В мире моделей

СИСТЕМА СПАСЕНИЯ — «РОТОР»

13.09.2011

СИСТЕМА СПАСЕНИЯ — «РОТОР»Всего четыре класса включает в себя одна из самых «свежих» категорий ракетных моделей — на продолжительность полёта с ротором — S9. В соревнованиях данной категории стартуют только одноступенчатые модели, которые используют принцип авторотации несущего винта как единственный способ «мягкой» посадки на землю. Авторотация должна происходить только вдоль продольной оси модели и быть результатом раскрытия и работы несущего винта.

 

Ротошют представляет собой жёсткую конструкцию. Мягкие материалы могут использоваться только для покрытия (обшивки) жёстких деталей каркаса. В полёте модель ротошюта не должна разделяться на две и более частей. Чемпионатным классом категории роторных моделей является класс S9. Требования к нему таковы: максимальная стартовая масса — 60 г, наименьший диаметр корпуса — 40 мм, импульс двигателя — не выше 2,5 н.с., максимальное время полёта в туре — 3 мин (180 c.).

 

С 1992 года в кодексе ФАИ и в наших правилах категория S9 значится как модель на продолжительность полёта с ротором. Некоторое время, пока шло освоение моделей ротошютов, включение их в программу официальных соревнований не представлялось возможным. Но, надо отдать должное, работа по созданию роторных моделей велась (активнее всего — в странах Европы). Ведь с технической точки зрения данные летательные аппараты были интересны.

 

И только накопленный опыт конструирования ротошютов позволил включить их старты в программу некоторых соревнований. Первое время это были демонстрационные (выставочные) полёты.

 

На моей памяти модели с авторотирующим спуском у нас в стране впервые продемонстрировал Владимир Меньшиков из города Урая. Это была уникальная по тем временам конструкция — своеобразный симбиоз двух категорий — S6 (с лентой) и S9 (с ротором). Не скрою, именно появление этой модели в экспериментальном варианте и её демонстрационные полёты расширили для многих «ракетчиков» представления о моделях с авторотирующим спуском. Кстати говоря, относилась она к «контейнерному» типу. Но об этом — позже. Через некоторое время в иностранной печати был опубликован материал о моделях с авторотирующим винтом англичанина Стюарта Лодже.

 

Впервые я увидел в «деле» старты ракетчиков с роторными моделями в 1998 году на соревнованиях на Кубок имени С.И. Королёва. Уже тогда наблюдалось несколько схем и конструкций. Но, на мой взгляд, на этом фоне выделялась модель победителя Александра Юртаева из Москвы. Подкупала её простота. Несущая поверхность (ометаемая) создавалась за счёт вращения ротора из четырёх лопастей. Именно он (ротор) и обеспечивал авторотацию. Лопасти имели плоско-выпуклый профиль большой толщины (около 6 мм) и после складываниях их вдоль оси образовывали корпус модели ракеты.

 

После старта, на высоте 150 — 180 м срабатывал вышибной заряд МРД, который пережигал нити фиксирования сложенных лопастей. И в этот момент они под действием резинок возврата отклонялись вверх, образуя четырёхлопастную «ромашку» — ротор. Он и создавал режим авторотации.

 

С подобной моделью в 1999 году чемпионом России среди школьников в классе S9 стал Иван Трохин (г. Электросталь). Конечно, по сравнению с моделью А. Юртаева, она имела существенные доработки: улучшены лопасти — им был придан профиль изогнутой пластинки. Вследствие чего корпус приобрёл цилиндрическую форму, мидель стал круглым.

 

В 1998 году модели ротошютов (класс S9A) были включены в программу чемпионата России в Орле. И первыми победителями стали: Сергей Жданов (г. Новый Оскол) — среди юношей, а Елена Куркова (г. Москва) — среди взрослых. С той поры  класс моделей ротошютов постоянно «присутствует» в программе многих соревнований.

 

На мировом чемпионате категория роторных моделей ракет дебютировала только в 2002 году. Первыми победителями тогда стали: Максим Тимофеев (Россия) — среди юниоров и Карел Прожбутек (Польша) — у взрослых.

 

Надо признать, что модели ротошютов — это, на мой взгляд, одно из самых интересных творческих направлений в ракето-космическом моделизме и ракетомодельном спорте. Именно в этой категории есть большое поле для технических и технологических поисков, что наглядно иллюстрируется историей развития и становления моделей ротошютов.

 

Как уже было отмечено выше, у первых летающих моделей с ротором корпуса формировались из лопастей. При этом в сложенном (полётном) виде между ними возникали зазоры, иногда разной ширины. Конечно, эти модели были далеки от совершенства: конструкция — перетяжелена, аэродинамика — не на должном уровне, что, в итоге, не позволяло достигать большой высоты полёта при существующих МРД. Но это были трудности роста, освоения.

 

И само собой «родилось» новое техническое решение — «упрятать» ротор при старте в контейнер. Эта схема стала не только «модной», но и аэродинамически оправданной — заметно увеличилась высота полёта. Модели ротошютов такого типа получили название — «контейнерных». К сожалению, авторство их выявить не удалось.

 

Основной несущий элемент — ротор для взлёта — заключался в корпус (контейнер) и модель в стартовом положении ничем не отличалась от обычных моделей стартовых классов — SЗА, S6А. Лидерами в классе ротошютов тогда были: Алексей Соколов (г. Сергиев Посад), Сергей Шаманин (г. Электросталь) и Григорий Сергиенко (г. Орёл).

 

После появления новых требований максимальный диаметр корпуса моделей ракет возрос до 40 мм. Естественно снизилась и высота их полёта. Но творческая мысль в категории роторных моделей не стоит на месте. Стремление к повышению продолжительности полёта побудило многих спортсменов к революционному шагу — «ломке» лопастей ротора. Этим самым почти вдвое возрос диаметр ометаемой поверхности, а следовательно и площади несущей поверхности. И, как следствие, — уменьшение удельной нагрузки. А это, в свою очередь, значительно снизило вертикальную скорость, что повлекло за собой увеличение времени полёта.

 

Следующий этап в дальнейшем техническом совершенстве моделей ротошютов — появление стреловидности на лопастях. Одним из первых у нас в стране применил её Алексей Грязев (г Челябинск). И сегодня около 70% виденных мною на многих соревнованиях ротошютов имеют складывающиеся лопасти с углом их стреловидности порядка 15° — 18°.

В 2006 году на первенстве России Геннадий Воронченко (Мещерино) представил оригинальную модель ротошюта, имеющего два ротора, расположенных соосно, по три лопасти в каждом. Именно этот спортивный «снаряд» позволил ему тогда стать чемпионом среди юниоров.

 

Ещё одну уникальную модель демонстрировал тогда и Николай Сергеев (г. Белгород). Консоли лопасти его ротошюта были изготовлены из настоящих гусиных перьев.

 

Сегодня много споров (технических) ведётся среди спортсменов о необходимом количестве лопастей на роторе. Их число колеблется от трёх до шести. Кстати, ярые сторонники шести лопастей — поляки. И их преимущество они подтверждают победными стартами. По большому счёту, аэродинамически оправдано большое их количество. Но надо  признать, что улучшение качества обтекания и увеличение КПД винта не всегда сопряжено с надёжностью эксплуатации и работы самого ротора — настройкой и регулировкой. Да и возможность отказа какого-либо узла или элемента значительно возрастает. Из всего многообразия схем и конструкций я бы выделил модели белгородских «ракетчиков», спортивные «снаряды» мастера спорта международного класса Алексея Решетникова и ротошют Александра Пузикова из города Бийска. О последнем расскажем подробнее.

Модель ротошюта класса S9А

Модель ротошюта класса S9А: 

 

1 — головной обтекатель;

2 — «юбка» обтекателя;

3 — шпангоут;

4 —нить подвески обтекателя;

5 — нить (фал) подвески ротора;

6 — корпус;

7 — хвостовой конус (блок);

8 — стабилизатор; 

9 — место крепления нити подвески;

10 — консоль лопасти;

11 — резинка раскрытия консоли;

12 — крючок навески резинки;

13 — лопасть ротора;

14 — крючок резинки раскрытия лопасти;

15 — резинка раскрытия лопасти;

16 — основания ротора (призма);

17 — узел крепления резинок раскрытия лопастей («трибок»);

18 — штанга;

19 — шарнир узла подвески (вертлюшок);

20 — профиль лопасти;

21 — регулировочный клин.


 

Александр Пузиков — педагог дополнительного образования Дома технического творчества им. Я.Ф. Савченко с 1988 г. Все эти годы находит радость и упоение в скромном, а на мой взгляд — почётном труде педагога и воспитателя молодых людей — школьников. Давая ребятам начальные уроки технического конструирования, вовлекая их в мир «большой» техники, сам в это же время совершенствуется как в творческом, так и в спортивном плане. Сколько знаю Александра, а это — около 20 лет, всё время поражаюсь его стремлению демонстрировать что-то новое в своих спортивных «снарядах» — ракетомоделях. При этом в них видится грамотный подход к конструированию, применение современных технологий ракетного моделирования.

 

С 1992 г. постоянно участвует в чемпионате России по ракетомодельному спорту. Именно тогда стал бронзовым призёром в трудном классе SSС — модели-копии на высоту полёта. Потом, через три года — чемпион России в классе моделей ракетопланов ( S4А). Несмотря на отдалённость от центра (Бийск, Алтайский край), старается вывезти в «свет» своих подопечных — участвовать во Всероссийских соревнованиях. Если нет возможности — едет сам на свои личные средства, и непременно достойно выступает. Так было и на 12-х Всероссийских соревнованиях по ракетомодельному спорту на Кубок С.П. Королёва. Мне представляется, что предлагаемая конструкция ротошюта А.Пузикова будет интересна молодым «ракетчикам».

 

Ротошют класса S9А Александра Пузикова относится к моделям контейнерного типа. Система спасения — ротор перед взлётом укладывается в носитель (контейнер). Отличительной особенностью его модели я бы назвал простоту и доступность в изготовлении, особенно её несущей поверхности — ротора.

 

Основа его — соединительный элемент — призма. Она представляет собой равносторонний треугольник со стороной, равной 31 мм, и толщиной 4 мм, склеенный из бальзового шпона. Его боковые стороны окантованы целлулоидом. В центре призмы сверлят отверстие и снизу вклеивают штангу длиной 185 мм. Для неё можно использовать шпажку деревянного шампура. При этом сверху оставляют небольшой отрезок (1,5 — 2 мм) свободным. Его слегка заостряют и наклеивают на него своеобразную фигурную деталь (грибок) с наибольшим диаметром 9 мм. Его вытачивают из древесины. Он служит для крепления резинок раскрытия лопастей. В нижний (свободный) конец штанги закрепляют узел подвески корпуса — рыболовный вертлюшок, к которому, в свою очередь, привязывают нить подвески (фал).

 

Лопасть ротора (их три) выполняют из бальзовой пластины толщиной 3 мм, шириной 31 мм и длиной около 370 мм, профилируют, формируют законцовку и покрывают слоем нитролака. Профиль при этом — плосковыпуклый. После обработки разрезают лопасть поперёк (почти поровну) и, обрабатывая торцевые стороны самой лопасти и консоли, придают ей нужную стреловидность (около 15°) и один из углов «V» — около 10°. Снизу на лопасть и консоль наклеивают полоску из банта (нейлоновая ткань), получая шарнирное соединение. Сверху, на расстоянии по 25 мм от линии складывания вклеивают два крючка для резинок раскрытия консоли. К свободному (корневому) концу лопасти снизу клеят деревянный клин шириной 10 мм и длиной 31 мм. Он является регулировочным элементом для получения одинакового установочного угла всех трёх лопастей и для выравнивания нижней плоскости приклейки полоски ткани для шарнирного соединения с призмой. При этом соблюдается такая последовательность. Вначале клеят «Моментом» ткань снизу на призму. Затем, после высыхания обрезают её по краям, оставляя свободными полоски шириной около 10 — 11 мм, и крепят к ним все три лопасти нижними плоскостями. При этом надо контролировать равенство углов «V» каждой лопасти. Для этого необходимо изготовить шаблон. После  просушки склейки сверху в лопасти на расстояние 30 мм от центра призмы закрепляют крючки для навески резинок раскрытия лопастей. Для крючков можно применить скобки от степлера. Резинки раскрытия лопастей и консолей представляют петли, связанные из отрезков резиновой нити диаметром 1 мм. Для получения одинакового натяжения они должны быть равной длины, и она подбирается опытным путём. Резинки раскрытия лопастей навешиваются на крючки, закреплённые в них, и «шляпку» грибка призмы.

 

Носитель (контейнер) ротошюта выполнен по известной технологии — его формуют из двух слоёв стеклоткани толщиной 0,03 мм с эпоксидным связующим на оправке переменного сечения. После высыхания смолы заготовку контейнера на оправке обрабатывают на токарном станке на малых оборотах (450 — 500 об/мин) и торцуют по длине — 416 мм. В хвостовой части клеят три пера стабилизатора, вырезанных из бальзового шпона толщиной 0,7 — 0,8 мм. В месте крепления одного из стабилизаторов приклеивают нить подвески головного обтекателя. А в верхней части контейнера изнутри закрепляют нить подвески самого ротора — фал. Второй её конец привязывают перед стартом к узлу подвески.

 

Головной обтекатель формуют так же, как и корпус, применяя оправку оживальной формы. После обработки в нижнюю часть вклеивают соединительную втулку («юбку»), а затем в неё крепят шпангоут из бальзы толщиной 4 мм, предварительно вклеив в него петлю для привязывания нити подвески.

 

Подготовку модели ротошюта к старту проводят в таком порядке. Прежде всего «ставят» двигатель, проверяя при этом надёжность его крепления. Затем отгибают консоли лопастей к нижним поверхностям корневых элементов и в сложенном виде лопасти укладывают вдоль штанги. Нить подвески (фал) оборачивают тонкой бумагой (конденсаторной) или плёнкой из фторопласта. В контейнер вставляют пыж, изготовленный из пенопласта, а следом — сложенный ротор. Далее вставляют головной обтекатель. Модель к пуску готова.

 

Стартовая масса ротошюта — 20 г, двигатель —Zenit-А-13.





Рекомендуем почитать
  • СИСТЕМЫ СПАСЕНИЯ МОДЕЛЕЙ РАКЕТ
    СИСТЕМЫ СПАСЕНИЯ МОДЕЛЕЙ РАКЕТКак обеспечить надежную и безаварийную посадку моделей ракет? Над решением этой технической задачи бьются многие моделисты. Согласно статистике более половины моделей после спуска имеют поломки. Но идет время, приобретается опыт, все разнообразнее становятся способы спасения моделей.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.