Проектирование свободнолетающих моделей

Модели самолетов, которые с момента запуска летают самостоятельно, без вмешательства спортсмена, называются свободнолетающими. Наиболее распространены в настоящее время среди них модели планеров, резиномоторные и таймерные (с двигателями внутреннего сгорания).

Начиная с 1952 года к свободнолетающим моделям предъяв­ляются определенные требования (нормы), ограничивающие габариты и вес, способы запуска и параметры их двигателей. Эти требования по мере совершенствования моделей изменялись. Только с моделями, удовлетворяющими современным требованиям, спорт, смены допускаются к соревнованиям.

Модель планера — ее обычно называют моделью планера класса А-2 — должна иметь вес не менее 410 г. и несущую площадь, в которую входит площадь крыла и стабилизатора, не более 34 дм2. Запускают модель планера с помощью леера, длина которого не более 50 метров. При замере длины леер предварительно растягивают с усилием 2 кг, определяемым с помощью динамометра.

Резиномоторные модели в качестве двигателя должны иметь резиновый жгут — резиномотор, вес которого не должен превышать 40 г. Вес всей модели — не менее 230 г, несущая поверхность — не более 19 дм2.

На таймерных моделях устанавливают двигатели с рабочим объемом, не превышающим 2,5 см3, при этом вес модели в граммах не должен быть менее, трехсоткратного рабочего объема двигателя, выраженного в см3. Например, если на модели установлен двигатель КМД, рабочий объем которого равен 2,5 см3, то уменьшать ее вес ниже 750 г. нельзя. Кроме того, нагрузка на каждый дм2 несущей площади не должна быть менее 20 г, по­этому несущую площадь модели при весе 750 г. выполняют не более 37,5 дм2.

Модели планеров, резиномоторные и таймерные запускают с рук. На время работы двигателя таймерной модели в полете отведено 10 сек., время раскручивания резиномотора может быть любым. Свободнолетающие модели на соревнованиях испытывают только на продолжительность полета. Каждую секунду полета оценивают в 1 очко, но максимальная оценка одного полета принята равной 180 сек. Таким образом, модель должна летать менее чем 3 мин.

На состязаниях спортсмен запускает свою модель семь раз, не обязательно одну и ту же. По правилам соревнований он может иметь две модели одного и того же типа и запускать их своему выбору. Занятое авиамоделистом место определяется суммой очков за эти семь полетов. Если несколько спортсменов покажут одинаковый результат, то назначаются дополнительные восьмой, девятый и т. д. — запуски, которые и выявляют победителя. Зачетное время восьмого полета при этом увеличивается до 240 сек., девятого до 300 сек. и т. д., на 60 сек. в каждый после дующий полет.

Время полета модели планера считается с момента отцепления ее от леера, время полета резиномоторной и таймерной моде лей — с момента выпуска их из рук.

До введения указанных выше требований, чтобы повысит продолжительность полета моделей, авиамоделисты шли наиболее простыми путями. Например, было замечено, что большие модели летают лучше, чем маленькие, и, не вникая в причины этого явления, строили гигантские модели с размахом крыла свыше чем 3 м. У резиномоторных моделей увеличения полетных результатов добивались увеличением веса резиномотора (который часто превышал вес пустой модели), так как вес резины определяет запасенную в закрученном моторе энергию и, в конечном счете, высоту и продолжительность полета модели. Для того же на таймерных моделях устанавливали более мощные двигатели, но мощность двигателя повышали только увеличением его рабочего объема, т. е. его габаритов. Эти грубые приемы стали невозможны после введения норм, ограничивающих размеры и вес моделей, и параметры двигателей.

Уменьшение размеров заставило спортсменов заняться изучением аэродинамики малых скоростей, особенно явлений кризиса обтекания несущих профилей. В настоящее время задача создания аэродинамически совершенных профилей для крыла и оперения в значительной степени решена. Ограничение веса резиномотора и рабочего объема поршневого двигателя привело к большим работам по изысканию путей повышения к.п.д. как винта, так и самого двигателя, а также энергетических характеристик резины. И здесь также достигнут значительный прогресс. Наиболее наглядным доказательством успехов авиамоделизма за последние годы является то, что современные модели, «втиснутые» в жесткие нормы, летают значительно лучше, чем модели, строившиеся без всяких ограничений.

Любую летающую модель разрабатывают в два этапа

Первый этап — проектирование, когда определяют схему модели, ее основные размеры, профили крыла и оперения, подбирают винтомоторную группу, а также рассчитывают действующие в полете на модель нагрузки. Естественно, стараются создать схему такой модели, которая обладала бы наилучшими летными качествами: аэродинамическим совершенством, устойчивостью, наибольшей высотой полета и т. д.

Второй этап — конструирование, когда разрабатывают конструкции частей, узлов и модели в целом, изготавливают рабочие чертежи. Конструкция модели должна обеспечивать ее прочность и жесткость при заданном весе, так как получить стабильные и высокие полетные результаты возможно только, если модель не деформируется и не разрушается в полете и при посадке от действующих на нее нагрузок.

Накоплен большой опыт в создании свободнолетающих моделей, на практике выработаны многие рекомендации и отмечены интересные закономерности, позволяющие наиболее успешно и просто решать задачи проектирования. Воспользуемся этими рекомендациями и закономерностями и мы. Но прежде чем перейти непосредственно к проектированию, познакомимся с необходимыми для этого основными понятиями аэродинамики и теории полета летающих моделей.

Обсудить на форуме