В мире моделей

ПОЛЕТ НА БОКУ

23.01.2015

ПОЛЕТ НА БОКУМодель катамарана класса «П» с парусом-крылом. Мало кто помнит о том, что аппарат, использующий для движения аэродинамические силы, был создан свыше пяти тысяч лет тому назад. Это было самоходное судно с парусным движителем, который работал точно так же, как крыло современного самолета. Разница лишь в том, что подъемная сила самолетного крыла направлена вверх по вертикали, а тянущая сила паруса — по горизонтали. По сути, движение парусника — это тот же полет, только на боку.

 
Пять тысяч лет понадобилось человечеству для того, чтобы превратить парус в крыло летательного аппарата. И каких-то полстолетия — чтобы превратить самолетное крыло в движитель классической или колесной яхты или буера.
 
Эффект оказался потрясающим. Скоростные параметры у экспериментальных яхт с жестким парусом оказались не хуже, чем у моторных катеров. Дело в том, что обычный парус обладает не слишком хорошей «аэродинамикой» — сравните хотя бы дельтаплан с его парусом-крылом с рекордным планером: у первого аэродинамическое качество едва достигает 8 единиц, а у последнего— свыше 40!
 
Правда, наивысшим качеством обладает крыло с плоско-выпуклым или вогнуто-выпуклым профилем. Ну а для парусника приходилось использовать крыло с симметричным профилем, обладавшее худшими тянущими свойствами, но одинаково работавшее при движении как на правом, так и на левом галсе.
 
Судомоделисты выходили из положения легко—они устанавливали на свои яхты крыло с плоско-выпуклым или вогнуто-выпуклым профилем и при перемене галса просто переворачивали его «вверх ногами». Ну а полноразмерные яхты неугомонные изобретатели оснащали крылом, изменяющим профиль за счет отклонение закрылка.
 
Неплохие результаты показывали и яхты со сравнительно узким крылом симметричного профиля, напоминающим скорее очень широкую мачту в сочетании со столь же узким парусом с жесткими латами, выполнявшим функцию закрылка.
 
Геометрическая схема катамарана класса «П»
 
Геометрическая схема катамарана класса «П»
 
Конструкция корпуса катамарана
 
Конструкция корпуса катамарана (на плановой проекции оболочка корпуса условно не показана):
 
1—шпаншут№1;2—шпаншут№2;3—киль; 4—основание киля; 5—шпангоут№4;6—килевой брус; 7—шпангоут № 5; 8—транцевая доска; 9,16—основания стыковочных шпилек; 10—стыковочные шпильки; 11—шпангоут №6; 12—стрингеры; 13—шпигат; 14—шпангоут №3; 15—оболочка корпуса; 17—стыковочный узел рулевого пера
 
Сегодня мы знакомим судомоделистов с моделью парусного катамарана класса «П», оснащенную самоориентирующимся парусом-крылом симметричного профиля. Думаем, что конструкция парусника заинтересует и любителей «большого» парусного спорта.
 
Несколько слов о принципе самоориентации паруса-крыла. Взгляните на геометрическую схему катамарана—помимо шарнирно установленного крыла, в аэродинамическую систему входит стабилизатор—точно такой же, как на классическом планере,—который автоматически устанавливает парус-<рыло под оптимальным углом атаки относительно направления вымпельного ветра.
 
Конструкция модели не слишком сложна. Корпуса катамарана выклеиваются по деревянной болванке из стеклоткани и эпоксидного связующего, причем сначала формуется нижняя часть корпуса до палубы), а затем верхняя. Толщина оболочки корпуса—около 2 мм.
 
После выклейки верхняя и нижняя части подгоняются друг к другу и оболочки усиливаются набором—фанерными шпангоутами, килевым брусом и стрингерами. В обязательном порядке на шпангоутах следует предусмотреть шпигаты, а в транце—отверстия с пробками для слива попадающей в корпус воды.
 
Схема работы паруса-крыла
 
Схема работы паруса-крыла
 
шарнирным узел крыла
 
Шарнирным узел крыла:
 
1 —передняя кромка крыла; 2—лонжерон; 3 —нервюра; 4—задняя кромка; 5—зашивка скоса крыла; 6—продольная балка мостика катамарана; 7—накладки; 8,10—гайки М8; 9—корневая полунервюра крыла; 11—корпус подшипника шарнира крыла; 12—ось шарнира крыла
 
Мостик
 
Мостик:
 
1—передняя балка мостика; 2,4—накладки; 3 —продольная балка мостика; 5—задняя балка мостика; 6—ложемент
 
На шпангоутах № 3 и № 6 устанавливаются деревянные бруски с вклеенными в них стальными резьбовыми шпильками—они предназначены для соединения корпусов с мостиком. На этом же этапе на корпусах устанавливаются фанерные кили, а затем—палубы. Все эти детали закрепляются эпоксидным клеем, в который добавляется любой порошкообразный загуститель—от цемента и гипса до муки и крахмала. Рулевые перья вырезаются из фанеры толщиной 6 мм; профиль перьев плоский, симметричный, со скругленной передней кромкой и заостренной задней. Монтаж пера на каждом корпусе осуществляется с помощью резьбовой шпильки М5 и гайки-барашка.
 
Готовые корпуса шпаклюются, шлифуются и окрашиваются автоэмалью подходящего цвета.
 
Мостик, имеющий форму буквы «Н», изготавливается из сосновых реек и усиливается накладками из 2-мм фанеры. Сборка мостика производится с использованием эпоксидного клея. Готовый мостик покрывается несколькими слоями паркетного лака.
 
Парус-крыло изготавливается по классической авиамодельной технологии Каркас крыла состоит из двухполочного лонжерона из сосновых реек, сосновых передней и задней кромок и набора нервюр. Последние лучше всего вырезать из обычных школьных линеек толщиной 2—3 мм.
 
Балки крепления стабилизатора также вырезаются из линеек толщиной 3 мм Центральная часть крыла зашивается липовым 1,5-мм шпоном. Между полками лонжерона в корневой части крыле закрепляется с помощью клея буковый брусок с просверленным в нем центральным отверстием диаметром 8 мм, являющимся подшипником шарнира крыла.
 
Теоретический чертеж корпуса
 
Парус-крыло
 
Парус-крыло:
 
1 —корневая полунервюра; 2—корпус подшипника шарнира крыла; 3—лонжерон; 4 — нервюры; 5 — передняя кромка; 6,8—накладки; 7—зашивка центральной части крыла; 9—задняя кромка; 10 — бобышка; 11—балки стабилизатора; 12 — винты-фиксаторы; 13 — кронштейн стабилизатора; 14—стабилизатор; 15—зашивка скоса крыла
 
Обшивка крыла—лавсановая пленка которая крепится к каркасу крыла клеек типа «БФ» или «Момент». Натяжка обшивки производится с помощью обычного электрического утюга.
 
Стабилизатор вырезан из плотного пенопласта марки «ПС». Он представляет собой плоскую пластину толщиной около 8 мм, передняя часть которой скруглена, а задняя заострена. Для крепления стабилизатора к балкам предназначены врезанные в него кронштейны—их фиксация на балках осуществляется с помощью четырех винтов, приклеенных эпоксидкой к кронштейнам. Гайки для соединения не потребуются—балки просто немного разводятся в стороны, и винты пропускаются в отверстия. Такой способ крепления позволяет легко переставлять стабилизатор «вверх ногами» при запуске катамарана другим галсом.
 
Перед запуском модели следует убедиться, что катамаран со снятым крылом-парусом от толчка рукой движется строго прямолинейно, в противном случае придется скорректировать курс с помощью рулей.
 
Перед началом движения катамаран нужно сориентировать в соответствии с намеченным курсом, а стабилизатор следует установить таким образом, чтобы угол атаки крыла относительно ветра был положительным. При запуске модели другим галсом стабилизатор переворачивается «вверх ногами».
 
На курсе фордевинд—когда ветер дует строго в корму парусника—крыло устанавливается поперек направления потока и фиксируется в таком положении с помощью шкота, прикрепленного к задней кромке паруса.
 
Способы и материалы для изготовления корпусов и крыла, описанные выше,—далеко не единственные. В частности, весьма неплохие корпуса и паруса-крылья можно сделать из пенопласта. При этом первые оклеиваются двумя слоями стеклоткани, а вторые лишь грунтуются эпоксидным клеем.
 
И. ТЕРЕХОВ




Рекомендуем почитать
  • ОТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ — В «БОЛЬШУЮ АВИАЦИЮ»
    ОТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ — В «БОЛЬШУЮ АВИАЦИЮ»Вспоминая о людях, пришедших в большую авиацию из планерного спорта, известный советский летчик-испытатель Игорь Шелест писал в своей книге «С крыла на крыло»: «Вызывала удивление творческая фантазия планерных конструкторов — каких только конструкций здесь не было!

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.