Geometrie avion – reverse engineering (part 1)

Drumul pentru obținerea unui model 3D corect din toate punctele de vedere ale avionului IAR 80 a fost – putem spune fară să greșim – un efort comun al mai multor generații de pasionați ai avionului IAR 80 și ai aviației române în general.

Membri ai organizației Sky Legend au început lucrul la un mock-up fidel 3D realizat folosind SolidWorks în decembrie 2014, primele rezultate încurajatoare fiind obținute în octombrie 2015.

Mockup 3D (parțial) – noiembrie 2017

Prezentăm în continuare, exemplificând prin poze, pașii făcuți pentru a identifica și realiza corect geometria, structura, comenzile, dar și o parte a instalațiilor avionului IAR 80.

Mai jos, găsim câteva “view”-uri ale modelului de start pentru care s-au consumat zeci, poate câteva sute de ore doar de studiu.
Carenajele părții anterioare a fuselajului sunt specifice unui avion cu motor inline V12 inversat, atipică unui avion cu motor în dublă stea, aceasta fiind o caracteristică IAR-ului.

Versiune initială a fuselajului – octombrie 2015

Partea posterioară a fuselajului, așa-zisa cocă, a fost refăcută folosind desenele de execuție ale cadrelor și cele ale ansamblelor respective, dar și prin studierea pozelor disponibile și nu numai.

Scheletul semi cocii – cadre

Coca, construită similar cu cea a avionului PZL 11F, este alcatuită din 10 cadre principale și 5 cadre intermediare, precum și 4 longeroane cu secțiunea în formă de omega.

Majoritatea elementelor cocii au fost proiectate de către inginerii fabricii, cum ar fi cadrele III, IV, V, VIII, IX, X, Xbis, XI. Cadrele VI, VII sunt identice cu cele ale PZL-ului, conform codurilor reperelor din cartușele desenelor de fabrică.

Cocă completă – octombrie 2015
Cocă si detalii feruri prindere – februarie 2016

În completare, prezentăm mai jos și primele forme 3D realizate folosind cunoscutele desene din revista Modelism, dar l-a care s-a renunțat din motive de acuratețe.

“Early shapes” – decembrie 2014

va urma …

25. Looking Forward

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!

23. Relevarea Structurii Aripii – Cheson X şi Lonjeroane

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

22. (R)Evoluție proiect – trecut și viitor

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,

This image has an empty alt attribute; its file name is els_s_site_512.png

2. Descriere IAR 80 şi studiu fezabilitate proiect

Despre IAR 80 …

Avionul IAR 80 este un avion proiectat înaintea celui de-al doilea razboi mondial, de către Regia Autonomă I.A.R. Braşov , la cerința MAM (Ministerul Aerului şi Marinei), care dorea realizarea unui avion de vânătoare monoplan, monoloc, complet metalic.

Proiectarea prototipului s-a făcut între 1936-1939, pentru un motor JuMo 211DA de 930HP.
Totuşi, din lipsa furnizării motorului, s-a reproiectat celula pentru a acomoda motorul disponibil deja IAR 14K c36, avionul fiind finalizat cu acest motor în primăvara lui 1939.
Pe data de 4 Aprilie 1939 a fost realizat primul zbor de test al avionului.

Prototip IAR 80

Avionul prototip avea fuselajul compus din două părți:

  • Fuselaj anterior – grinda cu zăbrele dintr-un aliaj oțel-crom-molibden;
  • Fuselaj C – coca preluată şi modificată de la PZL 24.

Aripa, situată la 1/3 de la intradosul fuselajului, avea următoarele caracteristici:

  • formă trapezoidală cu voleți de hipersustentație de tip Handley Page;
  • profil NACA 23012, modern pentru acea perioadă;
  • anvergura aripii era de 10m, cu o suprafață de 15,5 m2.

Ampenajul orizontal, similar celui de la PZL 24, avea o suprafață de 2,73 m2.

Ampenajul vertical, şi el similar celui de la PZL 24, avea o suprafață de 1,61 m2.

Lungimea totală a prototipului era de 8,85m

Proiect IAR 80R – analiză variante

IAR 80R va avea ca cerințe să respecte fidel structura celulei finale IAR 80A cu toate modificările aduse ulterior testelor de BoPI (bombardier picaj) din 1941.

Motorul, în variantă sa finală pentru fabricația de serie, a fost IAR 14K IVc32 de 1000 HP, avionul IAR 80 nr. 2 obținând în teste o viteză de 524 Km/h la 5350 m altitudine.
Varianta aleasă pentru a înlocui motorul original, datorită lipsei unui exemplar complet şi funcțional, este Pratt & Whitney R-1830-92 Twin Wasp folosit pe alte replici similare, motor cu specificații asemanătoare, putând fi “grefat” fară modificări asupra celulei, lucru foarte important.

Elicea aleasă ulterior pentru prima serie a fost metalică, cu pas variabil şi cu diametrul de 3m.
Pentru elicea originală aleasă, VDM TIP 9-11 131, se va căuta o elice similară existentă pe piață, cum ar fi Hamilton Standard sau alta.

Jambele trenului principal de aterizare au fost realizate de SEMAT S.A. Bucureşti, sub licența Messier, calea trenului de rulare fiind de 3,43 m.
Se va căuta adaptarea unui tren existent ca înălțime, modificând chesonul de prindere pe longeroanele aripii precum şi furca roții.

Şi nu în ultimul rând, greutatea avionului IAR 80R spre care țintim este de 1800Kg.

Fiecare element în parte va fi reluat, urmând a fi analizate detaliat fiecare dintre materialele folosite, piesele sau componentele selectate pentru avionul IAR 80R, dar şi a soluțiilor tehnologice folosite în realizarea fabricării/asamblării avionului.

1. Fondul documentației originale disponibil


Întregul proiect se bazează pe un fond de documentație strânsă de-a lungul timpului de pasionații de aviație şi nu numai.

În anii ’80 a fost gasit un set aproape complet de desene producție/reparație al avionului IAR80 și a variantelor acestuia, care constituie bază acestui fond folosit la reconstrucția unui IAR80 replică fidelă. Planșele au fost restaurate una câte una, cu mare atenție, de către domnul Dan Antoniu, dumnealui având o contribuție majoră în strângerea multor informații referitoare la întreaga istorie a avionului IAR80.
Aceste desene, conțin informații valoroase despre majoritatea reperelor și ansamblelor componente ale structurii şi instalațiilor avionului.



În rubrica Arhiva sunt prezentate mai multe exemple de planșe.

De asemenea, s-au relevat cu un efort susținut longeroanele aripei avionului care se găsesc la Muzeul Național al Aviației Române dar şi ampenajul orizontal de la Muzeul Militar Național “Regele Ferdinand I”


Longeroane aripa – Muzeul Național al Aviației Române