С ПАРУСОМ - НА ГИДРОКРЫЛЕ

С ПАРУСОМ — НА ГИДРОКРЫЛЕ

Гонка за скоростями в модельном яхтостроении в конце концов привела к вполне обоснованной идее использования подводных крыльев. Практического опыта моделисты в подобном деле накопить еще не успели — редкие эксперименты с установкой подводных крыльев проводили лишь конструкторы настоящих гоночных яхт, рассчитанных на установку рекордов. Поэтому, думаем, всем моделистам-яхтсменам будет полезно познакомиться с опытом проектирования и доводки необычных парусников.

В начале работы и экспериментирования с новой техникой за основу была выбрана считающаяся наиболее надежной схема расположения подводных крыльев «утка» (основные несущие поверхности подводных крыльев располагаются в корме, а дополнительные стабилизирующие — в носу корпуса модели). Именно под нее спроектирована модель облегченного типа со стандартным парусным вооружением. Корпус — наипростейшей формы, четырехгранного сечения; он позволяет применять при постройке любые доступные технологии и при этом имеет наименьшую массу. В предлагаемом варианте корпус изготовлен в виде легкой раскосной фермы, состоящей в основном из сосновых реек сечением 3X3 мм. В местах монтажа элементов парусного вооружения и крыльевой системы вклеены бобышки и усиления из липы. Поверхность каркаса после его зачистки с помощью наждачной бумаги различной зернистости обтягивается пленкой и затем окрашивается. Необычная для судомоделизма технология дает вполне удовлетворительные по прочности и совершенно удивительные по минимальному весу результаты. Что же касается гидродинамики и вопросов обводов корпуса, то особого смысла уделять им внимание нет — на ходу модель касается поверхности воды лишь плоскостями подводных крыльев.

Рис. 1. Модель неуправляемой яхты на подводных крыльях с глиссирующей схемой «утка».
Рис. 1. Модель неуправляемой яхты на подводных крыльях с глиссирующей схемой «утка».

Поперечная балка, как и мачта, выструганы из качественной мелкослойной сосны и после шлифовки тщательно отлакированы. Боковые поплавки, необходимые для устойчивости яхты на разгонных участках заезда, выполнены из легкого пенопласта, оклеены тонкой писчей бумагой и отлакированы. Элементы рангоута и такелажа полностью соответствуют традициям модельного яхтостроения и в дополнительных пояснениях не нуждаются.

Рис. 2. Конструкция крыльевой системы (для обоих вариантов модели яхты).
Рис. 2. Конструкция крыльевой системы (для обоих вариантов модели яхты).

Все элементы крыльевой системы вырезаются из листового дюралюминия толщиной от одного до двух миллиметров. Применяемый материал предварительно нужно проверить на возможность резкого перегиба под углом 60°. В крайнем случае дюралюминий придется термообработать для увеличения пластичности. Крыльевые зоны пластин профилируются до полу-чечевицеобразного профиля лишь после изгиба заготовок (в противном случае зоны перегибов будут искажены, и стыки деталей придется доводить с помощью эпоксидных шпаклевок). После контроля качества обработки и профилирования отдельные элементы склепываются с эпоксидным клеем, в результате чего получаются готовые задние и передний крыльевые узлы. На корпусе и поперечной балке их лучше смонтировать так, чтобы впоследствии можно было регулировать как угол установки крыльев, так и степень погружения центральных «килевых» участков.

Единственная проблема, которая возникает при проектировании подобной яхты, — проводка задних вант. Дело в том, что малая ширина корпуса не дает возможности развести узлы крепления на достаточную ширину (или признается допустимым вариант с дополнительной поперечной балкой специально для фиксации вант). Конечно, тросы можно закрепить и на основной поперечной балке; но теоретически это даст прибавку общей массы модели — жесткость балки придется намного увеличить, как и ее вес.

Рис. 3. Модель неуправляемой яхты на подводных крыльях с глиссирующей самолетной схемой.
Рис. 3. Модель неуправляемой яхты на подводных крыльях с глиссирующей самолетной схемой.

В отладке яхта на подводных крыльях достаточно проста. Подбирая сочетание установки парусов и крыльевой системы, добиваются быстрого выхода на «летящий» режим и устойчивого движения по заданной траектории.

Рис. 4. Сравнение устойчивости модели на опрокидывание под действием тяги парусов. Стрелка указывает направление силы тяги, L1 — плечо устойчивости, L2 — плечо балластного груза. А — модель схемы «утка», Б — модель самолетной схемы расположения подводных крыльев.
Рис. 4. Сравнение устойчивости модели на опрокидывание под действием тяги парусов. Стрелка указывает направление силы тяги, L1 — плечо устойчивости, L2 — плечо балластного груза. А — модель схемы «утка», Б — модель самолетной схемы расположения подводных крыльев.

Основная отработочная схема при всех ее достоинствах обладает и некоторыми недостатками. При малой массе модели и сильных, порывистых ветрах возникает опасность опрокидывания яхты из-за случайного отрыва подветренной крыльевой системы от воды. Здесь выручает загрузка этого узла балластом, величина которого выбирается в зависимости от силы ветра. Однако, если внимательно рассмотреть и сравнить схему «утка» с самолетной, оказывается, что последняя обладает повышенной устойчивостью против опрокидывания. А это соответственно означает, что при одинаковой силе ветра и резко облегченной модели самолетная схема допускает меньшую загрузку; в итоге — меньшая общая масса яхты, а значит — и большая скорость. Но при этом необходимо отметить, что при слабых ветрах, когда необходимость в дополнительном балласте отпадает, выигрышнее схема «утка» (даже при одинаковых исходных массах и одинаковом парусном вооружении): в самолетной схеме кормовые крылья-стабилизаторы практически не создают подъемной силы, в то время как у «утки» все подводные плоскости эффективно работают на подъем корпуса из воды — в результате модель выходит на крыльевой режим на меньшей скорости хода. Самолетная схема к тому же несколько сложнее в отладке на режиме полного хода при значительном волнении на гоночной акватории.

Рис. 5. Вариант неуправляемой модели яхты на подводных крыльях самолетной схемы с парусным вооружением стаксельного типа.
Рис. 5. Вариант неуправляемой модели яхты на подводных крыльях самолетной схемы с парусным вооружением стаксельного типа.

После сравнения ходовых свойств обеих схем оказывается, что выбор в конце концов зависит лишь от предполагаемых условий соревновательных стартов. Однако есть еще один фактор, позволяющий сделать выбор однозначным. Это возможность использования на яхте с подводными крыльями, созданной по самолетной схеме, Л-образной мачты со стаксельным парусным вооружением. Эффективность парусов, крепящихся без реек на передней кромке, значительно выше при любых ветрах, что в итоге дает преимущество именно такому варианту модели перед всеми другими.

Н. ПАВЛОВ, руководитель кружка судомоделизма

Рекомендуем почитать

  • ТРУБНАЯ РЕЗЬБА? НАРЕЖЕМ!ТРУБНАЯ РЕЗЬБА? НАРЕЖЕМ!
    Даже опытные домашние мастера, сталкивающиеся с задачей нарезки трубной резьбы, порой тушуются и обращаются за помощью к профессионалам. В этом деле требуются определенные навыки, иначе и...
  • МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕВЧИЕ ПТИЦЫМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕВЧИЕ ПТИЦЫ
    +ВИДЕО. Впервые механические певчие птицы появились в 1980-м году в виде украшения на табакерках. Эта швейцарская новинка вскоре превратилась в повальное увлечение всей европейской...
Тут можете оценить работу автора: