«СХЕМАТИЧКА» ПО-НОВОМУ

Взяться за разработку необычной техники в непрестижном подклассе школьных «схематичек» заставило несколько причин. Одна из них — недоумение, вызванное поразительным постоянством весьма ограниченных результатов полетов, связанных в первую очередь с консервативной схемой самих моделей. Она в отличие от чемпионатной техники сохранилась практически неизменной на протяжении чуть ли не полувека! Другая причина — попытка за счет нововведений http://smashingjournal.ru в схему модели и улучшения летных свойств (без снижения простоты и доступности постройки, конечно!) повысить «престиж» школьного подкласса. А то ведь порой уже доходит до ситуаций, когда на местах, пытаясь привлечь к юниорским соревнованиям и «схематическую» технику, снимают ограничения по параметрам, в первую очередь по площади крыла и нагрузке на несущие площади (кстати сказать, даже это не оказывает положительного влияния на популярность «унылого», по летным данным, подкласса).

Чтобы разобраться, что можно улучшить в «схематичке», конечно, сперва нужно понять, что же в ее конструкции плохого или неудачного. Сейчас можно смело утверждать, что вопреки бытующему среди руководителей авиамодельных кружков мнению все беды на схематических моделях связаны в первую очередь с профилировкой крыла и малой жесткостью его на крутну (а точнее, с отсутствием жесткости!). Подтверждений по первому пункту в справочниках по аэродинамике вы не найдете — продувать в исследовательских аэродинамических трубах подобные «пластинки» с «брусьями» в качестве кромок, конечно, никому и в голову не придет. Зато… аналог можно найти, воспользовавшись литературой по яхтостроению. Из этих книг становится ясно, что «рангоут» (мачта) диаметром (обратите внимание: брус круглого, а не прямоугольного, как принято на «схематичках», сечения!) всего лишь 3% от хорды привносит не только потерю чуть ли не трети подъемной силы, но и резко повышает сопротивление профиля. Надеемся, что дополнительных пояснений не требуется. Что касается отсутствия жесткости на крутку — это можно не учитывать лишь в том случае, когда планер способен только «сыпаться»; а при малейшей попытке улучшить его летные свойства или поведение на буксировке вы сразу же поймете, что отрегулировать модель не удается. Положение усугубляется односторонней обшивкой, которая, а отличие от двухсторонней (недопустимой на «схематичках») совершенно не увеличивает жесткости каркаса. Кстати: многие, даже опытные руководители кружков нередко бракуют ту или иную схему простейших моделей в целом, не понимая, что все огрехи летных свойств связаны лишь с невозможностью отрегулировать планер. Да и как это можно сделать, если, незаметно для наблюдателя, даже в горизонтальном полете крыло может легко закрутиться на 3—5°? А уж о том, что происходит с моделью при затяжке на леере, и думать страшно… Собственно, поэтому столь редки планеры, которые удается забуксировать хотя бы на три четверти высоты.

Как решить проблему профилировки и увеличения жесткости крыла на крутку, ясно из приведенных рисунков. Каких-то «революционных» решений мы не предлагаем, поэтому можно лишь удивляться, почему подобная схема простейших моделей не применялась до сих пор. Для ответа на возможные вопросы, о целесообразности или выигрышности предлагаемой конструкции нужно дополнительно отметить несколько моментов.

Первый — потери, связанные с расчалочной схемой крыла. Бытует мнение, что «лес» расчалок сразу же резко повышает аэродинамическое сопротивление. Проверить smashingjournal.ru это проще всего, подсчитав суммарную площадь всех стальных нитей. Она оказывается равна при диаметре проволоки 0,1 мм всего 80 мм2. Для ориентировки: такую же площадь имеет цилиндр диаметром 8 мм и длиной 10 мм. Числа Рейнольдса особых поправок в наших условиях не вносят, поэтому смело утверждаем: аэродинамические потери практически равны нулю! Особенно если сравнить их с общим сопротивлением модели. О том, насколько повысится прочность, и жесткость крыла, можно судить хотя бы по разрывному усилию проволоки ОВС диаметром 0,1 мм — оно равно примерно 1,5 кгс.

Второй момент — профилировна. Во что превратился «антипрофиль» классической «схематички» в предлагаемом вашему вниманию исполнении, хорошо видно из приведенных рисунков. Передняя кромка теперь плавно переходит в тонную обшивку, улучшая обтекание носовой части профиля. Задняя приняла треугольное сечение — единственно удовлетворительное, с точки зрения аэродинамики. Обшивка, изгиб которой точно задан нервюрами, выполнена из жесткого листа астролона или, что практически одно и то же, лавсановой пленки для черчения (ее можно приобрести в магазинах писчебумажных товаров). При толщине листа 0,1 мм масса подобной обшивки равна примерно 12 г. Пленка (внимание!) не натягивается, а только аккуратно притирается поверх каркаса на клее типа «Момент».

Наконец, технологичность изготовления. Для младших школьников, которые в основном и занимаются «схематичками», этот момент очень важный. Но так как простейшие модели для подготовки юных спортсменов и соревновательных целей в подавляющем большинстве строят в условиях кружков, допускаем и надеемся, что там общими силами будет несложно раз в несколько лет изготовить для этого три-четыре простейших приспособления, резко упрощающих изготовление моделей. Понадобятся устройства для профилировки заготовок передних кромок, распила треугольных реек на задние кромки, для склейки профилированных заготовок нервюр и распила их на готовые «сандвичевые» рейки. Полезно также иметь шаблон для косой срезки хвостовиков нервюр и элементарный стапель, предназначенный для сборки каркасов крыльев. С подобной оснасткой изготовление новых «схематичен» превращается чуть ли не в игру!

Несколько слов о конструкции. Прежде всего, отметим, что вся сборка модели ведется на хорошей, пластифицированной эпоксидной смоле, методом избыточной проливни швов. Боязнь перетяжелить планер не имеет под собою оснований — стыков не так много, в результате чего в самом худшем случае добавится всего лишь 6—8 г. Зато прочность стыков такова, что ресурс подобных «схематичен» исчисляется годами! Смола и твердитесь подаются с помощью медицинских шприцев. За один «замес» готовят не более 0,5 — 1,0 см3 состава, причем на каркас наносится только свежеразведенный. Начинающий густеть сразу же откладывается и для сборки не используется.

Хвостовое оперение новой «схематички» вырезается из пенопласта марки ПС-4-40, хотя с успехом подойдет и мелко-шариковый упаковочный, и даже ПХВ. Передние кромки усиливают сосновыми рейками и все поверхности тщательно вышлифовывают. При максимальной простоте стабилизатор в готовом виде имеет массу всего 3—3,5 г, обтяжка пенопласта не нужна. В дальнейшем планируется отработать конструкцию V-образного оперения — как самого простого, легкого и защищенного от поломок при посадках модели. Все элементы оперения монтируются намертво на рейке фюзеляжа. Считаем, что применение иных вариантов совершенно недопустимо именно на «схематичках» — они усложняют и утяжеляют по массе весь хвост и, самое главное, резко снижают надежность машины в целом. При желании использовать детермализатор (а в его необходимости вы убедитесь очень скоро) лучше применить известные схемы, не связанные с оперением. А регулировка планера осуществляется либо отгибом выделенных вырезами рулевых поверхностей, либо перестановкой крыла.

Фюзеляж стандартной конструкции, из рейки сечением 7×7 мм, причем от задней точки крыльевой стойки к заднему концу сечение уменьшено до 4×4 мм. Нос-груз типовой либо — при обтяжке подкрыльевой зоны стойки тонкой пленной — в виде небольшого свинцового грузика (боковые поверхности в передней части фюзеляжа нужны для увеличения устойчивости по курсу). На новых моделях применяется не слишком распространенный в нашей стране, но весьма эффективный боновой буксировочный крючок. При хорошей отладке он не усложняет режим буксировки, зато сразу после сброса леера обеспечивает вместе с круткой крыла виражирование в режиме планирования.

Крыло двухсекционное, фиксируется на стойке с помощью двух коротких штырьков, заклеенных в корневых нервюрах. Последние могут быть сделаны из алюминиевой проволоки диаметром 3 мм или из широких нервюрных заготовок.

Концевая нервюра должна иметь не изогнутый, а прямолинейный профиль. Это снизит перетекание воздуха с нижней поверхности крыла и, соответственно, индуктивное сопротивление крыла небольшого удлинения. Кроме типовых «сандвичевых» нервюр и концевых, в зоне монтажа расчалок используются еще усиленные (широкие типовые). Там же рейки кромок оклеиваются с обеих сторон «пятачками» из стеклотекстолита толщиной около 1 мм, после чего через их центр сверлятся отверстия под расчалки. На фюзеляже и сверху стойки монтируют сквозные проволочные крючки-петли. Концы расчалок тщательно связывают, и узел опаивают (для надежности). При желании можно предусмотреть разъемные узлы, позволяющие снимать консоли со стойки. Это упростит транспортировку модели и… несколько снизит ее надежность. На предлагаемой «схематичке» резервы веса весьма велики, и если вы не найдете необходимости дополнительно усиливать какие-либо ее элементы, вам придется загружать фюзеляж по центру тяжести. Летные свойства? Достаточно упомянуть одну лишь цифру: около двух минут (при нормативе в одну минуту).

В. КИБЕЦ, руководитель кружка авиамоделирования