В мире моделей

САНИ С КМД-2,5

03.08.2013
САНИ С КМД-2,5Целый ряд последних публикаций в «М-К» по вопросам конструирования гоночных кордовых аэромобилей и аэросаней помог нам в создании техники и более тяжелого класса — под двигатель рабочим объемом 2,5 см3. Несмотря на то, что опубликованная информация касалась в основном «полуторок», большинство узловых решений оказалось выгодным в классах АС-2 и АМ-2. Резкое снижение массы, одновременное упрощение схемы и процесса изготовления, практически полное отсутствие металлических и обрабатываемых на станках деталей помогает аэромашинам с «бумажной» балкой и своеобразным креплением двигателя на трех точках по-прежнему оставаться в лидерах по технологичности, доступности постройки и возможностям достижения высоких спортивных результатов.
Конечно же, конечная цель создания таких машин — именно спортивный результат — в первую очередь зависит от отлаженности и доведенности двигателя. Но все же и сама модель должна быть под стать хорошей мотоустановке. Поэтому мы считаем, что время поисков оптимальной конструкции аэромобилей прошло (правда, это не радует...), и нет смысла строить новые и новые «эксперименталки», когда существует доведенная, отлаженная по технологии и очень простая техника. Хотелось бы отметить, что, как видно из публикаций, в конце концов выяснилось: аэродинамика для повышения быстроходности моделей малозначима; при удовлетворительной обтекаемости перед спортсменом-конструктором стоит одна лишь задача — обеспечить устойчивый ход на всех режимах.
 
Вот именно об этой характеристике аэромодели мы и хотели поговорить с приверженцами автомоделирования. Дело в том, что, несмотря на типизацию схемы, на соревнованиях можно встретить достаточно разнообразную по узловым решениям технику. «Фюзеляжи» — деревянные долбленые, стеклопластиковые, смешанных конструкций (хотя в большинстве все же это выклейка из крафт-бумаги, предложенная журналом). Против этого разнообразия ничего не имеем, так как масса корпуса на все ходовые качества влияет мало, и здесь важно лишь обеспечить жесткость при удовлетворительной технологичности. А вот стабилизаторы... Наиболее распространены «хвосты» из дюралюминиевого листа, хотя не такая редкость и цельнодеревянные или фанерные варианты. Но ведь с точки зрения устойчивости хода ни один из перечисленных попросту недопустим! Как наиболее удаленная от центра тяжести деталь, стабилизатор и оперение определяет большую часть полного момента инерции всей модели, а это — главная характеристика колебательной устойчивости аппарата на ходу.
 
Кордовая гоночная модель аэросаней с двигателем рабочим объемом 2,5 см3.
Кордовая гоночная модель аэросаней с двигателем рабочим объемом 2,5 см3:
1 — задняя точка опоры (конек или пара колес), 2 — хвостовая балка (труба из крафт-бумаги толщиной около 0,8 мм), 3 — ушко крепления двигателя на модели, 4 — обтекатель двигателя, 5 — подкос крепления двигателя, 6 — кок воздушного винта, 7 — воздушный винт (береза), 8 — основная стойка шасси, 9 — кордовая планка, 10 — винт регулировки карбюратора, 11 — стабилизатор (первоначальный вариант), 12 — планка с винтами крепления стабилизатора.
 
Топливный бак (луженая жесть).
Топливный бак (луженая жесть).
 
Оправка для выклейки хвостовой балки из крафт-бумаги.
Оправка для выклейки хвостовой балки из крафт-бумаги.
 
Кордовая  планка  (Д16Т).
Кордовая планка (Д16Т).
 
Подмоторная бобышка в сборе.
Подмоторная бобышка в сборе:
1 — втулка (дюралюминиевая трубка), 2 — боковые щечки (фанера толщиной 1,5...2 мм), 3 — вставка (дюралюминиевый стержень), 4 — основание бобышки (бук, береза).
 
Конструкция выносного жиклера, встроенного в бак.
Конструкция выносного жиклера, встроенного в бак:
1 — питающая трубка, 2 — стенка топливного бака, 3 — усиливающий жестяной хомутик, 4 — жиклер, 5 — гайка, 6 — шайба (паять совместно с деталями 4, 5 и 2), 7 — проволочный фиксатор иглы, 8 — игла жиклера, 9 — дренажная трубка, 10 — зажимная гайка, 11 — хвостовая балка, 12 — распыляющая трубка.
 
Чтобы точнее понять суть проблемы, попытайтесь представить себе маятник с прикрепленной к нему плоской пластиной-«стабилизатором». Если на нити оставить лишь «оперение», любые колебания будут успокаиваться почти мгновенно. Чуть утяжелите маятник — все сразу же изменится, процесс затухания заметно растянется по времени. Точно то же происходит и на идущей модели. Разница лишь в частоте колебаний. К сожалению, на глаз все происходит совершенно незаметно, и эффект проявляется только в недоборе скорости.
 
Так каким же все-таки должен быть стабилизатор? На рисунках показаны основные силовые схемы облегченных вариантов (кстати, даже самый тяжелый из них примерно в пять раз легче цельнометаллического!). На начальной модификации модели мы применили простейший цельнобальзовый стабилизатор. Но удельный вес древесины не должен превышать 0,1 г/см3, и внешняя отделка заключается в аккуратной оклейке стеклотканью толщиной 0,03 мм на паркетном лаке. В противном случае пришлось бы переходить на наборные плоскости.
 
Конструкция стабилизатора в первоначальном варианте.
Конструкция стабилизатора в первоначальном варианте:
1 — законцовка (бальза), 2 — стабилизатор (бальза), 3 — клиновая вставка (липа), 4 — передняя кромка (береза). Толщина готового стабилизатора около 3 мм.
 
Основные конструктивные схемы стабилизаторов облегченного типа.
Основные конструктивные схемы стабилизаторов облегченного типа:
1 — металлическая (фольга Д16Т толщиной 0,2...0,3 мм) силовая обшивка, деревянный фальшлонжерон, 2 — металлическая силовая обшивка, пенопластовый заполнитель лобика, 3 — пенопластовый лобик (пенопласт марки ПХВ), деревянный набор с нервюрами, обшивка из лавсановой пленки, 4 — цельнодеревянный набор с обшивкой лобика из фанеры толщиной 1 мм, остальное — пленка, 5 — наборная конструкция с нервюрами и полной обшивкой из пленки, 6 — нервюрная конструкция из бальзы с частично пленочной обшивкой.
 
По вопросу выбора размеров стабилизатора необходимо сделать несколько замечаний. Сразу же отметим, что от его профилировки эффективность практически не зависит. Углы атаки даже при раскачке модели находятся в границах, при которых работа плоской пластины равноценна профилированному крылу. Но гораздо важнее удлинение стабилизатора. Демпфирующие свойства узкой длинной плоскости сами по себе выше (хотя и при «круглом» стабилизаторе удается добиться удовлетворительных характеристик модели, но уже за счет резкого увеличения плеча — расстояния между стабилизатором и центром тяжести машины). Но главное достоинство плоскости-«ножа» в другом. Если «круг» гарантированно находится в интенсивной воздушной струе от пропеллера, то «нож» большими концевыми участками выходит из зоны струи. При любых отклонениях корпуса от горизонтали подобный «нож» четко учтет изменение обдува невозмущенным окружающим воздухом и создаст силу, выравнивающую положение корпуса. Короткий же стабилизатор почти не заметит наклона, так как вместе с корпусом и струя пропеллера уйдет от горизонтали (на реальной длине плеча окружающий воздух мало влияет на скос струи). В результате получается, что «круг» в состоянии лишь демпфировать колебания корпуса, да и то не так эффективно.
 
По поводу толщины крыловидной пластины: с точки зрения максимального облегчения стабилизатора все же выгоднее применять симметричный профиль относительной толщиной около 8...10% его хорды. Пластинчатые плоскости хороши технологически; но если нужно снять несколько лишних граммов веса с хвоста модели, придется вернуться к профилированным наборным вариантам. Требуемая прочность и жесткость здесь обеспечится либо лонжеронными элементами, либо тонкой работающей жесткой обшивкой. По сопротивлению профилированная плоскость в сравнении с плоской пластиной при одинаковой форме в плане имеет одинаковое с нею воздушное сопротивление (как это ни странно на взгляд автомоделиста).
 
Хорошая модель достойна и хорошего двигателя. На нашей модели устанавливался доработанный КМД-2,5. Вот лишь перечень доработок: за счет притирки цилиндрового торца картера ось цилиндра отклонена назад для исключения сползания шатуна с кривошипа; зеркало цилиндра хромировано и притерто; поршень облегчен за счет снятия всей юбки, кроме расположенной в зоне выхлопного окна; обе головки шатуна прорезаны с разделкой маслоудерживающих «карманов», что совершенно необходимо для высоконагруженных гоночных моторов; задняя золотниковая стенка картера допилена и повернута на 90° против хода двигателя; штатный карбюратор полностью упразднен — его функции теперь выполняют две детали мотора (точнее, мотора и бака, так как полость вдоль оси золотника стала по сути футоркой, а распыляющая трубка бака с насадками — жиклером). Кстати, последняя доработка, выполненная по рекомендациям журнала для «полуторок», в комплексе с поворотом стенки полностью преобразила КМД. Он стал легко выходить на высокие обороты без малейших признаков перегрузки или «задавливания». Создается впечатление, что даже на стандартном топливе у него появились большие резервы мощности.
 
При расчете на скорость порядка 200 км/ч полезно выполнить еще одну операцию — добалансировку двигателя. Даже с облегченным поршнем КМД нуждается в этом, и поэтому в щеку кривошипа в заранее выполненные каналы запрессовываются пробки из сплава типа ВНМ. Затем еще раз контролируется степень сбалансированности. Она должна быть равна 0,46...0,49. И, конечно, самого пристального внимания требует выбор и качество изготовления воздушного винта. По нашим наблюдениям, лучше деревянных винтов ничего нет. Стеклоуглепластиковые значительно более «капризны» в эксплуатации и неустойчивы по геометрии, что заметно по разбросу результатов на тренировочных заездах.
 
Ю. ЮРЬЕВ, руководитель кружка




Рекомендуем почитать
  • ВЗЛЕТ С РУКИ!
    ВЗЛЕТ-С РУКИ!Небольшие модельки размахом около полуметра и весом 20—30 граммов на первый взгляд производят впечатление игрушек. Но как только начинаются зачетные полеты, мнение неискушенных зрителей сразу же меняется! Оказывается, эти аппаратики по летным свойствам оставили далеко позади своих бумажных предшественников. Запущенные в небо резким броском руки, они способны на стремительный старт, похожий на моторный взлет хороших таймеров.

Комментарии 

 
0 #1 first 03.12.2013 13:20
Отличная статья!
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.