Необходимые тонкости в расчетах и изготовлении авиамодели.

Суббота, 20.04.2024, 18:15

Главная

Форум

Магазин

Регистрация

Вход

Приветствую Вас Гость | RSS

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]

Страница 1 из 1 1
Модератор форума: Kuznets, Mikele_P

RC42-Форум » Технический форум » Авиамодели » Необходимые тонкости в расчетах и изготовлении авиамодели. (Полезная статейка для начинающих авиамоделистов.)

Необходимые тонкости в расчетах и изготовлении авиамодели.

PhantomKren

Дата: Вторник, 07.02.2012, 21:54 | Сообщение # 1

Генерал-майор

Группа: Пользователи

Сообщений: 620

Репутация: 0

Статус: Offline

Если ты пока лишь начинаешь интересный и затратный путь в радиоуправляемый авиамоделизм, непременно решил строить модель самостоятельно и у тебя в голове периодически возникают вопросы – как выбирать профиль, как рассчитывать стабилизатор и какой ширины делать рули – то эта статья как раз для тебя!
Я вряд ли смогу построить твою модель вместо тебя и торжественно тебе ее вручить, но могу дать множество полезных советов и здравых идей относительно того, как и что делать для получения желанного положительного результата и главное - чего делать наверняка не следует.
Большая часть повествования будет относиться преимущественно к учебным моделям самолетов, которые обычно рекомендуют строить новичкам, хотя некоторые вещи (они будут особо отмечены) справедливы и для пилотажных моделей. Все повествования разбито на два вида информации – советы о том, как можно (надо) делать и советы о том, чего делать не надо.
Изготовление любой модели начинается с ее расчета. Расчет – не такая уж сложная вещь, тем более, что считать то надо всего ничего.

Подавляющее большинство авиамоделей проектируются и изготавливаются под конкретный двигатель или тип двигателей. Так как масса и мощность двигателя обычно связаны между собой, расчет модели может с одинаковым успехом производиться как по мощности двигателя, так и по его массе.
Даже если двигателя у тебя еще нет, а ты только собираешься купить его – узнать массу двигателя не составляет проблем (она всегда прописана в технических характеристиках на двигатель). К примеру, масса модельного ДВС кубатурой 2,5 миллилитра составляет от 200 до 250 грамм, масса 5 кубового ДВС – 300 грамм, масса 7,5 кубового – чуть больше 400 грамм. Если твоя модель будет электрическая – в качестве исходной массы для расчета бери массу электродвигателя вместе с ходовым аккумулятором.
Зная двигатель и его массу, можно сразу прикинуть полную массу будущей модели. Для 2,5 кубового двигателя массой 250 грамм масса учебной модели составит 700-800 грамм. Для 7,5 кубового ДВС массой 400 грамм масса модели составляет обычно чуть менее 2 Кг.

Теперь, зная массу будущей модели, находим ее основные геометрические размеры. В первую очередь – это размах и ширина крыла. Размах крыла связан с его шириной отношением, называемым «относительное удлинение крыла». У большинства моторных моделей удлинение имеет величину от 5 до 6 единиц. Т.е. если крыло имеет размах 1 метр, его ширина составляет 20 см. Чем больше удлинение крыла – тем лучше летает модель, но тем более высокие требования предъявляются к прочности конструкции крыла и маневренность модели падает. Именно поэтому на моторных моделях удлинение имеет сравнительно небольшое значение.

Размеры крыла увязывают с массой модели и желаемой нагрузкой на единицу несущей поверхности. Нагрузка на крыло обычно выражается в граммах на квадратный дециметр. Она определяет минимальную полетную скорость модели и ее стойкость к ветру. Чем меньше нагрузка – тем маневреннее модель и меньше ее минимальная полетная скорость, но тем сильнее ее сносит ветром. Для учебных, равно как и пилотажных моделей, нагрузку на крыло обычно стараются выбирать от 35 до 40 грамм на квадратный дециметр. Для небольших моделей с электрической тягой нормальной нагрузкой считается 20-25 грамм на дециметр квадратный.

Зная массу модели (предположим, у нас получилась масса 2 кг для 7,5 кубового ДВС) и желаемую нагрузку (пусть будет 40 г\дм) находим размеры крыла. Делим 2000 грамм на 40 получаем 50 квадратных дециметров. Пусть удлинение крыла равняется 6. Тогда размах крыла равен корню из (50 умножить 6). Получаем 1,7 метра. А ширина равна 1,7/6 = 28 см.

Профиль.
Для учебной модели выбираем простой плоско-выпуклый, типа Кларк-игрек. Он хорош тем, что просто в изготовлении – снизу крыло плоское, а значит, его можно собирать, положив на плоскую поверхность стола и собранное крыло будет достаточно ровным. Профиль такая штука, что заморачиваться с ним имеет смысл лишь на планерах, где аэродинамические качества имеют ключевое значение, и на спортивных моделях чемпионского уровня. Имеет значение толщина профиля.. Она обычно выражается в процентах – отношение длины профиля к его толщине в самом толстом месте. Для учебной модели толщину профиля желательно выбрать в районе 15%.
На моторных моделях, и в том числе пилотажных профиль имеет весьма второстепенное значение и от него требуется соблюдение лишь некоторых основных характеристик, зачастую – лишь технологичность изготовления. Но все же есть вещи, которых с профилем делать не стоит совершенно.
Ни в коем случае не следует делать профиль плоским, тем более на учебной модели. Модель, конечно, летать сможет. Но будет обладать совершенно ужасными срывными характеристиками, что будет приводить к тому, что при потере скорости при совершении виража или тем более какой либо фигуры пилотажа модель будет «сваливаться» - терять заданную траекторию полета, заваливаться на бок и сильно тяготеть к поверхности планеты. Это будет происходить оттого, что воздушный поток на малых скоростях и больших углах атаки будет срываться с острых кромок профиля и подъемная сила, удерживающая модель в воздухе, будет спонтанно исчезать. Со всеми вытекающими последствиями. Таким образом, профиль ни в коем случае не должен иметь острых кромок – обводы должны быть плавными и естественными, как у рыбы.
У пилотажных моделей применяют симметричные профили (одинаково выпуклые что сверху, что снизу) толщиной 15-20%. Это определяется условием достижения симметричности прямого и перевернутого полета, а так же эффективностью работы крыла на малых скоростях.

Стабилизатор.
У любой модели должен обладать определенными размерами и находиться на определенном расстоянии от центра тяжести модели. Площадь стабилизатора для обеспечения устойчивости должна составлять от 20 до 25% от площади крыла. У нас крыло имело площадь 50 квадратных дециметров, значит, стабилизатор должен иметь площадь от 10 до 12,5 квадратных дециметров. Удлинение стабилизатора, в отличие от крыла, может быть достаточно произвольным и не сильно влияет на летные свойства модели. Расстояние, на которое стабилизатор вынесен назад от центра тяжести (ЦТ) измеряется в единицах ширины крыла модели и обычно составляет от 2 до 2,5 значений ширины крыла. Ширина крыла у нас была, кажется, 28 см. Значит, стабилизатор будет вынесен от ЦТ на 70 см. Это расстояние от ЦТ до центра стабилизатора. ЦТ находиться в 30% ширины крыла, при условии, что крыло прямоугольной формы (для учебной модели обычно делают именно такие крылья, так как их делать проще), значит, от задней кромки крыла до центра стабилизатора мы получим 50 см.
Форму стабилизатора выбираем в меру своей испорченности. Можно примерно срисовать форму с фотографий других моделей, которых у тебя наверняка есть. Главное – чтобы площадь стабилизатора соответствовала расчетной. Небольшие ошибки приветствуются.
Профиль у стабилизатора на многих моделях, в том числе и пилотажных, обычно отсутствует. Стабилизатор представляет собой плоскую конструкцию, толщиной с толщину реек, из которых он изготовлен.

Элероны на большинстве моделей идут вдоль всей заднее кромки крыла. Это определяет их простоту конструкции, возможность использования в качестве закрылков и работоспособность на малых полетных скоростях за счет обдува воздушным потоком от работающего двигателя.
На учебных моделях и моделях классического пилотажа площадь элеронов составляет 1\8 площади крыла. Так как крало у нас простое прямоугольное, отделяем от его ширины (28 см) 1\8 и получаем 3,5 см. Т.е. задняя часть крыла, полоска, шириной 3,5 см будет элеронами. Размеры элеронов можно увеличить до 1\6 ширины крыла, но тогда нужно будет чуть уменьшить их расходы (максимальные отклонения), особенно если модель учебная.
Элероны должны обладать высокой жесткостью на кручение. И еще они должны крепиться к крылу на шарнирах как минимум в трех точках, чтобы исключить прогиб.

Руль высоты обычно составляет 1\4 от площади стабилизатора. Киль модели обычно имеет площадь 1\2 площади стабилизатора, а руль направления на нем – 1\4 площади киля.
Типичные расходы (максимальные отклонения) всех рулей на учебной модели обычно составляет +\-20 градусов.

Кто не ошибается, тот ничего не делает...

PhantomKren

Дата: Вторник, 07.02.2012, 21:55 | Сообщение # 2

Генерал-майор

Группа: Пользователи

Сообщений: 620

Репутация: 0

Статус: Offline

продолжение
Углы установки.
Стабилизатор и крыло большинства современных моделей крепятся в одной плоскости. Двигатель устанавливается на 1-2 градуса валом вправо и на 1-2 градуса валом вниз.
Если модель учебная, то крыло крепиться к верхней части фюзеляжа и угол выкоса двигателя вниз может достигать 3 градусов. Если модель без элеронов – то угол установки двигателя вниз можно увеличить до 5 градусов. Это повышает устойчивость модели по крену.
Ни в коем случае не рекомендуется устанавливать двигатель на учебной модели с нулевым выкосом или выкосом вверх. Это не только уменьшает устойчивость модели, но и увеличивает ее минимальную полетную скорость, что затрудняет успешное управление ею.

Расположение центра тяжести в определенном месте под крылом модели обеспечивается величиной выноса двигателя, как самого массивного элемента конструкции, вперед. Если не прибегать к методике расчета центра тяжести, которая основана на суммировании масс элементов, помноженных на их удаление от некой точки отсчета конструкции, а описывать ее мне лень и весьма небыстро, в первом приближении прикинуть величину выноса двигателя вперед можно примотав его (двигатель) скотчем к рейке и приделав к уже собранным остальным элементам конструкции, расположенных друг относительно друга так, как это будет на законченной модели. И подобрать такую длину рейки, когда цент тяжести находиться точно в 8,5 см (30% для крыла шириной 28 см) от переднего края крыла под ним.

В модели двигатель будет крепиться на мотораму, которая будет крепиться к моторному шпангоуту - прочной передней стенке фюзеляжа, сразу за которой будет топливный бак. Конструкцию топливной системы и принципы установки и настройки двигателя хорошо рассматривают другие статьи, напомню лишь, что крепление двигателя должно обеспечивать виброизоляцию двигателя от корпуса модели и в то же время быть жестким. Бак желательно тоже виброизолировать, иначе двигатель будет глохнуть чуть раньше, чем полностью израсходуется топливо.

Для учебной модели актуально такое крепление двигателя, когда глушитель расположен с левого или с правого боку от фюзеляжа. Это повышает вероятность сохранения целостности крепления глушителя к двигателю при аварийных встречах с планетой.

Собранная модель должна обладать необходимой прочностью и жесткостью. Перегрузки в обычном полете могут достигать 5g, а в экстремальном – до 10g.
Как бы ты там не делал свою модель, лучший способ убедиться в надежности – это проверить. Собираем модель до такого состояния, в котором она (предположительно) будет летать. Ставим бортовой аккумулятор, привинчиваем крыло, не забыв надеть на вал двигателя предварительно сбалансированный пропеллер (обе лопасти имеют одинаковую массу – чем одинаковее – тем лучше!). Пропеллер, кстати, должен располагаться на валу так, чтобы перед самым началом фазы сжатия ДВС он находился в горизонтальном положении. Чтобы не ломаться при посадках.

Итак, модель собрана и как бы готова к полету. Установи ее так, чтобы кончиками крыла она опиралась на два расставленных стула. Если сверху на модель положить груз, массой равный массе модели (2 Кг) и при этом крылья не начнут складываться и хрустеть – можно считать, что твоя модель способна выдерживать перегрузки до 4ж. Если не боишься – положи для верности сверху еще пару килограмм.

Стабилизатор. Не должен. Отваливаться, если взяв модель за фюзеляж, интенсивно помахать хвостом по воздуху.

Шасси
Если таковое имеется, хотя для учебной модели оно зачастую излишне, так как мешает посадке в траву, должно так же выдерживать перегрузки. Представь себе, что твою модель подняли над землей на метр или около того, и плашмя бросили на твердый асфальт. Ну, как там шасси, не развалилось? Это я к тому, что даже у очень опытных пилотов посадка с плюханьем модель на асфальт с некоторой высоты является вполне штатной и нормальной. Далеко не всегда и не любую модель удается завести на полосу так, чтобы она плавно коснулась поверхности и из полета перешла в качение.

Еще крыло должно обладать жесткостью на кручение. Если взяв крыло за один из концов и попробовать покрутить им вокруг продольной оси крыла – происходить это должно с заметным усилием и минимальными отклонениями (не перестарайся! У нас нет цели раскрутить крыло, с дуру и сломать можно!).

Установке аппаратуры внутрь так же посвящено много статей, напомню лишь, что приемник должен располагаться позади аккумулятора, если смотреть по направлению полета модели, и ни в коем случае ни наоборот! При особо удачных ударах об землю бортовой аккумулятор часто разлетается на сильно помятые отдельные банки, нетрудно представить, что приемник от такого взаимодействия, если окажется на пути аккумулятора, просто взорвется, как куриное яйцо, которое пнул футболист! Приемник необходимо так же замотать в толстый слой поролона.

Обтягивать модель можно чем угодно, но поверхностный слой должен быть влаго- и малостойким. Выхлоп ДВС, даже если он летит, как тебе кажется, в бок от модели, за пару полетов непостижимым образом умудряется обгадить маслом всю поверхность модели, расположенную позади двигателя. Если модель обтянута бумагой – пропитай ее эпоксидным лаком. Или обтяни сверху канцелярским скотчем. А лучше – и то, и другое. Модель не чемпионская, за каждым граммом массы гнаться смысла нет, а вот повышать эксплуатационные характеристики весьма полезно для нервов.
По этой же причине, а еще потому, что модель учебная и может иногда больно стукаться об землю, крыло проще, быстрее и дешевле изготавливать из пенопласта. Естественно, с помещенным вовнутрь лонжероном необходимой прочности и обтянутое снаружи чем-либо. Такое крыло вырезается из цельного куска пенопласта при помощи терморезака.

Фюзеляж учебной модели проще делать в виде параллелепипеда. Куда уж проще – склеить вместе 4 вырезанных по размеру куска фанеры, чтобы получилась длинная труба квадратного сечения! По вкусу вклеиваем в нее шпангоуты (поперечные переборки), делаем необходимые отверстия. К задней части можно сделать сужение фюзеляжа.

Воздушный винт играет не последнюю роль в обеспечении летных характеристик модели. Любой ДВС позволяет устанавливать на него некоторый диапазон винтов, отличающихся шагом и диаметром. Как правило, с увеличением диаметра винта для заданного ДВС шаг винта уменьшается, и наоборот. Винт малого шага и большого диаметра обеспечивает хорошую тягу и малую полетную скорость. Учебная модель с таким винтом летит сравнительно медленно, позволяя неопытному пилоту успевать управляться с моделью. На пилотажных моделях такие винты полезны тем, что позволяют выполнять вертикальные фигуры, точно и быстро управлять скоростью полета модели (на малых оборотах винт малого шага работает как тормоз, не позволяя модели разгоняться). А высокая скорость для пилотажа не требуется. Винты малого диаметра и большого шага обеспечивают высокую полетную скорость. Такие винты позволяют модель противостоять довольно сильному ветру.

Окраска модели хотя и является исключительно делом испорченного вкуса владельца, имеет прямое отношение к возможностям модели в воздухе. Если модель будет плохо видно с земли, низ крыла не будет отличаться от верха, пилот вряд ли сможет результативно управлять ею стоя на земле!

Таким образом, окраска модели должна:
1 Быть хорошо видна издалека;
2 Низ модели должен отличаться от верха;
3 Если модель зеленого цвета, хорошенько подумай, затем еще раз подумай, а потом еще раз подумай, сколько времени тебе понадобиться на ее поиски, если она приземлиться в высокую траву на поле? Впрочем, если ты собрался летать исключительно зимой или вместо травы на вашем поле лишь голый асфальт, можно красить модель и в зеленый цвет.
Хорошо зарекомендовали себя следующие схемы окраски: красная сверху, черная или темно коричневая снизу, оранжевая и темно-серая, темно синяя и красная, желтая с черным. Различности низа верха можно так же достигнуть разницей рисунка сверху и снизу. Разница должна быть кардинальной – например, сверху крыло черное и желтое в центре, тогда снизу стоит сделать крыло желтым, с черной серединой. Желательно, если цветовая граница верха и низа будет проходить по передней кромке крыла. Это помогает различать положение модели, когда она летит строго на пилота (довольно частая ситуация). Как показывает практика, самой заметной окраской, различимой в любую погоду и все время года является ярко красная окраска без бликов. По возможности – флюресцентная.
Категорически не следует красить модель:
1 В светлые – белый, светло серый, светло коричневый или нежно голубой цвет. Их крайне плохо видно на фоне неба;
2 В блестящий (отражающий) серебристый или золотистый цвет – их ВООБЩЕ не видно на фоне неба, к тому же, они дают сильные блики на солнце и периодически ослепляют пилота, затрудняя визуальный контакт с моделью;

Даже если у вас отличное зрение и вы гоняете модель лишь на небольшом удалении от себя – максимально заметная окраска улучшает видимость модели и позволяет выполнять пилотирование более точно, что, естественно, имеет ключевое значение на соревнованиях. Ну и для души приятно! Ведь модель, прежде всего, должна нравиться владельцу!

Данная статья найдена в просторах интернета, точно установить ее авторство не удалось, косвенно был установлен email автора adf дог nm.ru, по этому адресу дважды посылался запрос на разрешение публикации, ответа к сожалению не получено. Если автор будет против данной публикации, пусть свяжется с администратором сайта и статья будет снята с публикации.

Кто не ошибается, тот ничего не делает...

Mikele_P

Дата: Четверг, 03.05.2012, 17:38 | Сообщение # 3

Свой Чувак !!!

Группа: Модераторы

Сообщений: 1468

Репутация: 3

Статус: Offline

Quote (PhantomKren)

Выхлоп ДВС, даже если он летит, как тебе кажется, в бок от модели, за пару полетов непостижимым образом умудряется обгадить маслом всю поверхность модели, расположенную позади двигателя.

Проверено. Модель будет угажена маслом -- ВСЯ. Без остатка. Это вообще без вариантов. И ее приходится протирать спиртом прямо на поле. иначее ее вообще никуда не положить без последствий..

=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================

PhantomKren

Дата: Воскресенье, 06.01.2013, 04:47 | Сообщение # 4

Генерал-майор

Группа: Пользователи

Сообщений: 620

Репутация: 0

Статус: Offline

Подскажите пожалуйста:
Не шибко ли отразиться на летных характеристиках, если я на ЛК сделаю киль (по середине) не нагло, но симметрично - профильным (очень уж охота для красоты...) ???

Кто не ошибается, тот ничего не делает...

Leo

Дата: Воскресенье, 06.01.2013, 11:46 | Сообщение # 5