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
  • ПОПЛЫВЁТ... РЕЗИНОХОД
    ПОПЛЫВЁТ... РЕЗИНОХОДВ душе каждого мальчишки живёт мореплаватель, поэтому любой дождевой ручеёк — уже река, а большая лужа — целое море, зовущее пускать кораблики — от простейших, из щепки или листа бумаги, до специально выструганных, а тем более таких комбинированных, как предлагаемая немецким журналом «Техниум» самоходная модель парохода. Да не обычного парохода, а старинного, двухтрубного, с лопастными колёсами по бокам. Какому же ребёнку не захочется построить такой, тем более что конструкция его вполне доступна для самостоятельного воспроизведения.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.