V prezentaci jsou použity některé obrázky a texty volně dostupné na internetu.
Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník,...
Transcript of Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník,...
![Page 1: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Letecké kompozitovékonstrukce
Kompozitové konstrukce letadel v ČR
• Rok 1957 větroň Phoenix• První použití kompozitů na primární konstrukci sportovního letadla• Použití skleněných kompozitů
![Page 2: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Větroně – VSO-10
• laminát sklo/epoxy– přední část trupu– sendvičové potahy křídel
• dřevo– pásnice křídla
• nýtovaná konstrukce– zadní část trupu– řídící plochy
Rok 1976• první použití kompozitů na nosné konstrukce větroně
VSO-10
![Page 3: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Větroně – Discus CS
• vývoj celokompozitového kluzáku Test Bratislava– nikdy nedokončen
Rok 1990• zahájena licenční výroba
větroňů Discus CS v Orličanu Choceň
• zavedena technologie výroby
• seznámení s moderníkompozitovou konstrukcí
![Page 4: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Větroně – G 304 CZ
Rok 1997• firma HPH zakoupila
licenci G304C • další modifikace
– rozpětí z 15 na18 m– kat. Standard +
winglety• na základě získaných
zkušeností vyvíjen nový vlastní typ
![Page 5: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Větroně – KKB-15
Rok 2004• amatérská stavba
KKB-15• výroba negativních
forem do dřeva NC obráběním
• použití 3D tkaniny jako náhrady sendvičů
![Page 6: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Větroně – G 304 S
Rok 2006• firma HPH dokončila
vývoj nového typu • rozpětí 18 m s nástavci• Uhlíková primární
konstrukce• Vzletová váha 600kg• Možnost motorizace
včetně proudového motoru
![Page 7: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/7.jpg)
7
UL letadla
Straton D-7 Mini
Rok 1990• skořepina přední části
trupu• kombinace
epoxidového laminátu s dřevěnými a polystyrénovými žebry
• aerodynamické tvary v amatérských podmínkách
![Page 8: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Straton D-8 Moby Dick
Rok 1991• skořepina přední části
trupu• zajímavé použití
bočních uzavřených skříní podél kabiny
![Page 9: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Jora
– usnadnění stavby ze stavebnic
• skořepina v předníčásti s překližkovými přepážkami
• zadní část skořepina s podélnými výztužnými prvky
Rok 1993• celokompozitový trup (polyesterové pryskyřice)
![Page 10: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Pegas
Rok 1993• celokompozitový trup• skleněná skořepina trupu s
dřevěnými přepážkami a zalaminovaným dřevěným rámem okolo dveří
• v zadní části rovné plochy stabilizovány pásky COREMATU a sendvičem vytvářeným bez vakuování– jako celek těžké
• obnovení výroby v roce 1998 nový návrh trupu klasickým sendvičem přinesl velkéhmotnostní úspory
![Page 11: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Tukan D-10
Rok 1995• kompozitový trup stejné koncepce jako JORA
![Page 12: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Cora
Rok 1995• celokompozitový trup• zvýšení vzletové váhy ze
420 kg na 450 kg• použití laminátového
potahu stabilizovaného množstvím polystyrénových žeber na torzní skříň
• licence prodána firměFantasy air, která vyvinula k letounu plechová křídla a dále ho modernizovala
![Page 13: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/13.jpg)
13
S-Wing
Rok 1995• koncepčně i technologicky
zajímavá konstrukce J.Sadílka• kompozitové vzpěrové křídlo
– hlavní trubkový sendvičový nosník přenášející krut i ohyb
• celokompozitová skořepina trupu s bohatým využitím sendvičů
• v originále použito množstvídřevěných přepážek a prvků
• v současnosti kompletněsendvičová konstrukce s použitím pěn
![Page 14: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/14.jpg)
14
UFM-13 Lambada
Rok 1996• použití kompozitů na celý
nosný systém letadla• jednonosníkové
sendvičové křídlo s uhlíkovými pásnicemi
• trup - čistá skořepina bez podélných prvků
• důsledné využitímateriálových vlastnostíkompozitů
zlom v kategorii UL nástup sériově vyráběných rychlých dolnoplošníků Koala, Sova a Lambda
![Page 15: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Banjo
Rok 1997• reakce na vznik
kategorie UL kluzáků
• kompozitováskořepina trupu
![Page 16: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Qualt 200
Rok 1997• dřevěné křídlo se sendvičovým překližkovým potahem• skleněná kompozitová skořepina trupu
![Page 17: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Zephyr
• dolnoplošná variace na konstrukční řešeníJORA, CORA– kompozitový trup s
výrazným podélným systémem
– dřevěné křídlo• vývojem se firma
dostala k použitísendvičů a uhlíku na trup
• křídlo je nyní kombinace kompozitového potahu s dřevěným nosníkem
![Page 18: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/18.jpg)
18
TL-96 Star
Rok 1997• použití kompozitů na
celý nosný systém• jednonosníkové křídlo
se sendvičovým potahem a skleněnými pásnicemi
• rozměrný skořepinový celosendvičovýskleněný trup
![Page 19: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/19.jpg)
19
TST-3 Alpin, TST-5
Rok 1998• kompozitová skořepina přední části trupu• postupným vývojem celokompozitová konstrukce trupu i
křídla při zachování dřevěného nosníku u typu TST-5
![Page 20: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/20.jpg)
20
UFM-10 Samba
Rok 1999• použití kompozitů na celý
nosný systém• jednonosníkové křídlo se
sendvičovým potahem a uhlikovými pásnicemi
• rozměrný skořepinový celosendvičový skleněný trup
![Page 21: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Flamingo
Rok 1999• původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96• po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce na bezvzpěrový hornoplošník• využití kompozitů i pevnostní schéma stejné jako STAR• zajimavé řešení kompozitního rámu kolem kabiny nesoucího samonosná
křídla
![Page 22: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Allegro 2000
Rok 1999• vzniklo vývojem s
letounu JORA,CORA• nové plechové křídlo
s jinou profiláží• nově navržený
sendvičový skleněný trup, úspora přes 20% váhy
![Page 23: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/23.jpg)
23
TL-2000 Sting
Rok 2001• pokračování TL-96 STAR• využito forem trupu,
navržen nový sendvičový z uhlíku
• nové křídlo lichoběžníkového půdorysu, použit uhlík na potahy i pásnice
• pevná výškovka
![Page 24: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Samba XXL
Rok 2003• další vývoj UFM-10 Samba• použito stejné křídlo• nový skořepinový trup z uhlíku s použitím podélných
nosných prvků
![Page 25: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/25.jpg)
25
VL-3
Rok 2004• celokompozitový rychlý letoun se
zatahovacím podvozkem• celosendvičová konstrukce s použitím
uhlíku a hybridních materiálů uhlík-kevlar• použití kompozitů i na takové prvky jako
je zatahovací podvozek a řízení
![Page 26: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje
• v UL letounech se vyvinuly dva základní typickékonstrukční směry dané firmami, které typy nebo jejich kompozitové prvky navrhovaly– směr vzniklý z konstrukcí O. Olšanského
• tato technologie umožňuje v amatérských podmínkách vytvářet složité tvary vyhovující aerodynamice
• primární použití na trupy letounu – většinou navrženy v zadníčásti jako poloskořepina s význačnými podélnými prvky a v přední části jako skořepina s využitím množství dřevěných přepážek
• většinou polyesterové pryskyřice
![Page 27: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje – O. Olšanský (pokračování)
• zavádění osamělých sil do laminátu a spojovací uzly většinou provedeny pomocí šroubovaných kovových kování –k velikostem zaváděných sil u většinové hornoplošnékonstrukce tento systém vyhovuje
• u jediného dolnoplošníku Zephyr propojení křídla trup řešeno vytvořením pseudo-průběžného křídla vytvořeného spojovacím svařencem, který eliminuje zavádění momentůdo laminátu trupu
• většina konstrukcí není čistě laminátová, ale smíšená a dobře umožňuje amatérskou stavbu
• u křídel kompozit použit většinou na tenkostěnný potah torsnídutiny stabilizovaný množstvím polystyrénových žeber
![Page 28: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje – O. Olšanský (pokračování)
![Page 29: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje
– Konstrukce firmy Vanessa Air• využití laminátové konstrukce ve stylu moderních
větroňů• prvotní cíl: vysoké výkony letounu a tomu
odpovídající tvarování a požadavky na kvalitu povrchu vede na celokompozitové sendvičovékonstrukce
• jednotná kompozitová konstrukce upřednostňována před smíšenou
• konstrukce vhodné spíše pro malosériovou výrobu než pro amatérskou stavbu
![Page 30: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje –Vanessa Air (pokračování)
• používány následující typické konstrukční prvky– trup
• čistě skořepinová konstrukce s minimem příčných přepážek• prvky jako sedačky a jiné jsou většinou začleněný do nosné
konstrukce trupu
– křídlo• prakticky vždy jednonosníkové se sendvičovým potahem
s naprostou absencí pomocných žeber. • Nosník s profilu I má skleněné nebo uhlíkové pásnice a
sendvičovou stojinu• spojení křídlo trup prakticky vždy řešeno jako u větroňů
krakorci spojujícími obě poloviny a eliminujícími tak zavádění momentů
![Page 31: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje –Vanessa Air (pokračování)
![Page 32: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje –Vanessa Air (pokračování)
![Page 33: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje –Vanessa Air (pokračování)
• tento styl konstrukce předpokládá určitý stupeň úrovně návrhu konstrukcí
• ruční výpočet a návrh skladeb laminátových dílů
• detailnější výpočet pomocí metody konečných prvků
• ověření konstrukce a zvláště stabilitních problémů zkouškami
![Page 34: Letecké kompozitové Kompozitové konstrukce … · •původní návrh vzpěrový hornoplošník, modely křídla použity pro TL-96 • po zásahu firmy Vanessa, změna koncepce](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022020316/5b995ce909d3f207308bded8/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Závěr
• V oblasti sportovního a UL létání došlo v oblasti užitíkompozitů za posledních patnáct let k výraznému pokroku:– zvládnutí použití kompozitních materiálů na primární pevnostní
letecké konstrukce jako jsou křídla a trupy– zvládnuta výroba složitých kompozitových konstrukcí včetně
křivých sendvičových panelů nebo integrálních nádrží– zvládnuty a ověřeny návrhové a výpočetní metody nejen v
oblasti materiálových poruch kompozitů, ale i v oblasti tvarových stabilitních problémů
– získány velké zkušenosti s provozem a opravami celokompozitových konstrukcí ve všech klimatických pásmech
– vytvořena výrobní základna s bohatou dílenskou praxí aplikace kompozitních materiálů