В ВОЗДУХЕ — «ЭЛЕКТРИЧКА»

В специализированных авиамодельных журналах все чаще публикуются материалы об авиамоделях с электроприводом. Сегодня на элетротяге вполне успешно летают и кордовые, и свободнолетающие, и радиоуправляемые модели. Причин тому немало, и одной из основных по праву можно считать появление на рынке легких и мощных источников питания и электродвигателей, а также компактной и легкой аппаратуры дистанционного управления.

Растет число приверженцев моделей с электроприводом и в нашей стране. Более всего привлекают их наиболее доступные в изготовлении и простые в эксплуатации кордовые модели с внешним питанием. Сегодня создано достаточно много таких моделей — среди них кордовые «учебки», кордовые «пилотажки» и даже кордовые скоростные. Разумеется, наибольшей популярностью у моделистов пользуются электропилотажки. И это понятно — высокая мощность и небольшие габариты современных электродвигателей позволяют создавать модели, способные выполнять практически весь комплекс пикотажа.

В журнале «Моделист-конструктор» № 6 за 2002 год уже рассказывалось о кордовой пилотажной модели с парой электродвигателей типа ДК-5-19 не слишком большой мощности. Ее полеты показали, что использование двухмоторной схемы дало не только удвоение мощности силовой установки и, соответственно, увеличение скорости модели, что позволяло совершать полеты на кордах большей длины. Главное, что при этом существенно изменилась аэродинамика электропилотажки — улучшился обдув крыла и закрылка, что повысило подъемную силу на малых скоростях полета, а также обдув стабилизатора, что благоприятно сказалось на маневренных качествах модели.

Перспективность выбранной схемы побудила разработать на ее основе новый, улучшенный вариант двухмоторной модели, в конструкции которой уже нет тех недостатков и недоработок, которые неизбежно имелись в первом варианте пилотажного злектролета.

Двухмоторная кордовая пилотажная модель с электроприводом и внешним питанием
 

Фюзеляж:

1 — обтекатель носовой части (бальза); 2,17— стрингеры (липа, рейка 2×2); 3,13 — боковые стенки фюзеляжа (бальза, пластина s1,5); 4Д8 — нижняя стенка фюзеляжа (бальза, пластина s1,5); 5 — накладка (липа, пластина s4); 6 — шпангоут № 1 (бальза, пластина s2); 7 — верхняя стенка (бальза, пластина s1,5); 8 — зашивка ложемента крыла (бальза, пластина s1,5); 9 — шпангоут № 2 (бальза, пластина s2); 10 — бобышка (липа, пластина s10); 11 — гайка М3; 12 — шпангоут № 3 (бальза, пластина s2); 14 — шпангоут № 4 (бальза, пластина s2); 15 — шпангоут № 5 (бальза, пластина s2); 16 — киль (бальза, пластина s3)

Прежде всего, была улучшена аэродинамика модели: мидель фюзеляжа был уменьшен, крыло получило эллиптические законцовки, повышающие его аэродинамическое качество, и новые закрылки. Рули высоты и закрылки сделаны цельнобальзовыми, что упростило конструкцию. Были модернизированы и электродвигатели — для них подобраны миниатюрные шариковые подшипники и новые графитовые .щетки коллектора, а также улучшены условия охлаждения якоря за счет больших окон в передней и задней стенках двигателя. Все это позволило подавать на моторы повышенное напряжение и, как следствие, увеличить их мощность и частоту вращения воздушных винтов.

И еще одна конструкторская находка, позволившая существенно улучшить пилотажные свойства модели. Как известно, при полете кордовой «электрички» небольшой массы с маломощной силовой установкой (разумеется, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания!) чаще всего не обеспечивается необходимый натяг корд, что не позволяет модели выполнять самые эффектные фигуры пилотажа в верхней полусфере. Когда-то в журнале «Моделист-конструктор» в одной из статей известного авиамоделиста мастера спорта В.Тихомирова предлагался несложный способ увеличения натяжения корд за счет установки вертикально расположенной аэродинамической поверхности, по своим функциям напоминающей киль яхты — сила, возникающая на ней, была направлена «из круга», что позволяло уверенно пилотировать модель в верхней полусфере даже на сравнительно небольших скоростях. Единственное «но» — оснастить таким «килем» готовую модель практически невозможно— это влекло за собой слишком много переделок. Да и дополнение, честно говоря, не украшало модель.

Предлагаемый метод увеличения натяжения корд — в установке на внешнем крыле модели воздушного винта-ротора, как зто показано на одном из чертежей. При полете пилотажки ротор, установленный под небольшим углом к направлению воздушного потока, начинает авторотировать. По сути, система стала напоминать летящий на боку автожир. Аэродинамическая сила, возникающая при авторотации ротора и направленная «из круга», в достаточной степени увеличивает натяжение корд. А пропеллер, сделанный из бесцветного оргстекла, при вращении практически не виден, и его присутствие на модели не влияет на зрительное восприятие пилотажа.

Горизонтальное оперение:

1 —кабанчик руля высоты (дюралюминий, лист s1); 2 — центральная вставка (бальза, пластина sЗ); 3 — тор-сион (сталь, проволока ОВС d1); 4 — руль высоты (бальза, пластина sЗ); 5 — раскосы (бальза, рейка 3×2); 6 — передняя кромка (липа, рейка 3×4); 7 — задняя кромка (липа, рейка 3×3); 8 — петля (капроновая тесьма); 9 — законцовка (переклей из бальзовых пластин s1,5)
 

Крыло:

1 — законцовка (липа, переклей из двух слоев шпона s1); 2— концевая нервюра (липа, пластина s2); 3 — закрылок (бальза, пластина s2); 4 — петля (капроновая тесьма); 5—торсион (сталь, проволока ОВС d1); 6 — кабанчик управления закрылком (дюралюминий, лист s1); 7 — нервюра (бальза, пластина s2); 8 — качалка системы управления (стеклотекстолит, лист s3); 9 — передняя кромка крыла (сосна, рейка 3×3); 10 — полки лонжерона (сосна, рейка 2×5); 11,12—зашивка центральной части крыла и зоны крепления мотогондол двигателей (бальза, пластина s1); 13—задняя кромка крыла (бальза, рейка 5×10); 14—стенки короба качалки (сосна, рейка 3×5);

Таблица координат профиля крыла (Як-55 —16%)

Итак, кордовая электропилотажка. Модель спроектирована по схеме низкоплана с крылом симметричного профиля. Конструкция выполнена с применением бальзы, липы и сосны.

Фюзеляж модели собран из четырех стенок (бальзовые пластины толщиной 1,5 мм) и шести шпангоутов (2-мм бальзовые пластины). Стыки нижней стенки с боковыми усилены стрингерами — липовыми рейками сечением 2×2 мм.

Чисто технологически фюзеляж целесообразно собирать так, словно на нем нет паза под крыло на участке между вторым и третьим шпангоутами. Вырезать его удобнее после отверждения эпоксидного клея; далее перед третьим шпангоутом следует закрепить липовую бобышку с заклеенной в ней гайкой с резьбой М3 (в нее вворачивается болтик крепления крыла к фюзеляжу), после чего бальзовой полоской толщиной 1,5 мм окантовать ложемент крыла.

Спереди крыло фиксируется в фюзеляже с помощью 5-мм букового штыря — при стыковке он вводится в отверстие в липовой накладке, вклеенной перед вторым шпангоутом фюзеляжа.

Склеенный фюзеляж вышкурен, покрыт нитрогрунтом и окрашен автозмалью. Фонарь «летчика» отштампован из заготовки, вырезанной из стенки пластиковой бутылки голубоватого цвета.

Киль несъемный, выпилен из 3-мм бальзовой пластины и «намертво» заклеен в хвостовой части фюзеляжа. Передний обтекатель носовой части вырезан из бальзы.

Горизонтальное оперение наборной конструкции склеено из бальзовых и липовых заготовок. Сборка стабилизатора произведена на доске-стапеле. Склеенный стерилизатор вышкурен, спрофилирован и обтянут тонкой цветной лавсановой пленкой на клее БФ-6. Рули высоты вырезаны из бальзовых пластин, на стабилизатор они навешены на петлях, сделанных из капроновой тесьмы.

Крыло электропилотажки наборное, обшивка— из цветной лавсановой пленки. Профиль крыла симметричный, типа Як-55 (модифицированный, с утолщенной задней кромкой) с относительной толщиной 16 процентов — такой более всего подходит для пилотажных моделей, поскольку имеет хорошие несущие свойства и обеспечивает модели мягкий и плавный характер сваливания, упрощающий ее пилотирование.

Крыло собрано по классической модельной технологии — на доске-стапеле был закреплен защищенный полиэтиленовой пленкой лист чертежной бумаги с плановой проекцией крыла и вдоль передней и задней кромок установлены две ровные рейки. Сначала на стапеле с помощью прищепок и булавок фиксировались передняя и задняя кромки крыла и нижняя полка лонжерона, затем бальзо-вые нервюры, после чего стыки заполнялись слегка разжиженным ацетоном эпоксидным клеем.

Следующий этап сборки — установка верхней полки лонжерона и зашивок из 1-мм бальзы мехзду нервюрами в местах стыка крыла и фюзеляжа, а также крыла и мотогондол. У концевого шпангоута правой консоли закреплен свинцовый груз массой около 15 г.

Качалка управления вырезана из легкого и прочного изоляционного материала — стеклотекстолита толщиной 3 мм. Качалка установлена в коробе, склеенном из липовых реек, а тот— в нише между лонжеронами, между первой и второй нервюрами.

Электродвигатели ДК-5-19 доработаны — на них увеличены окна охлаждения, установлены миниатюрные шариковые подшипники и графитовые щетки. На модели двигатели соединены параллельно и подключены к токоведущим кордам с помощью многожильного провода сечением 0,25 мм2 с использованием пайки.

Полностью подготовленное крыло обтянуто тонкой цветной лавсановой пленкой на клее БФ-6.

Воздушные винты диаметром 150 мм при шаге 150 мм вырезаны из легкой липы по типу стандартных пластиковых винтов, применяющихся на кордовых скоростных моделях. В принципе, на модели можно использовать двигатели, вращающиеся в одну сторону, но для пилотажки более выгодны винтомоторные установки со встречным вращением воздушных винтов, у которых гироскопический момент взаимно уничтожается, что улучшает ее маневренность. Однако при этом и воздушные винты должны быть зеркально-симметричными.

Силовая установка кордового электролета:

1 — кок винта (полистирол); 2 — воздушный винт d150, h = 150 (легкая липа, рейка 6×20); 3 — электродвигатель ДК-5-19; 4 — мотогондола (выклейка из стеклоткани и эпоксидной смолы); 5—крыло
 

Устройство для увеличения натяжения корд:

1 — внешнее крыло модели; 2 — кронштейн (дюралюминий, лист s 1); 3 — лопасть (оргстекло); 4 — шарнир лопасти (сталь, проволока d1); 5 — центральная втулка (фторопласт); 6 — ось винта (болт с двумя гайками); 7 — болт

Питание электродвигателей осуществляется от двух соединенных последовательно мотоциклетных 12-вольтных аккумуляторов, располагающихся в небольшом школьном ранце. На ручке управления моделью, в верхней ее части установлен тумблер включения двигателя. Батарея аккумуляторов подключается с помощью двухжильного шнура и разъема и через тумблер к токоведущим кордам.

Доводка воздушных винтов свелась к подрезке лопастей с испытаниями винтомоторных установок моделей после каждой операции. Чтобы замерить величину тяги, модель подвешивалась на резиновой нити пропеллерами вниз. Запуская при этом поочередно правый и левый двигатели, оценивалась величина тяги каждого из них. После окончательной доводки винты были отбалансированы и покрыты лаком.

Несколько слов о конструкции винта-ротора, служащего для увеличения натяжения корд. Он состоит из центральной втулки, сделанной из фторопласта, и пары лопастей из прозрачного оргстекла. Лопасти закреплены на втулке с помощью шарниров — они служат для того, чтобы возникающий на роторе кренящий момент не передавался на конструкцию модели. Ротор шарнирно закреплен на кронштейне из листового дюралюминия, а тот — на законцовке внешнего крыла таким образом, чтобы ось ротора была отклонена от оси лонжерона крыла на угол 5 градусов. При монтаже ротора на модели кронштейн сначала закреплялся лишь одним винтом, второй устанавливался после испытательных полетов, в процессе которых подбирался оптимальный угол установки ротора. Правильно установленный винт-ротор при полете электропилотажки активно авторотирует, и при этом ощутимо увеличивается натяжение корд.

И.СОРОКИН