Необычный электролет

С легким шелестом лопастей пропеллера модель ушла в атмосферу. Пройден один круг, второй, третий. Все это знакомо в наше время во многих кружках нашей страны парни поднимают в полет авиамодели с электродвигателями. Но какие-то особенности этого аппарата заставляют неотрывно смотреть за ним.

То ли непривычный для электролетов элемент крыла — закрылки, то ли уверенность, собственного рода надежность полета. Все-таки мы привыкли к тому, что мощности электродвигателя только-только хватает удержать модель в воздухе.

Но вот пройдена база, закончен десятый круг. Возможно, последует «конвейер» — промежуточная посадка с последующим взлетом, после этого паренек мягко посадит собственную модель и отключит питание.

Но нет! Она, нежданно взревев двигателем (в случае если так возможно сообщить о загудевшем посильнее электромоторчике, которого практически не было слышно раньше), делает петлю, настоящую мертвую петлю! Раздаются аплодисменты зрителей, а «пилотажка» — она вправду была хорошей этого заглавия — с уверенностью демонстрирует чуть ли далеко не весь комплекс акробатических фигур.

Создать такую машину помогли не только золотые руки моделистов, но и аэродинамики основ и знание электротехники.

Началась работа над проектом будущей электропилотажки с выбора двигателя. По большей части раньше ставили моторчики типа ДК-5-19. Легкие, оборотистые, они допускали чуть ли не трехкратную перегрузку по напряжению. Но таковой перекал давал о себе знать.

Замечательное искрообразование на щетках и громадный рабочий ток нагревали мотор так, что плавились пластиковые корпуса коллекторов и отпаивались пластинки от держателей щеток. С этим боролись, ставя текстолитовые подробности вместо капроновых и переделывая щетки. Но все равно мощности не хватало: легкая модель совершала только горизонтальный полет.

Но вот кто-то принес взглянуть забранную у соседей-судомоделистов моторную установку, производимую отечественной индустрией для плавающих моделей под маркой А-287. Респектабельный вид ее сразу же отпугивал — через чур тяжела. Все-таки подключили к питанию и…

Оказалось, что моторчик практически без заметного нагрева и искрообразования допускает четырех-пятикратный перекал по напряжению при краткосрочных включениях. Замеры продемонстрировали: потребляемая мощность равна 30 Вт и более (при напряжении 13,5 В ток равен 2,2 А под нагрузкой). Это не пара ватт ДК-5-19!

Позже взвесили двигатель. Масса — 62 г. В то время, когда же сняли гребной винт и дейдвудную трубку, укоротили длиннющий вал, осталось всего 46 г (для сведения: ДК-5-19 весит 25 г). Стало ясно, что возможно приниматься за работу. Пластиковый капроновый корпус заменили на тонкостенный стаканчик из магниевого сплава МА-8. Он легче, термостоек и разрешает заменить подшипники трения на шариковые.

Рис. 1. Пилотажная модель с электродвигателем:

1 — кок винта, 2 — фюзеляж, 3 — киль, 4 — фальшкиль, 5 — стойка шасси, 6 — воздушный винт, 7 — крыло, 8 — закрылок, 9 — тяга, 10 — стабилизатор, 11 — руль высоты.

Рис. 2. Конструкция фюзеляжа:

1 — двигатель, 2 — эластичный проводник, 3 — окно выхода охлаждающего воздуха, 4 — фонарь (целлулоид 0,3 мм), 5 — полик (ватман), 6 —фигурка пилота (пенопласт), 7 — шпангоут, 8 — винт М2 крепления крыла, 9 — качалка (стеклотекстолит 0,5 мм), 10 — стена канала охлаждения (ватман), 11 — капот-заборник (целлулоид 0,6 мм либо стеклопластик 0,3 мм), 12 — гнездо двигателя (бальза), 13 — лобовой шпангоут (фанера 1 мм).

Рис. 3. Крепление стоек шасси:

1 — бронзовая трубка (обмотана нитками и вклеена в крыло), 2 — фиксатор стойки, 3 — фанерная накладка, 4 — стойка, 5 — щиток.

Доработке подвергся и коллектор — его корпус для надежности выточили из текстолита, да и пластинки щеток с краев примотали к держателям узкой бронзовой проволокой. Сами же держатели смонтировали на железной стенке мотора через изоляционные текстолитовые стаканчики.

Учтите, что отверстия в торцах стенки и корпуса не только для облегчения: через них проходит часть воздуха, что гонит пропеллер и охлаждает очень сильно нагруженный двигатель. А он по окончании всех доработок «похудел» и начал весить всего 38 г. У некоторых из этих моторчиков подковы статора со временем теряют магнитную силу, в таких случаях рекомендуем подмагничивать их посредством несложного приспособления.

Воздушный винт подберите сами в зависимости от частоты вращения вала переделанного двигателя. Лишь не устанавливайте на него кок громадного диаметра: отверстия охлаждения двигателя будут загорожены, и он начнет перегреваться. При хорошем же охлаждении и времени работы около 3 мин доработанный мотор разрешает довести потребляемую мощность до 40 Вт.

Приняв коэффициент нужного действия установки равным 40 процентов, а винта — 70 процентов, возможно постараться выяснить главные параметры модели. В первую очередь о скорости полета.

Малая, непременно, привлекательна. Но пилотажная модель не должна быть через чур тихоходной. В противном случае ей не удержать натяжения корд в точках полусферы, родных к зениту.

Условимся, что протяженность проводов-корд равна 5 м и центробежная сила уравновешивает вес модели. Этого натяжения хватит, поскольку электросамолет летает в зале, где ему не страшны порывы ветра, а дополнительное упрочнение даст последовательность мер, используемых пилотажниками: выкашивание оси двигателя из круга, загрузка внешнего финиша крыла, отклонение руля поворота, сдвиг выводов корд из крыла назад и дифференциальное отклонение закрылков. При данных условиях минимальная скорость полета около семи метров/с.

Круг самолетик пройдет за 5 с (с учетом длины руки «пилота»). Угловая скорость оказалась ненамного отличающейся от условий «громадного» пилотажа. А что же даст мотоустановка? Ее тяга (в ньютонах) будет равна:

где NВ — мощность на валу двигателя, равная потребляемой им мощности, умноженной на КПД электромотора, Вт;
? — КПД воздушного винта;
V — скорость полета, м/с.

По окончании расчета приобретаем величину тяги—1,6 Н, либо приблизительно 160 г. Значит, как раз в такую массу необходимо «уложиться» при постройке аппарата. Летные характеристики улучшатся) в случае если модель удастся сделать легче, приблизительно весом 100 г. Избыток мощности окажет помощь стать ей маневреннее.

Какую величину удельной нагрузки на несущие поверхности принять для электропилотажки?

С учетом относительно маленькой корды — около 10—15 г/дм2. Тогда минимальный радиус разворота разрешит выполнить не только круглые, но и квадратные петли.

В следствии приобретаем неспециализированную площадь несущих поверхностей 7—10 дм2. Поделим ее так. Крыло — 85 процентов, горизонтальное оперение — 15 процентов. Сейчас возможно начертить всю модель.

Загвоздка лишь в том, из чего ее строить. Так как на конструкцию остается не так много: двигатель с коком и винтом весит около 40 г, совокупность управления — 5 г, да и шасси, кроме того одностоечное велосипедное, чуть ли окажется легче 5 г. Остается всего 50 г.

Вероятных дорог пара.

Из бальзы удастся создать легкую наборную конструкцию, которую вы обтянете длинноволокнистой бумагой на эмалите. Возможно забрать ватман и из него склеить всю модель, предварительно раскрасив выкройки подробностей акварелью. Крыло с закрылками окажется весом около 28 г, поскольку эта бумага владеет удельным поверхностным весом 1,8 г/дм2.

Но самый привлекательный и признательный материал — мелкошариковый упаковочный пенопласт (удельный вес 0,016 г/см3 либо 0,32 г/дм2 при толщине 2 мм).

Особенной внешней отделки не потребуется, достаточно наклеить на белые как снег плоскости, вырезанные из узкой цветной бумаги буквы полосы либо эмблемы. Возможно вырезать из пенопласта и целое крыло по железным и фанерным шаблонам, позже проколоть его на протяжении спицей, засунуть в появившееся отверстие нихромовую проволоку и уменьшить крыло изнутри. Подобное «изделие» на удивление легкое — с закрылками оно весит 5—6 г.

Рис. 4. Двигатель:

1 — корпус, 2 — шарикоподшипник 3X7, 3 — ротор в сборе, 4 — держатель щетки, 5 — изоляционный стаканчик, 6 — задняя стена, 7 — кольцевой магнит статора.

Стабилизатор с рулем высоты несложнее изготовить из целого куска, так же как и вертикальное оперение. В случае если у вас имеется обрезки бальзы, окантуйте все плоскости и рули по периметру полосами данной древесины.

Фюзеляж обработайте снаружи, после этого разрежьте на протяжении по вертикальной оси раскаленной струной, выдолбите изнутри и скрепите эмульсией ПВА.

Прорисовывая узлы совокупности управления, попытайтесь разместить в модели качалку с большим размахом плеч подвески корд. Многие допускают неточность, устанавливая короткоплечие качалки управления, а они для легких микросамолетов не подходят.

Небольшой рычаг — небольшой вращающий момент. В следствии перемещения слабо натянутых корд в случае если и передаются на рули, то или неточно, или с запозданием. При крайних отклонениях качалки рули высоты должны уходить вверх и вниз на 40°, закрылки — на 30° в обратную сторону.

Для корд лучше применять проволоку марки ПЭЛ. Кое-какие используют многожильный провод во фторопластовой изоляции МГТФ. Он помогает продолжительно, но модель летает с ним хуже.

Дело в том, что при той же площади сечения жилы у последнего больше внешний диаметр, а это лишнее сопротивление воздуха. Толстая корда как бы заворачивает самолет в круг, уменьшая натяжение проволок.

При токе 2,5 А возможно применять провод ПЭЛ с диаметром бронзовой жилы 0,25 мм (ток его плавления 10 А), падение напряжения на двух таких проволоках длиной по 5 м будет приблизительно равняется 9 В, Из-за нагрева рекомендуем соединять качалку с кордами проводом большего в 1,5—2 раза диаметра.

Узкий имел возможность бы если не перегореть в крыле, то, по крайней мере, подплавить пенопласт. Учтите, что все соединения электрической цепи возможно делать лишь посредством пайки, ни за что несложной скруткой жил!

Рис. 5. Совокупность управления:

1 — провод-поводок, 2 — качалка, 3 — эластичный проводник, 4 — кронштейн закрылков, 5,7 — тяги (чий), 6 — кабанчик руля высоты, 8 — трубка-шарнир (солома).

Источник тока любой, только бы он снабжал на подходе к кордам напряжение 24 В. Это и комплект круглых батареек либо аккумуляторная батарей, и элементарный выпрямитель переменного тока. На ручке же управления смонтируйте переменное сопротивление, разрешающее снижать подводимое к кордам напряжение хотя бы вдвое, и выключатель.

Отправляя микросамолет в первоначальный полет, в обязательном порядке удостоверьтесь в надежности, нет ли перекосов плоскостей, легко ли отклоняются рули, на нужном ли месте находится центр тяжести. В случае если у вас нет опыта пилотирования кордовой модели, сместите его на 5—7 мм вперед, загрузив шнобель аппарата.

Начинающим авиамоделистам возможно советовать выстроить учебную.

Переделок двигателя для нее не потребуется, воздушный винт ставится прямо на вал, выходящий из дейдвудной трубы. Лишь не забудьте, что в таком варианте, в то время, когда нет требований к вертикальному маневру модели и мощность мотора ограничена нагревом его элементов, возможно подводить к нему напряжение не более чем 8 В. Так как рабочий ток наряду с этим равен 1,4 А, падение напряжения на кордах 5 В, то к ручке нужно подвести 13 В.

Ю.

ПАВЛОВ, инженер

Случайные записи:

• Лодочкой движет волна
• По законам мастеров

Мой первый электролёт

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Двухмоторный электролет

  Полеты кордовых «пилотажек» — красивое зрелище, в равной степени волнующее и спортсменов, и зрителей. Соответственно, среди авиамоделистов-кордовиков…

• Необычные компоновки

  Мы все как-то уже привыкли к тому, что на авиамодельных соревнованиях «Опыт» большая часть участников выступает с аппаратами типа «летающее крыло». Но…

• Самые необычные вселенные

  «Эйнштейн и де Ситтер приходят к двум мыслимым типам вселенной; Эйнштейн приобретает так называемый цилиндрический мир, в котором пространство владеет…

• Необычные «бойцовки»

  Казалось бы, все в далеком прошлом уже изучено в таком технически несложном классе моделей, как F2D (авиамодели воздушного боя). Ан нет, иногда…