В воздухе — пневмолет

22.05.2017 В мире моделей

Что лишь не поднимало в атмосферу летающие модели! тетива и Часовая пружина лука, пороховая ракета и резиновый жгут, двигатель и электромотор внутреннего сгорания (ДВС)… Но идея о моторчике, трудящемся на простом воздухе, ни при каких обстоятельствах не оставляла моделистов.

И уже в 30-е годы показался двигатель, источником энергии для которого служила жестяная банка, в которую авиамоделисты велосипедным насосом закачивали воздушное пространство либо засыпали размолотый «сухой лед» — жёсткую углекислоту.

Шли годы… Совершенствовалась техника моделистов, показались замечательные ДВС, а пневмодвигатель малой авиации трансформировался в миниатюрный моторчик, трудящийся на жидкой углекислоте — СО2. Но, неприятность была не только в самом пневмодвигателе — не было подходящего резервуара для сжатого воздуха.

Сейчас такие резервуары созданы, действительно, для второй цели.

Это пластиковые бутылки для газированных напитков, талантливые выдерживать громадное давление при незначительной массе. Остается только состыковать такую бутылку с поршневым моторчиком.

Пневмодвигатель по схеме слабо отличается от простого ДВС с кривошипношатунным преобразователем возвратно-поступательного перемещения поршня во вращательное перемещение коленчатого вала и воздушного винта.

В его передней и задней частях находятся два золотника — впускной и выпускной. В то время, когда поршень выясняется в нижней мертвой точке, раскрывается задний (впускной) золотник, сжатый воздушное пространство поступает через него в кривошипную камеру и давит снизу на поршень. Последний начинает перемещаться. В то время, когда он проходит около 2/3 собственного хода, задний золотник закрывается, а поршень продолжает перемещение за счет расширения сжатого воздуха.

По окончании прохождения поршнем верхней мертвой точки раскрывается передний (выпускной) золотник, и поршень, продолжая перемещение к нижней мертвой точке, выдавливает через него отработавший воздушное пространство.

В воздухе — пневмолет

Геометрическая схема свободно-летающей авиамодели с пневматической силовой установкой.

Пневматический двигатель (рабочий количество цилиндра 3 см3, частота вращения 500— 600 об/мин):

1 — винт М3 крепления задней стены; 2 — коленвал-золотник (сталь, пруток O25); 3 — шайба (сталь); 4 — корпус двигателя (Д16Т либо АК4-1Т); 5 — шатун (Д16Т); 6 — поршень (Д16Т либо АК4-1Т); 7 — стена задняя (Д16Т либо АК4-1Т); 8 — золотник (сталь); 9 — прокладка (фторопласт либо жёсткая резина); 10 — палец кривошипа («серебрянка» 50ХФА O2); 11 — шайба (фторопласт либо текстолит); 12 — элемент шарнира (подшипниковый шарик O5,5).

Шатунно-поршневая несколько:

1 — поршень (Д16Т либо АК4-1Т), 2 — шарик подшипниковый O5,5; 3 — шатун (Д16Т либо АК4-1Т).

Киль:

1 — пластина (бальза s3); 2 — гайка М3; 3 — накладка (липа s4).

Компоновка пневмолета:

1 — винт воздушный (бальза, брусок 30×15); 2 — пневмодвигатель; 3 — баллон со сжатым воздухом (пластиковая бутылка); 4 — стабилизатор; 5 — киль; 6 — балка фюзеляжная (бальза, рейка 10×10, 2 шт.); 7 — крыло; 8 — штуцер заправочный (велосипедный вентиль с золотником); 9 — винт-шарнир стабилизатора (винт М3); 10 — винт-шарнир киля (винт М3); 11 — ложемент стыковочный (бальза); 12 — вставка (бальза).

Главная часть пневмодвигателя — корпус. оптимальнеесделать его из алюминиевого сплава Д16Т либо АК4-1Т.

На начальной стадии заготовка закрепляется на планшайбе либо в четырехкулачковом патроне токарного станка и в ней протачиваются отверстия с диаметрами 25 мм и 8,8 мм. Потом на станке изготавливается оправка с внешним диаметром 25 мм, заготовка корпуса насаживается на нее, протачивается конус 1:10 и торцуется передняя часть корпуса.

Следующий этап — обработка наружной и внутренней поверхностей рабочего цилиндра, соответственно диаметров 18, 14 и 9 мм.

Сделать это несложнее всего в четырехкулачковом патроне. Основное тут — обеспечить перпендикулярность цилиндра вращения и осей коленвала. Учтите, что при обработке внутренней поверхности отверстия и рабочего цилиндра, в котором вращается золотник, нужно предусмотреть припуск на последующую доводку этих отверстий.

Внешние поверхности корпуса обрабатываются на вертикально-фрезерном станке, а совсем — напильниками.

Задняя стена двигателя (материал — Д16Т либо АК4-1Т) кроме этого обтачивается на токарном станке. На том же станке нарезается и резьба с внешним диаметром 26 мм и с шагом 3 мм.

Отверстие под золотник сверлится с припуском под предстоящую обработку.

Следующий этап — изготовление золотника и коленвала. Вытачиваются они из стали 40Х (подойдет и менее качественная сталь, потому, что нагрузки на эти подробности маленькие).

При обработке диаметра 8,8 оставляется припуск на шлифовку. Впускное и выпускное окна обрабатываются на фрезерном станке с доводкой надфилями и шарошками. В последнюю очередь сверлятся отверстия под палец кривошипа — необходимо лишь поточнее выяснить их координаты относительно окон.

При окончательной обработке этих отверстий направляться иметь в виду, что палец (калиброванный стержень диаметром 2 мм и длиной 13 мм) обязан фиксироваться в маховике коленвала посредством легких ударов молотка, а при сопряжении его с отверстиями в маховике и шатуне золотника снабжать свободное вращение (по скользящей посадке). Маховик коленвала со засунутым в него пальцем имеет суть отбалансировать, сверля в зоне установки пальца несквозные отверстия диаметром 2—3 мм.

Доведенный коленвал, установленный на ровной горизонтальной плите, обязан пребывать в равнодушном равновесии.

шатун и Поршень — кроме этого из сплава Д16Т либо АК4-1Т. Стыкуются эти подробности посредством шарового шарнира, для чего употребляется подшипниковый шарик диаметром 5,5 мм: он предварительно отжигается, в нем сверлится отверстие диаметром 2 мм, по окончании чего шарик насаживается на шатун и фиксируется посредством раскернивания отверстия на шатуне.

При изготовлении поршня нужно сперва обработать нижний его торец, разделать лунку под шарик, а после этого, не снимая заготовку со станка, довести ее до совершенной сферической формы, применяя для этого простой подшипниковый шарик диаметром 5,5 мм и молоток. По окончании исполнения данной операции возможно продолжить обработку поверхностей поршня.

В готовый поршень вставляется шатун с закрепленным на нем шариком и фиксируется особой обжимкой.

Перед данной операцией в лунку на поршне наливается трансмиссионное масло.

Перед окончательной сборкой мотора задняя стена стыкуется с корпусом, и отрверстия под золотник и коленвал доводятся посредством разверток до диаметра 8,8 мм. Дорабатывается посредством притира и отверстие под поршень диаметром 14 мм.

При сборке пневмодвигателя в корпус вставляется прекрасно смазанный коленвал с надетой на его ось шайбой, по окончании чего в цилиндр вводится смазанный поршень, отверстие в шатуне совмещается с отверстием в маховике коленвала, и они фиксируются пальцем кривошипа. Потом в корпус вставляется золотник (в отверстие на его маховике наряду с этим входит палец кривошипа), на ось золотника надевается шайба и, наконец, корпус закрывается задней стенкой, которая крепится винтами М3.

При монтаже стены между крепежными фланцами закладывается паста «гермесил» либо прокладка из промасленного ватмана. Коленвал собранного двигателя обязан вращаться легко, без ощутимых заеданий в верхней и нижней мертвых точках.

Крыло:

1 — кромка центроплана, передняя (липа, рейка 11×5); 2 — полка лонжерона центроплана (бальза, рейка 7×3); 3,4 — нервюры центроплана (бальза s1,5); 5 — нервюра центроплана, усиленная (фанера s1); 6,10,13 — нервюры «уха» (бальза s1,5); 7,12 — нервюры «уха», усиленные (фанера s 1,5); 8 — кромка «уха», задняя (липа, рейка 10×3); 9 — кромка «уха», передняя (липа, рейка 11×5); 11 — полка лонжерона «уха» (бальза, рейка 7×3); 14 — зашивка (бальза в 1,5); 15 —вставка (фанера s1); 16 — кромка центроплана, задняя (липа, рейка 10×3).

Построение профиля крыла.

Таблица контрольных сечений крыла

В качестве резервуара для сжатого воздуха употребляется пластиковая бутылка емкостью 2 л. Необходимо лишь в ее утолщенном дне просверлить отверстие, засунуть в него велосипедный вентиль с золотником и навернуть на горлышко бутылки пневмодвигатель с воздушным винтом на хвостовике коленвала — окажется собственного рода силовой блок.

Вал двигателя фиксируется и посредством простого автомобильного насоса (оптимальнееножного) давление в бутылке доводится до 5 воздухов (по манометру насоса).

Модель пневмолета сконструирована по двухбалочной схеме. Любая из балок пирамидальной формы выстругана из плотной бальзы; большее ее сечение 10×10 мм, меньшее — 5×5 мм.

Стабилизатор наборный, имеет симметричный профиль и складывается из двухполочного лонжерона, задней кромок и передней и нервюр.

Данный узел сделан цельноповоротным, что позволяет подбирать для него установочный угол атаки. Планирует горизонтальное оперение на стапеле — ровной доске с закрепленным на ней чертежом в натуральную величину (плазом), затянутым полиэтиленовой пленкой.

Стабилизатор:

1 — кромка передняя (липа, рейка 5×5); 2 — полка лонжерона (бальза, рейка 5×2), 3 — кромка задняя (липа, рейка 6×2); 4 — нервюра (бальза s1,5); 5 — нервюра усиленная (фанера s1); 6 — вставка резьбовая (капрон либо текстолит).

Теоретический чертеж воздушного винта (бальза, брусок 30×15).

По той же технологии планирует и крыло. «Уши» пристыковываются к центроплану посредством 1 -мм фанерных вставок, вклеенных в пропилы в лонжеронах и кромках.

Крыло и стабилизатор обтягиваются гонкой лавсановой пленкой на клее БФ-6 по широко известной технологии. В центре крыла закрепляется бальзовый ложемент, на что опирается резервуар силового блока — пластиковая бутылка.

Крыло к балкам фюзеляжа крепится резиновой нитью.

Кили — бальзовые, цельноповоротные, что снабжает оптимальную настройку на моторный участок полета. Для крепления килей в их корневой части вклеиваются липовые бобышки, фиксирующие гайку М3.

Силовой блок крепится на крыле резиновой лентой, что разрешает продольно перемещать его для подбора центровки модели.

Воздушный винт модели — бальзовый, диаметром 245 мм.

Собранную модель настраивают сперва в режиме планирования. Методом подбора установочного угла и центровки стабилизатора получают устойчивого планирования модели. По окончании чего приступают к регулировке моторного режима. Посредством поворотных килей регулируют прямолинейность взлета при большой скороподъемности.

При необходимости (в случае если двигатель не раскручивается до оптимальных оборотов — около 500 об/мин) воздушный винт подрезается.

И. ТЕРЕХОВ, инженер


Случайные записи:

Бутусов, Каспарян и струнное трио в \


Похожие статьи, которые вам понравятся:

  • В воздухе — «электричка»

    В специальных авиамодельных изданиях все чаще публикуются материалы об авиамоделях с электроприводом. Сейчас на элетротяге в полной мере удачно летают и…

  • Модель опирается на воздух

    Крылья, подобные авиационным, в далеком прошлом уже показались на автомобиле. Сперва это были треугольные плоскости, похожие на плавники рыб. По плану…

  • Airpod — автомобиль, питающийся воздухом

    Компания «MDI» (Люксембург), основателем и главой которой есть бывший конструктор двигателей для Формулы-1 Гай Нигре (Guy Negre), создала линейку машин…

  • В воздухе «схематичка»

    Элегантный вид, простота изготовления, отсутствие в конструкции дефицитных материалов, хорошие летные характеристики — вот качества, отличающие…