В последние годы автомоделисты с пристальным вниманием следят за развитием нового направления технического творчества и спорта — конструированием скоростных радиоуправляемых моделей с двигателем внутреннего сгорания. Поначалу их строили спортсмены высокого класса, однако теперь немалых успехов добиваются и начинающие. Что же собой представляют спортивные требования к этим моделям и какими техническими данными обладают модели классов Ф-I и Ф-II?
Технические требования. Модели класса Ф-I — это копии автомобилей — «формула» с открытыми колесами, Ф-II — копии спортивных автомобилей «большого туризма» («GT») с закрытыми колесами. Кузов моделей обоих классов выполняется только в масштабе 1 : 8 и по формам должен соответствовать очертаниям прототипа. На модели устанавливаются один или несколько двигателей суммарным рабочим объемом до 3,5 см3. Вес не ограничивается. У современных моделей он лежит в пределах от 2,5 до 4,5 кг. Допускается отклонение размеров от масштаба в пределах ±5% по длине, высоте, колесам. На модели обязательны сцепление и тормоз. Сцепление может быть как автоматическим, так и с приводом от сервомеханизма. Тормоз должен удерживать модель на старте и обладать достаточной надежностью. Емкость топливного бака (вместе с питающими трубками) не более 125 см3. Двигатель снабжается глушителем объемом не менее 20 см3; выхлопная труба должна быть направлена под углом не менее 10° вбок или вверх относительно выхлопного канала двигателя. Желательна установка маслосборника (емкость для сбора отработанного масла), объем которого учитывается при измерении объема выхлопной трубы. Размер последней не может превышать 56 мм2 (трубка с внутренним Ø 8 мм). Все это делается для того, чтобы шум работающего двигателя, замеренный на расстоянии семи метров на уровне и в направлении выхлопного патрубка, не превышал 80 дБ. В кузове модели типа «GT» площадь отверстий для входа охлаждающих струй воздуха не может превышать 100 см2. На модели класса Ф-1 предусматривается выполнение фигуры водителя с руками и сегментом руля. У моделей этих классов не входит в оценку качество изготовления, окраска кузова и комплектность декоративных деталей. Правила предусматривают только аккуратную окраску и эстетически приятный вид модели. Однако именно эти факторы приближают модель к прототипу и играют решающую роль в выборе зрителями и болельщиками «своего» автомобиля во время соревнований.
Далее правила ограничивают главные размеры модели, они не должны превышать (в миллиметрах): база — 300±10%, ширина — 270 (включая крылья или спойлер), высота — 200 (без антикрыла), длина — 610 (без выхлопной трубы), диаметр колес передних — 78, задних — 90, ширина колес передних — 50, задних — 90, ширина антикрыла — 270, глубина — 100, установочный угол — 35°.
Если при копировании автомобиля прототипа в масштабе 1 : 8 возникает необходимость отступления от перечисленных параметров, конструктор обязан подтвердить это документальными данными.
На техническом осмотре перед соревнованиями необходимо обязательно представить чертежи автомобиля-прототипа, опубликованные в каком-либо журнале, или копии этих чертежей из журналов. Без этого модель не допускается к соревнованиям. (Разрешение на пользование передатчиком также нужно иметь с собой.)
Из кузова модели могут выступать игла регулировки карбюратора, головка цилиндра с охлаждающими ребрами, нижняя часть маховика и зубчатые колеса редуктора. Крепежные винты и гайки не должны выходить за ширину резины. На моделях может быть использована только пропорциональная многоканальная радиоаппаратура с заменяемыми кварцами, так как во время соревнований стартуют сразу несколько (до 6) моделей, и гонка ведется одновременно на ровной асфальтированной площадке по сложной трассе с многочисленными поворотами. Размеры трассы могут достигать 60Х80 м.
Трасса и старты. Во время заезда спортсмен не имеет права уходить с рабочего места и прикасаться к модели. Отпускает модель со старта и обслуживает ее во время соревнований механик. Обычно функции механика выполняет кто-то из членов команды.
Запас прочности отдельных узлов и деталей у моделей должен быть значительно выше, чем у прототипов. Во время соревнований модели развивают скорости до 60 км/ч. Выбрать площадку больших размеров с совершенно ровным асфальтовым покрытием практически невозможно. Следовательно, небольшие неровности, трещины на ней будут обязательно. При попадании колеса на такой скорости в трещину или при наезде на камень высотой 1,5— 2 см возникают огромные нагрузки на всю ходовую часть модели. На поворотах, даже при скорости 15 — 30 км/ч, когда модели сталкиваются (а это бывает, когда кто-то из спортсменов ошибся и ему приходится возвращать модель, чтобы правильно пройти поворот), относительные скорости возрастают до 30 — 60 км/ч, а это уже очень серьезное испытание для модели. Причем в таких ситуациях не помогают, как правило, даже защитные бамперы (обычно петля из проволоки ОВС Ø 2 — 3 мм), которые применяют некоторые спортсмены. Иногда они, срезав винты крепления, портят капот еще больше, подворачиваются под кузов и не дают модели двигаться дальше. Бывает и так, что модели переворачиваются после наезда на преграду. В этом случае важно, чтобы не было повреждено что-либо из системы питания двигателя или управления модели. Нужно также учесть, что трасса — это не кордодром: на ней могут оказаться и песок и лужи. Первое отрицательно сказывается на работе подшипников и шестерен, а второе — на работе радиоаппаратуры, которая не терпит попадания влаги. Креплению аппаратуры необходимо уделить особое внимание: это самое дорогое, что стоит на модели. При проектировании модели можно усложнять отдельные узлы и детали только в том случае, если заранее уверен, что вместе с улучшением динамических качеств данного узла и модели в целом не проиграешь в надежности.
Хорошим критерием проверки уже собранной модели является испытание ее в условиях, более жестких, чем на соревнованиях. Москвичи, например, испытывали свою модель в марте (когда еще не сошел снег), в дождь, по грязи, по неровному асфальту — и все на предельных скоростях. Что и говорить, трудностей при проведении таких тренировок много: только на последующую промывку и чистку модели уходит 1,5—2 часа. Однако результат налицо: модель, пройдя весь чемпионат, ни разу не подвела своих конструкторов. Время, необходимое на постройку и доводку моделей такого класса, различно и зависит от подготовки конструктора, наличия справочного материала, от материально-технической базы спортивного клуба, в котором работает спортсмен. Обычно на постройку уходит 1 — 2 года.
С чего же начать постройку модели и в какой последовательности ее производить? Рассмотрим эти и другие вопросы на примере постройки модели формулы Ф-II «Mc-LAREN M-8». Одним из важных этапов постройки модели является правильный выбор прототипа. Существует много очень элегантных, легких и изящных машин первой формулы (с открытыми колесами), которыми начинаешь восхищаться, впервые увидев. Однако легко убедиться, что втиснуть аппаратуру, двигатель, бак, глушитель и всю подвеску в маленькое пространство под капотом довольно трудно. В моделях же с закрытыми колесами пространство под капотом примерно в 2—3 раза больше, и, следовательно, здесь значительно проще разместить все детали.
Рис. 1. Чертежи автомобиля — прототипа «Mc-LAREN М-8».
Рис. 2. Компоновочная схема скоростной радиоуправляемой модели Е. Петрова:
1 — горизонтальные шкворни, 2,13 — рычаги передней подвески, 3 — шкворень (Ø 4 мм), 4. — стойка подшипников, 5 — барабан сцепления и тормоза, 6 — маховик, 7 — воздухозаборник, 8 — карбюратор, 9 — ограничители хода рычага, 10 — штифт, 11 — качающийся рычаг задней подвески, 12 — рычаг пружины амортизатора, 14 — рама, 15 — петли крепления кузова, 16 — пенал с аккумуляторами, 17 — механизм предохранения от ударных нагрузок, 18 — сервомеханизм поворота передних колес, 19 — приемник с дешифратором, 20 — сервомеханизм привода тормоза, 21, 28, 31, 43, 44 — подшипники, 22, 42 — ведомая (Ø 39 мм) и ведущая (Ø 25 мм) шестерни, 23 — ленточный тормоз, 24 — кардан (Ø 5 мм), 25 — двигатель (пунктиром показаны габариты радиатора), 26, 29 — ведущая и ведомая шестерни главной передачи, 27 — полуосевые карданы, 30 — замок крепления кузова, 32 — диск колеса, 33 — разрезной конус, 34 — полуось, 35 — дифференциал, 36 — стойка рычага, 37 — ось (Ø 6 мм), 38 — пружина (Ø 8 мм, 10 витков, проволока ОВС Ø 1,5 мм), 39 — топливный бачок, 40 — уголок крепления пружины, 41 — сервомеханизм привода газа двигателя, 45 — тяга рулевой трапеции (Ø 4 мм), 46 — гайка регулировки схождения передних колес, 47 — шаровой шарнир, 48 — рычаг, 49 — поворотная цапфа, 50 — стойка крепления передней подвески.
После выбора прототипа и детального ознакомления с ним необходимо приступить к вычерчиванию модели в натуральную величину.
Наиболее простой метод — увеличение чертежа по точкам с помощью нанесенной на него сетки. После завершения работы с чертежами модели необходимо сделать хотя бы одну их копию, Затем берем чертеж и на нем приступаем к предварительной компоновке узлов (рис. 2). В случае, если уже есть аппаратура и двигатель, которые можно раскладывать и переставлять по чертежу, задача значительно облегчается. Если их нет, необходимо сделать макеты всех узлов (склеить из спичечных коробков) в натуральную величину. Двигатель можно взять любой, так как размеры их отличаются незначительно. Кстати, если у вас нет двигателя рабочим объемом 3,5 см3, то не стоит тратить время на его поиски, Запаса мощности любого хорошего двигателя 2,5 см3 более чем достаточно для достижения отличных результатов.
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ СЕРВОМЕХАНИЗМА ОТ УДАРНЫХ НАГРУЗОК
Мы уже говорили о том, что при движении модели по неровностям трассы или при ударе о преграду передние колеса испытывают большие нагрузки. Если поворотный рычаг соединен с сервомеханизмом управления колесами жесткой тягой, то все удары передаются его сравнительно непрочным в большинстве пластиковым деталям. Следовательно, узел связи сервомеханизма с поворотным рычагом колеса необходимо снабдить буферным устройством
Этот узел должен отвечать следующим требованиям:
1) при отрицательных нагрузках на сервомеханизм, не превышающих допустимые, он жестко, без люфтов соединяется с поворотным рычагом и передает усилие на колеса модели; 2) при возврате сервомеханизма в нейтральное положение колеса также фиксируют нейтраль независимо от направления возвратного движения; 3) при превышении допустимых нагрузок происходит разблокировка тяг без значительного возрастания сил, действующих на сервомеханизм. Поворотные рычаги (вместе с колесами) при этом отклоняются вплоть до ограничителей (упоров) в шасси; 4) после прекращения действия чрезмерных нагрузок, тяги, а следовательно и колеса модели, автоматически, без вмешательства оператора, возвращаются в нормальное рабочее положение и фиксируются в нем с определенным усилием. Нужно сразу оговориться, что всем перечисленным требованиям удовлетворяет лишь узел, показанный на рисунке 1д, и с некоторым приближением — узел 1г.
Рассмотрим преимущества и недостатки возможных вариантов конструкций. На рисунке 1а показана тяга из проволоки ОВС с двойной петлей посередине. За счет упругих свойств петли подобная тяга хорошо предохраняет сервомеханизм, однако она совсем не фиксирует положение колес, и, как следствие, модель самопроизвольно рыскает по курсу — управлять ею очень сложно.
На рисунке 1б соединение демпферного типа, без блокировки тяг. Недостатки те же, что и в предыдущем примере. Однако из-за простоты конструкции это соединение часто применяют при первых ходовых испытаниях шасси. На соревнованиях практически не используется.