«УДАРНЫЙ» — ПЛАНЁР И САМОЛЕТ

История создания этой модели довольно протяженна по времени. Первый вариант «планеролета», получившего название «Ударный», появился на свет чуть ли не десяток лет назад. Уже в первой модификации модель полностью удовлетворяла всем требованиям к летным качествам. На последующих четырех экземплярах ее конструкция постепенно трансформировалась, в конце концов перестав даже напоминать начальную. Но при этом аэродинамическое решение удачной машины оставалось неизменным.

Какой смысл вложен в понятие «ударный»? Многочисленные полеты, сделанные еще на «прототипе», показали — модель имеет непривычно высокую прочность. Поэтому и возникло название «Ударный» (вариант «Долбежный» был исключен как неблагозвучный). Интересно, что имя модели предопределило направление дальнейших работ по ее совершенствованию.

Объяснять, как последовательно проходило модифицирование, наверное, нет смысла. Интереснее познакомиться с «финишным» вариантом, который кажется доведенным до определенного идеала. Итак…

Предлагаемая вашему вниманию разработка относится к довольно редкому «универсальному» типу. В одной модели как бы объединено две вполне приличных машины. Первая — неплохой «чистокровный» планер с невысокой нагрузкой на крыло, но достаточно быстроходный и поэтому «всепогодный», пригодный для полетов даже при сильном ветре без догрузки балластом. Здесь реализовано сочетание хороших пилотажных характеристик и высокого аэродинамического качества. Вторая — легкомоторный самолет, выполненный по планерной схеме и способный выполнять все основные фигуры хобби-пилотажа. Несмотря на относительно малую мощность двигателя, тяги мотоустановки достаточно на всех режимах. Хорошие пилотажные характеристики обеспечиваются малой массой модели, невысокой нагрузкой на крыло и чистой аэродинамикой аппарата.

Единственным дизайнерским недостатком этой разработки можно признать лишь относительно малые размеры модификации «планер». Хотя, если вы не являетесь сторонником гигантомании и более трезво относитесь к безотносительным оценкам моделей, то упомянутый недостаток разработки может обернуться достоинством.

Фигурная насадка на нос фюзеляжа, используемая при полетах без двигателя в варианте чистого планера

С конструктивной точки зрения, данная модель, похоже, не имеет аналогов по сочетанию прочности и малой общей массы. Именно на этом аспекте проекта и нужно остановиться подробнее. Основной принцип, использованный при прорисовке основных элементов, достаточно прост. Это уменьшение количества и размеров всех отдельных деталей во имя увеличения их сечения и прочности. Так, фюзеляж имеет весьма «зажатые» поперечные сечения, что дало возможность повысить толщину фанерных бортов в носовой части до 3 мм. Образующаяся «бронекоробка» при нескольких близкорасположенных шпангоутах абсолютно неразрушаема и прекрасно защищает всю бортовую часть аппаратуры. Хвостовая балка фюзеляжа, как бы отогнутая на конце вверх для организации килевой поверхности, также очень прочна. Именно скошенный, встроенный в конструкцию киль позволил укоротить балку, одновременно увеличив сечения образующих ее деталей (представьте, какую длину имела бы балка при стандартной схеме оперения). Органичная ввязка киля в конструкцию балки исключает изломы при любых ситуациях.

При прорисовке крыла использован тот же принцип. Поэтому нервюры, поставленные по шагу со стандартной точки зрения как бы «через одну», выполняются из березовых линеек толщиной 2 мм. Сразу заметим, что, наверное, здесь было бы лучше применить хорошую липу или осину толщиной до 4 мм. Однако… березовые линейки оказались «сподручнее», а модель от их использования ни в чем не проиграла. Необычный силовой лобик крыла спроектирован в том же стиле. Две осиновые силовые панели толщиной 4 мм образуют такой «кессон» (вместе с рейкой передней кромки и фанерной стенкой), прочность и жесткость которого не имеет равных. Заметьте, что нужного эффекта удалось добиться за счет упразднения отдельного лонжерона и включения его в схему простого и неширокого лобика-кессона.

Наверное, при общей мощности конструкции несколько нелогично смотрятся «субтильные» руль поворота и стабилизатор. Однако за счет их кажущегося ослабления удалось улучшить пилотажные характеристики — момент инерции модели оказался совсем небольшим. Легкий стабилизатор хорошо защищен от поломок за счет оригинальной срезной подвески. Заметьте при этом, что бальзовый наборный руль поворота находится в не подверженной ударам зоне. А в случае маловероятного падения модели на хвост его нетрудно заменить.

Дополнительно приведены размеры, использованные для разметки нервюр крыла, имеющего двойное сужение

Отдельный разговор — цельноповоротный стабилизатор. Прежде всего, еще раз заметим, что при аккуратном исполнении привода он в управлении ничем не отличается от обычного (эта тема уже обсуждалась на страницах журнала, и вновь возвращаться к ней просто нет смысла). Силовая схема цель-ноповоротника пришла с кордовых моделей, где кажущаяся поначалу «несерьезной» конструкция пережила три-четыре модели, кочуя с одного хвоста фюзеляжа на следующий. Секрет прочности подобного, очень простого и легкого стабилизатора кроется в сочетании тонкой реечной рамки с лавсановой обшивкой, скрепляющей ее в единое целое.

Кроме того, удалось спроектировать нетрадиционный узел подвески горизонтального оперения (кажется, он аналогов не имеет). Если вы внимательно посмотрите, то поймете — небольшие, легко разрушающиеся полистироловые сухарики, крепящие стабилизатор на заклеенной в киле оси, в состоянии предохранить горизонтальное оперение от воздействия внеплановых нагрузок любого направления.

КОНСТРУКЦИЯ МОДЕЛИ

Прежде всего — о связующих. Модель подобной конструкции собирается только на качественной, не склонной к хрупкости эпоксидной смоле (желательно марки К-153 или 30-минутной английского производства). Рекомендуем вначале провести ее тест. Замешав около 1 см3 смолы с отвердителем, ее выливают на полиэтиленовую или фторопластовую подложку. Суток через трое можно попробовать согнуть отвержденную «лужицу». Если материал напомнит вам по своим свойствам капрон — все просто идеально. Если же смола будет ломаться при небольших перегибах, и особенно, при небольших усилиях, то лучше найти другую. Кстати — известные смолы типа КДА или ЭД-20 хороши для выклейки композитных деталей, но совершенно не подходят для сборки модели, подобной нашей.

Двигатель. На предлагаемой вашему вниманию модели был установлен весьма неплохой чешский MVVS-2,5 в дизельном исполнении. Снабдив его комплектом новых футорок для карбюратора, удалось из мощного однорежимного мотора сделать настоящий «универсал». При желании с ним можно летать, действительно, как на мотопланере, оборудованном, скажем, средненьким МК-17. А захочется чего-то повеселее -заменяем футорку, после чего модель почти не будет затормаживаться и на затяжных вертикалях. Кстати, скорость полета благодаря сравнительно малой нагрузке можно регулировать в широких диапазонах. Но делается это только не за счет режима мотора! Оптимальный путь — подбор шага винта при работе двигателя на оптимальном режиме. Радиокарбюратор не ставился, так как в нем, по всей видимости, нет необходимости.

Фюзеляж имеет сравнительно простую конструкцию. Выкройки бортов вырезают из фанеры толщиной 1,5 мм. Вплоть до шпангоута, расположенного приблизительно посередине хорды крыла, борта изнутри усиливают вторым слоем такой же фанеры. Эти накладки имеют окна облегчения только в подкрыльевой зоне. Поэтому фактически вся носовая часть бортов фюзеляжа получается образованной фанерной переклейкой толщиной 3 мм. Попутно маленький совет. Приклеивая накладки к бортам, лучше сразу придать последним изгиб (любым удобным методом), заметный на виде фюзеляжа сверху. Иначе потом, попытавшись притянуть толстенную, жесткую обшивку к шпангоутам, вы поймете, что без размачивания и формовки не обойтись. При этом заметьте, что позади от шпангоута, расположенного по передней кромке крыла, борта имеют абсолютно прямолинейную форму.

В хвостовой части верхняя и нижняя панели фюзеляжа образованы осиновыми пластинами толщиной 4 мм. Передние обрезы панелей ложатся на усиленный шпангоут, который не только замыкает набор «хвостовой балки», но и служит опорой для платы рулевых машинок. Следующая пара хвостовых шпангоутов — чисто технологическая. Поэтому сделаны они могут быть из пенопласта ПХВ или бальзы. Их цель — упростить сборку и дать точку опоры для «подшипников» рулевых тяг.

Перед сборкой фюзеляжа нужно заранее подготовить шпангоуты носовой части и полностью собрать отдельный узел моторамы (он образован фанерными пластинами самой моторамы с узлами крепления двигателя, шпангоутами, стоящими позади и впереди двигателя, и всем набором из липовых брусков, который впоследствии позволит скруглить форму носовой части фюзеляжа). Узел моторамы аккуратно обрабатывается по виду сверху с учетом толщины фанерных бортов так, чтобы потом без подгонки можно было вклеить его на место. На этом же этапе нужно подготовить надежный топливный бак, который будет заделан в фюзеляже намертво.

Также требуется полностью собрать киль со всеми узлами управления, которые размещаются в его внутреннем пространстве. Дело в том, что обшивка, выполненная из фанеры толщиной 1 мм, на задней половине хорды киля имеет параллельные стенки. Это позволяет без проставок более чем надежно вмонтировать киль между бортами фюзеляжа.

Конструкция киля образована каркасом из «лонжеронной» стенки, передней кромки, одной нервюры и концевой бобышки (все детали сделаны из липы или осины). Отметьте для себя, что удобнее киль делать с большим запасом по длине в его нижней части. Это позволит установить вторую, технологическую нервюру, которая сначала поможет точнее собрать каркас и согнуть обшивку, а потом срежется вместе с избытками киля. Также полезно сделать небольшой технологический припуск и сверху.

Собранный каркас киля вышкуривается, и к нему приклеивается левая или правая фанерная обшивка. Затем с помощью накладок монтируются ось и промежуточная качалка, вырезанная из текстолита или капрона толщиной 1,5 — 2 мм. В верхней части передней кромки сверлится косое отверстие и в нем заклеивается латунная направляющая трубка. В нервюре прорезается паз, после чего ставится на место вертикальная тяга привода стабилизатора (ОВС диаметром 1,8 мм). Перед приклейкой второй части обшивки обязательно проверяют легкость хода встроенных узлов, отсутствие люфтов и заеданий. Также нужно не забыть смазать трущиеся места консистентной смазкой типа ЦИАТИМ-201.

В верхней части готового киля сверлится отверстие диаметром 4,3 мм. Ось стабилизатора, сделанная из твердой алюминиевой спицы диаметром 4 мм, накатывается надфилем посередине, этот участок обматывается тонкой хлопчато-бумажной нитью, и затем ось заклеивается в отверстии. На всем протяжении отверждения смолы нужно тщательно контролировать перпендикулярность оси по обеим плоскостям. Проверить это на узком профилированном киле непросто. Поэтому монтаж оси можно отложить до тех пор, пока киль не будет установлен на собранном фюзеляже. Не забывайте, что механика внутри киля уже отлажена и смазана. Поэтому при обрезке избытков нижней части и при подгонке всего киля к фюзеляжу закрывайте его нижний торец набивкой из ваты.

Следующий этап — сборка в единое целое осиновых панелей, хвостовых шпангоутов и киля. Сначала тщательно подгоните выемку в верхней панели фюзеляжа, чтобы она без зазоров садилась на нужное место профилированного киля. Потом, выставив детали на ровной доске с помощью подкладок, склейте детали вместе. После этого внутри хвостовой балки прокладывайте тяги. Сделаны они из хороших, надежный «боуденов» либо, как на предлагаемой вашему вниманию модели, — из алюминиевого сварочного электрода диаметром 2 мм. Правда, в последнем случае во все шпангоуты придется вклеивать короткие отрезки соломин, выполняющих функцию «продольных подшипников». Однако при аккуратной работе и прямолинейности тяг усилия их хода, на удивление, малы и не идут ни в какое сравнение с любыми «боуденами». Привод руля направления осуществлен стандартным способом — с помощью тяги, выходящей через прорезь в борту. Под конец не забудьте изготовить резьбовой грибок для крепления хвостовой части крыла и вклеить его изнутри в верхнюю панель фюзеляжа.

Теперь, опять же на плоском «стапеле», к хвостовой ферме приклеиваются готовые борта фюзеляжа. Затем заканчивают сборку всей носовой части, ставят бак и закрывают его сзади и сверху полушпангоутом и стенкой. Снизу передняя часть фюзеляжа обшивается фанерой толщиной 1,5 мм с поперечным слоем «рубашки». Обратите внимание: если осиновые панели хвостовой части вклеиваются между бортами, то обшивка низа должна ложиться на борта и иметь «врезку» в нижнюю панель на 12-15 мм. Здесь же заметим, что толщина панелей хвостовой части позволяет сильно скруглить грани прямоугольной балки. Если вы захотите сделать то же самое и снизу по всей длине фюзеляжа, то в передней части в нижних углах обшивки нужно поставить сквозные или собранные из отрезков стрингеры сечением 4×4 или 5×5 мм. Работа над фюзеляжем заканчивается монтажом мелких узлов и деталей и оформлением обводов моторной части. Долбленый из липы или выклеенный из стеклопластика капот-фонарь изготавливается лишь после подгонки крыла к фюзеляжу (по месту).

Съемная фюзеляжная плата рулевых машинок. Соседние лапки машинок ставятся друг на друга «внахлест», поэтому на переднем конце платы поставлена накладка (одна машинка теперь стоит немного выше другой)

Крыло. В целом его конструкция настолько проста, что не требует подробных пояснений. Однако в нем есть одно место, оформление которого может заставить вас вообще отказаться от воспроизведения подобной конструкции! Это — стык двух отдельно собранных консолей. В связи с тем, что силовые панели лобика при малой толщине профиля воспринимают все нагрузки, совершенно недопустимо стыковать их в центре просто по торцам. Придется делать панели с большими припусками. А потом весьма трудоемким способом подгонять их друг к другу на длинный «плоский ус». Дополнительное усиление стыка осуществлено подгонкой и вклейкой между панелями липового бруска длиной около 40 мм, а также обшивкой центральной части крыла фанерой толщиной 1-1,5 мм. Последняя операция — тоже «не подарок». Если снизу удается приклеить фанеру, вначале зачистив наждачной бумагой часть крыла «размахом» около 60 мм, то сверху придется аналогичным образом обработать боковые части фанерной обшивки под заданный поперечный угол V крыла (причем с выходом на ноль по толщине фанеры). Сделать это, конечно, можно. Однако рекомендуем все же попытаться найти другой способ надежной стыковки панелей, либо рискнуть, и сделать крыло совершенно прямым, без угла V. Что лучше и проще — решать вам.

Еще нужно отметить, что элероны, расширяющиеся к концу крыла, полностью оправдали себя как с точки зрения управляемости модели, так и по общей аэродинамике крыла. В связи с тем, что элерон имеет постоянную толщину передней кромки, профиль на конце крыла приобретает явно выраженную S-образность. Это позволяет отказаться от отрицательной крутки, уменьшает индуктивное сопротивление (возможно, именно поэтому летные характеристики столь хороши даже при средней величине удлинения крыла) и практически полностью исключает проявление склонности к сваливанию модели в штопор.

Проводка управления элеронами сделана на базе вращающихся торсионных стержней. Они выполнены из алюминиевой проволоки диаметром 4 мм. Каждый поставлен на двух концевых и одном промежуточном «подшипниках», сделанных из латунных трубок. На концах торсионов с помощью гаек и клея закреплены одноплечие качалки (текстолит толщиной 1,5 -2 мм). В центре крыла качалки соединяют короткими тягами с рулевой машинкой, а на концах консолей — кабанчиками элеронов. В параметры управления заложена совсем небольшая дифференциация хода элеронов (около 10%).

Ее оказалось вполне достаточно — наверное, опять же из-за S-образной формы концевого профиля крыла.

Стабилизатор. Место положения оси его подвески подобрано так, чтобы минимизировать усилия в системе управления. По конструкции стабилизатор — плоский простейший каркас-рамка с накладными полками лонжерона. После обтяжки пленкой на нем образуется вполне пристойный ромбовидный профиль. Несмотря на «хилость» конструкции он весьма прочен (правда, лишь при достаточно жесткой пленке).

Центральная часть перед лонжероном «заполнена» липовой вставкой. После прорезки окна под киль она вместе с передней кромкой оклеена фанерой толщиной 1 мм. Под ось, заделанную в киле, сделаны выемки. В них вклеены половинки тонкостенных латунных трубок. Винты крепления срезных «сухариков» входят в гнезда, выполненные из накатанных надфилем алюминиевых стержней (после вклейки в стабилизатор в последних просверлены и нарезаны резьбовые отверстия).

Особого внимания заслуживает схема привода стабилизатора. На рисунках видно, что конец вертикальной тяги оканчивается напаянной на него «серьгой», в гнезде которой свободно вращается проволочный шип (сделан из проволоки ОВС диаметром 0,8 — 1 мм, и по форме напоминает швейную булавку). В переднем торце выборки, выполненной в стабилизаторе под верхнюю часть киля, просверлено косое отверстие, куда потом вклеен отрезок обмотанной нитками медицинской иглы. Именно в это гнездо и входит шип.

Центральная зона стабилизатора (вид снизу) со срезными «сухариками». В передней части — трубчатое гнездо для шипа

Узел навески цельноповоротного стабилизатора в полной готовности. Шип-поводок вставлен в гнездо стабилизатора и немного выступает из его передней кромки. Поставлен руль поворота

Здесь важно понять, что при работе привода жесткая вертикальная тяга, вдобавок еще и проведенная через направляющую трубку, гнуться не будет. А значит, шип будет вынужден углубляться в свое гнездо или немного выходить из него (поэтому ход шипа в гнезде должен быть легким, но без люфтов).

«Замысловатое» решение? Возможно… Но у него есть свои достоинства. Такой привод (и, похоже, только он!) может обеспечить размыкание тяг управления без уже привычной поломки тяг, кабанчиков, концевых «вилочек» и присоединенных деталей оперения. Причем теперь все это не зависит от того, как сбрасывается стабилизатор — плоско-параллельно или с одновременной круткой вокруг вертикальной оси (в последнем случае шип поворачивается в «серьге» вбок хоть на 120°).

Также выгодно отличается и система, основанная на применении срезных «сухариков». Эти детальки элементарно поддаются точному расчету, чего никак нельзя сказать про срезные капроновые винты (там поправки на степень предварительной затяжки и относительное удлинение винта превышают саму расчетную величину).

Обтяжка. Надо признать, что и при отделке модели были сохранены некоторые признаки «экзотичности». Если фюзеляж с килем был по привычной методике оклеен разноцветным «Солярфильмом», то крыло и стабилизатор получили дублированную обшивку. Сначала они обтянуты матовой «наполненной» лавсановой пленкой толщиной 0,020 — 0,025 мм на клее «Десмокол». И лишь потом сверху положен «Солярфильм». Результат отличный, недостижимый по общим свойствам обшивки ни при какой одинарной фирменной пленке. Стабильность натяжки и формы крыла — выше всяких похвал. Но работа… врагу такой не пожелаешь. Дело в том, что попытка прогреть приваренный к лавсану «Соляр» приводит к появлению громадного количества микроскопических пузырьков. Единственный метод борьбы с ними, — прокалывание сверхтонкой иглой с последующим приглаживанием утюгом (прокопанные пузырьки больше не проявляются, а сам прокол затягивается клеевым подслоем фирменной пленки). Если вы соберетесь пойти по такому же пути, готовьте специальную переточенную иглу. Ее конец должен быть очень длинным и сверхтонким, чего можно добиться с помощью среднего и тонкого оселка и последующей полировкой жала.

Узел управляемого хвостового колеса на трубчатом подшипнике, вклеиваемом в подфюзеляжный фальшкиль. Тонкий проволочный поводок входит в кольцевое ушко, заделанное в руле поворота

Сборка и регулировка. Здесь все как всегда. После выставления стабилизатора в ноль нужно проверить возможность его хода на 10° — 12° в обе стороны (этого будет вполне достаточно на всех режимах). Элероны поначалу лучше отклонять примерно на 8° — 10°. Лишь потом, когда вы захотите иметь улучшенные пилотажные характеристики и привыкните к поведению модели, ход элеронов можно будет увеличить до 15°. Руль поворота ставьте сразу на ±20°. Да, кстати, если вы захотите иметь скорее самолет, чем планер, рекомендуем уменьшить наклон киля! Дело в том, что скошенная ось подвески руля направления при его отклонениях приводит к небольшому подъему носа модели. Поэтому при введении модели в вираж ее не нужно «поддерживать» стабилизатором. Это хорошо для тихоходного планера и мотопланера, но недопустимо для более быстрого самолета. Хотя есть и другой выход. Можно просто перейти на «элеронный» стиль управления, а руль поворота использовать лишь при незначительной коррекции траектории.

Послесловие. Разговоры с коллегами по поводу этой модели дали своеобразный результат. По их мнению, модель интересна и, действительно, хорошо летает. Но вот чтобы построить такую же… Слишком уж она «экзотична» как по своей начальной идее «планер-мотопланер-самолет», так и по конструкции. А как для вас?

В. НОВИКОВ