Proiectul IAR-80FA creează o replică a avionului istoric românesc de luptă IAR-80 din Al Doilea Razboi Mondial. Din punct de vedere al navigabilității, o replică istorică a avionului este clasificată ca non-EASA, cu alte cuvinte, nu este necesară o certificare EASA pentru zbor, ci un permis de zbor eliberat de autoritatea națională.
Cu toate acestea, pentru a obține permisul de zbor, trebuie să convingem autoritatea națională că aeronava este navigabilă. Nimeni nu poate spune de dinainte care este documentația minimă de prezentat autorităților, întrucât nu există reglementări românești pentru cerințele non-EASA. În aceste condiții am ales regulile EASA, de la CS-23, și am procedat la eliberarea documentelor ca și pentru certificarea unei noi aeronave.
Este probabil să producem mai mult decât este necesar pentru un permis de zbor. Dar nu uitați unul dintre motivele pentru care organizația noastră a fost creată: documentația IAR-80FA va fi în întregime publică pentru a arăta noilor generații, cam ceea ce la orice alte organizații comerciale este confidențial.
Similar oricărui avion nou, IAR-80FA trebuie sa urmărească toți pașii necesari certificării. Acest lucru se datorează faptului că există documentație originală limitată și nu există documente de certificare. IAR-80FA trebuie să respecte toate cerințele CS-23.
Anterior, a fost anunțat că Manualul de Stress Fly Again este gata. Aceasta este o compilație de peste 100 de foi de calcul în Excel și Mathcad Express gratuit, împărțite în 26 de capitole, care va permite inginerilor să continue cu calculul de rezistență specific necesar pentru certificarea IAR-80FA. De menționat că au fost folosite doar resurse publice. Manualul a fost creat de domnul Ion Adam (Senior Stress Engineer) care ne ghidează prin etapele IAR-80FA Checkstress. Astfel, echipa Stress este pregătită să facă următorii pași în crearea rapoartelor Checkstress care vor demonstra integritatea și rezistența structurii.
In cele ce urmează, vă vom prezenta analiza efectuată pentru lonjeronul frontal, lonjeronul spate și lisele stabilizatorului orizontal folosind teoria de bara [TB].
Teoria de bară (sau teoria de bară Euler-Bernoulli) este o simplificare a teoriei liniare a elasticității, prin care se pot determina capacitățile de încărcare și de deformare ale unei bare. Simplitatea acestei teorii o face un instrument foarte important în ingineria mecanică, deoarece ne permite să descriem forțele, momentele, tensiunile și deplasările pentru barele sub încovoiere. Pentru aerostructuri, TB este dezvoltată luând în considerare instabilitatea plăcilor subțiri în compresie și forfecare, cu redistribuirea sarcinii datorită câmpului de întindere semi-diagonal. Astfel, TB devine neliniară.
Analiza stucturii longitudinale a stabilizatorului este efectuată cu ajutorul unei foi de calcul Excel create pentru teoria de bară. Nu vom intra in fiecare detaliu al acestei analize, dar dorim să împărtășim câteva informații legate de principalele date de intrare necesare pentru a efectua un astfel de calcul.
Încă de la început, este imperios necesar să se definească proprietățile de material ale componentelor analizate. Trebuie menționat faptul că materialele alese pentru întreaga structură a avionului sunt echivalentele moderne ale materialelor originale pe care IAR le-a folosit acum 80 de ani. Aceste materiale sunt analizate și descrise într-un raport tehnic dedicat urmărind reglementarile CS-23.
Invelișurile ampenajului orizontal sunt fabricate din Al 2024-T3 placat, lisele din Al 2024-T3511 extrudat, iar lonjeroanele din Al 2024-T42 placat. În analiză, se aleg caracteristici conform bazei statistice B pentru invelișuri și lise, iar baza statistică A este aleasă pentru lonjeroane
În continuare pentru analiză este necesar să se determine proprietățile mecanice ale lonjeroanelor și liselor. Pe langă arii, momentele de inerție sau centrele de greutate, este necesar să se determine admisibilul pentru crippling pentru fiecare configurație.
Pentru calculul admisibilului la crippling, s-a folosit o altă foaie de calcul Excel dedicată ce a facilitat calcularea acestuia fără niciun efort.
Pentru selectarea cazurilor de încărcare, a fost folosit raportul tehnic „Global Loads Diagrams for the IAR-80FA”. Folosite în rezistența materialelor pentru bare, diagramele de eforturi pentru forfecare, încovoiere și torsiune permit calcule simple ale tensiunilor pentru cazurile critice de încărcare și secțiunile critice. Având diagramele de eforturi, este mai ușor să se decidă cazurile de încărcare critice. Din acest raport, rezultă că două cazuri de încărcare acoperă întreaga anvergura a ampenajului: 34R și 354.
Mai rămâne un singur pas: cel în care punctul de calcul este definit împreună cu tipul de structură longitudinală și grosimea invelișului. Cu aceste date adăugate în foaia de calcul, o apăsare rapidă a butonului „Powered by Fly Again” va duce la rezultate (factorul de rezervă combinat la crippling și crippling forțat în câmp semi-diagonal, respectiv cel la flambaj de coloană și cel la întindere al lisei, factorii de rezervă la forfecare panou în câmp de întindere semi-diagonal și sigma1 principal pentru înveliș).
Folosind aceleași idealizări de secțiuni TB, Manualul de Stress oferă și o procedură de evaluare a factorilor TB, care sunt rații de stress, ale oricărui element, pentru orice caz de încărcare specificat, între calculele neliniare și liniare. Acești factori TB pot fi aplicați rezultatelor FEA liniare, pentru o evaluare mai detaliată.
Inutil să spunem că manualul de stres al IAR-80FA devine un instrument puternic pentru a determina rezistența pieselor prin calcul analitic, permițând inginerilor de stress să se bucure de acest tip de activitate și să-și crească know-how-ul.
În speranța că v-a plăcut povestea de până acum, am dori să vă rugăm să rămâneți pentru următorul nostru episod: crearea raportului de certificare pentru structura longitudinală a stabilizatorului orizontal. O nouă aventură cu multe satisfacții pentru noi!
Alexandra și Ilinca Camarașu
