposera sur la fibre de verre est d'abord enduit de résine. Le longeron ainsi assemblé est recouvert de papier calque et un rail mesurant 3100x90x40 mm est posé dessus. Entre la latte et le pieu, des pinces situées à une distance de 250 mm les unes des autres sur toute la longueur de la latte permettent de comprimer l'emballage assemblé jusqu'à ce que son épaisseur soit égale aux bords supérieurs des plaques de montage. L'excès de résine doit être éliminé avant qu'il ne durcisse. L'ébauche de longeron est retirée de la cale de halage après 2-3 jours et traitée à une largeur de 70 mm dans la partie profilée, de 90 mm dans la crosse, ainsi qu'à une longueur entre les extrémités - 3100 mm. Une exigence nécessaire qui doit être remplie à ce stade est d'assurer la rectitude de la surface du longeron, qui forme le bord d'attaque de la pale lors du processus de profilage ultérieur. La surface sur laquelle les nervures et le noyau en mousse seront collés doit également être raisonnablement droite. Il doit être traité avec une raboteuse et toujours avec un couteau en alliage dur ou, dans les cas extrêmes, avec des limes bâtardes. Les quatre surfaces longitudinales de l'ébauche de longeron doivent être mutuellement perpendiculaires. Pré-profilage Le marquage de l'ébauche de longeron s'effectue de la manière suivante. Il est posé sur la cale et des lignes sont tracées sur les plans d'extrémité, avant et arrière, espacés de la surface de la cale d'une distance de 8 mm (~Un max). À l'extrémité, en outre, à l'aide d'un gabarit (Fig. 4), le profil complet de la lame est dessiné à l'échelle 1:1. Une précision particulière dans la fabrication de ce gabarit auxiliaire n'est pas requise. Sur le côté extérieur du gabarit, une ligne de corde est appliquée et deux trous d'un diamètre de 65 mm y sont percés au pied du profilé et en un point situé à une distance de 6 mm de celui-ci. En regardant à travers les trous, combinez la ligne de corde du gabarit avec la ligne tracée sur la face d'extrémité du longeron afin d'y tracer une ligne qui définit la limite de profilage. Afin d'éviter les déplacements, le gabarit est fixé à l'extrémité avec des clous fins, sous lesquels sont percés des trous arbitrairement situés le long de leur diamètre. Le traitement des longerons le long du profil est réalisé avec un simple rabot (rugueux) et une lime bâtarde plate. Dans le sens longitudinal, il est contrôlé par une règle. Une fois le traitement terminé, les nervures sont collées sur la surface arrière du longeron. La précision de leur installation est assurée par le fait que lors de la fabrication leur est appliquée une ligne de corde qui coïncide avec la ligne de corde marquée sur le plan arrière de l'ébauche de longeron, ainsi que par une vérification visuelle de la rectitude de leur emplacement par rapport au modèle auxiliaire. Il est à nouveau fixé à l'extrémité à cet effet. Les nervures sont placées à une distance de 250 mm les unes des autres, la première étant placée au tout début du profil du longeron ou à une distance de 650 mm de l'extrémité de sa partie bout. Assemblage et traitement de la lame Après durcissement de la résine, des plaques de mousse sont collées entre les nervures, correspondant au profil de la partie arrière de la pale, des découpes sont réalisées le long des extrémités saillantes des nervures dans le rail formant bord de fuite. Cette dernière est collée sur résine aux nervures et plaques de mousse. Ensuite, les plaques de mousse sont grossièrement traitées, dont la courbure est ajustée à la courbure des nervures, et l'excès de bois est également retiré de la latte pour former un bord de fuite avec une certaine marge pour un traitement précis ultérieur selon le gabarit principal (Fig. .5). Le gabarit de base est d'abord réalisé avec une marge de 0,2-0,25 mm pour les valeurs UV et Un indiquées dans le gabarit afin d'obtenir un profil de taille inférieure à la taille finale pour le collage avec de la fibre de verre. Lors du traitement de la lame à l'aide du gabarit principal, sa surface inférieure est prise comme base. A cet effet, la rectitude de sa génératrice est vérifiée avec une règle courbe à une distance Xn = 71,8 mm, où Yn = 8,1 mm. La rectitude peut être considérée comme suffisante si au milieu d'une règle de 1 m de long il y a un espace ne dépassant pas 0,2 mm. Ensuite, des rails de guidage en bois dur ou en duralumin de 500 mm de hauteur sont fixés sur les côtés longs d'une plaque en duralumin bien alignée mesurant 226x6x8,1 mm. La distance entre eux pour la moitié supérieure du gabarit principal doit être égale à la largeur de la lame, soit 180 mm. Ce dernier est posé sur une cale de halage sur 3 à 4 revêtements dont l'épaisseur est égale à l'épaisseur de la plaque de fixation, et pressé avec des pinces. De ce fait, la plaque redressée peut se déplacer entre la cale de halage et l'intrados de la pale sur toute la longueur dans un plan rectiligne, ce qui assure la stabilité de l'épaisseur de la pale et la correspondance de sa surface à un profil donné. La surface supérieure de la lame peut être considérée comme usinée si la moitié supérieure du gabarit se déplace sur toute sa longueur sans jeu le long du profil et aux points de contact du gabarit avec les guides. La surface inférieure de la lame est vérifiée à l'aide d'un gabarit entièrement assemblé, dont les deux moitiés sont reliées rigidement entre elles. Les surfaces supérieure et inférieure sont profilées à l'aide de limes bâtardes à encoche grossière et moyenne, et les dépressions et irrégularités sont scellées selon le gabarit avec du mastic résine ED-5 mélangé à de la farine de bois, puis limées selon le gabarit. Collage de lame L'opération suivante consiste à coller les parties profilées et bout à bout des pales avec de la fibre de verre de 0,1 mm d'épaisseur en deux couches sur de la résine ED-5. Chaque couche est une bande continue de fibre de verre, dont le milieu est superposé sur le bord d'attaque de la pale. La principale exigence à respecter dans ce cas est que l'excès de résine, une fois le tissu bien saturé, doit être soigneusement essoré à l'aide d'une truelle en bois dans le sens transversal du bord avant vers l'arrière afin que les bulles d'air s'échappent. ne se forme pas sous le tissu. Le tissu ne doit pas être rentré ou froissé nulle part pour éviter un épaississement inutile. Après encollage des pales, celles-ci sont nettoyées avec du papier de verre, et le bord de fuite est amené à une épaisseur proche de la finale. Le profil de la pointe du longeron est également vérifié. Pour l'instant, cela se fait en utilisant le gabarit principal avec quelques tolérances, comme indiqué ci-dessus, pour garantir la qualité du profilage des surfaces supérieure et inférieure.
Le gabarit principal est amené à la taille requise et avec son aide l'ajustement final du profil est effectué à l'aide de mastic, et la surface inférieure de la lame est à nouveau prise comme base, pour laquelle la rectitude de sa génératrice est à nouveau vérifiée à l'aide d'une règle à motif à une distance Xn = 71,8 mm de la pointe. Après s'être assuré qu'elle est bien droite, la lame est posée sur la cale avec la face inférieure vers le bas sur des garnitures de 42 mm de hauteur (cette valeur est la différence arrondie entre la hauteur de la moitié inférieure du gabarit et Un = 8,1 mm). L'une des garnitures se trouve sous la partie bout à bout de la pale, qui à cet endroit est pressée contre la cale de halage avec une pince, le reste le long de la pale à des distances arbitraires les uns des autres. Après cela, la surface supérieure de la lame est lavée avec de l'acétone ou un solvant et recouverte sur toute la longueur d'une fine couche de mastic de résine ED-5 et de poudre dentaire d'une densité telle qu'elle se répartit facilement sur la surface et ne coule pas. vers le bas le long de la courbure du profil (consistance épaisse de crème sure). Le gabarit principal fermement fixé se déplace lentement et uniformément le long de la lame avec un chanfrein vers l'avant le long du mouvement de sorte que son bord repose toujours sur la surface horizontale de la cale de halage. En retirant l'excédent de mastic des zones convexes du profilé et en laissant la quantité requise dans les dépressions, le gabarit assure ainsi la finition du profilé. S'il s'avère que les dépressions à certains endroits n'ont pas été comblées, alors cette opération est répétée après y avoir appliqué une couche de mastic plus épaisse. L'excès de mastic doit être retiré périodiquement lorsqu'il commence à pendre sur les bords d'attaque et de fuite de la lame. Lors de cette opération, il est important de déplacer le gabarit sans distorsion et perpendiculairement à l'axe longitudinal de la lame, en le déplaçant sans arrêt afin d'éviter les surfaces inégales de la lame. Après avoir laissé le mastic atteindre sa pleine dureté et l'avoir légèrement lissé avec du papier de verre, l'opération finale de masticage est répétée sur la face inférieure, à l'aide de tampons de 37 mm de hauteur. Finition lame Après avoir réalisé les lames, celles-ci sont traitées avec du papier de verre à grain moyen, en accordant une attention particulière à la formation de la pointe profilée, lavées à l'acétone ou au solvant et recouvertes de l'apprêt n° 138, à l'exception de l'endroit où est fixée la tondeuse (Fig. 6). Ensuite, toutes les irrégularités sont scellées avec du mastic nitro, en veillant à ce qu'aucun épaississement inutile ne se forme sur les surfaces profilées. Le travail de finition finale, consistant en l'élimination minutieuse de l'excédent de mastic avec du papier de verre résistant à l'eau de différentes granulométries, est effectué en fonction de l'avancement du gabarit fermé le long des surfaces de la lame sans inclinaison ni espace excessifs (pas plus de 0,1 mm). Après avoir collé les lames avec de la fibre de verre de 0,1 mm d'épaisseur et avant de les recouvrir de terre, sur le bout des lames en haut et en bas de la résine ED-5, sont collées des plaques de chêne ou de frêne mesurant 400x90x6 mm, qui sont découpées de manière à ce que les pales acquièrent un angle d'installation compris entre la corde et le plan horizontal et égal à 3°. Il est vérifié à l'aide d'un gabarit simple (Fig. 7) par rapport à la surface avant de la crosse, ainsi qu'en contrôlant le parallélisme des surfaces formées dans ce cas par le bas et au-dessus de la crosse. Ceci termine la formation du bout de la lame, et celui-ci est recouvert de fibre de verre de 0.3 mm sur de la résine ED-5 pour rendre la lame étanche à l'air. La lame finie, à l'exception de la crosse, est peinte à l'émail nitro et polie. Pour obtenir des conseils sur la détermination de la position réelle du centre de gravité des pales, leur équilibrage et leur accouplement avec le moyeu, lisez les numéros suivants du magazine. Assemblage et réglage Nous avons examiné le processus technologique de fabrication des pales du rotor d'un autogire. L'étape suivante consiste à équilibrer les pales le long de la corde, à assembler et à équilibrer le rotor principal le long du rayon des pales. La précision de l'installation de ce dernier dépend du bon fonctionnement du rotor principal, sinon une augmentation des vibrations indésirables se produira. Par conséquent, l'assemblage doit être pris très au sérieux - ne vous précipitez pas, ne commencez pas à travailler tant que tous les outils et accessoires nécessaires n'ont pas été sélectionnés et que le lieu de travail n'est pas préparé. Lors de l'équilibrage et de l'assemblage, vous devez constamment surveiller vos actions - il vaut mieux mesurer sept fois que de tomber ne serait-ce qu'une seule fois d'une faible hauteur. Le processus d'équilibrage des pales le long de la corde dans ce cas se réduit à déterminer la position du centre de gravité de l'élément de pale.
L'objectif principal de l'équilibrage des cordes de pale est de réduire la tendance aux vibrations de type flottement. Bien qu'il soit peu probable que ces oscillations se produisent dans la machine décrite, il faut s'en souvenir et lors du réglage, tout doit être fait pour s'assurer que le centre de gravité de la lame se situe entre 20 et 24 % de la corde à partir du nez du profil. Le profil de pale NACA-23012 présente un très petit déplacement du centre de pression (CP - le point d'application de toutes les forces aérodynamiques agissant sur la pale en vol), qui se situe dans les mêmes limites que le CP. Cela permet de combiner les lignes du CG et du CP, ce qui signifie pratiquement qu'il n'y a pas de paire de forces provoquant la torsion de la pale du rotor. La conception proposée de la lame garantit la position requise du CG et du CP, à condition qu'ils soient fabriqués strictement selon le dessin. Mais même avec la sélection la plus minutieuse des matériaux et le respect de la technologie, des écarts de poids peuvent survenir, c'est pourquoi un travail d'équilibrage est effectué. La position CG d'une lame fabriquée peut être déterminée (avec quelques erreurs acceptables) en réalisant les lames avec une tolérance aux extrémités de 50 à 100 mm. Après le limage final, la surépaisseur est coupée, la pointe est posée sur la lame et l'élément coupé est équilibré.
Un élément de lame est placé sur un prisme trièdre situé horizontalement avec sa surface inférieure (Fig. 1). Son plan de coupe le long de la corde doit être strictement perpendiculaire au bord du prisme. En déplaçant l'élément de la lame le long de la corde, son équilibre est obtenu et la distance entre la pointe du profil et le bord du prisme est mesurée. Cette distance doit représenter 20 à 24 % de la longueur de la corde. Si le CG dépasse cette limite maximale, un poids anti-battement d'un tel poids doit être accroché au nez du profil à l'extrémité de la pale pour que le CG avance de la valeur requise. Le bout de la lame est renforcé par des garnitures, qui sont des plaques d'acier de 3 mm d'épaisseur (Fig. 2). Ils sont fixés au bout de la lame avec des pistons d'un diamètre de 8 mm et des rivets affleurants à l'aide de n'importe quelle colle : BF-2, PU-2, ED-5 ou ED-6. Avant d'installer les patins, le bout de la lame est nettoyé avec du papier de verre grossier et le patin lui-même est sablé. Les pièces à coller, c'est-à-dire le bout des pales, les garnitures, les trous pour les capuchons et les capuchons eux-mêmes, sont dégraissés et soigneusement lubrifiés avec de la colle. Ensuite, les pistons sont rivetés et des rivets sont placés (4 pièces pour chaque patin). Après cette opération, les pales sont prêtes au marquage pour l'installation sur le moyeu. Le rotor principal d'un autogire (Fig. 3) se compose de deux pales, d'une bague, d'un axe d'hélice avec roulements, d'un boîtier de roulement de charnière horizontale et d'un limiteur d'angle de déviation pour l'axe du rotor principal. Le manchon se compose de deux parties : une ferme en forme de U et une plaque inférieure (Fig. 4). Il est souhaitable de créer une ferme à partir d'une pièce forgée. Lors de sa fabrication à partir de produits laminés, une attention particulière doit être portée à ce que la direction du produit laminé soit nécessairement parallèle à l'axe longitudinal de la ferme. Le même sens de laminage doit être appliqué à la plaque inférieure, qui est constituée d'une feuille de duralumin de qualité D16T de 6 mm d'épaisseur. La ferme est traitée selon l'opération dans l'ordre suivant : d'abord, la pièce est fraisée en laissant une marge de 1,5 mm de chaque côté, puis la ferme est soumise à un traitement thermique (durcissement et vieillissement), après quoi le fraisage final est effectué selon le dessin (voir Fig. 4). Ensuite, avec un grattoir et du papier de verre à la ferme, tous les risques transversaux sont supprimés et un trait longitudinal est appliqué. L'axe (Fig. 5) est monté sur un pylône sur deux axes mutuellement perpendiculaires, ce qui lui permet de s'écarter de la verticale selon des angles spécifiés.
Deux roulements sont montés sur la partie supérieure de l'essieu : celui du bas est radial n° 61204, celui du haut est à contact angulaire n° 36204. Les roulements sont enfermés dans un boîtier (Fig. 6) qui, avec sa partie intérieure inférieure Le côté absorbe toute la charge du poids de l'autogire en vol. Lors de la fabrication du corps, une attention particulière doit être portée au traitement de l'interface entre le flanc et la partie cylindrique. Les contre-dépouilles et les risques à l’interface sont inacceptables. Dans la partie supérieure, le boîtier de roulement comporte deux oreilles dans lesquelles sont enfoncées des bagues en bronze. Les trous dans les bagues sont usinés avec des alésoirs après leur enfoncement. L'axe des douilles doit passer par l'axe de rotation du boîtier strictement perpendiculaire à celui-ci. À travers les trous des oreilles du boîtier de roulement et des bagues, qui sont pressés dans les joues de la ferme, passe un boulon (Fig. 7), qui est une charnière horizontale du rotor principal de l'autogire, par rapport à l'axe de dont les lames effectuent des mouvements de battement. L'angle de déviation de l'axe et, par conséquent, le changement de position du plan de rotation du disque sont limités par une plaque montée sur le pylône (Fig. 8). Cette plaque ne permet pas au rotor de dévier au-delà des angles admissibles qui assurent le contrôle du tangage et du roulis de l'autogire. Auteurs : B.Barkovsky, Yu.Rysyuk
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Commentaires sur l'article : Igor Tout va bien, mais le contreplaqué aviation 1 mm est introuvable.
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