Alekszejev szelvény szerkesztése szárnyashajó modellekhez

 

Alekszejev szelvény szerkesztése szárnyashajó modellekhez 

A szárnyashajózás egyik nagyszerű úttörője, és sikeres konstruktőre Rosztyiszlav Jevgenyjevics Alekszejev ( Ростислав Евгеньевич Алексеев) 1916-1980 a felszínhatás elvén szabályozott hordszárny rendszerekhez egy különleges szárnyszelvényt is kifejlesztett.  Ez jelentősen eltér a repülésben alkalmazottaktól. A szárnyprofil  alsó vonala teljesen egyenes, a be- és kilépő-él valóban élbe fut, olyannyira, hogy a hajók szárnyait szó szerint fenték, élesítették. A fejlesztés során eljutottak a szárnyashajózásban legmegfelelőbb, két körívdarab alkotta, a szelvényhúr 40%-nál, 10% körüli vastagságú profilig.

kép 1.

Az Alekszejev-féle szelvény a Voszhod (Восход; Magyarországon: "Vöcsök" néven) típusú folyami hordszárnyas hajó gyári üzemeltetési utasításában. Az első hordszány beállítási adatainál. 

A szelvény kipróbálásra került alacsony Reynolds-szám tartományokban is, ahol  jól működik,  így szárnyashajó modelleken is alkalmazható. Ezt a gyakorlatban is bizonyította. Az ilyen hordszárnyakkal felszerelt hajómodellek megfelelő, stabil futási, és ami fontosabb kiemelkedési jellemzőkkel bírnak. 

Kép 2.

Alakszejev-féle szelvénnyel szerelt szárnyashajó modellem vizsgálja Beledi Dezső, az egyetlen hazai közforgalmú szárnyashajó tervezője. (Budapest 2010).

Az Alekszejev szelvénynek létezik egy egyszerűsített változata amikor a szelvény felső vonalát csak egy körív alkotja, ekkor a legnagyobb profilvastagság  50%-nál lesz. Először ennek szerkesztését ismertetem egy gyakorlati példa segítségével:

A kívánt szelvény húrhossza (h) legyen h = 22 [mm] a vastagsága (d)  10% számszerűen  d = h * 0,1 = 2,2 [mm]. Ezekből a szárny felső ív sugara az alábbi összefüggéssel számítható: 

A választott adatainkat behelyettesítve

A kapott adatokkal a szelvény szerkesztése:

1.)    1.) Rajzoljunk fel egy a h=22 [mm] húrhossznak és a b=2,2 [mm] vastagságnak megfelelő téglalapot.

2.)    A húrhossz felénél (mivel most 50%-nál van a legnagyobb vastagság), a téglalap felső vonalán vegyük fel az (A) pontot

3.)  Az (A) pontból függőlegesen lefelé, a húrra merőlegesen mérjük fel a számítással kapott sugár R=28,6 [mm]  hosszt, így megkapjuk az (O) pontot.

4.) Az (O) pontba szúrt körzővel rajzoljuk meg a számítással meghatározott  R=28,6 [mm]-es sugarú kört. 

5.) A szerkesztési vonalak eltávolítását követően megkapjuk a kívánt 22 mm húrhosszú, 10% vastag szárnyashajó hordszárnyakhoz alkalmazható szelvényt. 

Az Alekszejev szelvény két, az előbb bemutatott  körszelet szelvény összekapcsolásával szerkeszthető meg.  Ezt is egy gyakorlati példán keresztül mutatom be:

Első lépésben most is határozzuk meg a kívánt szelvény húrhosszát h=22 [mm], valamint vastagságát, ami legyen 12% , tehát számszerűleg  d= h* 0,12 = 2,64 [mm]

Most a legnagyobb vastagság a szelvény 40%-nál lesz, ezért az egyenletekben nem h/2-vel, számolunk, hanem h₄₀ és h₆₀-al, a húrhossz 40% és 60% -ra jutó részének hosszával .

h₄₀ = h * 0,4 = 22 * 0,4= 8,8 [mm]

 és

h₆₀ = h*0,6 = 22 * 0,6 = 13,2 [mm]

Ennek megfelelően szerkesztési sugárból is kettő lesz: R₄₀ és R₆₀

A számítással nyert adatokkal már szerkeszthetjük a szelvényt:

1.) Kezdésnek ismét rajzoljunk fel egy a h=22 [mm] húrhossznak és a b=2,64 [mm] vastagságnak megfelelő téglalapot. Az (A) pont most a húrhossz 40%-nál, a belépőéltől h₄₀=8,8 [mm]-re lesz a téglalap felső vonalán.

2.)  Az (A) pontból függőlegesen lefelé mérjük fel a számítással kapott sugár R₄₀=15,98 [mm]  hosszt, így megkapjuk az (O₄₀) pontot, ahová a körzőt beszúrva az R₄₀=15,98 [mm]  sugárral rajzoljunk egy kört. 

3.) A szerkesztési vonalakat és a felrajzolt kör felesleges részeit töröljük ki. A körívnek csak az (A) és (B) pont közötti szakasza maradjon meg. Erre azért van szükség, mert a szelvény másik felét is így fogjuk kiszerkeszteni , és zavaróak lehetnek az egymást fedő, keresztező vonalak. 

4.)  Szintén az (A) pontból függőlegesen lefelé mérjük fel a 60%-hoz tartozó, számított R₆₀=34,32 [mm] hosszt,és megkapjuk az (O₆₀) pontot. A körzőt ide beszúrva az R₆₀=34,32 [mm]  sugárral rajzoljuk meg a második kört is.

5.) A második kör szerkesztési vonalait is töröljük, csak a körív (A)-(C) szakaszát hagyjuk meg. 

6.) A további felesleges rajzelemek törlésével el is készült a kívánt geometriai jellemzőkkel bíró szárnyashajó, hordszárny szelvényünk. 

A szelvény gyakorlati kivitelezésekor, megépítésekor figyelembe kell venni, hogy az éles belépőél nagyon sérülékeny. Uszadékkal ütközve könnyen kicsorbul, felhajlik, ezért ezt megfelelően nagy szilárdságúra kell készíteni. 

A szerkesztési eljárás alkalmas repülőmodellek lap-szelvényeinek kiszerkesztésére is, ekkor a kapott profil felső íve lesz a szelvényközépvonala, és ezt a vonalat kell "megvastagítani" a lapszárnyat alkotó nyersanyag vastagságára. 

JEGYZETEK.:

Kép 1: Részlet a Voszhod Hordszárnyas hajó gyári dokumentáciojából.

Kép 2: Szerző saját fotója

További ábrák: Szerző saját 

Surman Zsolt (SRY)

Gomba, 2021.01.27.