|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ СПОРТИВНЫХ АВИАМОДЕЛЕЙ 4
Силы, действующие на модель в полете —
Профили 6
Технология изготовления моделей пз бальзы 7
Подбор наилучшего винта 12
Приспособления для запуска моделей 23
Способ транспортировки моделей 29
Учебный комплекс фигур —
Техника безопасности при эксплуатации моделей 31
Глава II. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ И ИХ УСТРОЙСТВО 32
Тренировочные модели 34
Советские спортивные модели 50
Зарубежные спортивные модели 77
Усиление конструкции модели 88
Глава III. АВИАМОДЕЛЬНЫЕ МИКРОДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 92
Дизельные микродвигатели 94
Калильные микродвигатели 105
Клапан и цилиндры 110
Система питания двигателей 131
Глава IV. ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ СОРЕВНОВАНИЙ 136
Глава V. МЕТОДИКА И ТАКТИКА ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНА
К СОРЕВНОВАНИЯМ 141
Работа тренера —
Подготовка спортсмена 144
Одним из популярнейших технических видов спорта является авиамодельный спорт. Более 70 лет назад «отцом русской авиации» Н, Е. Жуковским были организованы первые авиамодельные соревнования, но широкое распространение авиамоделизм получил только в годы Советской власти. В настоящее время существует более 10 классов спортивных моделей. В этой книге пойдет речь о моделях воздушного спортивного боя.
Воздушный бой — это сравнительно молодой вид авиамодельного спорта, но уже успевший завоевать симпатии многих спортсменов и болельщиков. Сейчас трудно представить авиамодельные соревнования без этого увлекательного зрелища, которое сочетает в себе скорость и маневренность моделей, ловкость и смекалку спортсменов. Побывав хоть раз на соревнованиях, вы, конечно, захотите построить и свою спортивную модель.
Не отчаивайтесь, если ваши первые шаги в этом виде спорта будут не столь уверенными, так бывает всегда, когда берешься за новое дело. Помочь вам в первых экспериментах, сделать ваши творческие поиски активными и целеустремленными — вот основное назначение этой книги. В ней вы найдете чертежи, советы по изготовлению и эксплуатации моделей воздушного боя, а также правила проведения соревнований в этом увлекательном виде спорта, который наряду с инженерным мышлением, любовью к технике развивает у людей силу воли, ловкость, хорошую реакцию, что не может не пригодиться в современной жизни.
В процессе работы с моделями вы приобретете навыки работы практически на всех станках, освоите несколько необходимых для успешных занятий авиамоделизмом специальностей. А необходимость творческих поисков, теоретического осмысления полученных результатов побудят активнее усваивать знания в школах, техникумах и институтах.
Вам придется сталкиваться с нелегкими проблемами, искать и находить правильные методы решения трудных конструкторских и технологических задач — это позволит вам приобрести необходимые навыки проектирования и конструирования.
Методические советы и рекомендации, изложенные в этой книге, открывают перед вами возможность роста вашего творческого уровня, чертежи и рисунки моделей помогут расширить кругозор, а расчеты и формулы — точно, теоретически обоснованию конструировать, налаживать и испытывать модели.
Глава 1
ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ СПОРТИВНЫХ АВИАМОДЕЛЕЙ
СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА МОДЕЛЬ В ПОЛЕТЕ
Непременным условием полета модели, впрочем, как и любого летательного аппарата тяжелее воздуха, является создание аэродинамической силы, уравновешивающей полетный вес модели G. Эта сила, как известно, называется подъемной силой У. Возникает она, как правило, на крыле летательного аппарата.
Подъемная сила зависит от нескольких параметров: коэффициента подъемной силы, формы и площади крыла, скорости полета и некоторых других.
При полете модели вихреобразование и трение воздуха о ее поверхность вызывают лобовое сопротивление Q, для преодоления которого к модели необходимо применить некоторую силу — силу тяги. Источником ее является двигатель, который вращает воздушный винт, обеспечивая тем самым силу тяги Р.
На кордовую модель воздушного боя, летящую по кругу, действуют еще центростремительная сила (реакция корда) Fnc, центробежная сила FЦб и боковая сила Z.
Рассмотрим плоское движение модели. Совокупность аэродинамических сил можно привести к результирующей силе R, приложенной к центру тяжести модели.
На рис. 1 рассмотрены три вида движения модели и приведены формулы расчета основных сил, действующих в полете на модель. 0 — угол траектории полета модели к горизонту.
Аэродинамическое качество крыла модели
Развитие моделей воздушного боя — это постоянное увеличение маневренности модели и скорости ее полета. О возможных путях совершенствования этих параметров было высказано много мнений и проверено много перспективных направлений. Одной из главных при этом всегда была проблема улучшения аэродинамического качества крыла. Наиболее выгодным является такое крыло, которое способно создавать максимальную подъемную силу при минимальном лобовом сопротивлении.
Чтобы оценить аэродинамическое совершенство крыла, пользуются понятием «аэродинамическое качество крыла». Аэродинамическим качеством крыла называется отношение коэффициента подъемной силы к коэффициенту лобового сопротивления на определенном угле атаки:
где Су — коэффициент подъемной силы;
Сх — коэффициент лобового сопротивления.
Чем выше аэродинамическое качество, тем совершеннее крыло. Качество крыльев авиамоделей достигает 15 единиц. Это означает, что подъемная сила крыла модели превышает лобовое сопротивление примерно в 15 раз.
Аэродинамическое Качество крыла зависит от многих факторов и прежде всего от подъемной силы Y и лобового сопротивления Q. На него оказывает большое влияние форма профиля, в частности форма носка и расположение максимальной толщины по его хорде.
При обтекании профиля с закругленным и утолщенным носком на последнем образуется подсасывающая сила, значительно
уменьшающая лобовое сопротивление. Наибольшей величины она достигает на углах атаки, близких к критическому углу атаки крыла (аКр). В этом случае подсасывающая сила может превысить силу трения. Для получения больших значений /Смаке выбираются оптимальная толщина и кривизна профиля, форма обводов.
Форма крыла в плане также влияет на его аэродинамическое качество. Наибольшее качество имеет крыло эллипсовидной формы с закругленной передней кромкой, которая уменьшает индуктивное сопротивление.
Площадь крыльев модели выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить желаемый диапазон скоростей. При этом следует учесть, что на максимальной скорости качество должно быть несколько НИЖе
ПРОФИЛИ
Для крыльев моделей воздушного боя подбираются самые различные профили, порой даже не отвечающие хорошим аэродинамическим качествам. Как правило, это связано с технологией сборки моделей или погрешностями при изготовлении шаблонов и нервюр. Но это не столь уже страшно. На скоростях, которые развивают эти модели, далеко не всегда удается в полной мере использовать свойства профиля, так как эти скорости малы.
Даже самые опытные авиамоделисты подбирают для своих моделей апробированные профили, показавшие себя в полетах с наилучшей стороны. Чаще всего используют серию профилей NACA.
На рис. 2 приведены симметричные профили NACA, цифровые значения показывают процент толщины профиля.
NACA 0006 — можно успешно применять при конструировании и изготовлении стабилизаторов, рулей высоты, килей, гаргро-тов.
NACA 0009 — применяется при капотировании на моделях выступающих узлов, на плоскостях крыльев или фюзеляжах.
NACA 0012; NACA 0015; NACA 0018—-можно использовать для постройки несущих плоскостей крыльев. Профиль при этом можно применять любой, но каждый со своим функциональным назначением.
Во-первых, если вы хотите повысить скорость модели, применяйте более тонкий профиль. Если вам потребуется увеличить маневренность модели, то лучше применить профиль с большей относительной толщиной.
NACA 0021; NACA 0025 — лучше всего применять для капотирования двигателя или использовать для профилировки закон-цовок крыла модели. В табл. 1 приведены координаты профиля NACA в зависимости от процента толщины.
Также хорошо работают на моделях симметричные профили системы Е-474 и Е-475 (рис. 3). Они допускают большие углы
атаки крыла, что необходимо моделям воздушного боя, которые постоянно совершают всевозможные эволюции.
В табл. 2 приведены координаты профилей Е-475 и Е-474.
На рис. 4 изображены профили, применяющиеся в настоящее время на моделях воздушного боя.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ИЗ БАЛЬЗЫ
Как работать с бальзой?
Многие авиамоделисты в конструкциях моделей используют бальзу. Это очень легкая, пористая й-рыхлая Древесина, уступающая по прочности сосне примерно в Два раза. Хранить ее следует в сухом помещении, поскольку бальза значительно быстрее впитывает влагу, чем отдает ее при просушке.
Бальзовый кругляк можно распилить на одинаковые по размерам бруски, но вес и прочность их будут разнье. Если рассматривать ствол по длине, то ближе к комлю древесина темно-коричневого цвета, она прочнее и, следовательно, тяжелеет у вершины — более легкая и мягкая, светло-кремового оттенка (рис. 5). Таким образом, даже по цвету можно определить степень пригодности бальзы для тех или иных деталей модели.
На поперечном распиле у бальзы, как и у других деревьев, видны годичные кольца (рис. 6). Их расположение на бальзовых деталях модели существенно влияет на их прочность. Так, крыло из бальзы может получиться гораздо слабее, если неправильно расположить годичные кольца при изготовлении лонжеронов и кромок.
Ствол бальзы распиливается на бруски, имеющие в поперечнике прямоугольное сечение. Учитывая круговое расположение годичных колец, бальзовые бруски можно разделить на три группы: первая — бруски с продольным расположением колец,-, вторая— с диагональным, третья — с поперечным. В первом случае брусок имеет желтоватую поверхность с длинными и редкими коричневыми прожилками; во втором — поверхность такого же
цвета, но с более частыми и менее широкими коричневыми прожилками, и в третьем случае — кроме обычных коричневых прожилок на бруске виден оттенок, напоминающий цвет мрамора.. Изучив рисунок поверхности бальзы, можно безошибочно определять расположение годичных слоев даже на самых тонких пластинах и рейках.
При изготовлении деталей модели нужно учитывать основное свойство бальзы: упругость и гибкость в зависимости от размещения годичных колец (рис. 7). Например, если две бальзовые рейки одинакового сечения и длины закрепить одним концом, а к другому у каждой подвесить одинаковые грузы, то рейка, у которой годичные кольца расположены вертикально, останется почти прямой, а рейка с горизонтальным расположением годичных колец прогнется. Таким образом, вертикально расположенные годичные кольца играют роль ребер жесткости, повышая ее сопротивление изгибу почти в два раза.
Теперь возьмем две тонкие широкие пластины с разным расположением годичных колец (рис. 8). Когда кольца идут вдоль пластины (если смотреть с торца), то она будет хорошо гнуться и в зависимости от толщины и ширины ее можно даже свернуть в трубку. Если же годичные кольца направлены поперек, согнуть такую пластину невозможно, она непременно сломается..
При изготовлении крыла модели годичные кольца лучше располагать, как указано на рис. 9, иначе после обтяжки крыла задняя кромка непременно покоробится и форма профиля будет нарушена.
Основным инструментом, без которого немыслима правильная обработка бальзы, является циркулярная пила с набором дисков (фрез). Распиливать бальзу в продольном направлении лучше на больших оборотах диска (3000—10000 об/мин). Крупные бруски обрабатывают на большой стационарной циркулярной пиле. Тонкие диски толщиной 0,8—1 мм применяются для распиловки реек и пластин малых размеров.
Более чистые поверхности получаются при обработке материала строгающим диском (рис. 10). Его легко сделать самому из фрезы по металлу толщиной не более 1 мм; для этого в диске тонким наждачным камнем достаточно сделать несколько выемок.
Бальза хорошо обрабатывается шкуркой (наждачной бумагой). Для этой цели рекомендуем несколько простых приспособлений (рис. 11). Для ручного резания бальзы вам понадобится нож с острым концом, который изготовляется из заточенного на наждаке старого ножовочного полотна; рукоятка такого ножа — две деревянных пластины, обмотанные изоляционной лентой (рис. 12). Применяется также хирургический скальпель, а для резки мелких деталей — лезвие безопасной бритвы.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
