НА КОРДЕ-СКОРОСТНАЯ «УТКА»

Необычная «юниорская; модель класса  r2А. описание и чертежи которой были опубликованы в «М-К» № 10 за 1993 год, сказала неожиданное влияние на основы рассуждений наших кружковских теоретиков. Споров по поводу этой модели было немало, и в конце концов мальчишки для вычесления истины даже построили утрированный летающий «испытательный макет», который все же узаконил в их мозга приведенные в публикации выкладки Поначалу после »ого ребята вроде бы решили взяться за изготовление хорошей облагороженнои машины с капотированным двигателем. Но потом, кажется, даже неожиданно для себя, склонились к мысли заняться разработкой другой идеи, какой заканчивалась упомянутая статья, В результате нам удалось воплотить в жизнь интереснейшую скоростную модель-«утку», Именно с ней, а также с особенностями конструирования и о г падки экспериментальной техники мы и хотим познакомить приверженцев авиамодельного класса F2А. Возможно, это поможет создать не только «юниорскую», но и настоящую чемпионатную, весьма перспективную «утку«.

С технической стороны конструкция новой модели особых проблем не принесла. Во многом помогли приведенные в журнале чертежи скоростной нормальной аэродинамической схемы; в большой степени оказался полезным и опыт работы, накопленный в кружке, специализирующемся на кордовой технике.

Основной же вопрос возник при определении центровки проектируемой «утки». Поначалу пришлось полазить по различным справочникам, чтобы найти хотя бы принципы расчета аэродинамического фокуса для данной схемы; после чего, задавшись традиционным для скоростных моделей запасом центровки, можно было приступать к общей компоновке и детальной проработке узлов. Однако (к счастью, именно на этом этапе работ, а не позже!) удалось найти одну «закавыку». Наверное, она характерна вообще для всех моделей с крылом-лентой, поэтому о ней — особый разговор.

Дело в том, что при изготовлении крыла сверхбольшого удлинения из традиционных модельных материалов типа сосны, липы и бальзы рассчитывать на более или менее реальную жесткость на кручение в удаленных от фюзеляжа зонах не приходится. Возможно, ситуация изменится при применении металлической обшивки или постройке крыла из композиционных материалов, особенно из углепластика. Однако, не имея никакого опыта эксплуатации скоростных подобного типа, браться за сложные и трудоемкие технологии было бессмысленно (с учетом стадии отработки схемы). При деревянных плоскостях крыла ришлось смириться с мыслью, что несущие свойства выполняют лишь прифюзеляжные участки.

В принципе ничего страшного в этом нет. Модель нового типа имеет очень небольшую массу, а в целом для скоростных кордовых аппаратов требуемая правилами площадь в 5 дм2 для полета явно избыточна. Проблема в другом. Ведь если считать, что чуть ли не половина крыла работает во флюгерном режиме, не оказывая заметного влияния на балансировку (!), то станет ясно — к вопросу центровки необходимо подходить с особой осторожностью. На моделях обычной компоновочной схемы с заднерасположенным стабилизатором, возможно, влияние данного фактора малозаметно. Ведь, по сути, «выключая» из процесса создания подъемной силы часть площади крыла, мы получаем сдвижку назад эффективного фокуса аппарата. При неизменном положении центра тяжести образуется лишь несколько завышенный запас центровки, что может оказаться вообще незаметным и не влияющим на поведение скоростной в полете на всех режимах.

На «утке» же аэродинамический фокус будет сдвигаться при нежестком крылом вперед, что в лучшем случае уменьшат запас центровки, а в худшем (причем более реальном) — приведет к продольной неустойчивости и полной неуправляемости модели.

Зная особенности нежесткого крыла, нетрудно предусмотреть и необходимые меры при конструировании. В нашем случае это лишь дополнительная сдвижка центра тяжести вперед, образующая личенный запас центровки. В прикидочных расчетах фокуса и положения центра тяжести модели рекомендуем площадь крыла принимать (при его размахе в пределах 2 м) равной 0,4—0,5 от действительной. При размахе 3 м поправочный коэффициент будет равен приблизительно 0,3. Находить поправку с высокой степенью точности смысла нет. Так как центровка выражается в долях или процентах средней аэродинамической хорды крыла (а она в нашем случае равна 20 мм), то даже при таких крупных изменениях несущей площади абсолютная величина сдвижки центровки окажется небольшой. В любом случае рекомендуем проводить сравнительные расчеты для полного крыла и для скорректированного с учетом флюгерного эффекта.

Рис. I. Кордовая скоростная модель схемы «утка» с двигателем рабочим объемом 2,5 см3 и удлиненным крылом. В основном варианте шасси передняя стойка отводится после взлета к фюзеляжу пружиной и фиксируется от бокового смещения за счет укладки стойки в вилку.

Рис. 2. Силовая часть модели:

I — лонжерон балки (сосна сечением ЗХ 10 мм), 2 — наполнитель (пенопласт марки ПХВ), 3 — силовая вставка (липа толщиной 10 мм), 4 обшивка (фанера толщиной 0,8 мм или электрокартон толщиной 0,5 мм), 5 — топливный бак; он же — обтекатель, 6 — коробка крыла (сборка из фанеры и липы), 7 — наклонная стенка бака-обтекателя в зоне выхлопного патрубка двигателя, 8 — двигатель, 9 — тонкостенный алюминиевый обтекатель, монтируемый на клею на картере двигателя, 10 — кок воздушного винта, 11 — уголок крепления двигателя на модели (ДІ6Т; 2 шт.), 12 — накладка (береза), 13 — дисковая качалка (ДІ6Т), 14 — винт МЗ (паять внутри бака), 15 — стенка бака (паять в полости обтекателя), 16 — стенка коробки (фанера толщиной 1,2 мм), 17 — передняя часть крыла (плотная липа), 18 — контур внешнего края стенки коробки, 19 — вставка (липа, остальные части крыла — средняя бальза), 20 кронштейн крепления головки двигателя (ДІ6Т), 21 — направляющая тросика (тонкая стальная пружина, приклеенная к торцу крыла). Профилировка крыла соответствует ранее опубликованной модели.

Р и с. 3. Носовая часть модели с оперением:

I — кромка (липа толщиной 3 мм), 2 — стабилизатор (липа толщиной 3 мм), 3 — петля-шарнир навески руля, 4 — руль высоты (бальза толщиной 3 мм; вначале приклеивается к липовой насти оперения, и лишь после профилировки руль отделяется с помощью лобзика), 5 — кронштейн управления рулем (проволока ОВС 0 1,8 мм, проведенная через заклеенную в стабилизаторе тонкостенную латунную трубку), 6 — обтекатель, предохраняющий кабанчик кронштейна при перевертывании модели, 7 — лонжероны балки (сосна сечением ЗХ10 мм), 8 тяга руля (проволока ОВС диаметр 1,2—1,5 мм, проведенная через корпус модели в длинной соломине), 9 — соломина с отогнутым над пламенем концом, 10 — наполнитель (пенопласт марки ПХВ), 11 — носовая бобышка (липа толщиной 10 мм; паз под стабилизатор прорезается после сборки фюзеляжа).

Р и с. 4. Топливный бак-обтекатель.

Для «утки» характерна и еще одна особенность, связанная с нежестким крылом. Если на модели обычной схемы крыло выполняет (см. публикацию в «М-К» № 10 за 1993 год) в предложенном исполнении функции одной из кордовых нитей и поэтому постоянно натянуто в полете (и, кроме того, удачно «подвешено» по линии центров давления на 25% хорды профиля), то на «утке» все сложнее. Поначалу кажется, что лента, действительно подвешенная на кронштейнах во флюгерном режиме за двумя кордовыми нитями, вообще никаких проблем не принесет. Но это далеко не так. На большой скорости полета, если не принять конструктивных мер, очень велика вероятность вхождения ленты в специфический флаттер, больше известный в авиации как крутильные автоколебания нежестких, длинных и узких элеронов. Хорошо известна не только эта особенность, но и меры предотвращения подобных автоколебаний. Основная — применение весовой балансировки. Реально осуществить это на нашей модели совсем несложно, с учетом уже имеющихся кронштейнов-направляющих для корд и малой погонной массы конструкции крыла. Для проверки степени балансировки изолированное от модели крыло навешивается на двух натянутых отрезках корды, после чего подбирается вес грузиков на вынесенных вперед плечах кронштейнов.

С технологической точки зрения новая скоростная модель не сложнее любых других, а ее конструкция полностью понятна из приводимых рисунков. Единственное, что необходимо учесть при переходе на схему «утка» по сравнению с обычной самолетной — двигатель начинает работать в нерасчетном для него положении относительно тяги винта. Поэтому нужно проследить, как будут выбираться зазоры в подшипниках коленвала. Кроме этого, полезно знать, что для реализации всех преимуществ схемы «утка» используются специальные воздушные винты уменьшенного диаметра и увеличенного шага.

В.ШУМЕЕВ, руководитель авиамодельного кружка