Вступление
На создание своего первого самолета меня толкнуло банальное безденежье и желание научиться летать. Так как подаренный мне моей девушкой китайский самолет ремонтировался нескончаемое количество раз и, в конце концов, пришел в неремонтоспособное состояние, а на покупку нового не хватало средств, то было принято решение построить собственный. Тем более что на форуме магазина modelsworld.ru , мне советовали поступить именно так. Изначально попытался скопировать фюзеляж своего китайского самолета, но постройка самолета требует хоть каких нибудь начальных знаний. Поэтому лучше иметь под рукой уже написанное более опытным конструктором пособие. А, тут еще ползая по Интернету в поисках подходящего самолета, наткнулся на статью "ParkFlyer 2 или наш ответ Piper"у и Cessn"е" автора Евгения Рыбкина (ссылка). Очень удачный для меня вариант: высокоплан, а значит более легкий и предсказуемый в управлении; радует и то, что самолет отечественный, так как в этом классе наши самолеты практически не представлены.
Прочитал статью, и хотя там несколько иной способ изготовления, решил строить именно по этому руководству. Правда, если сравнить оба варианта, то общее будет только название самолета - все-таки описание Евгения Рыбкина больше подходит для тех, у кого уже есть опыт постройки моделей и есть наличие необходимых материалов и инструментов. В некотором роде, мой пример выглядит, как "постройка самолета в не благоприятных условиях". Поэтому и внешне модели отличаются (Самолет Як-12 Евгения Рыбкина - слева, Мой вариант самолета Як-12 - справа):
Постройка моего самолета велась скорее интуитивно, чем по науке: не были произведены ни какие расчеты, не подобран двигатель, а воткнуто то, что было в наличии. Сказывается удаленность города, в котором я живу - до единственного известного мне магазина моделей более 100 км, а в наших строительных магазинах целая проблема купить нормальную потолочку и хороший клей. Поэтому процесс постройки постоянно тормозился отсутствием необходимых материалов и деталей. В итоге, что-то было снято с разбитого китайского самолета, что-то (а это большая часть) было изобретено из подручного материала.
Так как это мой первый самостоятельно построенный самолет, то не обошлось и без ошибок. Поэтому в процессе создания самолета приходилось искать разные варианты решения задач, то и некоторые исправления и модернизации проявлялись в процессе. Поэтому есть смысл дочитать статью до конца, дабы не повторять моих ошибок.
Хотелось бы добавить, что данную статью не стоит воспринимать, как руководство к действию или инструкцию по постройке самолета, как я, к примеру, воспринял статью Е. Рыбкина. В ней всего лишь описывается процесс изготовления новичком, в области самолетостроения, паркфлайера, практически из подручных средств. Но, если Вы строите свой первый самолет, и у Вас нет возможности разжиться фирменными деталями, то, надеюсь, некоторые моменты Вам пригодятся. В общем, дерзайте, и все у Вас получится!
Материалы и инструменты
На данный самолет у меня ушло в принципе не так уж и много материала. Учитывая, что некоторые узлы и детали переделывал по нескольку раз, пытаясь добиться более точного соответствия, количество истраченного материалы минимально. Больше всего потратил времени, так как из-за работы мог заниматься самолетом только по вечерам.
В статье Е. Рыбкина описывается изготовление самолета из пенопласта ПС-60. Там для его резки используется специальный станок, где роль ножа играет нагретая нихромовая (возможно я ошибаюсь в названии) проволока. Из-за отсутствия данного приспособления, я решил изготовить модель полностью из потолочки. Более доступного материала на тот момент у меня не было. Я использовал потолочку разных производителей, разных расцветок, но одинаковых параметров: 500*500 мм, одинаковой плотности, толщиной в 3 мм и обязательно должна выглядеть, как "коробка от "Доширака"". На самолет у меня ушло девять листов. Покупая в магазине потолочку, прикупите бутылочку клея для потолочной плитки. Я использовал клей "Мастер". Как выяснилось позже, это аналог широко известного клея "Титан". В общем, спросите у продавца, он Вам подскажет.
Затем идем в канцелярский магазин и покупаем там линейки деревянные 30 см и 50 см. Линейки длиной 30 см я использовал, как нервюры в крыле и для жесткости фюзеляжа. Как показала практика, для жесткости фюзеляжа лучше использовать 50 см линейку - они более толстые. Там же, я прикупил цветной скотч для обтяжки модели. Из-за ограниченного ассортимента пришлось взять белый, синий и оранжевый цвета. Для имитации стекол искал черный скотч, но не нашел. Зато в нашем канцелярском магазине продаются вязальные спицы. Взял четыре штуки по 2 мм и две по 3 мм. В принципе можно обойтись и без 3 мм спиц - я их использовал в качестве распорки между крылом и фюзеляжем, но спицы довольно тяжелые, после нескольких лихих виражей выпадали, и пришлось их заменить на пластиковые трубочки. Если у Вас нет готовой мотораммы, как в моем случае, то еще понадобится лист фанеры толщиной 3мм и размером примерно 200*200 мм.
Инструменты, которыми я пользовался: канцелярский нож, со сменным лезвием, ножницы, гелиевая ручка, шило и крестовая отвертка диаметром 3 мм, набор булавок и, конечно же, линейки.
"Начинка"
В статье Е. Рыбкина приводится очень много расчетов. И, исходя из этих расчетов, подбираются мотоустановка и прочая электронная начинка. Это правильный подход при создании серьезного самолета. Возможно, при следующей постройке, я воспользуюсь этим способом. В тот же момент, я исходил из того, что было у меня в наличии. А было у меня следующее: аппаратура Futaba 6EXA с приемником, два китайских мотора, с тыловым и фронтальным креплением, регулятор на 30А, две сервы весом 8 г. и усилием 1.3 кг, кабанчики, снятые с китайского самолета, два пропеллера размерами 10*7 и 8*4 с коком и китайская батарея на 8.4 вольта и емкостью 650mAh.
Чертеж
Чертежи я скачал там же, в статье Е. Рыбкина и распечатал листы на принтере.
Склеивание происходит очень просто - на листах есть метки, которые достаточно совместить, что бы получить правильные, без смещения линии. Для переноса изображения на потолочку можно использовать два способа. Первый заключается в фиксировании листа на потолочке булавками и в прокалывание по контуру тонким шилом. Затем, для наглядности можно соединить полученные на потолочке отверстия карандашом, а можно просто прорезать острым ножом. На прямых участках достаточно делать несколько проколов, а на кривых чем чаще будут проколы, тем точнее будет перенос. Второй способ годится, если чертеж распечатан на струйном принтере. Для переноса слегка увлажняем плитку, прикладываем чертеж и на ровной поверхности проглаживаем теплым утюгом. Изображение должно остаться на пенопласте. Главное не переборщить с температурой и не расплавить потолочку.
При размещение чертежа, стоит помнить, что потолочная плитка имеет разную прочность на изгиб. Это легко проверить, изгибая лист в разные стороны. Это относится к крылу, так как у меня половинки левого и правого бортов были размещены по диагонали, от одного угла, к другому. Это позволило избежать склеивания фюзеляжа из нескольких листов потолочки.
Хотелось бы обратить внимание, на то, что верх и низ самолета даны половинками, и они разных размеров. Для правильного обвода линий надо отчертить сначала одну половинку, а потом сделать ее зеркальное отражение. Верхнюю часть я разделил на два отрезка - передний идет от носа машины, до передней кромки крыла; задний от конца до задней кромки.
Профили крыла, а также внутренние шпангоуты на чертеже оказались меньше, чем нам надо. Поэтому придется изготавливать их самим.
Фюзеляж
После того, как вырезаны днище и боковины фюзеляжа, размечаем на них, где будут находиться шпангоуты. Что бы особо не мудрить, я почти все расположения шпангоутов перенес с чертежа.
За исключением "А" и "Б". Эти два шпангоута я решил использовать в качестве моторамы. Так как моторов у меня было два и с разными креплениями, то мотораму решено было сделать универсальную для моторов с передним и задним креплениями, сократив расстояние между шпангоутами так, что бы помещались оба мотора. В последствии такая компоновка очень пригодилась - изначально установленный мотор оказался слишком слаб.
Мотораму изготовил из двух фанерных пластин толщиной 3мм и двух отрезков линейки. Так же для прочности и регулировки наклона пластин внизу у основания добавил два уголка. В шпангоуте "Б" или в задней стенке моторамы не забываем прорезать отверстия для вывода проводов мотора к регулятору. Склейка всей конструкции производилась эпоксидной смолой. Изначально хотел сделать "кривую" раму, что бы потом не заморачиваться с выкосами вниз и вправо. Но на форуме сайта modelsworld.ru меня вовремя отговорили и посоветовали сделать наклоны мотора путем подкладывания шайб под основание. Забегая вперед, скажу, что конструкция получилась очень прочная - после нескольких сильных лобовых ударов о землю лопнула передняя стенка в месте крепления двигателя. Второй вариант, когда сама рама покупная, а основание из пенопласта я рассматривать здесь не буду, так как этот вариант еще не прошел летные испытания. Да и сложного там ничего нет: изготавливается пенопластовое основание, усиленное линейками под уже готовую мотораму.
Так же надо продумать, где и как будет располагаться "начинка": сервы, аккумуляторный отсек, приемник и регулятор.
Для регулятора я изготовил небольшой подиум из того же упаковочного пенопласта, сделав в нем углубление толщиной чуть большей, чем сам регулятор, куда наклеил две полоски двустороннего скотча. Сделано это было для более комфортной работы с проводами при соединении и для больше безопасности регулятора.
Сразу после подиума, на днище, у меня разместился силовой элемент для шасси, выполненный опять же из линейки. В него будет вкручиваться шасси.
Для аккумуляторного отсека я использовал брусочки упаковочного пенопласта подогнанные по размеру аккумуляторной батареи и линейку в качестве шпангоута "В" (перед вклеиванием, линеку лучше обернуть скотчем пару раз, не то при падении аккумулятор ее сломает). Отсек получился универсальным - в нем удачно размещаются, как и Ni-Cd батарея, так и Li-Po. Причем, там достаточно места, что бы путем перемещения батареи регулировать балансировку. Там же у меня располагался приемник.
Сразу за аккумуляторным отсеком перед шпангоутом "Д" я разместил серво машинки для руля направления и руля высоты. Для них так же был изготовлен подиум из пенопласта, в котором были вырезаны ниши под машинки. На места, в которые будут вкручиваться шурупы крепления, приклеил полоски из линейки.
Затем вклеил шпангоуты "Д" и "Е", предварительно вырезав в них пазы для усилений бортов фюзеляжа. Так же в шпангоуте "Д" были прорезано отверстие под тяги рулей. На фотографии выше отверстие в виде круга, но мне пришлось отказаться от такой формы и сделать его квадратным и срезать верх. То есть получилось наподобие перевернутой буквы "П". Такая конструкция оказалась более практичной.
Планируя самолет, я думал сделать крылья съемными, вставляющимися на спицах с левой и правой стороны соответственно. Но, уже изготовив эту конструкцию, понял ее слабые стороны. Во-первых, пришлось бы продумывать доступ к внутренним отсекам. Во-вторых, при ударе скорей всего места крепления крыльев попросту бы вырвало из фюзеляжа. Поэтому я решил сделать крепление крыльев классическим для подобных моделей - съемным, на резинках.
На картинке, приклеенные линейки это то, как делал я изначально. Красным показан последующий вырез под крыло; синим - силовые элементы из линеек; желтым - примерное место отверстий под палочки, на которых будут крепиться резинки. Вырез будет зависеть от формы крыла. Конечно, такой вырез делать лучше сразу, когда есть возможность приложить обе половинки друг к другу, что бы получилось одинаково на обоих бортах. В принципе, я удалял верхнюю часть уже на склеенном и обтянутом фюзеляже - получилось не плохо. Но все равно, склеивание низа и бортов желательно производить после того, как будет изготовлено крыло и вырезаны под него посадочные места в бортах.
Сейчас, уже полетав на готовой модели, пришел к выводу, что задний силовой элемент не обязателен, так как сзади вполне хватает шпангоутов и обтяжки скотчем. Но если Вы переживаете за прочность - можете сделать его.
Так как низ борта имеет не прямую форму, то склейку я производил следующим образом: первым склеил центральную часть, фиксируя положение дна, борта и шпангоутов булавками; после высыхания клея так же приклеил носовую часть; и в заключение приклеил хвостовую часть. Мотораму к бортам я приклеивал с помощью эпоксидной смолы.
После склейки у меня получилось следующее:
В нижней части, перед шпангоутом "В", по обе стороны вклеил на эпоксидку две пластиковые запчасти от спиц, отверстиями наружу. Они идут со спицами и одеты на концах. В эти отверстия будут вставляться подкосы крыла.
В самом углу задней части корпуса, я разместил кусочек пенопласта. В него будет "втыкаться" руль направления. Верхняя часть фюзеляжа состоит из двух половинок: носовой и кормовой. После перехода на строительство самолета с крепежом крыла на резинках, отпала необходимость делать носовую часть с заходом на крыло. На фото показано пунктиром, в каком месте надо сделать обрез.
Перед установкой задней верхней части необходимо разместить рулевые машинки и тяги (боудены) внутри фюзеляжа. Так как у меня тяга руля направления выходила в аккурат через заднюю крышку фюзеляжа, то в ней (крышке) пришлось проделать не большое отверстие под боуден. Еще одно отверстие сделал в задней части левого борта под тягу руля высоты.
Обтяжку фюзеляжа производил белым скотчем. Тут не встретил ни каких сложностей. Зато изготовление аппликаций отняло некоторое время.
Для имитации иллюминаторов кабины изготовил шаблоны из картона. Потом просто их прикладывал на синий скотч, обводил и обрезал канцелярским ножом.
Синюю полосу делал из полоски скотча. Скотч наклеил прямо на фюзеляж, разметил, провел по разметке ножом и удалил лишнее. Но это являлось большой ошибкой - обрезать синюю полосу по месту, на фюзеляже. После удара об землю, потолочка лопнула именно в том месте, где проходили надрезы, хоть и пытался при обрезке, как можно меньше касаться пенопласта.
Надписи распечатаны на принтере, обрезаны и наклеены на прозрачный скотч.
Рули высоты и направления
При изготовлении самих рулей, не возникло ни каких сложностей. Проблемы появились при их установке - требовалось добиться ровной установки, что бы при полетах не испытывать проблем.
При изготовлении руля высоты надо учитывать, что перемычка, соединяющая две половинки, довольно мала и требует усиления. Я сразу не обратил внимания на это, за что и был наказан: в полете эту перемычку порвало, не смотря на обтяжку скотчем, и РВ сработал, как элерон. В результате несколько бочек и земля. Усилить можно тонкой полоской линейки приклеенной на клей, а также, немного увеличить сам размер этого участка. Возможны и более практичные варианты усиления, нежели использовал я. Например, угольными трубками. После усиления обтянуть скотчем. И еще один важный момент: после обтяжки не греть! Скотч и так довольно прочно держится, а если начать греть, то стабилизатор скорей всего поведет, как получилось в моем случае. Пришлось изготовить новый. Тоже самое касается и руля направления. Руль высоты выравнивал с помощью подкосов изготовленных из тонких спиц. Проблем при вклеивании в фюзеляж не возникло, поэтому описывать подробно не вижу смысла.
А вот с рулем направления проблемы были - ни как не хотел устанавливаться ровно. Для вклейки в фюзеляж использовал наконечники от тяг, наклеенные на спицы.
Но этого было недостаточно, и пришлось устанавливать подпорки из линеек. В дальнейшем подпорки, как и усиления руля высоты, спрятал под белый скотч, что бы не бросались в глаза.
Крылья
Самой проблемной частью при изготовлении у меня оказалось крыло. Его я переделывал несколько раз, пытаясь добиться одинаковых результатов на обоих крыльях. Все время получались разные. Сказывалось отсутствие опыта.
Важным моментом при размещении чертежа крыла на листе потолочной плитке, будет выбор направления изгиба самой потолочки, о чем уже говорилось выше. При разметке крыла нам надо будет сделать его зеркальное отражение с отступом чуть большим, чем передняя высота нервюры. То есть, обрисовываем одну половину, отступаем нужное расстояние (примерно 20 мм), переворачиваем выкройку крыла и обрисовываем зеркальное отражение. В моем случае отступ был около 15 мм и, все равно, не хватило.
В качестве материала под нервюры использовалась линейка. Изначально я сделал нервюру не правильной формы с острым лобиком, но потом, получив совет на форуме, исправился. Вообще то, желательно сделать профиль, как на чертеже, но размерами подходящими под наше крыло. На крыле получилось четыре нервюры: три на широкой части и одна по середине, между концом широкой части и окончанием крыла.
В первых трех нервюрах, на одинаковом расстоянии, были проделаны по два отверстия под спицы, которые изначально задумывались, как приспособления для крепления крыла к фюзеляжу. Но даже если делать крыло с верхним креплением, я думаю, что спицы можно оставить, так как они придадут крылу жесткости и не дадут сломаться.
Когда все будет подготовлено, приступаем к сгибу крыла. В Интернете можно найти много способов для сгибания потолочки. Суть везде одна - надо греть. Я нагревал обогревателем. И тут главное не торопиться. Подобрать температуру, при которой и самому не очень горячо, и лист гнется так, как надо. Уже на следующих крыльях я делал так: брал две деревянные 50 см линейки, прикладывал с двух сторон и гнул (давил) линейками, а не руками. Сделано это было для того, что бы не оставались вмятины от пальцев. Фиксировал при склеивании прищепками и даже скрепками. При склеивании, при фиксации, так же лучше использовать ровную подложку в виде линеек.
Я об этом понял, только когда на оставленном сохнуть до утра крыле остались вмятины от прищепок и скрепки.
Так получилось, что у одного крыла, концевая хорда оказалось меньше, чем у другого на 5-7 мм. Замучив несколько листов потолочки, решил сделать проще. Замерил не достающий кусок, вырезал его из отходов и приклеил. После обтяжки скотчем отличия видны не были.
Далее делаем профиль внутренней стенки крыла из линейки. Достаточно просто приложить вертикально крыло к листу бумаги и обвести по контуру, а затем перенести получившийся контур на линейку. На этом профиле у меня вышло два ряда отверстий - первый под выход спиц из крыла, и второй, чуть ниже и чуть в сторону под вход спиц с противоположного крыла. Когда профили будут вырезаны, наклеиваем их на торцы крыла, и, после высыхания клея, вставляем спицы в отверстия. Получается вот так:
Затем вырезаем прямоугольный кусок потолочки, с примерным нахлестом на крыло 30-50 мм. Равномерно расположив заготовку на крыле (как на фотографии), приклеиваем нижнюю часть. После высыхания клея выгибаем по форме крыла. Получившееся крыло примеряем на фюзеляж, размечаем ширину и удаляем не нужные участки ножом.
Была даже идея, таким способом увеличить площадь крыла, но так как самолет полетел, решено было оставить все, как есть.
Обтяжку крыла делал скотчем белого цвета с нахлестом в 3-5 мм. Концы крыльев сделал оранжевого цвета. Надписи распечатал на лазерном принтере, обрезал и приклеил на прозрачный скотч. К помощи утюга для разглаживания неровностей прибегать не стал, так как небольшой перебор по температуре грозит деформацией.
В качестве подкосов я использовал толстые спицы. Но то ли ошибся в расчетах, то ли спицы оказались тяжеловатым материалом, в полете, после нескольких маневров, они выпадали даже после приклейки. Пожалуй, есть смысл найти более легкий вариант. Например, как предлагает Е. Рыбкин, можно воспользоваться трубочками от сладкой ваты или подобрать аналог.
Для установки подкосов я использовал трубочки от сока в тетрапакетах, так как с их помощью легко добиться нужного угла установки подкосов. Вклеивал в крыло на эпоксидку.
Шасси
Длительное время не мог изготовить шасси, так как не мог подобрать соответствующий материал. Но в итоге, как всегда, помог магазин канцелярских товаров - алюминиевые линейки, это то, что нам надо. Колеса использовал от китайского самолета, размерностью 5.
Надежнее будет изготовить конструкцию из одной линейки, но я не нашел линейку подходящей длины, поэтому пришлось использовать две по 15 см. Срезал лишнее и загнул по чертежу. Изначально планировал крепить к фюзеляжу путем приклеивания, но первые же испытания (просто кинул на пол) показали, что такая конструкция слишком хлипкая. Пришлось совместить приклеивание и просверлить отверстия под крепежные шурупы.
Форма выкройки шасси
Устанавливал шасси после обтяжки. Перед склеиванием использовал метод, описанный у Е. Рыбкина: часть, которую собирался приклеить, обмотал ниткой, виток к витку и затем смазал клеем.
Капот
Изначально при изготовлении капота, я хотел последовать примеру, описанному в статье Е. Рыбкина, но после нескольких попыток нашел этот способ сложноватым для меня. В результате, решил сделать капот из полоски потолочки. Вырезал прямоугольник шириной 70мм и длиной примерно в 300мм, приложил к носу самолета и обернул. Низ склеил скотчем. Тут важным моментом является правильный выбор направления изгиба потолочки. В моем случае обошлось без нагревания и прочих способов, к которым прибегают для придания формы потолочки. В качестве лобовины мотора хотел использовать пропеллер от кулера процессора, но пока не нашел подходящего размера. Это помогло бы решить проблему вентиляция моторного отсека. Пока ограничился наклейкой распечатанных на принтере жалюзей с чертежа.
Полеты
Первые вылеты были без шасси, без капота, с фанерной моторамой и спицами в качестве подкосов. Нетерпение заставило выехать в поле при довольно ощутимом порывистом ветре.
Проверка, центровка. Для груза на нос приклеиваю несколько пятирублевых монет. Пускаю с руки без мотора - полет не далек, но ровный, с небольшим креном. Решаюсь на полет с мотором. Первый вылет - комом. Самолет ни как не хотел лететь - на полном газу плавно опускался в траву. Сказалось использование неизвестного мотора. Поле того, как самолет "сел" рядом с трубой, замаскированной в траве, решил не испытывать судьбу и поехал домой переделывать мотоустановку. Хорошо, что мотораму изначально делал универсальную, поэтому переделка не заняла много времени. Так же решил поставить Li-Po вместо стандартной батареи.
Снова в поле. Ветер еще более усилился, но это не останавливает, хотя мысль "а может обождать?" возникает. Опять проверка и взлет. Теперь другая картина - самолет летит, набирает высоту, делает неуверенные повороты, но все это как-то странно: против ветра нос задран - хвост опущен. По ветру картина наоборот - нос опущен, хвост задран. Не сколько раз, при поворотах был подхвачен порывами. Один раз вывернуть не получилось, и не слабо приложился о землю. Появилась трещина под синей полоской. Но на этом эксперименты не прекращаются - надо ведь выяснить, что с самолетом не так. До выяснялся: во время одного из полетов самолет вдруг сделал две бочки и "мягко" сел в лужу. Подошли, и сразу все стало ясно - сломалась та самая перемычка, соединяющая половинки руля высоты.
Из повреждений того дня: помятый нос, трещина под полоской, оторванная спица-подкос. Немного. Едем домой на ремонт.
Следующее утро выдалось безветренным и решение ехать появилось сразу. Если честно, то переживал очень сильно: после первых полетов казалось, что самолет собран плохо и где-то куча недочетов и просчетов. Проверка на земле и старт. И, о чудо! Самолет летит как надо! Набор высоты, поворот, другой, уменьшаю газ почти до половины, а он все равно летит! Восторгу нет предела! Единственное, что немного портило настроение - при поворотах надо быть очень внимательным с кренами: чуть зазевался и самолет стремительно теряет высоту. Но ловится очень легко, хотя адреналину добавляет. Достаточно руль направления поставить в центр, а руль высоты взять немного на себе, и самолет переходит в горизонтальный полет. Правда, опыта у меня маловато и в итоге я его воткнул в землю. В этот раз повреждения были более значительными: лопнула моторама в местах крепления болтов, еще более помялся нос, сломало линейку, удерживающую батарейку.
Заключение
Не смотря на последние повреждения, самолетом очень доволен, хоть он и не тянет на роль тренера, как задумывалось вначале. Это был мой первый самостоятельный шаг в р/у авиацию. При постройке данного самолета, я многое узнал, что не сомненно, мне пригодится при постройке других самолетов.
Хотелось бы еще добавить, что испытания и доводка продолжаются.
Хотелось бы сказать огромное спасибо моей маме, девушке Маше за то, что терпели весь бардак, который я развел дома; Вадику за снабжение деталями и идеями; форумчанам форума forum.modelsworld.ru , в особенности Barbus"у за его советы.
Спецификация:
Длина - 685 мм
> размах крыльев - 960 мм
> вес - 500 г
мотор - E-Sky Ek5-0003B 900KV
> регулятор - Rich-ESC - 30A
> серво - E-Sky Ek2-0500 вес 8г. Усилие 1.3 кг
> пропеллер - 10*7
Аппаратура - Futaba 6EXA 40Mhz
Автор - Жуков Евгений Валерьевич. (Terranozavr)
Эксклюзивно для сайта ModelsWorld
Перепечатка и публикация на других ресурсах
возможна с разрешения администрации сайта
и обязательной ссылкой на ресурс.
Контакт [email protected]
Мой блог находят по следующим фразам
Вы ищите чертежи авиамодели который нужен именно Вам?
Перебирая чертежи которые Вы нарыли в инете или взяли из книг или журналов, Вы думаете что то не то……..
Это тот слишком сложный, этот слишком прост и примитивен, а этот вообще весь из бальзы….
И если Вы думаете, ну где же ГДЕ ЖЕ найти тот чертеж который нужен мне, где та оптимальная модель самолета или планера которая отвечает именно моим требованиям???
То Вы попали по адресу, с чем Вас и поздравляю)))
Здесь Вы найдете ВСЕ!!!
А если не найдете то зайдите попозже так как сайт постоянно обновляется и дополняется.
На сайте использованы материалы журнала Моделист-Конструктор. Все права на данные материалы принадлежат их авторам и журналу Моделист-Конструктор. Материалы сайта предназначены исключительно в ознакомительных целях.
И Вы обязательно найдете то что Вам нужно!
Итак добро пожаловать не сайт где полно различных чертежей авиамоделей
(и не только)
Здесь Вы найдете:
Модели самолетов с ДВС Модели самолетов с электродвигателями
Кодовые авиамодели
Модели самолетов с радиоуправлением
Авиамодели с резиноматорным двигателем
Модели вертолетов
Модели планеров
Модели бумажных самолетов
Чертежи воздушных змеев
Модели ракетопланов
Чертежи авиамоделей представленные на сайте имеют различные технические решения, от простых до самых сложных, Здесь собраны авиамодели начиная от шестидесятых годов идо наших дней. Так что выбор здесь очень большой и для новичков и для профессионалов.
И я постоянно буду пополнять свой сайт новыми моделями самолетов, вертолетов, планеров и вообще буду выкладывать здесь все что летает. Я по крупицам собирал чертежи авиамоделей из старых книг и журналов и надеюсь Вы оцените мой труд и найдете здесь много интересного для себя и не раз еще вернетесь.
Кроме моделей самолетов я планирую выложить чертежи летательных аппаратов на которых Вы сами сможете подняться в воздух.
Это будут:
Планеры
Автожиры
Вертолеты
Дельтапланы
И вообще я задумал в скором будущем создать портал на основе этого сайта. Где будут не только летательные аппараты, но и:
Лодки
Катамараны
Снегоходы на гусеничном ходу и на пневматиках
Различные веломобили
Самодельные автомобили
В общем все что летает по небу, плавает по воде, и передвигается по земле, и что можно собрать своими руками. Все это будет у меня на сайте.
Итак,здесь вы узнаете как изготовить воздушный змей от самого простого, до более сложного.
К бумажным моделям многие относятся скептически а зря! Это довольно интересно.
Чертежи моделей планеров от самых простых,до самых сложных.
Чертежи кордовых самолётов всех видов от учебных до чемпионских. Резиноматорные авиамодели , этот вид авиамоделей очень редко ищут в поискавиках,я сщитаю что резиноматорки забыты не заслуженно загляните туда уверен вы не пожалеете!
Также здесь вы найдёте чертежи таймерных моделей . радиоуправляемые самолёты, модели вертолётов, авиамодели с реактивными двигателями-ракетопланы, авиамодели с двигателем на СО2 ,с двигателем каторый работает не сжиженном газе.
Авиамодельные ДВС (двигатели внутреннего сгорания) как они устроены и как работают,а также рецепты топлевных смесей.
А также здесь есть рубрика полезные советы. Авиамоделисты люди творческие и постоянно чтото изобретают, придумывают, совершенствуют модели, Вот таким маленьким изобретениям и будет посвящен этот раздел сайта. Надеюсь он вам будет интересен и полезен.
Всем привет, авиация всегда была страстью всей моей жизни, что в итоге привело к получению научной степени в авиационном университете. Как студент технического университета я знаю, что мне всегда есть чему учиться, но у меня есть также многое, что я могу дать сам, поскольку летаю, строю и разрабатываю самолёты в течение 10 лет. В результате своего увлечения я собрал информацию и написал подробную инструкцию на тему: «Как спроектировать и построить радиоуправляемый самолёт». В ней я собрал нужную и полезную информацию, начиная от выбора модели самолета и заканчивая испытательным полётом самолёта.
Любая разработка самолёта начинается с четкой постановки цели. Она и является основной направляющей силой всех расчетов и конструкторских работ. Для строительства я выбрал поршневой истребитель второй мировой войны. Именно поэтому мои исследования начались с изучения различных конструкций самолётов, чтобы найти пример для подражания. В этот список вошли P-51 Мустанг, Мессершмитт BF-109, P-40, Спитфайр, а также другие истребители второй мировой войны. Все эти самолёты были символами своего времени и максимально подходили для тех условий, в которых эксплуатировались.
В результате долгой подготовительной работы и процесса изготовления самолёта я написал инструкцию, в которой подробно рассказал про все стороны конструирования и изготовления авиамодели. В инструкции можно найти информацию по основным шагам по строительству авиамодели, по трудностям и их преодолению. Также можно найти информацию по тому как работать с деревом, как выполнять работы по стеклопластику, и по другим аспектам искусства авиамоделизма. Надеюсь, что инструкция даст всю необходимую информацию, и будет служить путеводителем в мир авиамоделирования.
Эта детальная инструкция начинается с момента выбора модели самолёта, потом рассматривается этап расчета авиамодели, определение веса и изготовление прототипа. Далее идут этапы, связанные с изготовлением отдельных частей модели: крылья, фюзеляж, оперение, моторный отсек. Не стал выкладывать фотографии каждого шага строительства, поскольку их много. Но зато подробно описал каждый этап изготовления и рад тому, что все желающие могут найти информацию, как продвинуться в деле изготовления своей авиамодели, а для меня это уже большая награда. Если у вас возникнут какие-то вопросы по технологии авиамоделирования, то буду рад ответить на них в комментариях после статьи.
Шаг 1. Цель создания самолёта
Первый шаг в создании самолёта всегда определяется целями, для которых будет использоваться самолёт. Примеры целей самолётов могут быть следующие:
Авиамодель тренер для обучения полётам
Авиамодель для акробатики
Авиамодель для гонок
Авиамодель для парения
Моделирование реальных моделей
Дополнительно также рассматривается размер модели, бюджет, сроки.
В моём случае выбор пал на масштабную модель английского истребителя Спитфайр. После чего я нарисовал эскизы моего самолёта в произвольном масштабе со всеми его деталями.
Шаг 2. Определение основных деталей самолёта
Эскиз самолёта в виде сверху
Я стал анализировать объём работы, и насколько детальной у меня будет модель. И вот, что у меня получилось.
Уровень механизации крыльев:
- Закрылки – плоскости управления внутренней секцией крыла, предназначенные для увеличения подъемной силы, создаваемой крыльями для координации траектории при взлёте и посадки
- Элероны — поверхности управления наружной секцией крыльев для контроля крена
- Руль высоты – управляющие плоскости горизонтального стабилизатора, используемые для управления тангажом
- Горизонтальный стабилизатор – обеспечивает продольную устойчивость самолёту
- Крылья сборные, состоят из лонжеронов и нервюр, на конце имеют законцовки
Уровень проработки фюзеляжа:
- Емкость и уровень разряда батареи
- Капот мотора – покрытие моторной части самолёта сразу же за обтекателем
- Жалюзи мотора – покрывают верхнюю часть фюзеляжа за капотом
- Ферменные конструкции внутри фюзеляжа, которые создают поперечное сечение, как каркас на корабле
- Руль направления – орган управления вертикальным стабилизатором для управления по курсу
Также я решил сделать:
- Хвостовое колеса – колесо, расположенное в хвостовой части самолёта, чтобы позволить ему маневрировать по земле. Обычно у радиоуправляемых самолётов это колесо привязано к хвосту.
- Главное шасси – посадочное шасси, созданное для удержания веса самолётов на посадке
- Обтекатель – носовая часть самолёта, которая одевается на карданный вал двигателя и пропеллера, чтобы придать носу обтекаемую форму
Шаг 3. Технология изготовления
Для изготовления используется такой материал, как стеклопластик, кевлар, либо стекловолокно. Позволяет делать очень легкие и прочные авиационные конструкции. Основной недостаток таких конструкции – это стоимость и время, требуемое для изготовления. Кроме того, эта технология требует специализированных инструментов и производственных процедур для создания форм и отливок деталей. Кроме того, такие материалы могут вызывать радиопомехи, которые могут поставить под вопросом использование даже 2,4 МГц передатчиков.
Обработка дерева требует применение стандартного набора инструментов для создания летательного аппарата. Трудоемкость может быть снижена благодаря простоте и легкости работы с деревом. Кроме того, поскольку эта технология является широко распространенной, то и информации на её счет легкодоступна.
Самолёт из пенопласта прочный и быстрый в постройке, однако, чаще всего самолёты тяжелее обычных аналогов, поскольку пена требует дополнительных усилений для того, чтобы противостоять летным нагрузкам.
Шаг 4. Расчет размера
Размер самолёта определяется несколькими критериями. Среди этих критериев есть технология изготовления, удобство транспортировки до места полётов, лётные характеристики (радиус полёта, ветроустойчивость), а также требования к посадочной площадке (вода, трава, газон и другие).
С этого места начинается подбор подходящего размера самолёта исходя из известных размеров компонентов модели, таких как электронное оборудование. Это может быть трудно сделать, поскольку лучше всего классифицировать компоненты, а затем работать над общей концепцией самолёта. Например, вес крыла может быть приближенно определен через вес материала, который будет использоваться для изготовления лонжерона, затем прикидывается количество листов бальзы, необходимой для строительства нервюр и обшивки крыла. В дополнение к этому следует учитывать также другие части самолёта, например, переднюю кромку. Также лучше всего держать под рукой некоторые материалы для точного измерения веса.
Шаг 5. Электроника
Вот подробный список всего перечня оборудования, входящего в состав модели:
- Передатчик — это контроллер, используемый пилотом для трансляции радиосигналов на приёмник самолёта.
- Приёмник — это устройство, которое получает сигналы от передатчика и передаёт их на сервоприводы и другие устройства.
- Регулятор оборотов мотора управляет потоком энергии, идущим к электрическому мотору (приводам осей).
- Система питания приёмника и приводов уменьшает напряжение от батареи до безопасного уровня для приёмника и другого оборудования.
- Батарея — это источник питания на самолёте, питающий энергией двигатель и другое оборудование.
- Бортовой аккумулятор — батарея, установленная независимо от источника питания, используемого только для питания приёмника и сервоприводов. Аккумулятор повышает уровень безопасности, поскольку он работает независимо от системы питания, которая может выйти из строя.
- Наиболее распространены на RC – моделях бесщёточные моторы. Эти моторы имеют улучшенную эффективность над коллекторными моторами, поскольку у них уменьшенное трение и увеличенное кпд.
Старый тип моторов — это коллекторные двигатели, которые используются в основном в дешевых моделях начинающих авиамоделистов, малых размеров, таких как микро вертолёты. - Аналоговые сервоприводы дешевые и подходят для большинства случаев. Цифровые моторы имеют повышенную частоту кадров и могут обеспечить увеличенную скорость вращения, больший крутящий момент и точность. Однако, цена таких моторов находится в другом ценовом диапазоне, и требуется точно подбирать подходящую систему питания для установленного числа сервоприводов.
Шаг 6. Определение веса
Следующий шаг в планировании проекта — это определение веса. Этот этап даст понимание о реализме модели и насколько она жизненна. Я рекомендую Вам составить таблицу, чтобы быстро перебрать возможные варианты конструкции (например, такую, как моя таблица «Расчёта веса»).
Во-первых, начните перечислять компоненты, которые входят в вес самолёта, например, сервоприводы и приемники. Потом оцените полный вес самолёта, и разложите его по частям на вес крыла, хвоста, фюзеляжа, шасси и системы питания. На данном этапе будет видно, сколько потребуется питания для модели и какой у неё будет вес. Если вес самолёта окажется избыточным, то увеличится площадь крыла, а конструкцию самолёта нужно будет пересматривать. В дополнение на этом этапе нужно будет оценить, насколько быстро модель будет набирать взлетную скорость. Для этого используйте уравнение подъемной силы, приведенное на рисунке и в таблице, и подставьте в него значения аэродинамического коэффициента максимальное для вашего профиля, либо консервативное значение равное 1,1.
Шаг 7. Расчет элементов питания
Легкая и эффективная система питания лежит в основе любого самолёта. Для авиамодели с электрическим приводом лучшее решение – это бесщеточный мотор с литий-полимерным аккумулятором. Вот некоторые советы, которые я могу дать исходя из своего опыта.
- Для того, чтобы подобрать подходящую систему нужно знать уровень потребления мощности вашего оборудования. Подобрать систему можно в любом интернет-магазине оборудования для авиамоделистов: www.rc-airplane-world.com
- Как только требуемая мощность определена, следующий шаг состоит в том, чтобы найти моторы, наиболее подходящие для таких условий. При поиске важно знать рабочее и предельное значение мощности. Они должны соответствовать вашим условиям.
- Скорость бесщеточных моторов измеряется в Kv. Kv расшифровывается, как число оборотов, приходящихся на один вольт. Высокие значения Kv больше подходят для небольших моделей и туннельных вентиляторов. Моторы с низким значением Kv производят больший крутящий момент, но крутятся с меньшей частотой, чтобы их разогнать обычно используют высокое напряжение. Общий подход такой: при одинаковых мощностях на выходе мотор с высоким kv будет крутить меньший пропеллер быстрее, если увеличить напряжение, тогда как мотор с низким kv большой мотор будет крутить гораздо медленнее и с большим потреблением электричества, но на большем напряжении. Золотая середина при выборе мотора находится между оптимальным размером батареи и подходящей мощностью.
- Я настоятельно рекомендую использовать калькулятор для того, чтобы оценить производительность мотора до его покупки. Ecalc – это простое и доступное веб приложение, содержащее большое количество моторов и пропеллеров и позволяющее оценить характеристики различных комбинаций перед покупкой. В приложении Вы также сможете быстрее оценить потребляемый Вашей конструкцией ток, а также измерить тягу: www.ecalc.ch
- Регулятор скорости мотора должен быть выбран так, чтобы соответствовать рабочему напряжению и току мотора. В дополнение к этому, если электроника самолёта будет отключена от системы питания, встроенной в контроллер мотора, то электричества должно хватить для всех сервоприводов. Также следует предусмотреть 20% запас мощности у контроллера для гарантии безотказной работы.
- В последнюю очередь следует выбрать батарею. Если выбрать батарею с меньшей мощностью, чем нагрузка, то она может выйти из строя в самый неподходящий момент. Литий – полимерные аккумуляторы оцениваются по количеству ячеек в батарее, например, чем больше значение «S», тем выше значения напряжения. Емкость батареи оценивается в мА-ч, а скорость разряда оценивается в С. Для того, чтобы оценить максимальное значение тока, которое можно выжать из батареи, нужно взять емкость батареи в мА-ч, разделить на 1000, а затем умножить на рейтинг С. Также помните о запасе в 25% скорости разряда, поскольку у некоторых батарей срок службы элементов завышен. И, наконец, никогда не допускайте слишком большого разряда литий — полимерных аккумуляторов, и заряжайте батарейки каждые 10 полётов.
Шаг 8. Проверка конструкции
Эскиз самолёта в боковой проекции
Эскиз самолёта в виде сверху
Эскиз самолёта в боковой проекции
Эскиз самолёта в виде сверху
Как только проектирование завершено, нужно проверить конструкцию. Для этого я сделал эскизы моей модели в масштабе 1:2. С помощью этого нового эскиза я сделал планерную версию своего самолёта из пенопластика. Изготовление прототипа началось с создания фюзеляжа в виде боковой проекции с рулем высоты. Затем в фюзеляже был вырезан паз под хвостовое оперение. Обратите внимание, что хвост установлен с отрицательным углом атаки, как и положено. Для стандартного исполнения самолёта с главным крылом впереди хвоста, это важно для устойчивости. Для того чтобы две части крыльев соединить вместе, я вклеил несколько частей провода в крыло и просунул его наполовину в противоположное крыло, а затем обвязал самолет упаковочной лентой и добавил кусок пластилина в носовую часть для баланса. Во время испытания модель показала себя хорошо, быстро выходила из сваливания и хорошо летала, поэтому я решил начать собирать полномасштабную модель.
"На золотом крыльце сидели:
царь, царевич, король, королевич,
сапожник, портной.
Кто ты будешь такой?…"
(Детская считалка)
Те, у кого "Ногу свело", поют, что аквалангисты - это хорошо, что они любят нырять и купаться. Но любят ли они конструировать акваланги? А те, кто конструируют, любят ли они со своими аквалангами нырять - большой вопрос.
А что же моделисты?
Бытует мнение, что хороший авиамоделист - и конструктор, мастер на все руки, и летчик, и все в одном лице. При развитом социализме так оно и было. Но не сейчас. Сегодня можно с удовольствием заниматься только тем, чем больше нравится - много летать и чуть-чуть строить, или наоборот, много строить и чуть-чуть летать.
Тех, кто строит чуть-чуть, становится с каждым годом все больше и больше. В этом можно убедиться, посмотрев ассортимент ближайшего модельного магазина - Kit-ы пропадают, ARF прибывают. Спрос рождает предложение. Я не хочу думать о том, что модели превращаются в дорогие игрушки, а авиамоделизм - в специфический аттракцион. (Мне рассказывали случай, как некий "новый русский" забетонировал у себя на даче специальную полосу и в первый же полетный день вдолбил в нее пару тысяч долларов по самый хвост, на этом его увлечение авиамоделизмом закончилось.) Но тенденция превращения авиамоделизма (как массового явления) из ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА в спортивное развлечение, по-моему, налицо. Хорошо это или плохо - не знаю, посмотрим. Дальше я обращаюсь к тем, кто воспринимает авиамоделизм именно как творчество, и неважно, кто он больше: летчик или конструктор самолетов.
Не только мои многолетние наблюдения убеждают в том, что, как правило, те, кто строят хорошие самолеты - плохо летают, а те, кто хорошо летают, зачастую способны только на сборку ARF. По крайней мере, моделист, который бы сам сконструировал и изготовил классный самолет, а потом показывал бы на нем чудеса пилотажа - сегодня редкость. И если конструктор может стать очень приличным летчиком, то прирожденный летчик конструктором не станет. Одни строят, другие летают. Каждому свое. Разные это профессии. Бывают конструктора, бывают летчики, но конструктор и летчик в одном лице не бывает.
В поле одних от других отличить легко. Летчики стоят, задрав голову в небо, конструктора - "обнюхивают" самолеты.
Понимание того, кто же ты такой - конструктор или летчик, приходит не сразу, но приходит. Разберитесь в себе и действуйте соответственно. Если вы летчик - купите самолет, летайте и можете не слишком глубоко погружаться в дебри аэродинамики, если конструктор - специфические тонкости той или иной радиоаппаратуры будут вас интересовать постольку-поскольку и т.п.
Деньги есть? Тогда проходи…
"Зав. Складом: Какова же ваша цена?
Балбес: Триста тридцать!
Бывалый: Каждому!!"
(Сценарий)
Никакое хобби не обходится без материальных, т.е. денежных, вложений. Серьезное занятие любимым хобби требует серьезного вложения денег. У кого мало наличных, тот расплачивается своим временем, которое, в конечном счете, имеет тот же денежный эквивалент. Моделист, который говорит, что он сделал классный самолет за смешные деньги или врет, или совсем не ценит свой труд и свое время. У меня был такой случай. Один моделист, хвастался своим действительно хорошим самолетом. Долго рассказывал, какой хлам он взял, и какой замечательный получился результат. Я заметил, что, наверно, ему это дорого встало. Он сказал, что сущие пустяки, рублей 300...350. Однако на просьбу сделать из такого же хлама такую же конфетку за 700 рублей он рассмеялся мне в лицо и покрутил пальцем у виска. Он что, врал про 350 рублей? Да нет, просто к этим 350 рублям надо прибавить стоимость его труда и времени долларов на 300.
Как правило, опытный моделист будет заниматься восстановлением чужой модели или ради прикола, или если это крутое ретро, эксклюзив, повторить который нельзя, или за хорошие деньги, но никак не для собственного употребления. Точно так же, как часовщик не станет для себя восстанавливать часы из хлама. Он купит хорошие часы, тщательно отрегулирует их, и будет ухаживать за ними так, что они будут ходить долго и точно, как ни у кого другого.
Не гонитесь за кажущейся дешевизной, восстанавливая для себя чужие битые самолеты. Дороже обойдется. Вообще, RC авиамоделизм - хобби не из дешевых. Но если безденежный моделист-конструктор все равно будет строить самолеты из подножных материалов, то безденежный моделист-летчик очень скоро превратится в нудного, очкастого теоретика.
Потный вал вдохновения
"Пилите, Шура, пилите…"
("Золотой теленок")
Решено: модель своя, с нуля, по собственному проекту, заточенная на высокие летные характеристики и маневренность, т.е. попросту пилотажка. Подход к проекту на полном серьезе, по науке. Цель - создать оригинальный самолет с летными характеристиками лучшими, чем у известных моделей (или, по крайней мере, не хуже, чем у них).
Раскрыты нужные книжки на нужных страницах, запущены хитрые расчетные программы, одним словом, работа закипела. Схема, движок, компоновка. Предварительные главные размерения. Расчет весов. Нагрузка на крыло, профиль, поляра крыла и всего самолета (кто не знает поляра - зависимость между коэффициентами лобового сопротивления и подъемной силы крыла). Опять главные размерения. Продольная устойчивость, крен, рысканье, рангаж. Опять главные размерения. Скорость, рули, элероны. Опять главные размерения. Конструкция, прочность, технология. Опять расчет весов, нагрузка на крыло, профиль, поляра, устойчивость... и по кругу. С каждым циклом очертания самолета все более вырисовываются и... сначала смутно, а потом все более отчетливо что-то напоминают. Наконец ты понимаешь, что разработал Экстру! Ну, хвостик чуть другой, ну кабинка... , но все равно Extra (туды ее в качель)! За что боролись?! Изменив очертания и форму, чтобы непохоже было, пересчитываешь и понимаешь, что летать будет хуже, чем та же Экстра. С аэродинамикой не поспоришь. Все. Крушение надежд удивить мир. А затраченные усилия? А время, которое - деньги?
Зачем я это рассказываю? Чтобы руки отбить? Да нет, любой моделист-конструктор (не важно, самолетчик или яхтсмен), хоть один раз в жизни изобретал велосипед (или пропеллер). Это нормально. Просто я хочу дать пару советов молодым - горячим конструкторам.
Ставьте себе реальные планы. Как ни печально, но надо смириться с тем, что почти все уже придумано до нас. Конечно, это "почти" греет душу, дает, так сказать, надежду, но... Оптимальные аэродинамические схемы и компоновки, например, для тех же пилотажных моделей под ДВС придуманы давно, проверены и перепроверены не одним поколением конструкторов. Для революции нет революционной ситуации. Воздушная среда - она и есть воздушная среда, силовая установка на основе ДВС настолько вылизана, что плюнуть некуда, разве что с глушителем поиграть. Поэтому прежде чем хвататься за разработку самолета с чистого листа, оглядитесь вокруг, наверняка отыщется прототип (известный и проверенный), отвечающий вашему замыслу.
Какой марки первый самолет?
В советских авиамодельных кружках у начинающих моделистов первая модель, в обязательном порядке, была какая-нибудь схематичка. Придя во Дворец Пионеров и школьников на Ленинских горах (звучит-то как: Дворец, Пионеры, Ленин...) в авиамодельный кружок в секцию кордовых моделей, я уже имел за плечами кое-какой опыт в постройке успешно летающих моделей. Но мне все равно дали резиномоторную схематичную модель самолета. Я был страшно разочарован - такую фигню можно было и дома сделать. Было это в середине 60-х. Теперь я понимаю, что по-другому и быть не могло. Руководитель кружка не мог рисковать дефицитными материалами, не будучи уверенным, что у начинающего моделиста руки растут из правильного места. Бедные кружководы были зажаты государственным финансированием и отчетностью. В кружках ставка делалась на 2... 3-х проверенных ребят, которые "съедали" львиную долю бюджета кружка. Остальным вынуждено доставалась роль статистов. Чтобы прорваться в круг избранных, надо было проявить незаурядные способности. Это была мечта каждого кружковца. Жесточайшая конкуренция, вызванная глобальным дефицитом всего, заставляла добиваться приличных результатов при минимуме ресурсов, и случайных людей в моделизме практически не было. У неорганизованных моделистов выбор прототипа определялся не столько опытом, сколько доступом к дефицитным материалам. Деньги, как таковые, почти ничего не решали. Есть материалы - строился хороший сложный самолет, нет - делался самолет попроще.
Времена изменились. Дефицита практически нет (по крайней мере, в Москве). Строй что хочешь. Одно осталось неизменным, как раньше, так и сейчас: выбор прототипа для постройки модели производится на пределе материальных возможностей - раньше в смысле дефицитных материалов, сегодня в смысле денег. Мнение, что начинать надо непременно с "Картоныча", я не разделяю. Ерунда все это. Мне известен моделист, который свой первый полет совершил на дорогущем пилотажном биплане, весьма непростом в управлении. И ничего, не разбил, научился летать. Все дело в ответственности, в серьезной предварительной подготовке на симуляторе. Вообще самолет, на котором летаешь, должен нравиться, его должно быть жалко разбить. Так что подсчитайте ваши денежки и закладывайтесь на все что есть, по полной программе. Как при выборе автомобиля - никто не купит подержанные Жигули, если есть деньги на Мерседес, даже при полном отсутствии навыков езды.
Аэродинамика для чайников
"А все почему?.. И по какой причине?..
И какой из этого следует вывод?"
(Монолог ослика Иа.)
И все же, с чего начать? Как грамотно выбрать прототип?
Критерии выбора прототипа лежат на прочном фундаменте аэродинамической теории моделей самолета. В 99 случаях из 100 начинающий моделист сначала строит самолет и даже не один, а уж потом начинает изучать теорию - жизнь заставляет. Призывать делать наоборот бесполезно. Почувствовав в себе тягу к небу, будущий моделиста чувствует и настоящий зуд нетерпения - скорее в небо, хоть на чем! Тут не до книжек. И только получив кайф от первых полетов (кто не помнит восторг и ликование в душе от первого поднятого в небо самолета?), отдышавшись и задумавшись о следующей модели, моделист приходит к выводу, что неплохо было бы что-нибудь поизучать.
Модель должна лететь ровно при брошенных ручках управления продолжительное время, не срываясь в штопор и не заваливаясь на крыло не только в полный штиль, но и при возмущениях воздуха. Т.е. она должна обладать продольной, поперечной и путевой устойчивостью.
Продольная устойчивость
На продольно неустойчивом самолете летать невозможно, это факт. Но и слишком большая продольная устойчивость не всегда благо. Например, излишняя устойчивость делает полет самолета вялым, а энергичные фигуры получаются "сонными". Наиболее зрелищные фигуры - плоский штопор snap roll и многие другие 3D фигуры вообще невозможно выполнить на самолете с излишней продольной устойчивостью. Такие субъективные оценки, как "шустрая" или "тупая" модель тоже в основном связаны с продольной устойчивостью. Это важнейшая характеристика самолета. Четкое понимание ее природы, а так же владение методами, позволяющими управлять параметрами продольной устойчивости - залог не только успешного строительства новых моделей, но и гарантия грамотной, безаварийной эксплуатации готовых самолетов.
Продольная устойчивость определяется взаимным положением центра тяжести (ЦТ) модели и ее фокуса, т.е. точки приложения равнодействующей аэродинамических сил, действующих на ВСЕ части самолета. Для обычной, традиционной схемы модели, ее фокус определяется главным образом фокусом крыла (т.е. точкой приложения равнодействующей аэродинамических сил действующих на крыло, или, по-другому - центром давления). А положение фокуса крыла в свою очередь напрямую зависит от его профиля и углов атаки. Таким образом, с одной стороны - центровка самолета, с другой - профиль его крыла и эффективность хвостового оперения - вот, по большому счету, альфа и омега продольной устойчивости модели.
Теперь подробнее.
Очевидно, что если ЦТ находится впереди фокуса - модель продольно устойчива (в полете создается устойчивое равновесие). Правда, слишком передняя центровка приводит к снижению аэродинамического качества модели, да еще при этом может не хватить эффективности стабилизатора для компенсации пикирующего момента - самолет просто не взлетит. А если взлетит, то при посадке на малых скоростях обязательно "клюнет" носом если не с летальным исходом, то с большими неприятностями для стоек шасси, капота и пропеллера.
Если ЦТ находится позади фокуса, то в принципе модель - неустойчива. Однако в определенном диапазоне центровок - от совпадающей с фокусом до некоторой задней, самолет продолжает быть продольно устойчивым за счет демпфирующего момента стабилизатора.
Еще более задняя центровка представляет особый интерес. Такая модель крайне неустойчива в полете и пилот управлять ею без специальных технических средств не может. Однако применение систем стабилизации на основе гироскопов позволяет не только летать на таких самолетах, но и получать при этом заметные преимущества в выполнении фигур пилотажа. Характерно, что на турнире чемпионов (ТОС) в Лас-Вегасе большинство участников использовали электронную стабилизацию для изменения коэффициента устойчивости в полете на разных фигурах. Но это тема отдельного разговора.
Чувствуете, куда я клоню? Все по законам жанра: очень задняя центровка - никуда не годится, очень передняя - тоже не сахар, значит...
Действительно, оптимальная величина продольной устойчивости достигается, если ЦТ лежит вблизи фокуса модели с небольшим запасом (ЦТ может менять свое положение в полете, например при расходе топлива, при уборке - выпуске шасси и т.д.). Остается выяснить, где находится фокус модели, который, как мы договаривались, для обычных схем в большой степени зависит от фокуса крыла.
Фокус крыла определяется центром давления его профиля, который в общем случае не стоит на месте. Его положение в той или иной степени зависит от относительной кривизны и угла атаки. Проще всего с профилям, близкими к симметричным. У них центр давления, как правило, находится на 25% САХ (средней аэродинамической хорды) и практически не зависит от угла атаки. К примеру, у профиля NACA 2415 (относительная кривизна 2% на 40% длины хорды, относительная толщина 15%) в диапазоне углов атаки от 4 до 18 град. центр давления практически не изменяет своего положения и отстоит от носка профиля на расстояние, соответствующее 25% САХ. У профиля CLARK YH, отличающегося несколько большей кривизной, в том же диапазоне углов атаки перемещение центра давления еще вполне приемлемо. Для профиля же с 6% -ной относительной кривизной (кроме того, еще и довольно тонкого) это перемещение весьма заметно.
Существуют профили, у которых центр давления вообще не перемещается. Однако на моделях они практически не используются (кроме аппаратов типа "летающее крыло"), т.к. их аэродинамические качества значительно ниже, чем у обычных профилей.
Кроме того надо заметить, что использование механизации крыла, например, посадочных щитков, создающих эффект увеличения кривизны профиля, даже у профиля NACA 2415 приводит к заметному изменению положения центра давления.
Изменение положения центра давления профиля явление весьма неприятное. Механизм тут простой. При оптимальном взаимном расположении ЦТ и фокуса модели в строго горизонтальном полете (ЦТ вблизи фокуса с небольшим запасом), модель нормально устойчива. При изменении угла атаки центр давления профиля начинает перемещаться (не в лучшую сторону), взаимное расположение ЦТ и фокуса - изменяется, и мы сразу вторгаемся в область центровок позади фокуса, т.е. в область неустойчивости. Как было упомянуто, размер области задних центровок, где модель продолжает быть продольно устойчивой, напрямую зависит от эффективности стабилизатора, которая пропорциональна произведению площади стабилизатора на квадрат его плеча, что прослеживается в конструкциях "длиннохвостых" пилотажек.
В принципе, надежная продольная устойчивость модели обеспечена, если площадь ее горизонтального оперения составляет 25% площади крыла, а расстояние между этим оперением и крылом соответствует примерно 2,5 средней хорды крыла. Приведенные соотношения учитывают практически все неблагоприятные факторы, влияющие на устойчивость.
Известна номограмма, с помощью которой по геометрическим характеристикам прототипа можно определить параметры его продольной устойчивости, характеризуемые коэффициентом продольной устойчивости.
К - коэффициент продольной устойчивости;
А = S оп / S кр - отношение площади горизонтального оперения к площади крыла;
L = L пл / h - отношение расстояния от крыла до горизонтального оперения к средней хорде крыла.
В целом можно сказать:
- Продольная устойчивость недостаточна при ее коэффициенте ниже 45;
- При коэффициенте продольной устойчивости от 45 до 55 должны быть предприняты все возможные мероприятия по ее улучшению;
- Продольная устойчивость достаточна при коэффициенте от 55 до 65;
- При коэффициенте выше 65 можно не применять профили с неизменным положением центра давления в широком диапазоне углов атаки;
- При коэффициенте выше 75 можно использовать профили с относительной кривизной до 5%;
- При более высоких значениях допустимо практически без опаски снизить продольную устойчивость.
Улучшить стабилизирующий эффект горизонтального оперения можно, использовав для него симметричный профиль относительной толщины около 12%. У радиоуправляемых моделей с действующим рулем высоты определенное повышение подъемной силы, а значит и большее стабилизирующее действие, может быть достигнуто уменьшением зазора между рулем и оперением. При меньшем зазоре распределение давления по определению лучше, особенно при отклонении руля. Действие горизонтального оперения зависит также от удлинения крыла и его положения относительно крыла. Однако эти параметры имеют подчиненное значение, с их помощью нельзя радикально улучшить устойчивость модели. Большое удлинение крыла оказывает такое же воздействие, как отнесение горизонтального оперения в зону, удаленную от спутной струи крыла, как, например, при использовании Т-образного оперения.
Напомню, что до сих пор мы говорили об обычных схемах самолета - прямое (или трапеция) крыло, хвостик, фюзеляж. Я плохо себе представляю моделиста, который для своего первого самолета выбрал бы схему "утка". Тем не менее для полноты картины, наверное, стоит упомянуть и другие схемы.
Продольную устойчивость модели со стреловидным крылом можно улучшить круткой крыла. Здесь возможна как чисто геометрическая (максимум до 4 град.), так и аэродинамическая крутка. В последнем случае речь идет о переходе несущего корневого профиля к симметричному профилю на законцовке крыла. Получила распространение комбинация обеих круток, благодаря которой кроме улучшения продольной устойчивости эффективно снижается индуктивное сопротивление. Крутка крыла широко применялась на планерах-бесхвостках схемы "чайка".
Продольная устойчивость на самолетах схемы "утка" тоже определяется взаимным положением ЦТ и фокуса крыла, однако демпфирования от переднего стабилизатора нет, а центровки применяются очень передние.
Продольная устойчивость бесхвосток достигается применением специальных профилей с т.н. S-образной средней линией. У таких профилей центр давления так же перемещается при изменении угла атаки, но в противоположную сторону.
Особняком стоят бипланы и другие многокрылые аппараты. Проблемы их устойчивости выходят за рамки настоящей статьи. Нельзя объять необъятное, как говаривал Козьма Прутков.
Поперечная и путевая устойчивость
Известно, что поперечная устойчивость модели взаимосвязана с путевой. Поэтому рассматривать их нужно в комплексе. Сразу оговоримся, большая поперечная устойчивость нужна учебным и свободнолетающим самолетам. Для пилотажек и продвинутых тренировочных моделей поперечная устойчивость должна быть нулевая. Путевая (курсовая) устойчивость тоже не должна быть слишком высокой. Чрезмерное ее значение препятствует вхождению в штопор, который вырождается в спираль, кроме того, при большом значении путевой устойчивости и ненулевом V крыла, поперечная устойчивость самолета ухудшается.
Для повышения поперечной устойчивости используют несколько конструктивных приемов. Это может быть получение устойчивости за счет поперечного V крыла. Тут лучше всего дело обстоит с высокопланами, т.к. у них центр тяжести лежит ниже фокуса, т.е. создается устойчивое равновесие. Кроме того, на высокопланах часто применяется фюзеляж с большой боковой поверхностью. У большинства низкопланов вследствие неустойчивости положения центра тяжести необходимо увеличивать угол поперечного V крыла модели.
Применение стреловидных крыльев тоже повышает поперечную устойчивость. Поперечная устойчивость дельт-бесхвосток обусловлена именно стреловидностью крыла.
Что касается путевой устойчивости, то в общем случае считается, что модель будет иметь достаточную путевую устойчивость, если площадь киля составляет 10% площади крыла, а расстояние между ними соответствует 2,5 средним хордам крыла. Если киль расположен на том же расстоянии, что и горизонтальное оперение, как это в большинстве случаев и бывает, то площадь киля принимают равной 1/3 площади этого оперения. При таком соотношении площадей путевая устойчивость вполне достаточна.
Еще кое-что о профилях
Несмотря на громадный выбор, в авиамоделизме реально используется чуть больше двух десятков профилей. Вот некоторые из них. Профили от NACA 0009 до NACA 0018 являются симметричными, а поскольку их относительная толщина составляет от 6 до 12%, они применяются, прежде всего, для поверхностей хвостового оперения. "Классические" для пилотажных моделей профили имеют относительную толщину от 16 до 18%. Профили NACA 23009 - NACA 23018 являются полусимметричными, они широко используются не только на моделях, но и на настоящих самолетах. Центр давления у них изменяет свое положение незначительно. По-настоящему универсальным можно назвать полусимметричный профиль CLARK Y. Его можно применять как на радиоуправляемых, так и на свободнолетающих моделях. Симметричные же профили могут считаться профилями с неизменным положением центра давления, однако, к сожалению, они развивают небольшую подъемную силу и при больших углах атаки склонны к неожиданным срывам потока без заметного перехода.
У профиля EPPLER 374 максимальная толщина отнесена далеко к задней кромке, вследствие чего его обтекание остается ламинарным в широких пределах. Он применяется преимущественно на скоростных моделях, а также на тяжелых планерах. Изменение положения центра давления у него довольно значительно.
Профиль крыла следует выбирать таким, чтобы изменение положения центра давления было минимальным. При этом предполагается, что профиль горизонтального оперения симметричен. Если необходим хорошо несущий профиль с неизменным в широких пределах положением центра давления, то следует выбирать NACA M6 или CLARK YH.
Вот и все. На первый случай этих сведений вполне достаточно, чтобы, так сказать, "въехать в тему", поддержать умный разговор с моделистами, и главное, грамотно выбрать прототип для будущей модели. Я намеренно избегал сложных расчетов по хитрым формулам. Моделист, который в душе конструктор, сам к ним придет, а летчику достаточно навскидку определить, с чем он имеет дело.
Вот он - грамотный прототип
Так вот, опираясь на вышеизложенное, попробуем представить, как может выглядеть модель для первоначального обучения пилотированию. Скорее всего это будет высокоплан с удлиненным фюзеляжем, развитыми горизонтальным оперением и килем, профилем крыла CLARK YH и, если c элеронами, то с небольшим поперечным V, а если без элеронов, то с поперечным V побольше.
А теперь посмотрите на "Картоныча"...
Дальше дело за вами. Можно, взяв за основу геометрию "Картоныча", сделать цельнобальзового красавца (если есть деньги и время), можно попытаться сконструировать аппарат из доступных материалов (если денег маловато), можно этого самого "Картоныча" купить (если времени нет), если нет ни времени, ни денег - бросьте заниматься авиамоделизмом. Говоря: взять за основу геометрию самолета, я имею ввиду главные размерения, соотношение площадей, веса, профили и т.п. Внешний облик, а тем более, конструкция, материалы могут быть любые. Здесь есть простор для творчества. Кроме того, можно улучшить летные характеристики модели методами, о которых упоминалось выше.
Мало ли кто что напридумывал...
"Не верю..."
(К. Станиславский)
При внесении изменений в прототип бережно относитесь к аэродинамической схеме. Если изменяете ее, то проводите проверочные расчеты.
Типичный случай. Некий моделист заявляет: "Я такой самолет уже делал. Летает безобразно. Болтается, как... в проруби". Странно, самолет известный. Начинаешь выяснять, в чем дело. Оказывается, при внесении изменений в прототип под свою технологию и материалы он изменил профиль крыла - чуть-чуть. Не понравилось, что рулевая машинка выступает за плоскость. Ему и невдомек, что из предусмотренного профиля CLARK YH у него получился профиль близкий к EPPLER375, у которого при углах атаки в диапазоне от 4 до 25 градусов центр давления перемещается в довольно широких пределах. Чтобы модель с крылом такого профиля имела достаточную продольную устойчивость, ее горизонтальное оперение должно быть намного более эффективным. Улучшить стабилизирующий эффект горизонтального оперения можно было бы, использовав для него симметричный профиль относительной толщины около 12%. Подъемная сила, развиваемая таким профилем, примерно на 10% больше, чем у плоского, который применяется для простоты изготовления. Но моделист не был конструктором, он был летчиком.
Вообще, изменения, вносимые в прототип должны преследовать вполне определенные четко сформулированные цели - ради чего менять. Нельзя улучшить прототип вообще. Можно улучшить внешний вид, но тогда надо быть готовым к тому, что самолет станет более трудоемким, а значит, дороже. Или наоборот, подчинить изменения простоте изготовления и уменьшению стоимости, но тогда, возможно, он потеряет изящность, а всем известно, что некрасивые самолеты плохо летают. Замена материалов - чревата серьезными конструктивными переделками силовой схемы и, как правило, увеличением веса аппарата. И т.д. Опытные моделисты доводят модель годами, улучшая ее постепенно, от образца к образцу приближаясь к оптимуму. И если взять такую модель за прототип и начать курочить… Хорошие конструкторские решения никогда не лежат на поверхности. Не считайте себя заведомо умней разработчика прототипа. Если вам кажется, что какой-то узел можно сделать проще и лучше, то постарайтесь понять, а почему же автор сделал по-другому? Если уверены в своей правоте - делайте по-своему. Потом, возможно, вы поймете, в чем было дело, да будет поздно.
Совет начинающим. Если вы решили сами сделать модель (особенно если это ваша первая модель), стройте самолет по известному, проверенному прототипу, лучше из посылки. Не пытайтесь сразу вносить в прототип существенные изменения. Стройте модель, как она есть. Это даст вам возможность прощупать ее в буквальном смысле слова, понять идею, заложенную автором в модель. Вполне возможно, что в процессе постройки к вам будут приходить мысли по модернизации, улучшению и т.д. Мой совет - воздержитесь от немедленного претворения их в жизнь, лучше запишите и используйте в процессе постройки следующей модели, когда за прототип вы возьмете уже построенный вами самолет.
Кстати, вариации на тему того или иного прототипа - обычная практика моделистов. Как правило, строится ряд моделей имеющих одного предка с последовательно вносимыми изменениями. Зачастую последняя модель напоминает исходную лишь отдаленно. Иногда в ряду получается выдающийся самолет (не обязательно последний), он-то и становится прототипом для самолетов других моделистов. Не надо понимать разработку темы буквально, как постройку ряда однотипных самолетов подряд (хотя и такое бывает, у спортсменов например). Обычно у моделиста находится в разработке несколько тем. Между экземплярами моделей в ряду может пройти не один год. И все-таки, каким бы опытным моделист ни был, открывая новую тему, он старается сделать первый образец, по возможности строго следуя прототипу "как он есть".
"- А есть такой же, но без крыльев?
Будем искать..."
(Бриллиантовая рука)
Многие начинающие моделисты хотят начать с постройки если не точной копии, то, по крайней мере, модели похожей на настоящий самолет. Что можно сказать по этому поводу? Да ради бога! Если не получится, то вы просто потеряете деньги и время, но зато реально оцените свои силы и приобретете опыт, который тоже дорогого стоит. У настоящего моделиста неудача (а от неудач никто не застрахован) не отобьет охоты заниматься любимым хобби. Однако конструирование модели-копии имеет особенности, о которых следует упомянуть.
Одним из параметров подобия модели и ее прототипа является равенство для них чисел Рейнольдса. С достаточной точностью это число равно Re = 70vh , где v - скорость полета, м/с; h - хорда крыла, мм.
Например, для спортивного самолета, у которого хорда крыла равна 1500 мм, скорость полета - 100 м/с (360 км/ч) Re = 70х100х1500 = 10500000. Для модели этого самолета, выполненной в масштабе 1:10, хорда крыла равна 150 мм, скорость 10 м/с (36км/ч) получаем число Рейнольдса Re = 70х10х150 = 105000, т.е. в 100 раз меньше. Такая разница исключает прямой перенос аэродинамических характеристик с прототипа на модель.
Вообще, убеждение, что точное копирование геометрии прототипа, обладающего высокими летными качествами, обеспечит хорошие летные характеристики модели, опасное убеждение. Практика показывает прямо противоположное. Лишь в немногих случаях точная копия отвечает специфическим требованиям к аэродинамике модели, в частности к ее устойчивости. Поэтому при громадном разнообразии типов и конструкций самолетов, выбор прототипа для модели является не простой задачей. Именно поэтому авиамодельные фирмы для своих серийных моделей-копий используют всего полтора-два десятка прототипов. Мало того, чтобы самолет, модель которого хочется построить, нравился. Как правило, при ближайшем рассмотрении простой расчет по номограмме показывает, что устойчивость модели будет явно недостаточна. Что делать? Ответ очевиден - улучшить устойчивость модели, например, удлинить фюзеляж, изменить соотношение площадей, развить хвостовое оперение, увеличить поперечное V крыла и т.д. Правда, может получиться так, что после проведения всех этих мероприятий модель окажется мало похожей на свой прототип.
И наконец, это уже мое личное мнение, какой выбрать самолет? Пусть меня назовут пещерным русофилом, но я никогда не буду строить фашистский Fw-190. Тем более что замечательных русских самолетов, хорошо летающих и красивых, очень много. Тут вообще непаханое поле для моделиста. Кроме того, приятно выйти в поле с нашим самолетом, когда все вокруг летают на импортных серийных аппаратах. Характерно, что наши самолеты, например, времен 2-й мировой войны, отлично масштабируются с минимальными искажениями, их конструкцию зачастую можно впрямую переложить на модель. Но окончательный выбор, конечно, за вами. Вам строить, вам и летать.
От автора
Огромную помощь в написании главы об основах аэродинамики автору оказал наш коллега, Владимир Васильков, за что ему большое спасибо. Практически это наша совместная работа, где вклад соавтора больше, чем мой.
Номограмма и некоторые другие примеры взяты из книги Р. Вилле "Постройка летающих моделей копий" пер. с нем. В.Н. Пальянова.
