Главная

Воздушные змеи

Воздушные шары

Модели парашютов

Бумажные модели самолётов

Модели планеров

Модели ракет

Резиномоторные модели самолётов

Кордовые модели самолётов

Таймерные модели самолётов

Радиоуправляемые модели самолётов

Модели самолётов с двигателем на СО2

Модели ракетопланов

Модели вертолётов

Самодельные самолеты

Самодельные вертолеты

Самодельные дельтапланы дельталеты

Двигатели для авиамоделей , самолетов, вертолетов, дельталетов

Самодельная аппаратура радиоуправления моделями

Мастерская авиамоделиста

Летательные аппараты-почему и как они летают

О воздухоплавании и воздухоплавателях

О планерах и планеристах

О самолётах и лётчиках

О вертолётах и вертолётчиках

Атлас профилей для авиамоделей

Ссылки на другие ресурсы

КОРДОВАЯ МОДЕЛЬ СКОРОСТНОГО САМОЛЕТА С КРЫЛОМ - ЛЕНТОЙ

Все чаще можно услышать разговоры, что скоростные авиамодели класса F2A достигли совершенства и превратились в процессе погони за лишними километрами в ни на что не похожие снаряды. Да и из калильных двигателей «выжато» будто бы все, а поэтому существенных улучшений результатов в ближайшее время ждать не приходится. Просмотрите таблицы результатов соревнований высокого ранга за последние пять-семь лет: намного выросли скорости?

В том-то и дело, изменений почти нет. Применение современнейших технологий, уникальных материалов и покрытий принесло «добавку» в один-два десятка км/ч. Удержать современный двигатель, в котором каждая деталь буквально «вылизана», в механическом состоянии, обеспечивающем съем с него колоссальные мощностей, стало чрезвычайно сложно. Поэтому падает стабильность результатов, показываемых спортсменами.

А ведь это один из важнейших факторов успеха па соревнованиях. Однако позвольте не согласиться с тем, что «скоростники» зашли в тупик. Есть резервы совершенствования моделей, да и последнего слова в конструировании двигателей не сказано. Форсирование моторов здесь наиболее значимо, так как улучшение аэродинамики микросамолета, хотя и может дать определенный эффект, все же имеет ограниченные возможности.

Давайте посмотрим, что нужно изменить именно в модели, чтобы заставить ее стать по-настоящему скоростной. Не так давно появились микросамолеты асимметричной схемы с крылом, полностью смещенным относительно фюзеляжа в сторону ручки управления. Таким образом решались две задачи: уменьшалось сопротивление несущих плоскостей за счет их сдвига в зону меньших скоростей и уменьшалось сопротивление корд управления благодаря закрытию их участков, наиболее близких к оси модели (а значит, движущихся с наибольшей скоростью и поэтому дающих наибольшее сопротивление), самим крылом.

Безусловно, это дает определенный выигрыш. Поэтому практически все современные скоростные строятся именно по асимметричной схеме, варьируются лишь расположение и форма стабилизатора, удлинение несущих плоскостей. Сейчас встречаются чуть ли не метровые крылья, прикрепленные к левому борту фюзеляжа, хотя в среднем отклонения размаха находятся в небольших пределах. А собственно, почему? Почему бы не «растянуть» крыло на два, на три и больше метров?

Ведь технические требования правил оговаривают, максимальный размах модели, равный 5 м. Скорее всего, ограничение удлинения связано с опасениями ухудшить взлетно-посадочные характеристики и дать возможность возникнуть самоколебаниям (флаттеру), вызванным малой жесткостью крыльев-лент на кручение. Но обоснованы ли они? Разберемся в изменениях взлетно-посадочных характеристик аппарата.

В первую очередь они зависят от несущих свойств плоскостей и от массы модели, определяющей удельную нагрузку при неизменной величине суммарной площади плоскостей. Эта площадь практически всегда равна примерно 5 дм2, так как ее увеличение свыше этой минимально допустимой величины ведет к росту аэродинамического сопротивления. Итак, что делать с массой (вспомним, что современная скоростная редко бывает легче 500 г)?

Существенного снижения массы (почти в два раза) можно добиться, используя схему «летающее крыло». Таким образом, исчезает необходимость в тяжелом длинном фюзеляже, несущем стабилизатор и резонансную выхлопную трубу двигателя. Ухудшение же взлетных характеристик, вызванное чрезмерной гибкостью ленты-крыла, компенсируется применением обтекаемого фюзеляжа, имеющего сечение, близкое к симметричному профилю.

Такой фюзеляж при малой массе создаст достаточную для взлета подъемную силу, оставив крылу лишь функции обтекателя, закрывающего неудобообтекаемые корды. При этом надо учесть и то, что правила оговаривают минимальную высоту зачетного полета, равную 1 м. Так вот, расчеты показывают, что при подъеме вилки ручки управления на высоту 1,7 м любое тело, даже не создающее подъемной силы, летящее по окружности радиусом 15,92 м со скоростью 214 км/ч, вертикальной составляющей натяжения корд будет поднято на высоту, превышающую 1 м.

При скорости 400 км/ч подобное тело при данных условиях летело бы в 1,5 м над землей. Таким образом, будем считать, пока не вдаваясь в подробности конструкции, что нормальные взлетно-посадочные характеристики обеспечить можно. Теперь разберемся с самоколебаниями. Главное условие, предотвращающее их возникновение, ось жесткости (условная линия, вокруг которой вращается изгибающееся крыло) должна проходить не дальше 25% хорды.

Хвостовую часть профиля желательно максимально облегчить. Этим требованиям удовлетворит крыло-лента с лобиком, выгнутый из листового металла в специальных вальцах. В готовый носок вклеивается бальзовая хвостовая часть профиля, оставляя свободным канал в носке крыла для прохода корд управления. В результате получится своеобразный обтекатель крыловидной формы, как бы подвешенный за самую переднюю кромку на натянутых чуть ли не до разрыва струнах.

Конечно, такое крыло будет обладать исключительной гибкостью, но в данном случае требований жесткости перед ним и не ставится. Реально несущими будут лишь участки, расположенные вблизи фюзеляжа. Здесь придется заменить бальзу на плотную древесину типа граба. В случае возникновения флаттера избавиться от него поможет ряд пропилов на задней кромке крыла глубиной до 30% хорды, закрытых металлической фольгой.

Они сдвинут ось жесткости крыла вперед, хотя в основном можно принять, что этой осью являются натянутые корды. Похоже, что добиться хорошей работы крыла-ленты удастся. Что же даст ее применение? Сравним три модели: старой школы — имеющую обычную самолетную схему, современную асимметричную с полуразмахом крыла 400 мм и предлагаемую ленту. В общем случае коэффициент сопротивления Сх модели равен:

Где Схкр — коэффициент сопротивления крыла;

Схф — коэффициент сопротивления фюзеляжа;

Sкр. Sф— площадь крыла и миделевого сечения фюзеляжа, м2;

k — опытный коэффициент, учитывающий интерференционное сопротивление (больше или равен 1). Расчеты дают следующие значения: Схасим. равно 0,0210; Сх ясны. 0,0176; Схлеиты — 0,0110. Малое значение интересующей величины у ленты объясняется отсутствием интерференции между крылом и фюзеляжем (идеальный зализ этого стыка), малой смачиваемой поверхностью и хорошей обтекаемостью фюзеляжа, отсутствием таких неудобообтекаемых элементов, как незакапотированный глушитель. Сопротивление хвостового оперения не учитывается в связи с малым влиянием его на общую величину Схмод.

Необходимо также учесть, что при значительной длине крыла большая его часть выведена внутрь круга и движется с меньшей скоростью. Этим объясняется еще меньшее сопротивление модели. Для облегчения расчетов далее фюзеляж и крыло рассматриваются отдельно, так как вводится коэффициент К, учитывающий влияние длины крыла на его сопротивление. В расчетах нам понадобится величина потребной мощности, затрачиваемой на перемещение корд управления.

На приведенном графике дана ее зависимость от неприкрытой крылом длины при скорости полета модели З60 км/ч для двух корд диаметром по 0, 1 мм, не оказывающих друг на друга взаимного аэродинамического влияния (кстати, эта проблема очень интересна с точки зрения уменьшения общего сопротивления системы модель—корд и заслуживает отдельного- рассмотрения). При пересчете потребной мощности на иную скорость полета пользуемся простейшей формулой:

где NПОТР берется с графика в зависимости от неприкрытого участка корд;

V — интересующая скорость полета, км/ч;

ƞ — КПД воздушного винта, Найдем потребную для полета модели асимметричной схемы со скоростью 240 км/ч мощность при КПД воздушного винта, равном 0,75:

причем

где ƿ — массовая плотность воздуха, которая при нормальных условиях равна 0,125 кг-с2/м4. После расчета получаем искомую величину, равную приблизительно 0,29 .т.е. Потребная же для перемещения корд мощность двигателя равна 0,80 л.с, суммарное значение мощности двигателя — 1,09 л.с. Для тех же условий полета при использовании крыла-ленты:

При длине крыла 3 м К = 0,83. Таким образом, N потр.мод. =0,17 л.с. корды потребуют 0,36 л. с. Выясняется, что для полета ленты с той же скоростью понадобится в два раза меньшая мощность, чем для модели асимметричной схемы, А какую скорость развила бы лента при установке на нее такого же движка, как и на предыдущей модели?

Получаем величину, равную 305 км/ч! Аналогичные рассуждения и расчеты приводят к выводу, что имеет смысл делать крыло максимально допустимого размаха — 5 м. В таком варианте аппарате двигателем, имеющим мощность 0,53 л. с, сможет развить скорость 300 км/ч, мощность же мотора 1,09 л. с. позволит пройти базу со скоростью 382 км/ч...

ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ СКОРОСТНОГО САМОЛЕТА С КРЫЛОМ - ЛЕНТОЙ

Итак, если вам захотелось достичь подобных скоростей, попробуйте построить модель-ленту. Сначала подберите материал на переднюю кромку крыла. Лучше всего титановая фольга толщиной 0,1—0,15 мм, хотя допустимо и использование фольги Д16Т толщиной 0,2 мм. Если же лист металла окажется толще, нужно протравить его до указанной величины.

Вырезав выкройку лобика (желательно иметь полосу во весь размах крыла, иначе стыковка отдельных частей принесет много забот), с помощью простейших вальцов или фигурной протяжки придайте заготовке требуемый профиль. Учтите, что понадобится два вида вальцов: один для придания фольге полукруглого профиля, второй для образования лобового перегиба. К сожалению, точные размеры вальцов дать невозможно, так как они зависят от материала лоб а и его пластичности. Здесь придется поэкспериментировать, поэтому сделайте вальцы или фильеры из легкобрабатываемого металла.

После окончания работы над передней громкой выпилите заготовки задней части крыла, причем на размахе 600 мм от оси модели она выполнена из граба, дальше идет бальза. Грабовый участок переклеен из двух пластин, что дает возможность развести идущие вдоль передней кромки корды по двум каналам к дисковой качалке управления. Перед сборной крыла обработайте и подгоните по месту единственный шпангоут, стыкующий фюзеляж с крылом. Он делается из восьмислойного переклея миллиметровой фанеры. Соберите крыло, тщательно обезжирив переднюю металлическую кромку, на смоле К-.53.

Дождавшись полного отверждения клея, вышкурите заготовку до нужного профиля, вклейте качалку управления с ее корпусом-стаканом на место, вырежьте окно выхода тяги руля высоты и обтяните крыло тонкой (0,02 мм) стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. На каждом этапе изготовления консоли внимательно сведите за отсутствием крутки: чем о а меньше, тем стабильнее будет летать модель. Допускается лишь небольшая прямая саблевидность крыла (его середина прогнута вперед по полету). Фюзеляж настолько прост, что его конструкция не требует подробных комментариев.

Две его симметричные половины выдолблены из бальзы и подогнаны к крылу и шпангоуту. Оформив канал для охлаждающего воздуха и выхлопных газов, спаяв и врезав в фюзеляж бачок, соберите половины с готовым крылом. Снаружи весь узел склеивается на эпоксидной смоле стеклотканью толщиной 0,1 мм. Внутренние полости надо дважды покрыть той же смолой, разведенней ацетоном. Перед сборкой узла не забудьте продолбить паз и вклеить в него гибкую тягу руля высоты (тросик от фотоаппарата), подсоединив ее с помощью напаянного наконечника к качалке управления.

Моторама выточена из магниевого сплава марли МА-8, задняя ее часть подогнута по форме фюзеляжа. Утолщенный внешний пояс моторамы спиливается, остаются лишь его участки, образующие места крепления лапок двигателя. Этим выступам нужно придать обтекаемую каплевидную форму, разметить по лапкам отверстия, просверлить их и нарезать резьбу М4Х 0,5 под стальные грибки крепления мотора. Носовая часть моторамы под бальзовым обтекателем высверлена в шахматном порядке (отверстия диаметром 1,5 мм) для облегчения и увеличения надежности склейки. Осталось совсем немного.

Разметив по шпангоуту, просверлите сначала в мотораме, а затем и в самом шпангоуте отверстия под крепежный винт, выточенный из стали 30ХГСА (резьба №4x0,5). Вклейте грибок под этот винт в шпангоут. Аналогично выполните и задний узел моторамы. Навесьте руль высоты, вышкуренный из бальзовой пластинки и обтянутый стеклотканью. Подсоедините к нему тягу с помощью проволочного кабанчика, и модель готова. Внешняя отделка заключается в полировке всей поверхности аппарата после окраски синтетическими эмалями.

В регулировке нуждается лишь система управления — для подбора оптимальных углов отклонения руля высоты. Особенно внимательно надо выверить расположение центра тяжести — он должен быть в 2 мм за передней кромкой крыла, иначе вы просто не справитесь с управлением. Скоростная имеет после сборки явно переднюю центровку, для приведения ее к корме вклейте в хвостовую часть фюзеляжа длинный «ус» из проволоки марки ОВС диаметром 2,5 мм.

Он послужит посадочным костылем, одновременно уменьшив «верткость» модели за счет большого плеча центровочного груза. На чертежах показан-скоростной трехканальный микродвигатель ЦСТНАМ-2 5. Приливы на его картере спилены, что дало возможность уменьшить сечение и облагородить форму моторамы и фюзеляжа. Новая задняя стенка выточена из стали, она ввертывается в картер на резьбе №23x0,5. Желательно изготовить новую пару двигателя типа ABC с фазами таймернoro мотоpa.

Малый вес поршня в комплексе со вновь проведенной балансировкой шатунного механизма обусловит чувствительное уменьшение вибраций. Дело в том, что при малой массе моторамы и всей модели тряска мотоустановки может отрицательно сказаться на ее мощности. Бачок сделан по схеме однокамерной о пни» и рассчитан на работу под давлением, которое отводится из картера двигателя через штуцер его задней стенки.

(Автор: В. ТИХОМИРОВ, мастер спорта СССР)

Таблица   зависимости   коэффициента   К от длины консоли крыла-ленты.

Таблица зависимости коэффициента К от длины консоли крыла-ленты.

График зависимости потребной для перемещения двух корд диаметром

Рис. 1. График зависимости потребной для перемещения двух корд диаметром 0,4 мм мощности от расстояния между ручкой управления и точкой ввода корд в крыло модели с учетом числа Рейнольдса.

 Скоростная кордовая модель самолета с крылом-лентой

Рис. 2. Скоростная кордовая модель самолета с крылом-лентой: 1 — кок воздушного винта, 2 — моторама, 3 — двигатель, 4 — винт крепления мото рамы, 5 — грибок, 6 — шпангоут, 7 — топливный бак, 8 — стеклопластиковый канал выхода охлаждающего воздуха и выхлопных газов, 9 — задний_ узел крепления, 10 — фюзеляж, 11 — петля навески руля высоты, 12 — руль высоты, 13 — тросик, 14 — наконечник тяги, 15 — качалка управления в сборе с корпусом-стаканом, 16 — крыло, 17 — корды управления, 18 — канал для надевания корды на качалку, 19 — канал подвода охлаждающего воздуха, 20 — футорка карбюратора, 21 — игла карбюратора, 22 — обтекатель тяги руля, 23 — кабанчик, 24 — проволочный «ус», 25 — окно подвода питания калильной свечи двигателя, 26 — носовой обтекатель моторамы.