Posso usar canos de PVC para costelas nas asas do meu avião caseiro? [fechadas]

Eu concordaria com o @TomMcW que aderir à EAA provavelmente seria uma boa ideia. Você também pode participar do Fórum de Aviões Homebuilt .

Suponho que você já conheça os fundamentos da escolha de materiais. Eles são um equilíbrio de força, peso e custo. Eu suponho que sua escolha de PVC seja de baixo custo. Então, a grande questão seria se ele tem o restante das propriedades necessárias.

Suponho que você calculou o carregamento das asas como, digamos, 5 libras por pé quadrado ou 0,2 kg por metro quadrado. Cada costela deve segurar a carga até a metade entre as outras costelas. Um Aeronca C-2 tem nervuras de cerca de 12 polegadas (30,5 centímetros) de distância, que é bem espaçada e é um avião bastante leve com 7008 libras (318 kg) de peso bruto. Então, poderíamos dividir aproximadamente o peso bruto pela envergadura. No entanto, a carga real na asa não é uniforme. É maior dentro da fuselagem e depois cai à medida que vamos para a ponta da asa. Então, multiplique isso por 1,4 para a maior carga na raiz. Então nós multiplicamos isso pelo design gee rating. Vamos usar a classificação de utilidade da Federal Aviation Administration (FAA) de 4,4 gees. Então temos que multiplicar pelo fator de segurança que é normalmente 1.5. Então, vamos fazer as contas para o C-2. Vamos carregá-lo para menos que o bruto com um piloto médio de 160 lb (72,5 kg) mais 9 galões (34 litros) de combustível.

Peso bruto de 282 kg (620 lb) Envergadura de 36 pés (11 metros)
Espaçamento entre nervuras de 12 polegadas (30,5 centímetros)

620 lbs (282 kg) / 36 = 17.2 lbs (7.83 kg) por costela 17,2 x 1,4 = 24,1 lbs (11 kg) nas nervuras internas | 24,1 x 4,4 gees = 48,1 kg (48,1 kg) sob maior carga de manobra 106,1 x 1,5 fator de segurança = 159 lb (72 kg) por resistência de ruptura de nervura

Neste ponto, estou imaginando como você conseguiu uma carga máxima de apenas 10 quilos, a menos que esteja falando de um grande avião de controle remoto.

Caso você esteja falando sobre algo que pretende carregar um humano, eu continuarei. Pode ser tentador usar a classificação normal inferior a 3.8 em vez da classificação 4.4. No entanto, aeronaves com menor carga de asa são mais suscetíveis a rajadas de vento, então eu não acho que seria uma boa idéia.

Para testar a carga de elevação da nervura, você espaça o peso com o centro na posição de um quarto de acorde, em vez de espaçar uniformemente o acorde. Também precisamos considerar o momento do lançamento, mas isso é um pouco mais complicado. Sabemos que:
pressão dinâmica x área da asa x coeficiente de sustentação = elevador e
pressão dinâmica x área da asa x coeficiente de passo x acorde = momento de arremesso
portanto,
elevador / lift_coef x pitch_coef x acorde = momento de arremesso

levantamento = 72 lb (72 kg)
Para um aerofólio Clark Y a 5 graus:
lift_coef = 1
pitch_coef = 0,08
vamos dizer que o acorde é 4,3 pés (1,3 metros)
A conversão é simples em libras, mas a métrica requer a multiplicação pela aceleração da gravidade, 9.834 metros / seg ^ 2, pois os Newtons não são relativos à Terra, enquanto os quilos são.

159 libras (72,12 kg x 9,834) / 1 x 0,08 x 4,3 pés (1,31 metros) = 55 lb ft (74,57 newton metros)

55 libras / 159 libras = 0.35 ft
(74,57 newtonmetros / 9,834 metros / seg ^ 2) / 72,12 kg = 0,105 metros

Então, vemos que para combinar com o torque do momento de lançamento, teremos que mover o centro do peso de teste para trás 0,35 pés (4,2 polegadas) ou 0,105 metros (10,5 cm).

Se a sua costela for strong o suficiente neste ponto, você ainda precisará perguntar se a luz do sol quebraria o plástico e o tornaria quebradiço, se ele poderia ser muito frágil no tempo frio, se você pudesse inspecioná-lo.

Eu vi PVC usado no lugar de bambu para fazer uma asa-delta barata. No entanto, não se esperava que eles voassem muito alto e, como usavam velas removíveis, a inspeção não era um problema.

Sim, claro que você pode.

No entanto, provavelmente não é uma boa ideia.

Tubos de PVC são muito strongs e leves; Tubos de PVC de seção circular têm uma excelente relação resistência-peso.

Ser strong e leve não é suficiente. Os materiais de construção precisam ter as propriedades adequadas (como ser strong e leve) nas condições certas .

No caso de uma asa de avião, isso inclui as condições a que as asas do avião estão sujeitas: tensões que mudam rapidamente, vibração, carga sustentada, torção e assim por diante. Você precisa saber: o PVC permanecerá strong sob tais condições?

Então, presumivelmente, você precisará encontrar várias maneiras de unir suas seções de PVC umas às outras e a outros materiais. Como essas junções serão feitas? Como eles se comportarão sob as condições a que uma asa de avião está sujeita? Como os métodos de junção afetarão as propriedades dos tubos de PVC?

Os projetistas de aeronaves tendem para o conservador; Mesmo os mais radicais dos projetistas de aeronaves não seriam considerados ousados em comparação com os saltos radicais levados pelos projetistas em outros campos. Isso porque a principal recompensa por saltos corajosos na aviação é a morte.

Se você ainda não conhece as respostas para as perguntas que mencionei acima, e ainda não possui informações confiáveis sobre técnicas, ferramentas, práticas e teoria para trabalhar com segurança com estruturas de suporte de PVC, eu prefiro usar tubos de PVC apenas para canalização.

Analise esse problema em termos de dinâmica de estrutura. Um membro estrutural da secção transversal circular é isotrópico em relação à rigidez; isto é, resiste a dobrar-se igualmente de todas as direções. Esta não é a melhor escolha para uma fuselagem. Como os membros de elevação de uma célula precisam resistir à força principalmente ao longo do eixo vertical, a estrutura subjacente desses membros deve ser anisoptrópica. Um exemplo de uma seção transversal anisotrópica é um 'feixe-I'. Esse tipo de seção produz a maior resistência à flexão por quilo de material.