СУХОПУТНЫЕ ПАРУСНИКИ СТАРТУЮТ

В февральском номере «Моделиста-конструктора» нам встретилась статья, посвященная разработке нового класса автомоделей — неуправляемых ветроходов. Не знаем еще, как среагировала на сверхинтересное предложение авторов зтой статьи и редакции журнала Федерация автомодепьного спорта России, но в нашем кружке оно было принято «на ура» — настолько интересной, доступной и перспективной оказалась эта тема. Работу над новым типом машин мы начали с того, что наверняка пригодится всем, ного заинтересует конструирование ветроходов — с разработки минимизированного подобия внутренних правил соревнований и технических ограничений, предъявляемых к необычным моделям. По последнему пункту мы ограничились лишь максимально допустимой площадью движущего модель парусного вооружения (не более 25 дм2) и общими габаритами машины (в подготовленном к старту состоянии она должна вписываться в куб со сторонами не более 1000 мм). При данных ограничениях ветроходы должны быть потенциально весьма быстроходными и достаточно «представительными» по формам, что пойдет тольно на пользу привлекательности и популярности соревнований в новом классе. При этом необходимо отметить, что прикидочные расчеты максимальной потенциальной скорости движения убедили нас еще и в том, что очень полезной окажется дополнительная разработка уменьшенного «юниорсного» типа ветроходов. Здесь наши предложения тановы: площадь парусности ограничить 10—15 дм2, а габариты описанного нуба 500—600 мм.

Задуматься о создании «юниорского» подкласса нас заставила информация, почерпнутая из очень интересной и полезной книги Джозефа Норвуда «Быстроходные парусные суда» (выпущенная издательством «Судостроение» в Ленинграде в 1983 году, это переводное издание мы рекомендуем абсолютно всем без исключения, кто увлечен парусной тематикой). Там приводится ряд расчетов и графинов, утверждающих, что потенциальная быстроходность парусных аппаратов типа буеров или близких к ним по характеристикам наших ветроходов может достигать восьмикратной величины скорости ветра. А это означает, что в принципе при ветре 10 м/с на идеально спроектированной и сделанной

машине со специальными колесами на идеальной площадке достижима скорость хода 288 км/ч!!! Конечно, пока это скорее розовые мечты, однако данную величину правомерно считать и уровнем, к которому не только можно, но и нужно стремиться.

Параллельные расчеты нагрузок на парусное вооружение тоже дали весьма интересные результаты. Оказалось, что при приведенной идеальной скорости хода ветровая нагрузка может достигать уровня.

100 кг. Все это кажется просто фантастикой. Однако опыт большого буеростроения показывает, что все выкладни имеют под собой весьма реальную почву. И возможно, когда-то и наши модельные ветроходы подойдут к этим рубежам. Поэтому уже сейчас нужно весьма серьезно относиться к их проектированию. Достаточно вспомнить, что даже при скорости хода, равной всего одной скорости ветра (например, 10 м/с или, что то же самое, 36 км/ч) нагрузки на паруса могут достичь величины около 3 кг.

Рис. 1. Парусная автомодель с пирамидалъным парусным вооружением:

1 — заднее поворотное колесо, 2 — качалка привода поворота, 3 — сгабилизаторная пластина самоустанавливающейся парусной системы, 4 — задняя оттяжка мачты, 5 — кронштейн стабилизаторной пластины, 6 — мягкий парус, 7 — мачта, 8 — передняя оттяжка  мачты, 9 — подкосная стойка, служащая для остановки разогнанной модели, 10 — переднее колесо, 11 — рама основания шасси, 12 — кронштейн узла, управления задним колесом.

Рис. 2. Мачтовая система пирамидального парусного вооружения:

1 — гик паруса (латунная или стальная трубка, либо деревянная рейка d 6 мм), 2 — верхние подкосы трапеции (проволока ОВС и 2—2,5 мм), 3 — средняя оковка мачты (стальная или латунная трубка; ставить плотно с эпоксидным клеем на мачте при сборке всей системы), 4 — тросовые кромки паруса (трос или проволока ОВС d 0,6—0,8 мм; концы надежно крепить после натяжки на верхней и нижней оковках мачты с перегибом через углы трапеции), 5 — мачта (круглая рейка из плотной качественной сосны; сечение в нижней части d 12 мм, начиная с трети высоты мачты плавно утончающееся к верхнему концу до d 6 мм), 6 — верхняя оковка (латунная или стальная трубка с припаянными проволочными крючками из ОВС 0 1,5 мм, либо точеная деталь), 7 — нижняя оковка (точеная деталь из латуни или стали), 8 — нижний элемент растяжки, являющейся тросовой кромкой паруса, 9 — распорка трапеции (проволока ОВС 0 2-2,5 мм).

Рис. 3. Схема навески мягкого паруса:

1 — тросовая кромка паруса (входит в систему пирамидальной мачты), 2 — заделка кромки (качественная лента-скотч по всей высоте паруса), 3 — полотнище паруса (синтетическая пленка толщиной 0,05-0,08 мм).

«Пузо» паруса рассчитано для сильных и средних скоростей ветра, а также для слабых при высокой быстроходности модели.

Рис. 4. Следящая система самоустановки парусов:

1 — стабилизаторная пластина (плотный пенопласт толщиной 4 мм), 2,3 — элементы передней кромки (деревянные рейки), 4 — кронштейн (сосновая рейка сечением 6×12 мм, утончающаяся к концу до 4×8 мм), 5 — детали обжимного хомута (листовая сталь или латунь толщиной около 1,5 мм), 6 — винт М4 с гайкой-«барашком» для зажима следящей системы на мачте (используется при регулировке угла установки стабилизаторной пластины относительно плоскости парусов, а также при перестановке парусного вооружения на другой борт при перемене направления ветра).

Рис. 5. Узел заднего поворотного колеса:

1 — вилка колеса, 2 — втулка, 3 — ось, 4 — зажимной регулируемый кабанчик для связи тягой с кабанчиком нижней оковки поворотной пирамидальной мачты, 5 — винт, 6 — трубка-подшипник, 7 — хомут, 8 — фанерный кронштейн рамы шасси.

Дополнительно показан классический вариант пирамидальной мачты, образованной лишь облегченной мачтой, четырьмя наклонными распорками и системой тросовых кромок и растяжек. Является наиболее легкой и прочной конструкцией (рекомендуется для парусных ветроходов высокого класса), однако более сложной в «настройке» по сравнению с предложенной схемой.

Созданная и испытанная в нашем кружке модель парусного ветрохода носит отработочный характер. Хотя и на ней уже можно заметить признаки стремления к получению высокой быстроходности. Однако первостепенной задачей у нас была все же отработка общей концепции и отдельных узлов незнакомой пока техники. По конструкции она достаточно проста, и, надеемся, приведенные рисунки исключат возможные вопросы. По общей схеме модель близка к варианту номер два, приведенному в публикации в «Моделисте-конструкторе» № 2 за 1995 год (настоятельно рекомендуем достать этот номер журнала, где вы найдете ответы на основные принципиальные вопросы конструирования ветроходов). На нашей машине значительно упрощена рама шасси, представленная сборкой из деревянных брусков сечением 25×25 мм, усиленной по всем стыкам двухсторонней оклейкой трехмиллиметровой фанерой. Колеса-полупневматики диаметром 100 мм отечественной фирмы «Термик». Для отработочных целей они показались нам наиболее подходящими по качеству и универсальности, хотя для соревновательных целей, похоже, потребуются совершенно иные. Вообще тема выбора колес кажется не менее важной, чем даже проектирование движущей парусной системы. 

Применять ли подрессоривание подвески, использовать колеса-ножи или губчатые торообразные шины, либо перейти к мягким колесам с дисковыми ножевидными вставками, удерживающими модель от сноса,— все это покажет только время и опыт эксплуатации соревновательных образцов. Конечно, выбор во многом будет обусловлен поверхностью гоночной трассы, и здесь правилами не нужно ограничивать ничего из параметров применяемых колес. Наше же простейшее решение с полупневматиками обеспечивает удовлетворительный по скорости устойчивый ход по коротко стриженной траве футбольного поля. Заметно хуже результаты, особенно при скорости ветра более 5—6 м/с, на асфальтовых площадках. Здесь заметен боковой снос, проявляющийся в чередующихся рывках модели с заданного курса. Система автомата установки парусного вооружения и удержания курса работает, пытаясь восстановить заданный режим движения. В результате модель движется неровно, с меняющимися этапами разгонов и торможения. И, несмотря на неустойчивость, результаты заездов значительно выше, чем на грунте. Кстати: похоже, в самое ближайшее время возникнет проблема достоверного хронометража результатов! Как ее решить при известной потенциальной быстроходности, мы не представляем, и здесь вся надежда на более изощренных конструкторов (кто придумает что-либо интересное, пусть сразу же присылает свои предложения в редакцию журнала!). Возвращаясь к характеру хода модели по асфальту, хочется заметить еще только одно. Мы уверены, что неустойчивость — дело решаемое, и все зависит лишь от опыта балансировки аппарата и особенно — от умения правильно разместить балластные грузы в зонах подвески колес. Такой опыт при первой же возможности мы наработаем, а тогда и возьмемся за более «стильную» соревновательную машину. Это уже — более чем интересно.

А вы не боитесь от нас отстать?

В. ПТИЦЫН.

руководитель кружка автомоделизма