Проектирование самолета от А до Я

 (С) И.Зверев, 2006

Необходимые программные продукты:

 Исходные данные:

Отсканированные картинки экспериментальной разработки фирмы Blom & Voss P-210

Рисунок 1. Общий вид самолета BV-P210

Рисунок 2. Проекции разрабатываемой модели.

Рисунок 3. Вид на внутреннее расположение агрегатов.

Размеры модели пересчитанные в масштаб 1:33:

Размах крыла – 254,55 мм

Полная длина – 215,15 мм

Наибольшая высота – 78,79 мм

Выбор модели был не случаен. Так как мы учимся разрабатывать любую модель, то должны в основном научиться принципам проектирования и методам работы с Rhino. Имея минимальные данные для проекта, мы не связаны точными сечениями и другими данными, но одновременно мы сможем даже на этих данных получить приемлемый результат. Кроме того вроде бы вынужденное усложнение проектирования даст нам некий общий технологический процесс проектирования, который будет подходить к большинству моделей самолетов.

Граничные условия

При проектировании необходимо учитывать толщину бумаги и клея. Вот некоторые данные:

Клеевой слой не может быть тоньше, чем 0,07 мм – проверено в заводской лаборатории.

Теперь данные по производителям моделей:

Данные по толщине бумаги нам нужны для точного соблюдения различных зазоров, а так как мы можем делать стойки из тонкой бумаги толщиной 0,1мм, то выполненные в последствии из , например, ватмана те же стойки будут толще в два раза чем они должны быть на самом деле.

Ну и соответственно, если мы не заложим зазоры на толщину бумаги и толщину склеек, то шпангоут может быть на 1 мм шире или выше, что увеличит время подгонки и не прибавит сборщику модели радости от компьютерной сборки.

 Photoshop

В программе Adobe Photoshop соберем файл со всеми необходимыми видами. Увеличив их до нужного размера с помощью команды [Ctrl+T] до необходимого масштаба разместим их согласно рисунка 4.

Рисунок 4. Файл подготовленный для векторизации в Photoshop

Затем файл BV-P210Full.jpg загрузим в ACAD 2004-2005 с помощью команды [Insert\Raster Image]

ACAD 2004

Сохраняем файл в формате ACAD 2000/2000LT. Более новые версии Rhinoceros не понимает и выдает ошибку при попытке вставить файл *.dwg в формате ACAD 2004. В результате «обводки» растрового изображения в ACADе мы получили вид сбоку, вид спереди и вид сверху на разрабатываемый объект.

Идеально было бы проверить контрольные точки на видах. Это начало и конец фюзеляжа, соответствие размаха крыльев на разных видах и т.п. Чаще всего не совпадают по точкам проекции фонаря. Примерно 4 раза из 5 (по моему опыту). Данная часть проектирования достаточна муторна и требует принятия решений типа - какой вид наиболее правильный. Для фюзеляжа скорее всего лучше выбрать вид сбоку. Для крыла- вид верху. После некоторых усилий мы получим результат показанный на рисунке 5.

Будет неплохо если уже на этом этапе будет сделано предварительное разбиение на будущие сегменты, хотя данное действие

Рисунок 5. Векторизованный чертеж проектируемого объекта

Как вы уже заметили, в этом чертеже несколько слоев не по цвету, а по наименованию. Примерное именование слоев можно увидеть на рисунке 6. Чертеж выполненный в разных слоях позволяет визуально различать блоки проектируемого объекта. А если мы кроме того тем или иным образом сгруппируем линии относящиеся к одному агрегату, то это поможет нам в последствии не «потерять» линии при различных операциях типа размещения, поворотах, копировании растрированного чертежа в следующем программном продукте, то есть в Rhinoceros V3.0

Рисунок 6. Слои использованные в проекте.

RHINOCEROS

Импортирование и размещение файлов *.dwg в Rhinoceros

После того как все (по вашему мнению) уже нарисовано в ACADe настала пора перенести файл *.dwg в «Рино». Для упрощения переходов между окнами очень желательно разместить виды так, что бы они правильно ассоциировались с наименованиями видов в «Носороге». Например: вид на проекцию спереди в окне <FRONT> , вид сбоку в окне <RIGHT> и т.д.

Для этого проще всего выбрать как бы «главный» вид, от которого вы будете размещать виды по окнам. Я обычно выбираю окно <TOP>, вставляя файл *.dwg . Затем командами <Rotate> добиваюсь того, чтобы виды чертежа отображались в окнах с соответствующими наименованиями.

При выполнении команды <Insert> слои, в которых мы рисовали проект в ACADe тоже перенесутся в файл «Рино». Они нам помогут в наших дальнейших построениях. После того как виды чертежа будут соответствовать окна «Рино» их нужно совместить между собой.

Для этого, берем например вид сверху в окне <TOP>. Находим самую выступающую точку на носу фюзеляжа (исключая всякие ПВД или антенны). Так как самолет чаще всего симметричное изделие, то эта точка будет, скорее всего, лежать на оси фюзеляжа. Перед всеми перемещениями и поворотами нелишним будет сгруппировать объекты из одного вида. Пользуясь командой <Move> выделим группу объектов, представляющих собой вид сверху, точкой привязки выберем точку пересечения носа фюзеляжа с осевой линией его же и переместим в точку 0,0,0.

Так же поступим с другими видами (спереди, сзади, сбоку, снизу). Единственным отличием будет то, что на виде спереди и сзади нужно выбирать точку пересечения осей фюзеляжа, а на видах сбоку точкой привязки будет самая крайняя точка носа (хвоста) фюзеляжа.

Рисунок 7. Виды из ACADа, размещенные для проектирования

Примерный результат виден на рисунке 7 Дальше нужно создавать поверхности самолета.

 Создание фюзеляжа самолета, по минимальным имеющимся данным

Идея построения фюзеляжа самолета, по минимальным данным состоит в следующем:

1. В любом случае мы будем иметь 1 сечение вычленяемое из вида спереди которое представляет собой самый наружный контур того же вида.

2.  Если самолет реактивный и двигатель расположен по оси фюзеляжа самолета, то 2-ое сечение мы получим как выходное сопло двигателя, то есть окружность диаметр, которого должен быть одинаков как на виде сбоку, так и на виде сверху.

3. Если самолет не реактивный или двигатели находятся не на оси симметрии фюзеляжа (два двигателя, реданная схема, Двигатель сверху), то задача сводится к аппроксимированию линии хвостового оперения. Если у объекта один киль, то мы зная высоту его (из вида сбоку) и его профиль (из вида сверху и вида спереди) можем получить некую достаточно правдоподобную аппроксимацию второго сечения. Если у объекта сложное хвостовое оперение (два и более киля), то решение будет выглядеть как некое усреднение выше описанных вариантов.

4. Еще одно сечение (3-ье) мы сможем получить опять же из вида спереди. Если самолет одномоторный и винт находится в носу фюзеляжа –это окружность. Если реактивный с воздухозаборником типа F-100, Миг -15, то на виде спереди будет однозначно нарисован контур воздухозаборника. Если фюзеляж без воздухозаборников, типа F-104, He-111 и т.п. то хотя бы один из следов расшивки будет виден на виде спереди. Конечно можно возразить, что а вдруг не будет? Отвечаю - можно его «придумать» по фото или «изометрическим» рисункам.

5. На виде сбоку мы будем иметь самый большой габарит фюзеляжа в высоту по всей протяженности.

6. На виде сверху, будем иметь самый большой габарит фюзеляжа в ширину. Но к сожалению, если вид сбоку это почти на 100 % ось фюзеляжа, то вид сверху трактуется не так однозначно. Что бы применить его для создания поверхностей фюзеляжа нужно найти максимально удаленные от оси фюзеляжа (по координатам) точки имеющихся сечений и совместить эти точки с линией проекции фюзеляжа сверху.

Имея вышеперечисленные данные, с помощью команды Surface/Curve Network (выделяя кривые вида сбоку, затем вида сверху, а затем половинки имеющихся сечений фюзеляжа) получим достаточно правдоподобную конфигурацию фюзеляжа.

После этого в одном из окон <Right> или <Top> проводим вертикальные <Right> или горизонтальные <Top> линии которые будут местами будущих шпангоутов. Затем воспользуемся командой <Curve/Curve from Object/Project> и получим профили тех шпангоутов, что запланировали.

Если эти шпангоуты нас устраивают, то удаляем результаты работы команды Surface/Curve Network и  пользуемся командой <Surface/Loft> или <Surface/Sweep 2 Rail>.

Но к сожалению не все самолеты можно проектировать по такому принципу. Примером  этому может служить рисунок 8.

Рисунок 8

Такой самолет не получится сделать этим способом. Хотя большая часть приемов и тут тоже используется.

Создание склеек для фюзеляжа

Одно из главных замечаний о склейках состоит в следующем:

Проектировать их необходимо еще до создания вырезов, отверстий и т.п. вещей в фюзеляже. Это значительно облегчит их проектирование.

Весь процесс выглядит следующим образом:

  Если все шпангоуты перпендикулярны двум осям  проекций X,Y,Z – совершенно не важно из какого вида <Top> или <Right> вы будете это делать.

Если же шпангоуты не перпендикулярны одной, а тем более нескольким осям, то проектирование нужно начинать из того вида, где они (шпангоуты) вырождаются в отрезок или максимально близки к этому.

Послать письмо voldemarus@narod.ru  
Авторские права © 2003-2010 Картонная армия
Последнее изменение: июля 18, 2010