В мире моделей

РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАНЁР-УТКА

20.07.2015
РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАНЁР-УТКАСтремление создать что-то необычное и эффектное присуще, наверное, каждому из моделистов. Именно это чувство заставило в своё время попытаться найти новое в классе радиоуправляемых планёров, которые после многолетних занятий стали казаться совершенно однотипными. Некоторое время назад на бумаге появились проекты летающих безмоторных крыльев непривычной геометрии и нескольких планёров-уток. Однако, зная, что процесс создания планёра любого класса более трудоёмок, чем самолёта, не хотелось идти на рискованный эксперимент - лётные свойства таких экстравагантных машин были непредсказуемы.
 
Решиться на окончание проектирования и постройку «утки» помогла информация с последних чемпионатов мира, где с успехом выступали спортсмены с «уточными» таймерными моделями. На соревнованиях столь высокого уровня с подобными машинами удалось пробиться вплоть до дополнительных туров! Конечно же, этот факт прибавил энтузиазма - и работа над радиоуправляемым планёром закипела.
 
Что же представляет собою новая модель? О внешних достоинствах её легко судить по рисунку общего вида. Крыло сравнительно небольшого удлинения имеет прямой центроплан, несущий элероны, и поставленные под небольшим углом ушки без механизации. Хорда крыла намеренно выбрана весьма значительной. Кроме увеличения несущей площади при умеренном размахе модели, это обеспечивает заметный рост чисел Рейнольдса, при которых происходит обтекание крыла. Значит, и характеристика профиля (коэффициенты подъёмной силы и сопротивления) будут иметь более выигрышное соотношение по сравнению с узкими крыльями. Так как изначально новый планёр рассчитывался на условия полёта с малыми скоростями при сниженной удельной нагрузке, влиянием чисел Рейнольдса здесь пренебрегать было нельзя. Кроме того, при столь больших хордах крыло можно заменить упрощённым, очень технологичным профилем (кстати, отлично зарекомендовавшим себя в своё время на тех же таймерных моделях). Стабилизатор аналогичной профилировки и небольшого удлинения поставлен по высоте на уровне крыла. Киль для увеличения его эффективности вынесен практически полностью за крыло.
 
РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАНЁР-УТКА
 
Фюзеляж и вертикальное хвостовое оперение
 
Фюзеляж и вертикальное хвостовое оперение:
 
1 - фанера s3; 2 — фанера s3; 3 — пенопласт ПХВ s4; 4 - пенопласт ПХВ s4; 5 - фанера s1,2 в три слоя; 6 - фанера s3; 7 - фанера s5; 8 - липа; 9 - липа (профилировать); 10 - фанера s1, 2; 11 - липа или осина s3; 12 - контур стабилизатора; 13 - контур фонаря; 14 - металлический уголок; 15 - сосна 3x4; 16 - фанера s1,2 с поперечным направлением волокон рубашки; 17 - фанера s1,2 с продольным направлением волокон рубашки; 18 - фанера s3; 19 - фанера s3; 20 — контур крыла; 21 - фанера s3; 22 - липа; 23 - сосна 6x8; 24 - стандартная петля; 25 - липа 3x6; 26 - фанера s1,2 на эпоксидной смоле; 27 - сосна 6x6; 28 - пенопласт ПХВ s6; 29 - фанера или осина s3; 30 - фанера или осина s3; 31- сосна 5x8; 32 - липа 3x8; 33 - ватман; 34 - липа 8x8; 35 - липа s8; 36 - липа 3x5; 37 - упаковочный пенопласт; 38 - липа; 39 - липа s8.
 
Изнутри фюзеляжа в деталях 14, 18,19 и 21 ставить грибки М3 по месту.
 
При разговоре об аэродинамической компоновке полезно заметить, что ещё на стадии проектирования возникли небольшие опасения относительно устойчивости планёра по сваливанию в штопор. Дело в том, что в качестве антиштопорных мер на «утках» применяются повышенные удлинения переднерасположенных стабилизаторов, не имеющих при этом стреловидности по передней кромке. При выводе модели на закритические углы атаки обтекание стабилизатора, изначально устанавливаемого под большим углом атаки нежели крыло, срывается раньше, чем на крыле. В результате, «утка» из-за потери подъёмной силы на стабилизаторе тут же опускает нос вниз и начинает спуск с набором скорости, вообще не проявляя тенденции входа в штопор. Однако все опасения, в конце концов, оказались напрасными. То ли штопор на радиоуправляемом планёре - вещь малореальная, то ли общая компоновка всё же получилась удачной, незапланированный штопор на данной модели не возникает ни в каких ситуациях. Наверное, здесь на пользу идёт выраженная отрицательная крутка концевых секций приподнятых «ушек», которая, безусловно, нужна для повышения аэродинамического качества всего крыла.
 
А по планирующим свойствам и способности чувствовать восходящие потоки-термики новая техника сопоставима с весьма неплохими специализированными планёрами класса F3J. Кстати, для соревнований в этом классе модель может быть рекомендована без всяких натяжек (отметим, разве что, её относительную тихоходность). Однако при необходимости получить для конкретных условий данных соревнований более быстроходную машину планёр догружается по центру тяжести свинцовыми брусьями. Общее качество планирования остаётся неизменно высоким, да ещё начинает сказываться подросшее значение чисел Рейнольдса. В результате, при значительном увеличении горизонтальной скорости скорость снижения почти не меняется.
 
По управляемости планёр «утка» мало чем отличается от привычных моделей близкого класса. Кстати, без связи с необычностью общей аэродинамической компоновки, нужно отметить, что «самолётное» управление (в основном задействуются лишь элероны и руль высоты) после привыкания кажется более удобным и оперативным, нежели «планёрное» (руль направления и руль высоты).
 
Некоторым моделистам могут показаться сильно завышенными относительные площади всех рулевых поверхностей. Здесь имеет смысл упомянуть, что маленькими они могут быть, но тогда возникнут проблемы со срывами потоков на отклоняемых поверхностях, а также ухудшатся управляемость и аэродинамическое качество. А вот слишком больших рулей, по сути, просто не бывает. Не привносит никаких проблем сколь угодно большое соотношение рулей и неподвижно закреплённых аэродинамических плоскостей. Так как это мнение расходится с общепринятой среди моделистов-«практиков» теорией, на этом вопросе нужно остановиться подробнее. Итак...
 
Бытующее мнение основывается на ошибочной логике, когда площадь рулей связывают со степенью управляемости модели. На деле же добиться от любого самолёта или планёра абсолютно какой угодно степени «затуплённости» можно даже при цельноповоротных стабилизаторах! Единственный фактор, действительно влияющий на управляемость, - это угол отклонения руля или того же цельноповоротного стабилизатора. Стоит применить кабанчики большой высоты, и вы, в конце концов, столкнётесь с недостаточной управляемостью даже при громадных рулях! Здесь нужно отметить, что снижения углов отклонения лучше добиваться именно за счёт размеров кабанчиков. Попытка перейти на укороченные плечи рычагов руль-машинок обеспечит требуемый эффект, но приведёт к росту влияния люфтов во всей схеме привода руля. А люфты всегда вредны, но не столь - для больших рулей. Последние хороши тем, что они, как правило, жёстче маленьких и узких, всегда достаточны при любых требованиях к управляемости и, кроме того, из-за малых углов отклонений привносят незначительные добавки в аэродинамическое сопротивление в отклонённом состоянии.
 
Тот, кто хотя бы поверхностно знаком с теорией и практикой расчёта шарнирных моментов рулей, может попытаться возразить, что большие рули потребуют увеличенных усилий руль-машинок. Это действительно было бы так, если не учитывать степень своеобразной редукции в передаче усилий в системе управления. Увеличенные кабанчики вызывают не только снижение углов отклонения рулей, но и соответствующий рост управляющих моментов на самих рулях. Так что в этом смысле всё, в конце концов, оказывается, по крайней мере, не хуже, чем при соблюдении (выполнении) обычных пропорций.
 
Конечно же, в разговоре об управляемости никогда не нужно путать её с устойчивостью модели. Устойчивость обеспечивается своими конструкторскими приёмами и балансировкой модели. И она никак не может быть связана с относительной площадью рулей. И, в заключение темы управляемости, отметим, что вышесказанное относится не только к моделям нетрадиционных схем, но и, в первую очередь, ко всем обычным моторным моделям и планёрам.
 
Центроплан, ушко и элерон крыла
 
Центроплан, ушко и элерон крыла
 
Центроплан, ушко и элерон крыла:
 
1 - осина s2; 2 - пенопласт марки ПХВ; 3 - липа; 4 - осина s2; 5 - сосна 6x7; 6 - сосна 2x4; 7 - осина s2; 8 - осина s6; 9 - фанера s1,5; 10 - сосна 3x13; 11 - осина s2; 12 - лёгкий пенопласт; 13-осина 4x8; 14-осина 2x5; 15-ватман; 16-липа; 17-берёза; 18 - фанера s1,2; 19 - осина 5; 20 - липа; 21 - бук; 22 - фанера s1,2; 23 - лавсановая или фирменная термоплёнка Mono-Cote; 24 - мелкослойная сосна 3x7; 25 - осина 6; 26 - переклей из трёх слоёв фанеры 1; 27 - стандартная петля; 28 - сосна 2x10; 29 - сосна 2,5x8
 
Стабилизатор и руль высоты
 
Стабилизатор и руль высоты:
 
1 - мелкошариковый пенопласт; 2 - фанера s1,5 ; 3 - липа s4; 4 - сосна 5x5; 5 - осина s2; 6 - осина 2; 7 - осина s2; 8 - сосна 2,5x5; 9-осина s2; 10- фанера s1 ; 11-бук Ø4; 12-сосна5х8; 13-лавсановая плёнка или Mono-Cote; 14 - сталь Ø2,5 в латунной трубке.
 
По конструкции рули аналогичны элеронам
 
Что касается конструкции планёра, то, надеемся, особых пояснений она не требует - всё понятно из чертежей.
 
Эффектный фюзеляж по схеме проще любого другого. Он может быть собран сперва в виде каркаса с последующей обшивкой фанерой либо панелями (в виде фанерных обшивок со смонтированными на них стрингерами), которые позже с помощью шпангоутов собираются в единое изделие.
 
Конструктивная схема крыла с диагональными полу-нервюрами обеспечивает не только прочность, но и повышенную жёсткость крыла на кручение, что необходимо при условии использования мягкой обшивки. Единственное, на что нужно обратить внимание, это - выраженная отрицательная крутка ушек, которая должна быть задана при сборке с помощью клиновидных реек, подложенных под задние кромки каркасов. Дело в том, что диагональные полунервюры придают крылу такую жёсткость, что задать требуемую крутку плоским ушкам потом попросту не удастся.
 
В принципе, поэлементно предлагаемый планёр совсем прост, и при желании его легко можно самим реконструировать под постройку из бальзы. Правда, в данном случае это может быть оправдано лишь при перепрофилировке крыла. Если воспроизводить конструкцию без коренных изменений, единственное, что даст использование бальзы, -это некоторое снижение массы модели. А этот планёр и так достаточно лёгок.
 
Обратите внимание на кажущееся поначалу неоправданным усиление киля. Столь отличная от общей силовой схемы конструкция киля вызвана отнюдь не проблемами балансировки (на «утке» весовая балансировка обеспечивается в широких пределах переносом элементов бортовой части радиоаппаратуры из подстабилизаторной секции фюзеляжа в подкрыльевую и наоборот). Прочность киля предусматривает возможность последующей установки на нём мотогондолы с двигателем рабочим объёмом до 2,5 см3. Упускать упомянутую перспективную возможность не хотелось, и киль был заранее упрочнён. Что получится в результате моторизации такого планёра, можно без труда представить - это будет лёгкий самолёт, причём имеющий трёхстоечное шасси с носовым колесом и обтекателями на колёсах. Попробуйте хотя бы мысленно дополнить планёр этими деталями - и вы поймёте, что общий дизайн модели только выиграет.
 
К. ШУМЕЕВ, мастер спорта




Рекомендуем почитать
  • КРАН РАБОТАЕТ ПО ПРОГРАММЕ
    КРАН РАБОТАЕТ ПО ПРОГРАММЕОн изготовлен группой учащихся машиностроительной лаборатории в Свердловском Доме пионеров имени Ю. Гагарина. Внешний вид крана представлен на рисунке 1. На каркасе кран-балки установлен механизм передвижения тельфера (рис. 2). Трос (хлопчатобумажная ткань) охватывает два ролика. Ведущий ролик при вращении сообщает движение каретке тельфера, которая свободно перемещается по уголкам как по рельсам.

Комментарии 

 
0 #1 Анатолий 27.06.2016 07:26
Будьте внимательны к центровке! Построил уменьшенный в полтора раза самолёт из пенопласта. При испытаниях обнаружилась запредельная задняя центровка. По рассчётам ЦТ должен находиться в 7,5 см впереди указанного на чертеже. http://www.stroimsamolet.ru/031.php
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.