Комнатные модели - Статьи - Каталог статей - F-1 Free Flight Models
Главная » Статьи » Статьи

Комнатные модели

Комнатная модель — модель летательного аппарата, снабженная резиновым двигателем, которая может запускаться только в закрытом помещении. Подъемная сила модели образуется аэродинамическими силами, действующими на неподвижно закрепленные поверхности крыла и стабилизатора.

Модель изготовляется очень легкой (3-4 грамма), и конструкция настолько хрупкая, что приходится делать специальные контейнеры для транспортировки. Пропеллер приводится в действие резиномотором (вес 1-2 грамма) и вращается очень медленно (один оборот за несколько секунд). Участники соревнуются на продолжительность полета моделей, и обычно самая медленная модель летает дольше других. На соревнованиях можно выполнить 6 полетов, 2 лучших попадают в классификацию.

Технические требования:

  • максимальный размах крыла 550 мм;
  • вес резиномотора не более 0,6 г.

На комнатные модели, подготовленные для установления рекордов, эти ограничения не распространяются.

Правила проведения соревнования комнатных моделей

Для участия в соревнованиях спортсмен может использовать неограниченное количество моделей.

Каждому спортсмену предоставляется право совершать шесть зачетных полетов. Запуск модели определяется как официальный зачетный полет. Он должен производиться только с руки, при этом спортсмен находится на земле (на полу). Закручивать резиномотор может сам участник или ето помощник (участнику разрешается иметь одного помощника).

В случае столкновения двух моделей во время зачетного полета оба участника соревнований должны немедленно заявить судьям, чтобы данный полет был засчитан как зачетный или совершить повторный запуск.

Во избежание столкновений моделей с потолком, стенами, элементами конструкций зала или моделями других участников разрешается для корректировки направления полета использовать шесты (длина от двух до восьми метров) или воздушные шары, наполненные газом и закрепленные на нити (длина от двух до восьми метров).

Использование приспособлений для корректирования полета моделей разрешается в течение трех пятнадцатисекундных периодов во время любого полета. Каждый период начинает отсчитываться от того момента, когда корректирующее устройство коснется модели. Спортсмен может производить корректировку модели в течение полного пятнадцатисекундного периода независимо от числа контактов между корректирующим устройством и моделью. Приспособления используются только для того, чтобы изменить направление полета модели.

Право корректирования полета модели представляется только участнику.

Судьи-хронометристы обязаны следить за тем, чтобы при использовании шара или шеста для корректирования полета своей модели спортсмен не мешал полету модели другого участника. Если же это произошло, то пострадавший имеет право повторить полет своей модели.

Хронометрирование полета начинается в момент выпуска из рук модели и кончается, когда она касается пола помещения или от нее отделятся какая-нибудь деталь. Если модель касается любой части помещения, кроме пола, и ее поступательное движение кончается, судьи-хронометристы продолжают отсчет в течение 10 с. Если касание длится более 10 с, то засечка прекращается, а из времени полета вычитается 10 с. Если же модель самостоятельно освободилась от контакта с помещением в течение 10 с, то отсчет времени продолжается.

В общий результат засчитывается сумма двух лучших полетов каждого участника соревнований.

Определение категории помещения по высоте потолка

Для соревнований и рекордных попыток могут быть использованы помещения следующих категорий:

  • категория А — помещение с высотой потолка до 8 м,
  • категория Б — с высотой потолка от 8 до 15 м,
  • категория В — с высотой потолка от 15 до 30 м,
  • категория Д — высота потолка более 30 м.

Высота потолка определяется как расстояние по вертикали от пола до плоскости вписанного круга диаметром не менее 15 м.

Проектирование и регулировка комнатных моделей

Основная особенность комнатных моделей — очень малая удельная нагрузка на несущую поверхность, вследствие чего модель может летать с малой поступательной скоростью. Другая их особенность состоит в том, что большая часть полета совершается при работающем резиномоторе.

Малая масса модели и, следовательно, малая удельная нагрузка на несущую поверхность достигается применением таких строительных материалов, как бальза, стебли трав, солома. В качестве обшивки крыла и хвостового оперения применяется микропленка. Поэтому полетная масса комнатных моделей весьма мала: от 1 до 4 г, а удельная нагрузка на несущую поверхность от 0,20 до 0,50 гс/дм

Основная задача, стоящая перед конструктором комнатной модели,—добиться наибольшей продолжительности полета, поэтому все конструктивные решения подчинены ей.

Так как продолжительность планирующего полета при неработающем резиномоторе невелика, то очевидно, что время нахождения модели в воздухе будет зависеть от продолжительности работы резиномотора, к которому предъявляются два требования: создать необходимую для полета силу тяги и как можно дольше раскручиваться.

Вот первая задача конструктору — модель должна иметь малую потребную для горизонтального полета тягу:

Р = G/K,

где G — масса модели; К — аэродинамическое качество модели, равное отношению коэффициента подъемной силы к коэффициенту лобового сопротивления, т. е.

K = Cy/Cx.

Уменьшение потребной тяги для горизонтального полета можно достичь путем увеличения аэродинамического качества модели. Один из путей увеличения аэродинамического качества — подбор профиля крыла. В приведенной ниже таблице даны координаты профиля крыла модели, показавшей неплохие аэродинамические характеристики.

х % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Yb % 0 1,4 2,3 4,0 5,0 5,7 6,0 5,7 4,7 2,8 0

Величина x — расстояние от носка профиля до рассматриваемого сечения, у — расстояние по вертикали от хорды до верхнего обвода крыла.

Чем меньше потребная для полета тяга, тем меньший расход энергии резиномотора для ее создания. Это значит, что при удачном подборе воздушного винта можно увеличить длительность работы резиномотора.

Конструируя комнатную модель, нужно добиваться наименьшего аэродинамического сопротивления модели при хороших несущих свойствах крыла (иначе говоря, повышать ее аэродинамическое качество) и стремиться к уменьшению удельной нагрузки на крыло.

Скорость горизонтального полета модели самолета определяется по формуле:

где q - удельная нагрузка на крыло, кгм/см;
p - плотность воздуха, кг/м;
Су - коэффициент подъемной силы 0,5 – 1,2.

Из формулы видно, что, уменьшая удельную нагрузку, мы уменьшаем потребную скорость полета, а следовательно, уменьшается потребная тяга, что, в свою очередь, уменьшает расход энергии резиномотора.

Удельная нагрузка на несущую поверхность зависит от геометрических и весовых характеристик модели, а запас энергии резиномотора — от качества резины и массы резиномотора, которая составляет 30 - 50% от массы модели (как правило, это 2 — 4 нити сечением 1х1 мм).

Перед началом проектирования модели желательно, чтобы спортсмен знал размеры помещения, где будут производиться полеты. Это нужно для определения размаха крыла, который должен быть в 50 раз меньше диаметра зала, но не более 650 мм. После того, как определен размах крыла, можно приступать и к определению основных параметров модели. Сначала нужно выбрать форму крыла и стабилизатора в плане (вид сверху). Аэродинамически наиболее выгодная форма — эллипс.

Длина моторной части фюзеляжа делается равной длине резинового двигателя, что составляет 0,35 — 0,60 размаха крыла. Если известна масса резиномотора, то длину его можно определить по формуле:

L = Gpm / (Spmі)

где Gрм — масса резиномотора, г;
Spm — площадь поперечного сечения, см;
у — удельная масса резины, равная примерно 0,9 г/см.

Размеры воздушного винта целесообразно определять, когда модель уже изготовлена и известны ее геометрические и весовые характеристики. Установив резиномотор, а вместо винта грузик, равный ему по массе, можно определить положение центра тяжести (центровку) модели, которая должна располагаться на 75—80% длины хорды крыла, считая от передней кромки, если модель имеет несущий стабилизатор. Если стабилизатор не несущий, то центровка должна располагаться на 25—30% длины хорды.

Установочный угол крыла (угол между хордой профиля крыла и продольной осью модели выбирается в пределах от двух до пяти градусов. Убедившись в достаточной прочности и жесткости модели, приступают к ее регулировке, во время которой добиваются, чтобы модель летала кругами, с медленным набором высоты и наименьшей скоростью.

Регулировку начинают с запуска на планирование (безмоторный полет) с целью добиться плавного, прямолинейного полета, без опускания или подъема носа, с возможно меньшей скоростью снижения. Затем делают запуски модели с малой закруткой резиномотора (на 100—150 оборотов). Добившись желаемого результата, увеличивают закрутку резиномотора и по мере улучшения качества полета модели доводят ее до максимальной.

При регулировке желательно определить аэродинамическое качество модели, для чего в безмоторном (без закрутки резиномотора) полете ее запускают на прямолинейное планирование с определенной высоты. Затем, замерив путь, пройденный до приземления, подсчитывают аэродинамическое качество К по формуле:

K = L / H,

где L — дальность планирования, м;
H — высота начала планирования, м.

По времени и дальности планирования определяют среднюю его скорость.

Зная массу модели и ее аэродинамическое качество, можно приближенно найти потребную для горизонтального полета тягу:

P = G / K.

Для того, чтобы приступить к изготовлению воздушного винта, нужно предварительно знать, какая будет резина и сколько ее пойдет на изготовление резиномотора. Следует помнить, что средний крутящий момент резиномотора, состоящего из одной, двух, трех, четырех нитей круглой резины, соответственно равен 0,0015, 0,0042, 0,0078, 0,012 кгс см.

Диаметр винта выбирается исходя из геометрии модели и обычно составляет 50—70% ее размаха.

Средняя скорость раскрутки определяется приближенно по следующей эмпирической формуле:

где Р — потребная тяга для горизонтального полета, кг;
V — скорость полета, см/с;
Mcp — средний крутящий момент двигателя, кгссм.

Угол установки лопастей винта подбирается опытным путем и находится в пределах 40—60.

Технология изготовления микропленки

Изготовление микропленки и обтяжка ею различных деталей — один из самых трудоемких процессов в работе над комнатными моделями. Здесь требуется максимум внимания и аккуратности.

Для изготовления микропленки необходимо иметь ванночку (размер не менее 500 х 700 х 50 мм), воду и съемник (размер рамки 500 х 450 мм), изготовленный из мягкой проволоки диаметром 4—5 мм.

Рис. Съемник для микропленки

Чтобы во время работы иметь запас высушенной пленки, нужно изготовить несколько съемников. Основным материалом для изготовления микропленки служит нитролак первого покрытия или эмалит. Кроме того, нужен растворитель КР-36, грушевая эссенция (амилацетат) и касторовое масло.

Раствор готовят в пузырьке с широким горлышком.

Эмалит разбавляют растворителем до получения густоты жидкой сметаны. Затем в него добавляют восемь-десять капель касторового масла и тщательно перемешивают. Пока раствор отстаивается (это требуется для того, чтобы пузырьки воздуха, образовавшиеся при размешивании, поднялись на поверхность), можно приготовить ванночку. В нее наливается вода с таким расчетом, чтобы положенный на дно съемник не выступал наружу. Температура воды должна быть не ниже комнатной, так как это влияет на качество пленки. Количество раствора, выливаемого на воду, всегда должно быть одинаковое. Для этого нужно иметь определенную мерку, например чайную ложку. Раствор нужно выливать струей постоянного наполнения, располагая ее на середине поверхности ванночки. Попадая на воду, он быстро растекается по поверхности и, дойдя до бортов, начинает застывать. Пленка должна быть тонкой, не иметь морщин и не быть липкой. Ее толщина определяется по цвету. Самая тонкая пленка имеет стальной отлив и снять ее с поверхности воды бывает очень трудно. Чуть толще имеет золотистый цвет с голубовато-фиолетовым отливом и еще толще — красно-зеленый отлив.

Для хвостового оперения и крыла лучше использовать тонкую пленку, золотистого цвета с голубовато-фиолетовым отливом, а для винта — более толстую, с красно-зеленым отливом. Если пленка липкая, значит, в растворе много касторового масла. А если плохо снимается, мало эластична и сильно съеживается, значит, нужно добавить 2—3 капли касторового масла.

Следует помнить, что на воду постоянно оседают находящиеся в воздухе мелкие частички пыли и не дают раствору растекаться. Для ее удаления поверхность воды нужно накрыть газетой, которую затем снять, извлекая за край. Вся пыль прилипнет к бумаге. Если и в этом случае пленка медленно застывает, то в нее нужно добавить растворитель.

Спортсмену, изготовляющему пленку впервые, не следует начинать с самой тонкой. Предположим, что подобранный раствор отвечает вашим замыслам и полученная пленка имеет достаточную толщину. Съемник, лежащий на дне ванны, должен полностью вписываться в площадь пленки. Его нужно взять за ручку, осторожно подвести под пленку и, не выходя за ее пределы поднимая, как бы сдвинуть с поверхности воды.

Сушить пленку на съемниках требуется не менее 20—30 ч. Ставить их следует в таких местах, где бы на них попадало меньше пыли.

Начинать обтягивать модель следует с киля. Смочив тонкую кисточку в подслащенной воде, смажьте одну его сторону и положите этой стороной на выбранное место на съемнике. Теперь возьмите другую кисточку, смочите ее растворителем или ацетоном и проведите по пленке вдоль контура детали. Чтобы не порвать пленку, вырезанную деталь можно брать руками только за каркас.

Стабилизатор обтягивать сложнее, так как он имеет выпуклые нервюры. Поэтому еще на съемнике пленку следует несколько расслабить, то есть уменьшить ее натяжение. Для чего вдоль коротких сторон нужно сделать две прорези поперек съемника и слегка сдавить его. Пленка провиснет, и ею будет удобнее обтягивать детали. Крыло, имеющее изгиб в центре, обтягивают так же, как и стабилизатор, но в два приема. Сначала одну половину, затем другую. Деталь вырезают из съемника с небольшим припуском пленки и следят, чтобы под нее не попал ацетон. Оставшуюся бахрому можно подобрать кисточкой, смоченной в воде.

Категория: Статьи | Добавил: Aviator[RUS] (17.12.2010)
Просмотров: 833 | Рейтинг: 4.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]