В мире моделей

НОВИНКА ЛЕДЯНОГО СЕЗОНА

25.11.2013
НОВИНКА ЛЕДЯНОГО СЕЗОНАВозможны ли сенсации в современном автомоделизме? Честно говоря, мальчишки нашего кружка были уверены, что нет. Им казалось, что давно найдены-перенайдены все варианты схем и решений, что задача спортсмена лишь в том, чтобы правильно скомпоновать лучшие узлы в одной модели. Но один из выездов на тренировки разом заставил всех думать по-другому. Оказалось, что юные асы, за плечами которых было уже немало спортивных успехов, знают еще далеко не все, что возможности совершенствования даже нехитрых моделей еще не исчерпаны.
В тот день на ледовом кордодроме собрались лучшие силы нашего кружка. Надо сказать, что кордовыми гоночными моделями аэросаней мы занимаемся не первый год. Накоплен немалый опыт, перепробованы в заездах все схемы, которые когда-либо проходили в журналах, и те, что изобретали сами. Мальчишки могли профессионально судить о достоинствах и недостатках каждого снаряда. Поэтому, когда к ним подошел невысокий паренек и попросил дать ему немного топлива, чтобы посоревноваться... надо было видеть наших профессионалов-зазнаек! Едва взглянув в его сторону, они заявили, что ждать, пока тот принесет свои «дрова», не могут — тренировки почти закончены.
 
И видели бы вы их лица через минуту, с квадратными от удивления глазами! Дело в том, что незнакомец вытащил из неглубокого кармана куртки нечто необыкновенно обтекаемое и красивое, в чем лишь чутье спортсмена могло угадать близость к кордовым. В несколько движений он подсоединил стойки шасси, воздушный винт и поставил модель на дорожку. Даже в собранном виде она могла бы уместиться в кармане, если тот был бы чуть побольше! Окончательно же наши асы были посрамлены после первого заезда необыкновенной машины. Она развила скорость, почти на двадцать километров в час превышающую лучшие результаты кружковских чемпионов!
 
Конечно, Николая — так он представился чуть позже — ребята затащили в кружок. Наверное, не надо и объяснять, что теперь он член нашей сборной. А на занятиях в тот же день Коля рассказал, как и с чьей помощью построил такую замечательную гоночную.
 
Оказывается, еще в прошлую зиму он заприметил наши тренировки и не пропускал ни одной из них, да только подойти познакомиться стеснялся. Автомодельное дело сразу привлекло его, и он решил: «Пока не добьюсь хороших результатов — в кружок не пойду!» И под руководством отца, в прошлом авиамоделиста, а сейчас работающего авиационным инженером, принялся за... Нет-нет, он не взялся сразу за инструменты, как хотел вначале. Отец, узнав об увлечении сына, посоветовал освоить азы аэродинамики! Этим-то Коля и занялся. Вы спросите, при чем здесь столь далекая от автодела наука? Вот этот-то вопрос и был главным. А ответ на него и позволил создать действительно уникальную микромашину.
 
Вспомните, не так давно появились полуавиационные трехточечные схемы со стабилизатором, они дали явный прирост скорости. За счет чего? Во-первых, облагороженная с точки зрения аэродинамики форма аппарата (из схемы был исключен обдуваемый винтом пилон, «корпус» превратился в тоненький стержень, который соединял все элементы модели в одно целое, а стабилизатор взял на себя функции рамы заднего моста). Во-вторых, считается, что выигрыш получен от перехода на одну точку скольжения в заезде. Но действительно ли этот выигрыш столь значим? Подробный разбор дела показал, что согласно теории скольжения нет никакой разницы, сколько коньков движется по льду, важно лишь, чтобы они были правильно подобраны и чтобы под каждым из них образовывался водяной «клин». В остальном сопротивление скольжения зависит только от веса аппарата. А переход на схему со стабилизатором и обеспечил значительное снижение массы.
 
Понемногу стоящая перед юным конструктором задача начала проясняться, стали понятны цели, которых требовалось добиваться. Одна из них — максимальное облегчение модели при любом количестве опорных коньков. А для этого нужно было... отбросить все лишнее! Действительно, как просто. Но вот в этой кажущейся на первый взгляд простоте и кроется искусство конструктора. Первоклассный изобретатель добивается цели не нагромождением массы узлов и деталей, хотя иной раз такое «сооружение» и выглядит внушительно, а созданием уникальной, простой (и поэтому надежной!) машины.
 
Определилась опорная схема — «трехточка». Ведь в принципе четвертый конек должен на чем-то держаться, а в сумме с кронштейном он дал бы прирост массы.
 
Кордовая гоночная модель аэросаней.
Кордовая гоночная модель аэросаней:
1 — стойка переднего конька, 2 — низок корпуса, 3 — «фонарь», 4 — щели для подвода воздуха к карбюратору двигателя, 5 — «наплывы» моторамы, 6 — корпус, 7 — воздушный винт, 8 — кок, 9 — двигатель МК-17 «Юниор», 10 — задний конек, 11 — стойка задних коньков, 12 — игла жиклера, 13 — кордовая планка, 14 — выхлопной патрубок.
 
Шасси модели.
Шасси модели:
1 — передний конек (фторопласт), 2 — хомут конька (сталь толщиной 0,5 мм, паять на детали 1), 3 — передняя стойка (проволока ОВС Ø 2—2,5 мм), 4 — обмотка тонкой медной проволокой (паять), 5 — кронштейн стойки, 6 — стойка задних коньков (дюралюминий каленый толщиной 1,5 мм).
 
После этого пошла чистая аэродинамика. Она подсказала, что гораздо выгоднее полностью упразднить и стабилизатор. Ведь при площади всего 2 дм2 его поверхность на скорости 150 км/ч дает сопротивление, требующее от полуторакубового двигателя 15% его максимальной мощности, с ростом скорости потери растут во второй степени. Сопротивление же скольжения правильно подобранных коньков теоретически от скорости не зависит и при тех же условиях при массе модели 300 г «расходует» в 20(!) раз меньше энергии.
 
Что касается всей модели, законы аэродинамики говорили: наименьшее сопротивление воздушному потоку создает тело, имеющее минимальные размеры, наибольшую обтекаемость и движущееся относительно воздуха с наименьшей скоростью.
 
Первое требование (минимальность размеров) обеспечить было не так уж трудно. Сложнее согласовать его с обтекаемостью. После многих прорисовок Николаю удалось найти хорошее решение. Справочники подтвердили — сребренную рубашку цилиндра двигателя можно закапотировать лишь спереди, это даст вполне достаточное снижение сопротивления. Одновременно улучшится и тепловой режим переохлаждаемого в зимних условиях мотора. Картер будет полностью закрыт обжатым корпусом. Шасси — без единого цилиндрического элемента, расположенного перпендикулярно набегающему потоку воздуха. Это немаловажно! Если поставить обычную проволоку так, как сделано на стойке переднего конька, то ее сопротивление уменьшится в 5—8 раз. Ведь относительно потока сечение цилиндрического тела станет эллиптическим, а значит, и удобообтекаемым. В противном случае по сопротивлению проволока равнялась бы крыловидной пластине с хордой, равной 20 диаметрам этого микроцилиндра!
 
Не меньше внимания было уделено и другим элементам. Так, кордовая планка — не прямоугольного, а крыловидного сечения; аналогично профилируется и стойка задних коньков.
 
Понемногу проект приобретал окончательный вид. Но когда отец напомнил Коле о третьем требовании аэродинамики — требовании по минимальной скорости обтекания, пришлось поставить все с ног на голову... Небольшие гоночные воздушные винты для создания требуемой тяги должны отбрасывать струю со скоростью, намного превышающей скорость движения машины. Значит, все, что расположено за винтом, создаст увеличенное сопротивление, энергия двигателя будет расходоваться не на тягу, а на бессмысленный обдув корпуса.
 
После этого мотоустановка сразу же «перевернулась» валом назад, воздушный винт из тянущего стал толкающим. Но появилась новая проблема: где брать такие винты? Мальчишечьи руки еще не в состоянии выточить идеальный по точности и качеству пропеллер. А чтобы использовать стандартные, надо заставить двигатель работать в противоположную сторону. Николай так и этак вертел двигатель, пока не пришла идея развернуть заднюю золотниковую стенку на 90°. Это и стало решением задачи. Действительно, фазы газораспределения почти те же, что и на серийном двигателе, только приспособлены они теперь под обратное направление вращения коленвала. Теперь удавалось использовать промышленные пластмассовые винты 200X200 мм, обрезанные по диаметру до 145 мм и с зауженными лопастями. Кстати, последнюю операцию лучше проводить не по задней, а по передней кромке лопасти, постепенно углубляясь в материал и делая ее конец возможно более тонким. Перенос двигателя в хвост модели позволил найти еще одно оригинальное конструкторское решение — выполнить бачок в виде самолетного фонаря кабины. Тонированный полупрозрачный бак-фонарь, оказывается, не был лишь данью красоте. Он логичен! Зачем лишние стенки корпуса, скрывающие прямоугольные очертания обычного жестяного бачка? Бак-фонарь легче по весу, он хорошо вписывается в обтекаемую форму модели, да и за состоянием и количеством топлива легко следить.
 
Конструкция корпуса.
Конструкция корпуса:
1 — силовая пластина (фанера толщиной 2,5 мм), 2 — прокладка (фанера толщиной 5 мм), 3 — шпангоут (фанера толщиной 2,5 мм), 4 — моторама (фанера толщиной 5 мм), 5 — обтекатель корпуса (липа), 6 — контур отверстия под иглу жиклера при нормальном положении задней стенки двигателя и специально изготавливаемом толкающем воздушном винте, 7 — низок корпуса (липа), 8, 10 — трубки: питания двигателя и дренажная (обмотать нитками, клеить на эпоксидной смоле в отверстиях детали 9), 9 — задняя стенка бака (оргстекла толщиной 4 мм), 11 — бак-фонарь (оргстекло толщиной 1—1,5 мм).
 
Оставалось воплотить проект в материале.
 
Сравнивая оригинальные микросани с кружковскими (сразу ставшими непомерно громоздкими и неуклюжими!), ребята только разводили руками — как все просто. Но когда кто-то попытался проверить балансировку, наши асы снисходительно заулыбались — наконец-то нашлась ошибка. Ну не может быть так, чтобы какой-то новичок обставил их по всем пунктам. Увы, и тут оказалось все в порядке. Ушко на кордовой планке намерено сдвинуто назад от привычного положения по оси центра тяжести. А вот в необходимости такого смещения попробуйте разобраться сами. Можем только подсказать, что при решении этого вопроса опять пригодятся знания аэродинамики и что существует закономерность: чем легче модель, тем больше должна быть сдвижка планки назад. Нас же теория навела па идею элементарного автомата, превращающего запуск самых капризных аэросаней в истинное удовольствие. Но пока устройство автомата останется маленьким секретом, который мы раскроем, как только пройдут первые испытания.
 
Вот, кажется, и все. Вам остается только внимательно познакомиться с чертежами и по достоинству оценить изящество, простоту и оправданность новой конструкции. Хочется лишь добавить, что с момента появления микросаней в кружке учебники по аэродинамике стали нашими настольными книгами. Эта наука при современных скоростях автомодельных гоночных зачастую определяет многие важные параметры их движения.
 
Надеемся, что публикация чертежей этой модели даст повод не только для копирования, но и поможет создать более совершенную технику, позволит разорвать рамки традиционности схем и конструкций в классе кордовых гоночных аэросаней.
 
Основные данные модели
 
Длина, мм: 250
 
Ширина с кордовой планкой, мм: 335
 
Высота с воздушным винтом, мм: 160
 
Масса без топлива, г: 240
 
Рабочий объем двигателя, см3: 1,5
 
Воздушный винт (Ø х шаг), мм: 145Х200
 
В. ДИМИН, руководитель автомодельного кружка




Рекомендуем почитать
  • СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА
    СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТАСхематические летающие модели — основа массового авиамодельного спорта: Результативное выступление со «схематичной» на соревнованиях дает право на присвоение юношеского разряда. Первая подобная модель с резиновым мотором была создана всего за 12 лет до полета первого в мире самолета Можайского, то есть еще в 1870 году. Так что же необходимо современному школьнику, чтобы повторить то, что сто лет тому назад удалось создать только талантливому инженеру?

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.