Вертулы: новое поколение?

На соревнованиях юных автомоделистов как в зимний спортивный сезон, так и летом на данный момент господствует авиационная схема аэросаней и аэромобилей. Их схема уже досконально известна и, казалось бы, уже прошла все стадии совершенствования. Изучен и отработан любой узел незамысловатой модели, понятны правила конструирования с позиций простоты и надежности, быстроты хода и устойчивости движения.

Но, выясняется, и тут вероятны коренные трансформации. Само собой разумеется, сходу столь категорично утверждать запрещено: как и все подобное, новшество обязано пройти стадии отработки на спортивных автомобилях. Но по теоретическим соображениям новая предлагаемая схема удачнее классической, и, быть может, как раз за нею будущее аэромоделей.

Сущность новинки — в выводе стабилизирующей поверхности из территории воздушного потока от тянущего винта. Достигается это несложным образом: хвостовая балка вместо того, дабы являться продолжением моторамы, переносится вниз и находится у самой поверхности почвы. Крайне важно, что стабилизатор, не считая выхода его из территории струи от воздушного винта, при перемещении аэромодели будет идти на высоте от поверхности дорожки кордодрома, соизмеримой с его хордой.

А это указывает, что при присутствия на стабилизаторе хорошей (направленной вверх) подъемной силы возможно рассчитывать на экранный эффект! Выгодность аналогичной обстановке не только в понижении аэродинамического сопротивления, но и в лучшем демпфировании вертикальных колебаний хвостовой части.

Дело в том, что в нашем случае при понижении размещения стабилизатора добавочная вертикальная сила будет образовываться не только за счет роста угла атаки, но и «спрессовыванием» экранной «подушки». Таким же действенным окажется воздействие сил и при подъеме оперения утрата несущих особенностей более выражена, нежели чем без влияния поверхности почвы.

В ряде публикаций, посвященных правилам конструирования аэромоделей, вы имеете возможность отыскать замечания о том, что аэродинамическое совершенствование данной техники фактически лишено смысла — при отсутствии неотёсанных неточностей в обводах автомобили все равно подавляющий все другое прирост сопротивления так или иначе дает одна кордовая нить с узлами подвески. Все это правильно.

Но, ориентируясь на большие соревновательные условия и скорости заезда, нельзя пренебрегать ничем, кроме того крупицами резервов.

Р и с. 1. Характер воздушного потока, проходящего через диск воздушного винта (сохраняется как для условий работы винта на месте, так и при перемещении).

Р и с. 2. Обтекание хорошей аэромодели потоком от воздушного винта.
А — установившийся сбалансированный режим перемещения, Б — неустановившийся режим. Заштрихованные «омываемые» поверхности создают быстро повышенное аэродинамическое сопротивление, поскольку обтекаются скоростным потоком от винта. Стабилизатор не делает собственных функций, поскольку находится в центре потока.

Р и с. 3. Обтекание аэромодели нового типа.

А — установившийся режим перемещения, Б — неустановившийся. Если сравнивать с хорошей моделью площадь «омываемой» поверхности существенно уменьшена, соответственно и меньше аэродинамические утраты. Стабилизатор действен, поскольку обтекается прямым, неотклоненным потоком воздуха.

Р и с. 5. Обтекание аэромодели нового типа (вид сверху). Вся площадь стабилизатора действенно помогает демпфированию колебаний корпуса при перемещении.

Р и с. 4. Обтекание хорошей аэромодели потоком от воздушного винта. Видна необходимость в стабилизаторе громадной площади и размаха.

Территория I — «омываемая», неэффективная, привносящая только добавочное аэродинамическое сопротивление площадь стабилизатора, территория II — действенная площадь. На схеме приведен вид на модель сверху.

Р и с. 6. Сравнение обтекания крыловидной пластины (стабилизатора) в свободном воздушном потоке (А) и в присутствии экрана либо поверхности почвы (Б). В первом случае подъемная сила пластины есть функцией угла атаки при постоянной скорости потока, а во втором зависит кроме этого от относительного расстояния от экрана.

Рис. 7. Схема, показывающая принцип создания увеличенной подъемной силы на стабилизаторе в присутствии экрана.

Разгон потока внизу хвостовой части профиля, «эжектирующий» надпрофильную часть потока, растолковывает эффект понижения аэродинамического сопротивления.

Рис. 8. Варианты проектирования стабилизатора гоночной аэромодели с применением экранного результата.

А — плоский стабилизатор, Б — стабилизатор с переломом (используется при высоком размещении хвостовой балки корпуса). В любом случае площади стабилизатора должны размешаться на минимальной высоте от почвы, исключающей касание почвы хвостовыми колесами лишь при маленьком отклонении оси корпуса от расчетного положения в заезде.

Р и с. 9. Гоночный аэромобиль нового типа с микродвигателем внутреннего сгорания рабочим.

В отечественном же случае выигрыш в смысле аэродинамического сопротивления приобретаем двумя дорогами. Первый, как уже говорилось, идет за счет повышения эффективности демпфирующих особенностей стабилизатора, и, следовательно, появляется возможность падения его поверхности. А второй путь — в выводе фактически всех элементов модели из территории струи за воздушным винтом в невозмущенную область (за исключением обтекателя двигателя и частично кордовой планки).

Последний прием можно считать значительно более действенным по понижению сопротивления, нежели чем все работы по облагораживанию форм вертулы хорошего типа. Дело в том, что улучшение аэродинамических обводов может принести выигрыш, измеряемый только процентами сопротивления, а вывод из воздушной струи — чуть ли не двукратное понижение.

Так как, по сути, заставляя поток от винта в условиях хорошей модели омывать все поверхности, мы сами же как бы устанавливаем на машине необычные аэродинамические тормоза! При рассуждениях принципиально важно учитывать, что в силу изюминок мотоустановок аэромоделей на них употребляются воздушные винты малых диаметров, благодаря чего для получения требуемой тяги скорость отбрасывания воздуха должна быть несравненно большей, чем скорость хода самой модели.

С конструктивной точки зрения, новая техника ничем не отличается от привычной для автомоделистов. Быть может, при предлагаемой компоновке автомобили появятся затруднения только при прорисовке подхода к винту регулировки степени сжатия двигателя. Но эта неприятность легко решается, в случае если предусмотреть на головке регулировочного винта шайбу громадного диаметра с накаткой по внешней кромке.

На собранной модели шайба обязана мало поддерживатькрая обтекателя двигателя — тогда регулировка окажется кроме того более эргономичной, чем в простых вариантах со запасным ключом либо хорошим крестообразным винтом.

Новая модель отличается одной изюминкой и в балансировке. Дабы добиться выраженного экранного результата на стабилизаторе уменьшенной площади, нужно его загрузить в достаточной степени в смысле создания подъемной силы на расчетном режиме перемещения.

Это возможно обеспечено лишь положением центра тяжести автомобили, смещенным назад относительно точки опоры — оси вращения главных колес. Загрузка хвостовой части аэромобиля очень нежелательна, поскольку любое повышение момента инерции довольно поперечной оси модели сходу уничтожает все успехи аэродинамики, и гашение случайно появившихся колебаний оказывается неэффективным и замедленным.

Значит, самоё целесообразное ответ задачи — в сдвиге оси передних колес вперед при большом облегчении хвостовой части автомобили.

В остальном же вопросы балансировки остаются без трансформаций если сравнивать с моделями хорошего, авиационного типа.

В.

ЗАВИТАЕВ, инженер-конструктор

Случайные записи:

• От идеи до «бойцовки»
• В воздухе — пневмолет

BMW Vision DRIVING LIVE at World Premiere BMW Vision NEXT 100 2016 New BMW Concept Autonomous CARJAM

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Бальза не понадобится! или планер нового поколения

  В первую очередь познакомимся с моделью-эталоном, которая нами выбрана в качестве «прототипа». Данный планер создан голландскими спортсменами, имеющими…

• Гибридный автомобиль нового поколения от volvo cars

  Компания Volvo Cars предлагает своим клиентам выбрать самоё подходящее транспортное средство: электрокар, гибрид либо спортивный автомобиль. Причем это…

• Уникальный результат

  Сходу два мировых рекорда установил на интернациональных соревнованиях по судомодельному спорту коммунистический спортсмен, мастер спорта…

• Радиоуправляемые модели научат голландцев пилотировать новые самолеты

  Космический центр Нидерландов в скором будущем начнет применять радиоуправляемые модели для подготовки операторов уменьшенных беспилотных предположений…