МИНИ-ВЕРТОЛЕТ СВОБОДНОГО ПОЛЕТА

Двухмоторная модель вертолета. Создание радиоуправляемых моделей вертолетов считается одним из самых сложных видов авиамоделизма. Настолько сложным, что в настоящее время почти никто не делает такие модели самостоятельно — специализированные фирмы взяли на себя изготовление высокоточных деталей и узлов моделей вертолетов, и спортсмену остается лишь собрать из набора деталей полноценную модель и научиться ею управлять.

Однако так было далеко не всегда. Первые модели геликоптеров представляли собой неизмеримо более простые конструкции, которые мог сделать любой моделист среднего уровня. Об одной такой винтокрылой модели — кордовом автожире — совсем недавно рассказывалось в нашем журнале (см. «М-К» №11 за 2003 год). В этом номере мы знакомим читателей еще с одним несложным летательным аппаратом — свободнолетающей моделью вертолета, у которой несущий ротор приводится во вращение установленными на лопастях компрессионными двигателями с воздушными винтами.

Полноразмерные вертолеты такой схемы разрабатывались еще на заре авиации — конструкторов привлекало в ней то, что при вращении несущего ротора не возникало реактивного момента — это позволяло обходиться без рулевого винта или второго ротора, вращающегося в противоположную сторону. Однако все преимущества такой схемы сводились на нет из-за громадных массово-инерционных характеристик несущего винта. В самом деле — представьте себе пару 100-сильных моторов с пропеллерами, установленных на вращающихся лопастях несущего винта! Но в модельных размерах такая схема оказалась вполне работоспособной (влияние масштабного эффекта!), и с 1950-х годов соревнования моделистов-вертолетчиков заняли свое законное место в календарях авиамодельных соревнований всех уровней.

Позже, с появлением маневренных радиоуправляемых мини-вертолетов, свободнолетающие винтокрылые аппараты были исключены из официально узаконенных — лишь журнал «Моделист-конструктор» поддерживал энтузиастов этого вида моделизма в рамках ежегодных соревнований «Эксперимент», организатором которых был член редакционной коллегии «М-К» того времени кандидат технических наук И.К.Костенко.

Геометрическая схема двухмоторной свободнолетающей модели вертолета (на плановой проекции фюзеляж условно повернут)

Лопасть с двигателем:

1 — законцовка (липа); 2 полка лонжерона (сосна, рейка 3×8); 3 — нервюра (липа, пластина s2); 4 передняя кромка (сосна, рейка 6×6 мм); 5 топливопровод (полиуретановая трубка); 6 — полунервюра (липа, пластина s2); 7 втулка осевого шарнира лопасти (выклей-ка из стеклоткани); 8 — полка дополнительного лонжерона (сосна, рейка 3×8); 9— корневая нервюра (липа, пластина s10); 10 — раскос (липа, пластина s2); 11 стабилизатор лопасти (бальза, пластина s4); 12 — расходный топливный бак (белая жесть s0,3); 13 балка стабилизатора (дюралюминий, вязальная спица Ø3); 14 задняя кромка лопасти (сосна, рейка 5×15); 15 — двигатель КМД-2,5; 16 моторама (липа, 13x50x125)

Фюзеляж в сборе:

1 — центральная втулка несущего винта; 2 — хомут крепления подшипникового учла; 3 — подшипниковый узел центральной втулки несущего винта; 4 — основание фюзеляжа (фанера s4); 3 — бобышка крепления рессоры шасси (береза); 6 — поперечина (бальза); 7 — килевая шайба (бальза, пластина s3); 8 — лыжа шасси (дюралюминий, труба 6×1); 9 — рессора шасси (дюралюминий, труба 6х1); 10 — соединительный элемент (полиуретановая трубка); 11 — болт М3 с гайкой (4 компл.)

Свободнолетающая модель вертолета представляет собой летательный аппарат с двухлопастным несущим винтом, на каждой из лопастей которого установлен компрессионный двигатель типа КМД-2,5. Ротор свободно вращается в подшипниковом узле, закрепленном в простейшем фюзеляже.

Несущий винт модели напоминает пару кордовых «бойцовок», сцепленных жесткими кордами, причем каждая из лопастей по конструкции ничем не отличается от крыла авиамодели. Лопасти закреплены в центральной втулке винта шарнирно — с помощью осевого и горизонтального шарниров. Балансировка каждой из лопастей производится с помощью горизонтального оперения— стабилизатора, установленного на двух балках из дюралюминиевых спиц диаметром 3 мм.

Питание двигателей осуществляется из расходных топливных баков, установленных непосредственно за двигателями. Подпитка их производится из центрального бака, закрепленного на оси центральной втулки несущего винта.

Лопасти винта выполнены по классическим модельным канонам — с нервюрами, лобиками, двухполочным лонжероном, а также с задней и передней кромками. Обшивка — металлизированная лавсановая пленка.

Сборка лопастей производится в стапеле, который представляет собой ровную доску подходящих размеров, на которую наклеен плаз — чертеж лопасти в натуральную величину. Чтобы в процессе сборки детали каркаса не прилипли к бумаге, последняя закрывается тонкой полиэтиленовой пленкой. Вдоль передней и задней кромок закрепляются рейки, ограничивающие габарит лопасти по ширине.

Нервюры вырезаются из пластин легкой липы толщиной 2 мм. Чтобы все эти детали получились одинаковыми, советуем воспользоваться приспособлением, состоящим из пары шаблонов профиля, сделанных из листового дюралюминия толщиной 3 мм, и двух длинных болтиков М5 с гайками. С их помощью заготовки нервюр стягиваются в пакет и совместно обрабатываются — лучше всего делать это с помощью заточенного до бритвенной остроты ножа с ровным лезвием.

Полки лонжеронов и кромки сделаны из сосновых реек. 3 корневой части каркас лопасти усилен дополнительным лонжероном, увеличенным количеством нервюр и раскосами. Между лонжеронами вклеивается длинная втулка с заложенной в нее осью — осевой шарнир лопасти. Втулку лучше всего сделать из отрезка дюралюминиевой трубки или выклеить из стеклоткани и эпоксидного связующего на подходящей цилиндрической оправке, ось — из дюралюминиевого прутка диаметром 4 мм.

В центральной части лопасти закреплена моторама из липы, на которой закрепляются двигатель КМД-2,5 и спаянный из белой жести толщиной 0,3 мм расходный топливный бак. Полиуретановая трубка топливопровода, соединяющая расходный топливный бак с центральным, прокладывается через отверстия, просверленные в нервюрах лопасти. Монтажные площадки на мотораме, расположенные под полками крепления двигателя, следует усилить буковыми пластинами толщиной 3 мм.

Обшивка лопастей — лавсановая пленка (лучше всего смотрятся лопасти, обтянутые пленкой с зеркальным покрытием); обтяжка этим материалом каркасов производится по традиционной модельной технологии с помощью клея БФ-2 и обычного утюга.

Стабилизатор — цельнобальзовый, из пластины толщиной 4 мм. Как уже упоминалось, с крылом стабилизатор соединяется с помощью двух дюралюминиевых вязальных спиц диаметром 3 мм — подгибая их. можно менять установочный угол стабилизатора, что, в свою очередь, позволяет регулировать угол атаки лопасти несущего винта. Оптимальный угол атаки — около 10 градусов.

Основанием фюзеляжа является фанерная пластина, на которой смонтированы подшипниковый узел несущего винта, шасси и стабилизатор. Подшипниковый узел представляет собой отрезок дюралюминиевой трубы, в которой сделаны проточки под шариковые подшипники № 26. На фюзеляже этот узел закреплен с помощью пары дюралюминиевых хомутов, болтиков с резьбой М3 и гаек.

Центральная втулка:

1 — ось лопасти несущего винта (дюралюминий, стержень Ø5); 2 — крепление оси на вилке (гайка М4); 3 — вилка (дюралюминий. лист s2,5); 4 — центральный топливный бак (полиэтиленовый флакон емкостью около 50 мл): 5 — корпус втулки (дюралюминий, лист s2.5); 6 — вал несущего винта (дюралюминий); 7 — крепежные элементы (гайка М4 и шайба); 8 — ось горизонтального шарнира лопасти (болт М3 с гайкой)

Подшипниковый узел несущего винта:

1 — вал несущею винта (дюралюминий); 2 — подшипниковый корпус (дюралюминий, груба 22×2.5); 3 — шариковый подшипник № 26; 4 — крепежные элементы (гайка М4 и шайба)

Поперечина и килевые шайбы — цельнобальзовые. Рессоры шасси, согнутые из дюралюминиевых трубок диаметром 6×1 мм, закрепляются в бобышках, приклеенных к основанию фюзеляжа. Рессоры и лыжи шасси соединяются с помощью полиуретановых трубок. После сборки к каркасу приклеиваются пенопластовые боковины. Подготовленный таким образом фюзеляж вышкуривается, грунтуется эпоксидным клеем, выравнивается двухкомпонентной автомобильной шпаклевкой, еще раз вышкуривается и окрашивается автоэмалью.

Центральная втулка состоит из корпуса, согнутого из дюралюминия толщиной 2,5 мм, двух вилок из того же материала, шарнирно соединенных с корпусом, а также центрального топливного бака, сделанного из пластикового цилиндрического флакона из-под лекарств или косметики. Кстати, перед сборкой нужно обязательно проверить, не растворяется ли материал флакона компонентами топлива.

Следует упомянуть, что условиями соревнований «Эксперимент» свободнолетающие модели вертолетов должны были иметь таймер, ограничивающий время полета модели. Однако для демонстрационных полетов устанавливать это устройство совсем не обязательно — вполне достаточно при запуске заправлять центральный бак порцией топлива на определенное время полета — от трех до пяти минут. После прекращения работы двигателей модель вполне устойчиво авторотирует, при этом самоориентирующиеся лопасти автоматически уменьшают свой угол атаки.

И. СЕРЕБРЯНЫЙ