Letecké kompozitové konstrukce. Kompozitové konstrukce letadel v ČR

Transkript

1 Letecké kompozitové konstrukce Kompozitové konstrukce letadel v ČR Rok 1957 větroň Phoenix První použití kompozitů na primární konstrukci sportovního letadla Použití skleněných kompozitů 1

2 Větroně VSO-10 Rok 1976 první použití kompozitů na nosné konstrukce větroně VSO-10 laminát sklo/epoxy přední část trupu sendvičové potahy křídel dřevo pásnice křídla nýtovaná konstrukce zadní část trupu řídící plochy 2

3 Větroně Discus CS vývoj celokompozitového kluzáku Test Bratislava nikdy nedokončen Rok 1990 zahájena licenční výroba větroňů Discus CS vorličanu Choceň zavedena technologie výroby seznámení s moderní kompozitovou konstrukcí 3

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 4

5 Větroně KKB-15 Rok 2004 amatérská stavba KKB-15 výroba negativních forem do dřeva NC obráběním použití 3D tkaniny jako náhrady sendvičů 5

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 6

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 7

8 Straton D-8 Moby Dick Rok 1991 skořepina přední části trupu zajímavé použití bočních uzavřených skříní podél kabiny 8

9 Jora Rok 1993 celokompozitový trup (polyesterové pryskyřice) usnadnění stavby ze stavebnic skořepina v přední části s překližkovými přepážkami zadní část skořepina s podélnými výztužnými prvky 9

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 velké hmotnostní úspory 10

11 Tukan D-10 Rok 1995 kompozitový trup stejné koncepce jako JORA 11

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 firmě Fantasy air, která vyvinula k letounu plechová křídla a dále ho modernizovala 12

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 množství dřevěných přepážek a prvků v současnosti kompletně sendvičová konstrukce s použitím pěn 13

14 UFM-13 Lambada zlom v kategorii UL nástup sériově vyráběných rychlých dolnoplošníků Koala, Sova a Lambda Rok 1996 použití kompozitů na celý nosný systém letadla jednonosníkové sendvičové křídlo s uhlíkovými pásnicemi trup - čistá skořepina bez podélných prvků důsledné využití materiálových vlastností kompozitů 14

15 Banjo Rok 1997 reakce na vznik kategorie UL kluzáků kompozitová skořepina trupu 15

16 Qualt 200 Rok 1997 dřevěné křídlo se sendvičovým překližkovým potahem skleněná kompozitová skořepina trupu 16

17 Zephyr dolnoplošná variace na konstrukční řešení JORA, CORA kompozitový trup s výrazným podélným systémem dřevěné křídlo vývojem se firma dostala k použití sendvičů a uhlíku na trup křídlo je nyní kombinace kompozitového potahu s dřevěným nosníkem 17

18 TL-96 Star Rok 1997 použití kompozitů na celý nosný systém jednonosníkové křídlo se sendvičovým potahem a skleněnými pásnicemi rozměrný skořepinový celosendvičový skleněný trup 18

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 19

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 20

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 21

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 22

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 23

24 Samba XXL Rok 2003 další vývoj UFM-10 Samba použito stejné křídlo nový skořepinový trup z uhlíku s použitím podélných nosných prvků 24

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 25

26 Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje v UL letounech se vyvinuly dva základní typické konstrukční 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 zadní části jako poloskořepina s význačnými podélnými prvky a vpřední části jako skořepina s využitím množství dřevěných přepážek většinou polyesterové pryskyřice 26

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 hornoplošné konstrukce tento systém vyhovuje u jediného dolnoplošníku Zephyr propojení křídla trup řešeno vytvořením pseudo-průběžného křídla vytvořeného spojovacím svařencem, který eliminuje zavádění momentů do laminátu trupu většina konstrukcí není čistě laminátová, ale smíšená a dobře umožňuje amatérskou stavbu u křídel kompozit použit většinou na tenkostěnný potah torsní dutiny stabilizovaný množstvím polystyrénových žeber 27

28 Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje O. Olšanský (pokračování) 28

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 sendvičové konstrukce jednotná kompozitová konstrukce upřednostňována před smíšenou konstrukce vhodné spíše pro malosériovou výrobu než pro amatérskou stavbu 29

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 30

31 Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje Vanessa Air (pokračování) 31

32 Používané systémy konstrukce kompozitních dílů a trendy rozvoje Vanessa Air (pokračování) 32

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 33

34 Závěr V oblasti sportovního a UL létání došlo v oblasti užití kompozitů 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 34