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DIY旋翼机之----探讨复合旋翼的制作

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-10-03   来源:风电齿轮箱   作者:海上风电   浏览次数:111
核心提示:作者:中国旋翼机网站 会员 三足赤鸟发个复合材料旋翼的制作想法请大家指正。由于大部分飞友都不是腰缠万贯的主,尽管充满对蓝天的向往,但是一道道经济门槛把他们无情地挡在门外,不少人萌发了自己动手制作一切的想法,其中旋翼制作就有很多飞友跃跃欲试,这里面想做复合材料的朋友还真不少。大家都知道作为旋翼来说,比较理想的翼形是由桨根到桨尖渐变扭转的形状,这样符合空气流动特性,能使旋翼达到最佳气动效果,但是制作难度很大。我很久以前曾想过一个办法,可以叫它龙骨定位法吧,这方法可以做到比较简单、准确,误差相对比较小,按照自己

   

作者:中国旋翼机网站 会员 三足赤鸟发个复合材料旋翼的制作想法请大家指正。
由于大部分飞友都不是腰缠万贯的主,尽管充满对蓝天的向往,但是一道道经济门槛把他们无情地挡在门外,不少人萌发了自己动手制作一切的想法,其中旋翼制作就有很多飞友跃跃欲试,这里面想做复合材料的朋友还真不少。
大家都知道作为旋翼来说,比较理想的翼形是由桨根到桨尖渐变扭转的形状,这样符合空气流动特性,能使旋翼达到最佳气动效果,但是制作难度很大。
我很久以前曾想过一个办法,可以叫它龙骨定位法吧,这方法可以做到比较简单、准确,误差相对比较小,按照自己的理解是,使用比较简单容易制作的工具,可以省略一些复杂的模具,达到翼形的渐变扭转效果,而且相对比较准确的制作复合材料旋翼的方法,不过隔行如隔山,我不懂玻璃钢的制作,也无缘接触这个行业,所以一直搁置未能实施,前两天和三叶锤谈起的时候,他说想做复合材料桨叶,但是对如何精确的制作方法有些不懂,我于是有了这个想法,把以前的设计构思图发出来请大家,尤其是擅长玻璃钢一类制作的高手评论一下,我的制作方法是否可行。
具体的方法就是,选择一根比较平整的槽钢作为制作用的基座,长度以自己需要的旋翼长度来定,用薄钢板按图中所示制作两个翼形龙骨模具版,在同一高度按照翼形需要扭转的角度和渐变的翼形剖面的大小画出旋翼的剖面图,在剖面图上按照等份打出小孔,两个翼形的剖面图必须同样分份。
制作的过程是,先把两个翼形龙骨模具版固定在槽钢基座的两端,将一根根端头有坠子的钢丝从模具版的一端穿入,从对应的另一端穿出,然后经一根开槽的钢管一并拉紧,这样一个旋翼面渐变并且非线性扭转的翼形龙骨骨架就出来了,将两个模具版互换一下,就得到另一个反向扭转的旋翼龙骨,只要两个模具版和基座板都比较精准,这样出来的旋翼也就不会有什么大误差。
穿完龙骨架以后,将复合材料先缠绕覆盖在上面,然后的手段是涂抹环氧树脂。
一个旋翼外壳就出来了,不过实际操作的我就不会了,再说就露馅了,因为我不是专业的人员。
但是我这个办法从理论上来说,应该是可行的。
如果这样的方法做出来的旋翼,因该是比挤压出来的更合乎空气动力学要求,如果自己手工好可以省下好大一笔钱哦,不过但愿我会玻璃钢制作手艺,否者也只有想想罢了。
我以前是钣金工,擅长制作各类异形件,对异型件下料制图有点心得,上面是一种近似值的制作,旋翼划分等份越多,越接近于精确值,我是通过这个思路去构思这个方法的,上面的图示随手画的,这是个示意图,由于是晚上用电脑摄像头拍摄,有些不太清楚,但是制作意图已经全部画出来了,请原谅,不恰当的地方,请各位高手指正。
复合材料的旋翼叶片一般是实心的,后缘部分通常填充泡沫塑料以保持形状准确,前缘部分填充高密度金属以调节重心。
上下表面的纤维铺层并非展向直线而是斜交的。
角度可以根据具体设计计算得知。
不计算也可以简化为45度。
所以不能用你那方法。
可以先做一个叶片的实体模型,材料任选,有足够的刚度和耐用性能即可。
可用硬质木材做,因为木材比较容易打磨。
然后以此模型作为凸模,翻造上下两个玻璃钢的凹模出来。
用这两凹模再翻造出叶片上下表面。
玻璃布的铺设按要求逐层进行直到需要厚度。
另行做翼梁,方法基本和你图示的那样一样。
翼梁主要是承受拉力的,翼根的承拉孔可以在此时预制成型(还可以嵌入金属块)。
然后将3部分涂胶后在压力下贴合。
这步骤可以那两凹模具以尽量保证形状正确。
前部留的配重孔放入配重,共同固化在一起。
部分叶片在前缘包有金属边,也可以在这步骤中一次性胶合好。
后缘的空腔可以胶合前放入切割好的泡沫块,也可以胶合中直接内部发泡,内部发泡强度表面平整度都比较好但对工艺控制比较严格点,自制不便。
玻璃钢风力发电机叶片很多和这方法类似。
所不同的是它的叶片上弯矩比较大,厚度一般比较厚,内部容易做成空心的,所以有更加简便的制造方法。
你那方法难以保持正确的翼型,甚至连表面平整都难以做到。
如果要简易做法,可以按模型飞机的做法:先切割泡沫填充块,并放好梁和配重,预先胶合好,并适当打磨。
然后铺设表层玻璃布。
最后用胶片抽气压光。
这方法对于少量制作比较方便。
对于超过个位数的叶片制作,还不如上面那个做模具的方法了。
我认为如果加大旋翼剖面分份数量,等份越多,旋翼面的平整度会越接近于光滑,那一个圆的边做比喻,就有如一个12边形比6边形一样,同样36边形的弧度更接近于圆。
我认为我的设想里的龙骨拉紧以后,形成一个硬性的框架结构,这时是可以加入海上翼提到的那些充填物的,然后再缠绕纤维布,这样是不是可以一次做成?无论你拉多紧,在中部只要垂直方向用很小的力就可以造成很大的变形。
如果间距很长的话,甚至在自重下已经可以明显观测到下垂了,更不用说在上面进行缠绕了。
当然自重下垂可以通过竖直放置消除,但缠绕就没办法了。
最初我是觉得这样可以完美的把旋翼两头的扭转和弦长的逐渐过度比较顺畅准确的用线拉成框架,这个框架的变换曲线比较用模具刻制来的快,而且准确些的,如果用钢丝一类的,可以在末端靠拉力绷得很紧,结合您提供的垂直放置,效果会更好的。
相关讨论:讨论一:haoran777我想先要有个模具,最好是老徐给弄的我放心。
有模具做起来省事多了,除了大梁要加温固化外,其他的就负压成型。
你不如把零点起飞的铝合金粱买个,在加后段的泡沫塑料,外面包复合纤维要计算下重心。
实际上模具是很好解决的东西。
因为你只需要一个成品的旋翼,这个不是有卖的么,然后再往上面用复合材料铺层就行了。
说的简单了些,不过也就是这样,如此做出上下模来就成了。
因为我所在的厂里做机翼机身用的模具都不是金属的,那多难加工啊,都是用碳纤维成的,轻而且容易成型。
然后下面固定上用来支撑的架子就行了。
不过用吹风机固化肯定不行,我想是这样。
因为固化过程对于成型质量是很关键的。
不然固化速度差很大它会引起问题的,一致性也不行。
如果有缺陷。
比如分层了,那 就不好了。
旋翼的翼梁可以单独先固化,我想不用掺杂金属。
因为掺杂金属后它和树脂的结合性能不如同种材料之间结合的牢固,会引起问题。
全部用复合材料强度是没问题的。
介绍复合材料旋翼的资料上说,中间层多用高密度泡沫和蜂窝结构材料么,纸蜂窝什么的。
上传图片直观些,这不属于泄露公司机密。
因为这不是什么绝密技术,也不会仿制类似产品。
国外工厂的技术图片,仅供参考。
讨论二:su-30和我原来的想法很接近了.简简的说说我的:两端各一端头,一固定一滑动,把翼肋模板穿绕细钢丝后固定在端头上,滑动端头外拉,使钢丝基本拉直,把翼肋和配重一起放入钢丝笼子并大概定位,再外拉滑动端头向钢丝施加预应力,一边加力一边调整,并同时用拉力计测试直至每根钢丝预应力相同,再把翼肋按预定位置定位,然后将一个端头扭转预定角度,就可以玻纤或碳纤45度缠绕上树脂糊制了好处:1.手工可以实现2.刚性由外壳提供,抗拉力由钢丝提供,钢丝施加预应力后抗拉力成倍数增长3.先做出翼根的话基本上一次成型各位高手见仁见智,任由自己发挥实践。
讨论三:maziquan这个做法我觉得不好,这样做出来的旋翼局部材料不均匀,而且干了以后轻微变形,建议你拉挤成型,玻璃钢同样也是可以拉挤出来的(我一直想做这个呢不过模具很难做),我这边就有玻璃钢加工基地。
就是拉挤出来的东西,如果用碳纤维替代玻璃纤维,是最理想的东西。
光是材料费就是一笔不小的开支。
作者回复:可以参照自行车的整流罩制作方法来吧,它用有机玻璃吹制的,是利用双层夹板,外加热处理和充气加压吹成的。
讨论四:信马游江1:先做一个模型。
就是一个凹槽长宽和旋翼一样,型状和旋翼底面一样材料木料铁皮氺泥等2:准备两根不锈钢管,一根直径12,一根方管20,一根型如旋翼空腔部分的长木板材质白松,长3.5米3:把复合材料加黏合剂3层平铺模型底部后再加两层做出中格部分4:把园管,方管,木板中间用后加的2层格开放入模型中并把5层包过来行成旋翼上表面5:干后打麽个人意间仅供参考。

 
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