Секрет складных крыльев

Надеемся, что представлять В. Ковалева ни юным, ни опытным спортсменам, увлеченным ракетомоделизмом, нет необходимости. Имя этого человека, ставшего чемпионом и рекордсменом мира не только благодаря спортивному мастерству, но и своему конструкторскому таланту, сегодня известно всем «ракетчикам».

Мы попросили его рассказать о созданной им радиоуправляемой модели ракетоплана, совершившей технический переворот в вопросах проектирования и постройки в классе S8E. Ведь сейчас выступать с аппаратом иной схемы — значит почти наверняка проиграть на соревнованиях.

Итак, слово В. Ковалеву.

Фюзеляж модели ракетоплана состоит из двух функциональных частей — носовой, служащей для монтажа бортовой аппаратуры радиоуправления, крыла и двигателя, и хвостовой, несущей элементы оперения.

Носовая часть выполнена в виде двух симметричных «корок», отштампованных в специальной форме (пуансон и матрица) из двух слоев стеклоткани толщиной 0,03 мм на эпоксидном связующем марки К-153 с введением в середину «сандвича» пластины легкой бальзы толщиной 1 мм. «Корки» стыкуются по плоскости симметрии лишь после монтажа внутренних деталей конструкции. Нижняя и верхняя продольные переборки, как и две передние переборки-шпангоута, вырезаются из бальзы толщиной 4 мм и подгоняются по месту в готовых «корках». Верхняя продольная дополнительно усиливается накладками из того же материала в двух местах: перед крылом и в зоне паза под механизм фиксации «ушек» крыла в сложенном положении. Шпангоут двигательного отсека — усиленный, образован стеклотекстолитовой стенкой толщиной 0,3 мм и накладкой из бальзы. Вся полость за этим шпангоутом заполнена бальзой, в которой прорезаны цилиндрические каналы под контейнер двигателя и трубчатую хвостовую балку. Последняя представляет собою выклейку из трех слоев стеклоткани толщиной 0,03 мм и одного углеткани толщиной 0,13 мм, с наклейкой дополнительного слоя металлической фольги толщиной 0,015 мм. Внешний диаметр по переднему торцу балки 15 мм, по хвостовому срезу — 9 мм.

Перед сборкой носовой части фюзеляжа из «корок» тонким острым ножом вырезают детали, впоследствии образующие две крышки: нижнюю, отсека рулевых машинок, и боковую, для доступа к приемнику и блоку питания, которая подвешивается шарнирно на паре штифтовых петель. Предварительно еще необходимо провести по стыку боковин антенну; смонтировать по левому борту штеккерное гнездо и неснимаемые элементы соединений радиоаппаратуры.

Весовые характеристики: фюзеляж в сборе — 58 г. крыло в сборе — 62 г, бортовая аппаратура — 110 г. Взлетная масса модели равна 295 г.

Сборка носовой части проводится, как и все другие клеевые операции, на К-153. Одновременно устанавливается и контейнер двигателя, заранее выклеенный на оправке из композиционного материала (во время отверждения связующего необходимо контролировать взаимное положение основных частей, от которых зависят углы атаки крыла, оси двигателя и хвостовой балки).

Работа над фюзеляжем оканчивается вклейкой подмашинной платы из стеклотекстолита толщиной 1,2 мм с вклепанными в нее резьбовыми втулками М2; обрамлением и усилением нижнего окна стеклотекстолитом толщиной 0,2—0,3 мм; монтажом четырех резьбовых грибков фиксации крыла и одного — для крышки отсека рулевых машинок (последняя также по торцам усиливается стеклотекстолитовыми накладками, сзади ставятся два фиксирующих штифта из проволоки Ø0,6 мм); просмолкой открытых участков древесины и, наконец, отделкой фюзеляжа. В передней зоне контейнера двигателя сверлятся сквозные отверстия под нить механизма фиксации сложенных «ушек» (пережигаемую в полете вышибным зарядом МРД), после чего они оконтуриваются тонким стеклотекстолитом.

Стабилизатор модели имеет симметричный профиль. Жесткая обшивка образована так же, как и на боковинах фюзеляжа — панелями из стеклоткани с бальзовой прослойкой (здесь ее толщина 0,7—0,9 мм), подготовленными в соответствующих формах. При сборке панелей между ними монтируются: законцовочные детали из бальзы, лонжерон и рейка, позволяющая впоследствии отделить руль высоты. Лонжерон (по сути, это распорка панелей) — из древесины толщиной 2 мм. Толщина готового стабилизатора в центре равна 6 мм, а масса — 9 г. Руль высоты навешивается на пяти шарнирных петлях, собранных из нержавеющей проволоки и жести, причем для надежности фиксации жестяные элементы надсекаются ножницами для образования на боковых сторонах своеобразных зазубрин. Кабанчик руля выпилен из стеклотекстолита толщиной 1 мм.

Киль сплошной, переклеен из бальзовых заготовок толщиной 3 мм. Как и на горизонтальном оперении, руль поворота отрезается после завершения работ, навешивается на двух петлях и имеет аналогичный кабанчик. Для привода рулей внутри балки проложены две тяги из углепластика, отформованные на оправке Ø2 мм и имеющие стенку 0,15 мм. Через окна в задней части балки проведены не эти трубки, а их проволочные оконцовки длиной около 90 мм (проволока ОВС Ø0,6 мм), которые, в свою очередь, несут стеклотекстолитовые наконечники с вильчатыми элементами для стыковки с кабанчиками. Масса одной трубчатой тяги — в пределах 2 г, при исключительной жесткости на изгиб. В передние торцы их ставят дюралюминиевые вилки для сочленения с руль-машинками.

Крыло состоит из центроплана и откидных «ушек». Обшивка несущих плоскостей — жесткая, силовая, образована бальзой толщиной 1 мм; на каркас набора накладывается в виде уже готовых панелей с внешней обшивкой из дюралюминиевой фольги толщиной 0,015 мм (центроплан) или металлизированной лавсановой пленки такой же толщины («ушки»). Лонжерон двухполочный: каждая полка — пластина углепластика толщиной 0,26 мм (два слоя по 0,13 мм), между ними установлена бальзовая «стенка». Все нервюры — из бальзы: толщина листа для заготовки 2 мм. В центре крыла вклеивается бальзовая вставка-нервюра, а по всем концам — нервюры из бальзы толщиной около 8 мм. При сборке предварительно детали каркаса клеят на нижней части панелей обшивки, после чего обшивку, продавив по передней кромке изнутри, поднимают со стапеля и формируют верхнюю часть.

Торцевые нервюры дополнительно усиливаются за счет наложения стеклотекстолита толщиной 0,2 мм.

Крепление крыла на фюзеляже осуществляется четырьмя винтами М2, для проведения которых в центральной нервюре заклеиваются тонкостенные металлические стаканчики с расширениями под головки винтов. Аналогично оформляется и отверстие под пережигаемую нить. Снизу, сразу за лонжероном, монтируется деревянная вставка с двумя титановыми ушками (толщина листа — 1 мм), в которых вращается трубчатый дюралюминиевый фиксатор сложенных «ушек». Последний собран из двух деталей — основной, со спиленными на половину диаметра концами, и небольшого колечка, контрящегося зачеканенным в нем проволочным рычагом. Именно эта деталь, повернутая вперед, проворачивает трубку на 180° и, одновременно взводя пружину, переводит фиксатор в положение «закрыто», когда концевые полутрубки после захвата штырьков на концах сложенных «ушек» обращаются спилами к нижней поверхности центроплана. В этом положении рычаг, выступающий за переднюю кромку крыла, захватывается нитью, которая затем идет по верху центроплана, входит в соответствующее отверстие в нем и, наконец, проводится через полость контейнера МРД. После срабатывания вышибного заряда она пережигается, освобождая рычаг, и он резко разворачивается под действием пружины назад, в положение «открыто» (в месте удара полезно установить на нижней обшивке небольшую резиновую подкладку). Таким образом трубчатый фиксатор обращается пропилами наружу и «ушки» освобождаются. Пружина фиксатора навита из стальной проволоки Ø0,5 мм и имеет 15 витков. Один из ее концов заводится за титановое «ушко», а другой вставляется в отверстие в середине трубки.

Шарниры подвески «ушек» выполняют одновременно и функции раскрывающей пружины. Каждый состоит из девяти отрезков пружины типа сальниковой (по 18 витков).

Прямые концы их последовательно (попарно) заведены в тонкостенные трубочки и запаяны в них. По переднему и заднему концам шарнира дополнительно ставятся двухвитковые пружины, выполняющие роль только петель; через весь набор проходит ось из стальной проволоки Ø1 мм. Под соединения пружин в торцевых нервюрах сверлятся отверстия, и шарнир во взведенном состоянии заклеивается.

Надо отметить, что при использовании на крыле вогнуто-выпуклых профилей (которые не сказываются на взлетных характеристиках при данной схеме модели, но могут улучшить ее планирующие свойства) в срединных участках хорды приходится выдвигать шарнир при его заклейке в нервюрах, чтобы соблюсти прямолинейность оси.

Ракетоплан оборудуется аппаратурой «Webra» FMS1 с блоком питания, состоящим из аккумуляторов Д-0,1 (четыре штуки суммарной массы 30 г). Рулевые машинки имеют максимальный момент на выходном элементе 1,1 кгс*см. Марка ракетного двигателя МРД 40-10-4. Установочные углы для всех основных деталей модели равны нулю. Центровка полностью укомплектованной модели 47% САХ крыла. Углы отклонения рулей: для киля (руль поворота) ±25°, для стабилизатора (руль высоты) ±20°. Средняя высота взлета ракетоплана около 400 м, причем последние 150 м набираются по инерции в течение работы замедлителя МРД. Коррекция траектории взлета вмешательством в управление при качественно изготовленном ракетоплане не нужна.