В мире моделей

МОТОР НА ПАРИТЕЛЕ

12.12.2014

МОТОР НА ПАРИТЕЛЕМотопланер с электродвигателем Speed-600. С развитием планеризма энтузиасты этого типа летательных аппаратов не раз пытались объединить достоинства парящего и моторного полета. Дело в том, что безмоторный планер при благоприятных условиях хотя и может находиться в воздухе десятки часов, пролетая за это время сотни километров, однако капризы погоды могут в любое время заставить его совершить посадку в самом неприспособленном для нее месте.

 
Вот тут-то на помощь пилоту может придти небольшой двигатель, позволяющий аппарату не зависеть от ветра и восходящих потоков воздуха. Подобных гибридных летательных аппаратов, получивших название «мотопланер», было сделано немало—как профессиональными конструкторами, так и конструкторами-любителями.
 
Аналогичные мотопланеры создавали и авиамоделисты, оснащая сравнительно маломощными двигателями внутреннего сгорания легкие радиоуправляемые аппараты с крылом большого удлинения, способные самостоятельно набирать высоту в моторном режиме и совершать последующие длительные парящие полеты. Однако модельные двигатели внутреннего сгорания на повторные запуски были, к сожалению, не способны.
 
Модели-мотопланеры пережили второе свое рождение с появлением легких и мощных электродвигателей и аккумуляторов большой емкости, которые обеспечивали этим летательным аппаратам уверенный набор высоты и длительный последующий полет, в процессе которого можно было многократно включать и выключать электродвигатель, что позволяло как находить восходящие воздушные потоки, так и выбирать наиболее подходящее место для посадки.
 
Сегодня множество модельных фирм выпускают для авиамоделистов готовые аппараты такого типа или наборы деталей и аппаратуры для их сборки, однако для читателей журнала «Моделист-конструктор» это не тот путь—мы предлагаем им сделать такой электромотопланер самостоятельно— в принципе, он не сложнее любой другой радиомодели.
 
Аэродинамическая схема электромотопланера — низкоплан с прямым крылом большого удлинения с относительной толщиной профиля 14 процентов.
 
Основа силовой установки аппарата—электродвигатель типа SPEED-600 с электронным выключателем—такая его особенность позволяет коммутировать мотор в полете. В принципе, подойдет и двигатель без такого устройства—придется только установить на модель еще одну рулевую машинку для привода самодельного механического выключателя.
 
Геометрическая схема электромотопланера
 
Геометрическая схема электромотопланера
 
Для дистанционного управления электромотопланером используются три канала— по крену (элероны), по тангажу (руль высоты) и по коммутированию электродвигателя. В принципе, можно было бы задействовать также и руль направления, однако в полете он, как правило, не используется.
 
При изготовлении модели широко использовались самодельные пенопластовые панели — заготовки для них толщиной 3 мм вырезались из потолочных пенопластовых плит. Толщина последних, составляет, как правило, около 6 мм, поэтому их пришлось «распускать» на две части с помощью самодельного электротерморезака — ровной деревянной доски, над которой на высоте 3 мм (дистанция эта определялась толщиной двух прокладок из термостойкого материала) натягивалась нихромовая проволока, накаляемая электрическим током. Для подбора необходимой температуры нагрева использовался ЛАТР—трансформатор с регулируемым напряжением. Оптимальной можно было считать температуру, при которой поверхность разреза у заготовки получалась как бы остеклованной.
 
Фюзеляж модели имеет прямоугольное сечение со скругленными углами.
 
В носовой его части устанавливаются два шпангоута из фанеры толщиной 3 мм с прорезанными в них круглыми отверстиями по диаметру электродвигателя. Остальные шпангоуты—сэндвичевой конструкции, каждый склеен эпоксидной смолой из двух 1-мм пластин липового шпона и пенопластового заполнителя толщиной 3 мм. Боковины фюзеляжа также склеены из липового шпона и пенопласта—в отличие от шпангоутов шпон к пенопластовому заполнителю приклеивается только с внешней стороны.
 
Склейка «сэндвичей» производилась на ровной доске—промазанные «эпоксидкой» и сложенные вместе пенопластовые и липовые заготовки раскладывались на ней и прижимались с помощью груза (пластиковых пакетов с песком) такой же доской. Между досками и заготовками прокладывалась полиэтиленовая пленка—в противном случае можно было получить «бутерброд» из намертво склеенных пары досок и столь нужных нам панелей.
 
После вырезки из «сэндвичей» заготовок боковин фюзеляжа каждая из них оконтуривалась сосновыми рейками сечением 5x5 мм—операция эта производилась в стапеле с помощью все того же эпоксидного клея. Сам же стапель—это ровная доска с изображенным на ней контуром боковины фюзеляжа и забитыми вдоль этого контура гвоздями диаметром около 4 мм с шагом 50—60 мм.
 
Из таких же заготовок-«сэндвичей» вырезались верхние и нижние панели фюзеляжа.
 
Сборка фюзеляжа производилась в два этапа. Сначала—предварительная («сухая») сборка с применением резиновых колец, булавок и канцелярских зажимов—при этом этапе проверялись правильность изготовления деталей и их соответствие друг другу и проводилась взаимная подгонка, в шпангоутах прорезались отверстия для соединительных проводов аппаратуры дистанционного управления и для тяги привода руля высоты.
 
Далее детали последовательно промазывались эпоксидным клеем и с помощью все тех же резинок, зажимов и булавок закреплялись на предназначенных для них местах. После окончания сборки, в период, пока «эпоксидка» еще не полимеризовалась, фюзеляж проверялся на симметричность, отсутствие перекосов и крутки.
 
После полимеризации клея углы фюзеляжа скруглялись и поверхности его вышкуривались и подшпаклевывались.
 
Горизонтальное оперение состоит из липового каркаса и пенопластового заполнения. Профиль стабилизатора—плоский, со скругленной передней и заостренной задней кромкой. Лопасти руля высоты—бапьзовые, между собой они соединяются торсионом, согнутым из отрезка дюралюминиевой вязальной спицы диаметром 2 мм, а со стабилизатором соединяются на петлях из капроновой тесьмы. На левой лопасти руля закреплен кабанчик управления, согнутый из дюралюминиевой полоски толщиной 1 мм.
 
Компоновка электромотопланера
 
Компоновка электромотопланера:
 
1—кок винта; 2—электродвигатель типа Speed-600; 3, 7 — крепление верхней съемной панели фюзеляжа (винты-саморезы Ø2,5); 4—отсек аппаратуры дистанционного управления; 5—фонарь; 6—отсек аккумуляторов; 8, 17, 18,29—шпангоуты («сэндвичи» из пенопласта s3 и двух слоев липового шпона s1); 9—верхняя съемная панель фюзеляжа («сэндвич» из пенопласта s3 и одного слоя липового шпона s1); 10—крепление рулевых машинок (винты и гайки с резьбой М2,5); 11 —тяга привода руля высоты (дюралюминий, проволока Ø2,5); 12—верхняя несъемная панель фюзеляжа («сэндвич» из пенопласта s3 и одного слоя липового шпона s1); 13—киль (бальза, пластина s3); 14—костыль (проволока ОВС Ø2); 15—горизонтальное оперение; 16—бобышка (бальза); 19—нижняя панель фюзеляжа («сэндвич» из пенопласта s3 и одного слоя липового шпона s1); 20—рулевая машинка привода руля высоты; 21—рулевая машинка привода элеронов; 22—тяга привода элеронов (дюралюминий, проволока Ø2); 23—крепление крыла (винт-саморез Ø4); 24—рычаг-торсион привода элеронов (дюралюминий, проволока Ø2,5); 25—днище отсека аккумуляторов («сэндвич» из пенопласта s3 и двух слоев липового шпона s1); 26—крепление стойки шасси (винт-саморез Ø4); 27—колесо шасси Ø36; 28—ложемент для крыла (липа, шпон s2); 30, 32—передние шпангоуты (фанера s3); 31 —основание рулевых машинок (фанера s4);33,34,35 и 36—поперечины (липа, рейка 5х10); 37—крыло; 38—кабанчик привода руля высоты (дюралюминий, s1)
 
Компоновка крыла
 
Компоновка крыла (лавсановая обшивка крыла условно не показана):
 
1 —стыковочный штырь (бук, стержень Ø5); 2—задняя кромка крыла (сосна, рейка 3х12); 3 —рычаг-торсион привода элерона (проволока ОВС Ø2); 4—полка лонжерона (сосна, рейка 4х10); 5—передняя кромка (сосна, рейка 10х12); 6, 10—усиливающая косынка (липа); 7—петля навески элерона (капроновая тесьма); 8—укороченная нервюра («сэндвич» из пенопласта s3 и двух слоев липового шпона s1); 9—элерон (бальза); 11—законцовка (липа); 12—заполнение лонжерона (пенопласт); 13—зашивка центральной части крыла (липа, шпон s2); 14—нервюра («сэндвич» из пенопласта s3 и двух слоев липового шпона s1); 15—усиление центральной нервюры (липа, шпон s2); 16—стенка (липа, рейка 5х10)
 
Горизонтальное оперение
 
Горизонтальное оперение:
 
1 — лопасть руля высоты (бальза); 2—центральная перемычка (липа, пластина s5); 3—торсион (дюралюминий, проволока Ø2,5); 4—заполнение (пенопласт); 5—петля навески руля высоты (капроновая тесьма); 6—передняя кромка (сосна, рейка 5х6); 7—стенка (сосна, рейка 5х5); 8—усиливающая косынка (липа); 9 — законцовка (липа)
 
Киль модели цельнобальзовый, он вырезан из пластины толщиной 4 мм. Профиль его также плоский, со скругленной передней и заостренной задней кромкой.
 
После установки на фюзеляж киля и горизонтального оперения, а также предварительного монтажа в него электродвигателя, аккумуляторов, приемника и рулевых машинок имеет смысл ориентировочно определить расположение центра тяжести фюзеляжа в сборе. В принципе, он должен располагаться в районе 25—30 процентов хорды крыла, в противном случае придется либо облегчать (загружать) хвостовую часть, либо, в крайнем случае, смещать вперед или назад крыло относительно фюзеляжа.
 
Крыло мотопланера имеет несимметричный двояковыпуклый профиль с относительной толщиной 14 процентов, обладающий хорошими несущими свойствами и малой скоростью сваливания. Крыло имеет выраженную V-образность—она составляет около 5 градусов относительно горизонтали; установочный угол крыла составляет 2 градуса.
 
Конструктивно крыло состоит из двух симметричных половин, состыкованных по оси симметрии с помощью сосновых вставок и зашивки шпоном центральной его части.
 
Лонжерон крыла—двухполочный, с сосновыми полками сечением 10x3 мм, меж-полочное пространство заполнено пенопластом. Из сосны сделана также передняя и задняя кромки. Нервюры крыла вырезались из таких же сэндвичевых заготовок, что и шпангоуты фюзеляжа—они также состоят из двух внешних слоев липового шпона толщиной 1 мм и пенопластовой пластины толщиной 3 мм.
 
В центральной части крыла лонжероны правого и левого полукрыльев соединены друг с другом с помощью сосновой вставки, по оси симметрии вклеена липовая бобышка — на ней в дальнейшем будут закреплены стойка шасси и буковый штырь фиксации крыла.
 
Крепление крыла к фюзеляжу производится парой винтов с резьбой М5—под них в крыло заклеиваются две дюралюминиевые втулки с внутренним диаметром 5 мм, а в фюзеляж—две резьбовые втулки с резьбой М5.
 
Элероны вырезаны из бальзы; на крыло они навешиваются с помощью петель, представляющих собой отрезки капроновой тесьмы. Рычаги-торсионы привода элеронов согнуты из стальной проволоки диаметром 2 мм.
 
Крыло и горизонтальное оперение обтягивались лавсановой пленкой по стандартной авиамодельной технологии — с использованием клея типа БФ-6 и небольшого утюжка.
 
Шасси электромотопланера—одностоечное, с обрезиненным пластиковым колесом диаметром 36 мм, позаимствованным от детской игрушки. Стойка—из листового дюралюминия толщиной 2,5 мм; на крыле она закреплена двумя винтами-саморезами. В задней части фюзеляжа установлен хвостовой костыль, согнутый из стальной проволоки диаметром 2 мм.
 
В завершение несколько практических рекомендаций.
 
На законцовках крыла имеет смысл установить дополнительные опоры—две полукруглые дуги из дюралюминиевой проволоки диаметром 2,5 мм—они предохранят обшивку и элероны при посадке.
 
В конце работы необходимо окончательно уточнить центровку электромотопланера. Как уже упоминалось—она должна составлять 25—30 процентов хорды крыла.
 
Перед полетами рекомендуем потренироваться в управлении электромотопланером, не поднимая его в воздух. В ветренную погоду подвесьте модель на прочной нити, закрепленной в центре ее тяжести на перекладине турника, ветке дерева или на конце наклонно установленной трехметровой рейки, и попробуйте поуправлять электромотопланером—ввести его в крен и вывести из него, заставить кабрировать (задирать нос) или пикировать.
 
Запуск мотопланера лучше всего осуществлять леером или с помощью резинового шнура-амортизатора. В крайнем случае модель можно запускать с рук. Следует иметь в виду, что запас мощности у электродвигателя небольшой и, соответственно, скороподъемность у модели невысокая, так что не следует от нее ждать умопомрачительных фигур пилотажа. Зато возможностей «порулить» мотопланером в поисках восходящих потоков у вас будет предостаточно.
 
Нужно учесть, что при отсутствии руля направления модель совершает разворот при введении ее в крен и одновременном переводе ручки управления рулем высоты «на себя»—при этом она входит в вираж; остается лишь дождаться нужного курса, парировать крен с одновременным переводом ручки управления рулем высоты в нейтраль.
 
Посадку необходимо совершать против ветра. В принципе, отбалансированная модель при планировании может сесть и самостоятельно—достаточно лишь вывести ее на посадочный курс, довести до высоты 2—3 метра и установить ручки управления в нейтраль. Однако лучше все же сажать электромотопланер с непосредственным участием пилота, в задачу которого входит выведение модели на посадочный курс, а после достижения ею высоты в 1 метр—перевод аппарата в горизонтальный полет для выдерживания с потерей скорости вплоть до посадочной. Далее следует плавное увеличение угла атаки модели вплоть до начала парашютирования. Идеальной посадка будет в том случае, если момент касания земли колесом совпадет с началом парашютирования.
 
И. КАРАМЫШЕВ




Рекомендуем почитать
  • «СТАЙЕРЫ» ГОЛУБЫХ АКВАДРОМОВ
    «СТАЙЕРЫ»  ГОЛУБЫХ АКВАДРОМОВПредлагаемая вниманию судомоделистов конструкция разработана и успешно испытана чехословацкими спортсменами. Основой для ее проектирования послужила модель класса F1E, с которой автор инженер Вл. Валента стал в недавнем прошлом чемпионом ЧССР. Новый электроглиссер, получивший имя «Мамба» (африканское название небольшой чрезвычайно подвижной ядовитой змеи), помог чехословацкому спортсмену стать золотым призером чемпионата страны и в классе FSR. При этом Вл. Валента считает, что несмотря на специализацию новой модели для условий длительных гонок, она сохранила «наследственные данные» и с успехом может использоваться и в классе радиоуправляемых электроходов F1E. Для этого достаточно лишь увеличить количество аккумуляторов и установить более мощный электродвигатель. В основном же варианте (FSR) применен комплект из двадцати никель-кадмиевых аккумуляторов японской фирмы «Тамийя» и двигатель «Мабучи 540».

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.