Categorie: Noutăți

Încheiem un an dificil din mai multe considerente, proiect, organizare şi nu în ultimul rând situația curentă datorată CoVID-19.

Ne-am adaptat, online-ul este foarte prezent şi în proiectul nostru, şi putem concluziona că a fost un an bun, în care am continuat să lucrăm constant şi cel mai important – corect, atât din punct de vedere al proiectării propriu-zise cât şi al managementului de proiect.

Documentația a fost reorganizată şi au fost refăcute documente; Caietul de Sarcini a fost complet refăcut astfel încât să reflecte realist scopul şi țelurile proiectului Sky Legend, şi anume de a reconstrui un avion IAR 80R sub forma unui prototip scara 1:1 care să respecte cât mai fidel documentația originală.

Pornind de la stadiul actual în care nu există niciun avion funcțional, nici măcar un avion parțial sau total recuperat, se urmărește reconstrucția pas cu pas a unui avion a cărui tehnologie de construcție, instalații și avionică vor fi compatibile cu standardele moderne de design și producție precum și cu regulamentele actuale de zbor… şi vrem să facem aceasta cu un impact minim asupra scopului nostru inițial – fidelitatea construcției.

Primul target propus l-am atins – avem acum disponibilă geometria de bază 1:1 în stadiu final, geometrie care respectă complet avionul original, fiind o bază corectă pentru realizarea avionului IAR 80R.

Deasemenea, avem disponibil şi un mockup digital 1:1, unde s-au refăcut toate elementele de detaliu de la fuselaj anterior, coca, longeroanele aripei şi ampenaje, dar şi cabina precum şi o parte din capotaje, conform cu geometria mai sus menționată.

Geometria şi mockup-ul 3D au fost realizate în urma unui proces de reverse engineering iterativ, folosind toate sursele de informații. De multe ori ne-am întors şi am reproiectat/corectat diverse elemente. Am avut discuții aprinse, respectuoase, profesionale şi am pus mult suflet în fiecare milimetru de desen realizat.

În final, putem spune că resursele alocate în proiectare pentru realizarea unui prototip IAR 80R conform cu originalul au meritat pe deplin şi că acum suntem mulțumiți de rezultat.

Mulțumim pentru suportul și încrederea pe care ni le-ați acordat și vă așteptăm în continuare alături de noi, va urma un an cu adevărat interesant!

La Mulți Ani!

Una din problemele principale cu care s-au confruntat inginerii din generațiile anterioare, care și-au dorit la rândul lor să  reconstruiască IAR 80-ul, a fost documentația incompletă. Deși desenele păstrate conțineau conturul profilelor de aripă și ampenaj vertical, ele erau doar desene de ansamblu și nu era nicăieri specificat care au fost profilele teoretice folosite. Mai mult, pentru ampenajului orizontal nu s-a păstrat nicio planșă care să conțină desenul profilului.

La rândul nostru ne-am lovit de problema acurateței desenelor și de faptul că la vremea respectivă corecțiile se făceau de multe ori doar modificând cotele pe desen nu și desenul în sine. Cum proiectarea geometriei de bază nu mai putea avansa, problema identificării profilelor nu a mai putut fi amânată.

Activitate de măsurare și relevare a ampenajului original – februarie 2019

Studiul a fost realizat de echipa SkyLegend asignată taskului respectiv, formată din:

• • Arthur Nicolae
  • Emilian Huminiuc
  • Sorin Ploscaru

Analiza

Punctul de plecare a fost desenul original „C-2055 – Vârf direcție” care conține cotarea profilului pe zona derivei. Porțiunea de profil care face parte din direcție nu este cotată.

C-2055 Original scan

Redesenând capătul ampenajului vertical conform desenului original (curba este formata din 2 arce de cerc cu razele 470mm și 565mm) și intersectând cu axa unde este specificat profilul (213+108+7-13= 315mm de la vârful ampenajului) rezultă o coardă a profilului de ~950mm (vezi „Fig.1 Vârf Direcție„).

Fig.1 Vărf Direcție

Analizând cotele de profil din desenul original s-a observat că ele sunt date conform tabelului normat al profilelor așa cum se folosea la vremea respectivă, și anume la procentele din coarda: 0, 1.25, 2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 100 %.
Acest lucru a condus la concluzia că punctele cotate în desen corespund până la 50% din coardă. Astfel ar rezulta o coardă a profilului de 444 x 2 = 888mm care nu corespunde cu valoarea de 950mm rezultată din desenul refăcut !
La un studiu mai atent al desenului original (care nu are o calitate a scanării foarte bună) se poate observa totuși că desenul a fost șters și modificat astfel încât suprafața direcției să fie mărită. Asta înseamnă că profilul și implicit partea fixă a ampenajului vertical (deriva) nu au fost modificate – deoarece ar fi „indus” și modificări structurale ale fuselajului în zona respectivă – iar zona de direcție a fost mărită printr-un simplu „stretch” al profilului. Redesenând capătul ampenajulu orizontal să fie de formă circulară cu raza folosită în zona de direcție (470mm) și intersectând cu poziția nervurii rezultă o coardă de ~888mm (vezi „Fig.2 Vârf Direcție completat„) ceea ce pică exact peste calculul făcut anterior.

Fig.2 Vârf Direcție completat

Normalizând datele de profil avute până la 50% și folosind doar punctul de 100% (888mm) având valoarea 0.5mm conform desenului original, am construit tabelul profilului (vezi „IAR80 Coordonate profil ampenaj vertical„)

IAR80 Coordonate profil ampenaj vertical

Acest profil l-am suprapus peste profilul NACA cu 4 cifre corespunzător grosimii maxime rezultate (8% poziționată la 30% din coardă) adică NACA0008.
Profilul normal NACA are totuși o rază a bordului de atac diferită de profilul desenat al IAR 80. Utilizând metodele de modificare a razei bordului de atac descris în memorandumul NACA publicat la vremea respectivă (vezi bibliografie) s-a obținut un profil care se suprapune foarte bine peste profilul dedus din desenele IAR 80 (vezi „Fig.3 NACA0008-33 vs. IAR80„)

Fig.3 NACA0008-33 vs. IAR80

Confirmarea rezultatelor pentru ampenajul orizontal

Pentru aceste tipuri de avioane, ampenajul vertical și ampenajul orizontal folosesc aceeași clasă de profile (cel mult cu grosimi relative diferite), așa cum este specificat și în cartea lui Grosu. Continuând analiza și pentru ampenajul orizontal și coroborând datele măsurate ale ampenajului original de IAR 81 s-a obținut pentru nervura 4 corespunzătoare corzii medii aerodinamice o grosime relativă de 6% ceea ce se identifică exact cu mențiunea din cartea publicată de inginerul proiectant al IAR-ului – Ion Grosu.
Mai mult, grosimile relative obținute prin extrapolare pentru nervurile importante (nervura 0 la încastrare, nervura 8 de capăt și nervura 4 a CMA) au o valoare rotundă până la prima zecimală (vezi datele marcate cu rosu în „Fig.4 IAR80 AO airfoil data„) lucru care ar corespunde unei logici corecte de proiectare.

Fig.4 IAR80 AO airfoil data

Pasul următor a fost o analiză a curbelor aerodinamice pentru zona de viteză minimă a avionului astfel încât profilul ampenajului să nu piardă portanța înaintea aripii – vezi „Fig.5 Airfoils Wing vs. AO & AV IAR80” care confirmă acest lucru.

Fig.5 Airfoils Wing vs. AO & AV IAR80

Concluzia finală este că pentru proiectarea ampenajelor avionului IAR 80 s-a folosit un profil NACA cu 4 cifre cu raza bordului de atac modificat.

Astfel, în desenul original C-2055 a fost folosit profilul NACA0008-33.
Ușoara diferență dintre profile în zona de 50% se datorează deformării voit aplicate în zona șarnierei unde s-a întărit structura.

Fig.6 Profilul dedus aplicat în proiectarea ampenajelor

Autor: ing. Arthur Nicolae

Bibliografie:
1. Charles L. Ladson, Cuyler W. Brooks, Jr., and Acquilla S. Hill, Computer Program To Obtain Ordinates for NACA Airfoils, Hampton, Virginia, 1996

2. Eastman N. Jacobs, Robert M. Pinkerton, NACA Report 537-610, Hampton, Virginia, 1935-1937 

3. Loftin, Laurence K., Jr. Cohen, Kenneth G., NACA Research Memorandum, Aerodynamic Characteristics of a Number of Modifed NACA Four-Digit Airfoil Sections, 1947

4. Grosu Ion, Contribuțiuni la Geometria Avionului, Tip. Astra Brașov, 1944

5. Desene originale IAR 80 (C-2055 - Vârf direcție, C 5751 - Ampenaj orizontal), 1942

6. Măsurătorile de relevare și fotografiile făcute pe ampenajul original al avionului IAR-81 aflat la Muzeul Militar București, Feb.2019

În orice proiect de reconstrucție primul pas este reprezentat de identificarea surselor de informație. În cadrul proiectului IAR 80 etapa de acumulare a documentației (planșe, caiete, cărti, manuale, fotografii, etc.) a durat ani de zile… și încă mai avem surprize plăcute să descoperim lucruri noi. Când vorbim despre IAR 80 nu vorbim doar de un avion, ci de pasiunea care ne-a unit, motiv pentru care analiza şi strângerea de informații au fost obligatorii să fie parcuse fără a se face rabat la calitate.

Un număr neaşteptat de planşe pentru ansamble şi montaj au fost salvate de la distrugere, planşe ce acoperă necesarul de informație pentru a construi sau repara orice variantă de IAR80.

Cum (cu mâhnire o spunem…) nu s-a mai păstrat niciun exemplar de IAR 80 care să poată fi relevat sau studiat am căutat să descoperim „povestea” pe care ne-o spun piesele sau ansamblele salvate. Astfel am putut sa adunăm informații noi sau să confirmăm planşele de fabrică.

Toate aceste etape fac parte din „calitatea” unui asemenea proiect de reconstrucție, etape care se întind pe lungi perioade şi necesită multă atenție şi răbdare.

Nu în ultimul rând, acest tip de abordare, aduce valoare şi însemnătate unui astfel de proiect, al unui avion IAR80 replică realizat după un proiect autentic.

S-au studiat în detaliu toate elementele avionului în vederea respectării lor cu acuratețe. Fie că vorbim despre aripă, cocă, fuselaj anterior, ampenaje, inel N.A.C.A sau detalii cabină, toate au trecut printr-un proces de relevare similar care a însumat peste 400 de ore de muncă.

ARIPA – Cheson X si Longeroane – Relevare

Chesonul X este una din piesele care nu se regăsesc în planşele de fabrică, fiind complet relevat şi (re)proiectat, identic cu cel original.
Este o piesă de o importanță majoră şi a fost relevat după longeroanele de la Muzeul Aviației București și rezultatul coroborat cu fotografii vechi ale zonei respective.

Lonjeroanele au fost şi ele relevate şi s-a facut cross-check cu planşele de fabrică.
Astfel, un rezultat direct a fost o înțelegere mai bună asupra geometriei aripii.

ARIPA – Feruri de prindere a suportului motorului – Relevare

Deasemenea şi ferurile ataşelor de prindere ale aripii au fost complet relevate, fiind astfel complet determinate.

Relevarea pieselor prezentate în acest articol şi nu numai, a avut un rol esențial în refacerea cu acuratețe a pieselor respective, iar împreună cu documentația originală au ajutat la generarea geometriei şi structurii avionului aşa cum au fost ele originale.

Mulțumim celor două muzee, Muzeul Național al Aviației Române şi Muzeul Militar Național „Regele Ferdinand I”, pentru sprijinul acordat.

Autor: ing. Sorin Ploscaru

În cadrul Asociației Sky Legend continuăm proiectul IAR 80R respectând scopul unui design fidel originalului.

Am ales să separăm proiectul inițial în două părți clar delimitate la care să se poată lucra simultan, excluzând efectuarea anumitor teste de fabricație preliminare, deja efectuate.

Cele două componente sunt evidente și reprezintă o abordare naturală a unui astfel de proiect:

1.  Proiect IAR80R part1  – Design 3D conform documentației originale;

2. Proiect IAR80R part2 – Producție prototip.

Proiectul de design va continua complet în SolidWorks, folosind geometria şi modelul 3D dezvoltat deasemenea tot în SolidWorks.

Echipa Sky Legend va continua proiectul ca şi pană acum, în anvelopa unui proiect de avion istoric, care să reprezinte din aproape toate aspectele o copie fidelă a avionului IAR 80A, respectând:

– Geometria Etalon şi caracteristicile de zbor conform originalului;

– Construcția şi Structura realizată identic cu cea a avionului original, urmărind cât mai fidel desenele originale;

– şi nu în ultimul rând Reperajul şi Indexul Desenelor preluate din documentația originală și extinse pentru modificările necesare.

Alegerea motorului se va face considerând aspectele actuale; momentan nu mai există niciun motor IAR14K complet şi funcțional care să poată fi folosit, precum şi lipsa posibilităților de mentenanță pentru acesta.

Cum deja este şi oficial, o spunem acum, o parte dintre colegii noştri din echipa Sky Legend şi-au manifestat dorința să dezvolte un proiect diferit de cel inițial, în cadrul unei noi organizații. Este vorba despre un avion similar cu IAR80 dar care să fie reproiectat din diverse considerente.

Evident că există similitudini între cele două proiecte, dar şi diferențe majore.

Le urăm success în realizarea proiectului!

Am menționat aceste aspecte, pentru a informa pasionații de IAR80 şi de aviație, că nu este o concurență, fiind vorba doar despre două proiecte diferite ca abordare: Avion Istoric versus Avion Reproiectat.

Considerăm că sunt binevenite ambele variante constructive şi apreciem că cele două proiecte vor evolua diferit, având teme de proiectare diferite începând chiar de la faza de design.

Vă invităm în continuare să urmăriți periodic evoluția proiectului nostru.

Mulțumim,

Am mai făcut un pas în design.

Aripa a fost definită ca geometrie in softul SolidWorks. A urmat transferul datelor in 3DExperience, respectiv Catia.

Aripă definită parametrizat

Ansamblu aripa – geometrie

Observații de la specialistul în rezistență (Ion Adam) 

Emil îsi folosește și „umbra de samurai ” ca argument

Sorin verifică lonjeroanele

Piesă din tablă priectată în sheetmetal folosind norme de proiectare LN 

O parte din echipă si din fosta echipa

Proiectarea unui avion, este în general mai puțin vizibilă pentru public și mai puțin spectaculoasă. 

Specific activității noastre, desfășurate exclusiv pe bază de voluntariat, este faptul că se lucrează mai mult  individual. Întâlnirile periodice ale echipei (bilunare), trebuie să lămurească cât mai multe detalii tehnice și organizatorice,  În plus, să nu uităm că o parte din membri  locuiesc în  orașe sau chiar  țări diferite.

Ne propunem ca într-o serie de postări denumite „Design review” să prezentăm aspecte ale proiectării IAR-ului 80 REDIVIVUS și ale activităților echipei Skylegend.

Geometria avionului definită parametrizat în Solidworks

Geometria a fost transferată și în 3DEXPERIENCE, platforma folosită deocamdată de studenți pentru proiectare fuzelaj si ampenaje.

Avionul – în 3DEXPERIENCE – obsolete

Pentru o vizualizare mai bună a detaliilor în timpul dezbaterilor, se folosește un proiector …

O analiză a solutiilor constructive cocă + ampenaje  In 3DEXPERIENCE

Sorin și Arthur

În momentul de față structura fuzelajului posterior (coca), are pozitiile cadrelor si a liselor definit. Acestea sunt modelate parametrizat de catre Paul si Cătălin. Urmează câteva corecții/modificări și adăugarea altor piese modelate, care nu sunt încă prinse în structură.

Coca

Suportul motorului si grinda cu zăbrele, partea de proiect de care se ocupa Cristina, vor fi modelate pe baza unui principiu mai puțin cunoscut, principiul skeletonului. Acesta oferă posibilitatea de a modifica parametrii/dimensiunile modelelor 3D foarte ușor. În acest fel se poate face chiar o optimizare mai rapidă în urma unui calcul de stress. Va fi interesant de urmărit ce poate rezulta în urma unui calcul,  comparativ cu acelasi calcul făcut în softuri diferite.

Grinda anterioară si suportul motor

Un model 3D rezultat in urma scanării motorului. Acesta va trebui să fie completat cu restul echipamentelor pentru a se face integrarea în structura avionului și a vedea ce probleme apar în urma alegerii acestui motor.

Parte din ampenajul vertical, noul proiect al Mădălinei, care va trebui trecut din stadiul de Space Allocation Model la modele 3D parametrizate. Foarte mult de lucru si în mai multe module din CATIA (ca si celelalte părti din fuzelaj si ampenaje).

 Discutii despre ceea ce s-a facut si câteva decizii pentru pașii următori..

Sorin, Paul, Cătălin, Madălina, Mircea , Emil …

(va urma)

Am obținut, din partea Aerospace Project Development Group – ALR din Elveția, acordarea licenței gratuite pentru  Aircraft Performances Program software.

APP features three major modules: The Aircraft module – contains aircraft model information. The Mission Computation module – performs mission calculations. The Performance Charts module – performs point-performance calculations, including takeoff and landing.

 

APP provides you with a multitude of flight segments that allow you to define specific mission analyses. It enables both, a very fast and easy “first shot” solution up to very detailed missions for complex analyses! A selection of available segments includes: Available Flight segments

• Acceleration
• Climb; Climb at Best Angle; Climb at Best Rate; Climb at CAS; Climb at EAS; Climb at Constant Mach
• Cruise; Cruise at Best SR; Cruise at Mach; Cruise at Optimum Altitude and Mach
• Deceleration
• Descent, Descent at No Credit (at best FF or best SR), Descent at CAS, Descent at EAS, Descent at Mach
• Energy Exchange
• Ground Operation
• Landing Roll
• Loiter & Loiter at Best FF
• Maneuver at Constant or Maximum Load Factor
• Refuel
• Reset Altitude or Reset Mach
• Store Drop
• Take-off

The mission module includes a set of fast optimizers to help you refine your analyses. Using the mission-optimizers, APP users are able to define segments that shall be maximized along with inputs on required reserves. Available optimizations are:

• Range Optimization
• Endurance Optimization
• Radius of Action optimization

APP features a multitude of standard performance charts for aircraft point performance analysis. Furthermore a comparison feature for different results is readily available. Available Pre-defined point performance-analysis charts are highly customizable, they include:

• SEP-Envelopes
• G-Envelopes
• Turn-Rate Charts (constant SEP) / Energy-Maneuverability Charts
• Turn-Rate Charts (constant Altitude)
• SEP vs. Altitude Charts
• Point Performance Parameter Computation
• Required Thrust and Drag Chart for Different Load-Factors

APP incorporates a unique 2.5-dimensional method to obtain takeoff- and landing- distances with respect to different certifications and environmental conditions:

• Takeoff, Rejected Takeoff, Balanced Field Length, Landing
• Calculations respect military and civil airworthiness regulations: MIL-STD-3013, FAR Part 23 & 25, EASA CS 23 & 25
• All Engines Operative (AEO) and One Engine Inoperative (OEI) calculations
• Respecting runway dimensions as: Runway Length, Runway Altitude, Runway Slope
• Different runway conditions are available: Dry, Wet, Snow, Ice
• Calculations possible with or without afterburner

Le mulțumim pentru suportul acordat,

Motorul avionului de serie IAR 80 a fost IAR 14K IVc32 cu următoarele caracteristici principale:

• 14 cilindrii dublu stea
• sensul de rotație al motorului şi al elicei: invers acelor de  ceasornic văzut din postul de pilotaj 
• raportul reductorului: 2/3
• puterea nominală la altitudine 3200 m regim nominal de 2300 t/m: 1000 C.P.
• greutatea motorului fără ulei, cu toate accesoriile: 693,2 Kg
• greutatea totală în ordine de mers: 705,2 Kg
• diametrul motorului: 1,264 m
• lungimea motorului cu butuc şi elice: 1,844 m
• lungimea motorului fără butuc şi elice: 1,748 m

Motorul PW R-1830 este principalul canditat pentru proiectul IAR 80R datorită disponibilitații in mai multe variante precum şi a caracteristicilor principale similare.

Principalele caracteristici ale motorului PW R-1830 S1C3-G (-92) :

• 14 cilindrii dublu stea
• sensul de rotație al motorului şi al elicei: in sensul acelor de  ceasornic văzut din postul de pilotaj 
• raportul reductorului: 9/16, 2/3
• puterea nominală la altitudine 3700 m / 2700 t/m: 1200 C.P.
• puterea nominală la altitudine 7500 m / 2550 t/m: 1050 C.P.
• puterea nominală la altitudine 7500 m / 2550 t/m: 1050 C.P. in varianta R-1830-92
• greutatea motorului fără ulei, cu toate accesoriile: 1473 pound, 1438 pound (668,14 Kg, 652,27 Kg)
• greutatea motorului fără ulei, cu toate accesoriile: 1465 pound (664,51 Kg) in varianta R-1830-92
• diametrul motorului: 48,19 in (~1,224 m)
• lungimea motorului : 60,67 in (1,541 m)

P&W R 1830-75 – avion F4F Wildcat

Wharehouse engine spareparts

Un lucru important, pentru motorul PW-1830 se pot efectua reparații, înlocui componente şi accesorii de către firme specializate certificate FAA, precum https://precisionengine.com/

Se va cauta o ofertă la firme specializate din SUA care dispun de motoare complete, cu 0 ore după reparația capitală, garanție şi certificate FAA și EASA.