СИСТЕМА СПАСЕНИЯ — «РОТОР»

Всего четыре класса включает в себя одна из самых «свежих» категорий ракетных моделей — на продолжительность полёта с ротором — S9. В соревнованиях данной категории стартуют только одноступенчатые модели, которые используют принцип авторотации несущего винта как единственный способ «мягкой» посадки на землю. Авторотация должна происходить только вдоль продольной оси модели и быть результатом раскрытия и работы несущего винта.

Ротошют представляет собой жёсткую конструкцию. Мягкие материалы могут использоваться только для покрытия (обшивки) жёстких деталей каркаса. В полёте модель ротошюта не должна разделяться на две и более частей. Чемпионатным классом категории роторных моделей является класс S9. Требования к нему таковы: максимальная стартовая масса — 60 г, наименьший диаметр корпуса — 40 мм, импульс двигателя — не выше 2,5 н.с., максимальное время полёта в туре — 3 мин (180 c.).

С 1992 года в кодексе ФАИ и в наших правилах категория S9 значится как модель на продолжительность полёта с ротором. Некоторое время, пока шло освоение моделей ротошютов, включение их в программу официальных соревнований не представлялось возможным. Но, надо отдать должное, работа по созданию роторных моделей велась (активнее всего — в странах Европы). Ведь с технической точки зрения данные летательные аппараты были интересны.

И только накопленный опыт конструирования ротошютов позволил включить их старты в программу некоторых соревнований. Первое время это были демонстрационные (выставочные) полёты.

На моей памяти модели с авторотирующим спуском у нас в стране впервые продемонстрировал Владимир Меньшиков из города Урая. Это была уникальная по тем временам конструкция — своеобразный симбиоз двух категорий — S6 (с лентой) и S9 (с ротором). Не скрою, именно появление этой модели в экспериментальном варианте и её демонстрационные полёты расширили для многих «ракетчиков» представления о моделях с авторотирующим спуском. Кстати говоря, относилась она к «контейнерному» типу. Но об этом — позже. Через некоторое время в иностранной печати был опубликован материал о моделях с авторотирующим винтом англичанина Стюарта Лодже.

Впервые я увидел в «деле» старты ракетчиков с роторными моделями в 1998 году на соревнованиях на Кубок имени С.И. Королёва. Уже тогда наблюдалось несколько схем и конструкций. Но, на мой взгляд, на этом фоне выделялась модель победителя Александра Юртаева из Москвы. Подкупала её простота. Несущая поверхность (ометаемая) создавалась за счёт вращения ротора из четырёх лопастей. Именно он (ротор) и обеспечивал авторотацию. Лопасти имели плоско-выпуклый профиль большой толщины (около 6 мм) и после складываниях их вдоль оси образовывали корпус модели ракеты.

После старта, на высоте 150 — 180 м срабатывал вышибной заряд МРД, который пережигал нити фиксирования сложенных лопастей. И в этот момент они под действием резинок возврата отклонялись вверх, образуя четырёхлопастную «ромашку» — ротор. Он и создавал режим авторотации.

С подобной моделью в 1999 году чемпионом России среди школьников в классе S9 стал Иван Трохин (г. Электросталь). Конечно, по сравнению с моделью А. Юртаева, она имела существенные доработки: улучшены лопасти — им был придан профиль изогнутой пластинки. Вследствие чего корпус приобрёл цилиндрическую форму, мидель стал круглым.

В 1998 году модели ротошютов (класс S9A) были включены в программу чемпионата России в Орле. И первыми победителями стали: Сергей Жданов (г. Новый Оскол) — среди юношей, а Елена Куркова (г. Москва) — среди взрослых. С той поры  класс моделей ротошютов постоянно «присутствует» в программе многих соревнований.

На мировом чемпионате категория роторных моделей ракет дебютировала только в 2002 году. Первыми победителями тогда стали: Максим Тимофеев (Россия) — среди юниоров и Карел Прожбутек (Польша) — у взрослых.

Надо признать, что модели ротошютов — это, на мой взгляд, одно из самых интересных творческих направлений в ракето-космическом моделизме и ракетомодельном спорте. Именно в этой категории есть большое поле для технических и технологических поисков, что наглядно иллюстрируется историей развития и становления моделей ротошютов.

Как уже было отмечено выше, у первых летающих моделей с ротором корпуса формировались из лопастей. При этом в сложенном (полётном) виде между ними возникали зазоры, иногда разной ширины. Конечно, эти модели были далеки от совершенства: конструкция — перетяжелена, аэродинамика — не на должном уровне, что, в итоге, не позволяло достигать большой высоты полёта при существующих МРД. Но это были трудности роста, освоения.

И само собой «родилось» новое техническое решение — «упрятать» ротор при старте в контейнер. Эта схема стала не только «модной», но и аэродинамически оправданной — заметно увеличилась высота полёта. Модели ротошютов такого типа получили название — «контейнерных». К сожалению, авторство их выявить не удалось.

Основной несущий элемент — ротор для взлёта — заключался в корпус (контейнер) и модель в стартовом положении ничем не отличалась от обычных моделей стартовых классов — SЗА, S6А. Лидерами в классе ротошютов тогда были: Алексей Соколов (г. Сергиев Посад), Сергей Шаманин (г. Электросталь) и Григорий Сергиенко (г. Орёл).

После появления новых требований максимальный диаметр корпуса моделей ракет возрос до 40 мм. Естественно снизилась и высота их полёта. Но творческая мысль в категории роторных моделей не стоит на месте. Стремление к повышению продолжительности полёта побудило многих спортсменов к революционному шагу — «ломке» лопастей ротора. Этим самым почти вдвое возрос диаметр ометаемой поверхности, а следовательно и площади несущей поверхности. И, как следствие, — уменьшение удельной нагрузки. А это, в свою очередь, значительно снизило вертикальную скорость, что повлекло за собой увеличение времени полёта.

Следующий этап в дальнейшем техническом совершенстве моделей ротошютов — появление стреловидности на лопастях. Одним из первых у нас в стране применил её Алексей Грязев (г Челябинск). И сегодня около 70% виденных мною на многих соревнованиях ротошютов имеют складывающиеся лопасти с углом их стреловидности порядка 15° — 18°.

В 2006 году на первенстве России Геннадий Воронченко (Мещерино) представил оригинальную модель ротошюта, имеющего два ротора, расположенных соосно, по три лопасти в каждом. Именно этот спортивный «снаряд» позволил ему тогда стать чемпионом среди юниоров.

Ещё одну уникальную модель демонстрировал тогда и Николай Сергеев (г. Белгород). Консоли лопасти его ротошюта были изготовлены из настоящих гусиных перьев.

Сегодня много споров (технических) ведётся среди спортсменов о необходимом количестве лопастей на роторе. Их число колеблется от трёх до шести. Кстати, ярые сторонники шести лопастей — поляки. И их преимущество они подтверждают победными стартами. По большому счёту, аэродинамически оправдано большое их количество. Но надо  признать, что улучшение качества обтекания и увеличение КПД винта не всегда сопряжено с надёжностью эксплуатации и работы самого ротора — настройкой и регулировкой. Да и возможность отказа какого-либо узла или элемента значительно возрастает. Из всего многообразия схем и конструкций я бы выделил модели белгородских «ракетчиков», спортивные «снаряды» мастера спорта международного класса Алексея Решетникова и ротошют Александра Пузикова из города Бийска. О последнем расскажем подробнее.

Модель ротошюта класса S9А: 

1 — головной обтекатель;

2 — «юбка» обтекателя;

3 — шпангоут;

4 —нить подвески обтекателя;

5 — нить (фал) подвески ротора;

6 — корпус;

7 — хвостовой конус (блок);

8 — стабилизатор; 

9 — место крепления нити подвески;

10 — консоль лопасти;

11 — резинка раскрытия консоли;

12 — крючок навески резинки;

13 — лопасть ротора;

14 — крючок резинки раскрытия лопасти;

15 — резинка раскрытия лопасти;

16 — основания ротора (призма);

17 — узел крепления резинок раскрытия лопастей («трибок»);

18 — штанга;

19 — шарнир узла подвески (вертлюшок);

20 — профиль лопасти;

21 — регулировочный клин.

Александр Пузиков — педагог дополнительного образования Дома технического творчества им. Я.Ф. Савченко с 1988 г. Все эти годы находит радость и упоение в скромном, а на мой взгляд — почётном труде педагога и воспитателя молодых людей — школьников. Давая ребятам начальные уроки технического конструирования, вовлекая их в мир «большой» техники, сам в это же время совершенствуется как в творческом, так и в спортивном плане. Сколько знаю Александра, а это — около 20 лет, всё время поражаюсь его стремлению демонстрировать что-то новое в своих спортивных «снарядах» — ракетомоделях. При этом в них видится грамотный подход к конструированию, применение современных технологий ракетного моделирования.

С 1992 г. постоянно участвует в чемпионате России по ракетомодельному спорту. Именно тогда стал бронзовым призёром в трудном классе SSС — модели-копии на высоту полёта. Потом, через три года — чемпион России в классе моделей ракетопланов ( S4А). Несмотря на отдалённость от центра (Бийск, Алтайский край), старается вывезти в «свет» своих подопечных — участвовать во Всероссийских соревнованиях. Если нет возможности — едет сам на свои личные средства, и непременно достойно выступает. Так было и на 12-х Всероссийских соревнованиях по ракетомодельному спорту на Кубок С.П. Королёва. Мне представляется, что предлагаемая конструкция ротошюта А.Пузикова будет интересна молодым «ракетчикам».

Ротошют класса S9А Александра Пузикова относится к моделям контейнерного типа. Система спасения — ротор перед взлётом укладывается в носитель (контейнер). Отличительной особенностью его модели я бы назвал простоту и доступность в изготовлении, особенно её несущей поверхности — ротора.

Основа его — соединительный элемент — призма. Она представляет собой равносторонний треугольник со стороной, равной 31 мм, и толщиной 4 мм, склеенный из бальзового шпона. Его боковые стороны окантованы целлулоидом. В центре призмы сверлят отверстие и снизу вклеивают штангу длиной 185 мм. Для неё можно использовать шпажку деревянного шампура. При этом сверху оставляют небольшой отрезок (1,5 — 2 мм) свободным. Его слегка заостряют и наклеивают на него своеобразную фигурную деталь (грибок) с наибольшим диаметром 9 мм. Его вытачивают из древесины. Он служит для крепления резинок раскрытия лопастей. В нижний (свободный) конец штанги закрепляют узел подвески корпуса — рыболовный вертлюшок, к которому, в свою очередь, привязывают нить подвески (фал).

Лопасть ротора (их три) выполняют из бальзовой пластины толщиной 3 мм, шириной 31 мм и длиной около 370 мм, профилируют, формируют законцовку и покрывают слоем нитролака. Профиль при этом — плосковыпуклый. После обработки разрезают лопасть поперёк (почти поровну) и, обрабатывая торцевые стороны самой лопасти и консоли, придают ей нужную стреловидность (около 15°) и один из углов «V» — около 10°. Снизу на лопасть и консоль наклеивают полоску из банта (нейлоновая ткань), получая шарнирное соединение. Сверху, на расстоянии по 25 мм от линии складывания вклеивают два крючка для резинок раскрытия консоли. К свободному (корневому) концу лопасти снизу клеят деревянный клин шириной 10 мм и длиной 31 мм. Он является регулировочным элементом для получения одинакового установочного угла всех трёх лопастей и для выравнивания нижней плоскости приклейки полоски ткани для шарнирного соединения с призмой. При этом соблюдается такая последовательность. Вначале клеят «Моментом» ткань снизу на призму. Затем, после высыхания обрезают её по краям, оставляя свободными полоски шириной около 10 — 11 мм, и крепят к ним все три лопасти нижними плоскостями. При этом надо контролировать равенство углов «V» каждой лопасти. Для этого необходимо изготовить шаблон. После  просушки склейки сверху в лопасти на расстояние 30 мм от центра призмы закрепляют крючки для навески резинок раскрытия лопастей. Для крючков можно применить скобки от степлера. Резинки раскрытия лопастей и консолей представляют петли, связанные из отрезков резиновой нити диаметром 1 мм. Для получения одинакового натяжения они должны быть равной длины, и она подбирается опытным путём. Резинки раскрытия лопастей навешиваются на крючки, закреплённые в них, и «шляпку» грибка призмы.

Носитель (контейнер) ротошюта выполнен по известной технологии — его формуют из двух слоёв стеклоткани толщиной 0,03 мм с эпоксидным связующим на оправке переменного сечения. После высыхания смолы заготовку контейнера на оправке обрабатывают на токарном станке на малых оборотах (450 — 500 об/мин) и торцуют по длине — 416 мм. В хвостовой части клеят три пера стабилизатора, вырезанных из бальзового шпона толщиной 0,7 — 0,8 мм. В месте крепления одного из стабилизаторов приклеивают нить подвески головного обтекателя. А в верхней части контейнера изнутри закрепляют нить подвески самого ротора — фал. Второй её конец привязывают перед стартом к узлу подвески.

Головной обтекатель формуют так же, как и корпус, применяя оправку оживальной формы. После обработки в нижнюю часть вклеивают соединительную втулку («юбку»), а затем в неё крепят шпангоут из бальзы толщиной 4 мм, предварительно вклеив в него петлю для привязывания нити подвески.

Подготовку модели ротошюта к старту проводят в таком порядке. Прежде всего «ставят» двигатель, проверяя при этом надёжность его крепления. Затем отгибают консоли лопастей к нижним поверхностям корневых элементов и в сложенном виде лопасти укладывают вдоль штанги. Нить подвески (фал) оборачивают тонкой бумагой (конденсаторной) или плёнкой из фторопласта. В контейнер вставляют пыж, изготовленный из пенопласта, а следом — сложенный ротор. Далее вставляют головной обтекатель. Модель к пуску готова.

Стартовая масса ротошюта — 20 г, двигатель —Zenit-А-13.