САНИ С КМД-2,5

Целый 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:

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).

Оправка для выклейки хвостовой балки из крафт-бумаги.

Кордовая планка (Д16Т).

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:

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:

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:

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