Главная > Модели > Скоростная электро-импеллерная авиамодель
Скоростная электро-импеллерная авиамодель для экстремальных полётов и пилотажа
Часть вторая
Как разрезать две доски чтобы получился самолёт я уже подробно изложил . На этот раз всё немного сложнее: возьмите пять досок бальзы и кусок пенопласта, аккуратно склейте вместе, после чего наждачной шкуркой придайте форму самолёта. В каждой шутке есть доля шутки, в подтверждение чему последующее описание процесса постройки модели.
Профиль крыла GOE795 двояковыпуклый несимметричный, в меру остроносый был выбран благодаря малому коэффициенту сопротивления Сх и его относительно ровному поведению в диапазоне углов атаки от -1 до +4 градусов, что видно по полярам данного профиля, немного мною модифицированного (нижний обвод от 1/5 части хорды до конца вырожден в прямую линию и относительная толщина доведена до 8%):
Расчёты на Motokalk дали следующие вполне неплохие результаты:
Изготовить крыло решено было как бальзово-пенопластовый сэндвич армированный углеволокном. Наполнитель из обычного упаковочного пенопласта от мебели изготовлен очень простым, хотя и весьма экстравагантным методом по одному шаблону. Шаблоном является корневая нервюра крыла, приклеенная к торцу пенопластового бруса. Все последующие действия понятны из рисунка:
Вот что получилось:
Остатки пенопласта не выбрасываем, они послужат формой пресса для последующей оклейки шпоном:
Приклеиваем и подгоняем законцовку:
Переднюю кромку проклеиваем углеволокном, бальзовой рейкой и скругляем:
Склеиваем консоли вместе, делаем вырез под наплывы, которые будут принадлежать фюзеляжу, вырезаем элероны. Крыло готово:
Как делать фюзеляж я не имел ни малейшего представления, но стоило взять в руки нож и бальзу, всё срослось само собой. Силовой основой послужит Т-образная балка, иначе говоря тавр, на котором будет крепиться крыло, кабина пилота с аккумуляторами и верхний отсек с электроникой. Куда крепить импеллеры — на крыло или на фюзеляж станет ясно по ходу дела. Склеиваем вместе две доски и обтачиваем по форме фюзеляжа самолёта:
Нижнюю часть укрепляем углепластиковой рейкой для прочности:
С верхней частью придётся немного поколдовать. Она должна точно прилегать к нижней и плотно прижимать крыло. Конструкция выполнена наборной, шпангоуты из самой мягкой бальзы 4мм вырезаны грубо, после вклейки доведены до нужной формы:
Хвостовая часть усилена по месту установки стабилизаторов:
Для соединения верхней и нижней частей фюзеляжа предусмотрены специально приобретённые в розничной торговой сети «грибки»:
После оклейки всей конструкции бальзовым шпоном 1 мм прикладываем шаблон профиля крыла и делаем вырез под крыло:
Теперь можно всё собрать вместе и с замиранием сердца посмотреть что получилось:
Остаётся зашить нижнюю часть фюзеляжа бальзой толщиной 2мм, изготовить наплывы:
и придать носовой части обтекаемую форму также довольно экстравагантным образом. Разводим эпоксидную смолу с пенопластовыми шариками.. и далее понятно по картинкам:
Не считая мелких доводок и общей ошкурки полученных изделий, фюзеляж и крыло готовы к обтяжке плёнкой «Touhlon» моего фирменного красно-серебристого цвета:
На крайних фото модель уже снабжена импеллерами и фонарём кабины аккумуляторов. Форма для фонаря склеена из толстых пластин-отходов бальзы:
Теперь на всё это хозяйство в сборе надевается бутылка и в духовку! 5 секунд — фонарь готов.
С импеллерами оказалось всё немного сложнее чем я думал..
На тот момент в розничной торговой сети Москвы был доступен только один импеллер Vasa Fan 55G и ни одного мотора Mini AC 1215/12. Пришлось искать другие варианты, и вспомнил я как когда-то давно на заре увлечения RC-моделизмом пришёл я в легендарный «Термик» и увидел там великолепные импеллеры Граупнер из карбона идеальных форм и высочайшего качества, как впрочем и вся продукция Граупнер:
Подумал я тогда — вот вырасту большим, стану крутым моделистом — обязательно куплю их и построю классный импеллерный самолёт! Время пришло, и два последних импеллера Graupner 1380 терпеливо дожидались меня на полках «Термика». К моей модели они идеально подходили по размерам, правда немного вываливались по весу, и рассчитаны на работу как раз с моим Mini AC 1215/12. Диаметр рабочего сечения канала уже 60 мм, выходной диаметр 55мм. Посмотрим что думает по этому поводу господин Мотокалк:
Ну.. как-то ничего хорошего он по этому поводу не думает. Особенно шокируют потери мощности 44 ватта в случае с батареями 2S LiPo и 122 ватта с батареями 3S LiPo! Это больше чем 60% потерь. В общем, инранеры от Model Motors экономичностью никогда не славились. Может быть в вертолётах или с редукторами, но никак ни в импеллерах. Тем временем вырисовывается другой весьма привлекательный вариант:
Ну конечно же Мега! Более чем пол-кило тяги при токе всего 26 ампер от двух полимерок! Да и скорость потока на выходе позволит построить действительно скоростной самолёт. Два месяца терпеливого ожидания и два чудо-двигателя Mega ACn 16/7/4 успешно преодолели границы некогда братских государств (отдельная благодарность магазину Е-Fly) и добрались до моего просторного балкона-моделки.
В чём собственно говоря чудо? Ну не говоря об идеальном качестве исполнения, кевларовой обмотке ротора, эти моторчики живут на мощностях до 250 ватт, а особо смелые товарищи типа меня, безболезненно разгоняют их до 350, и это при весе 48 гр! Сопротивление обмотки всего 16,5 мОм. В общем, все выгоды моторов Mega вполне очевидны.
Установка двигателей Mega ACn 16/7/4 в импеллеры Graupner 1380 с регуляторами хода Dualsky XC25A и аккумуляторами Pilotage 2100 11.1В два в параллель дала следующие результаты:
Максимально допустимый ток для одного двигателя и регулятора 25А достигается при положении ручки газа примерно 3/4, при этом модель удерживает свой вес, то есть тяга равна примерно по 525 гр на импеллер.
При максимальном газе ток достигает 35 ампер на каждый импеллер. Модель поднимает свой вес и ощущается значительное дополнительное усилие на подъём, то есть тяга значительно больше чем 525 гр на один импеллер. После 10 секунд работы в таком режиме регулятор начинает сбрасывать обороты — срабатывает защита от перегрева.
Здесь надо учитывать, что это были статические испытания, обдува регуляторов хода никакого. Условия их работы в полёте будут разумеется иные, ток будет меньше, и 5-секундного «форсажа» вполне хватит на какой-нибудь экстремальный манёвр.
В общем самолётик получается горячий, а меня не покидает чувство тревоги, что я построил нечто, что превосходит мой собственный уровень подготовки, и ничего подобного класса качества, сложности и характеристик я никогда ранее не строил. Машина, ревущая двумя импеллерами, и поднимающая своими плотными струями воздуха всё в квартире вверх дном, рвётся в небо!
Источник
КАК СДЕЛАТЬ ИМПЕЛЛЕРЫ ДЛЯ АВИАМОДЕЛЕЙ
Как сделать импеллеры для авиамоделей. Можно смело утверждать, что интерес авиамоделистов к реактивной технике не ослабевал никогда. Однако до последнего времени попытки создания летательных аппаратов с реактивными движителями носили лишь эпизодический, экспериментально-исследовательский характер. Конечно, сказывалось отсутствие настоящих турбореактивных моторов в модельном исполнении (о серийном выпуске единичных сверхсложных образцов серьезно говорить не приходится).
Но настоящий взрыв интереса к имитированию современной «взрослой» авиации произошел, когда дважды чемпионом мира в классе радиоуправляемых копий стал спортсмен с двухмоторной моделью реактивного истребителя. Сама копия заслуживает особого разговора, но сейчас — вообще о возможности постройки подобной техники в наших реальных условиях. Среди многих спортсменов существует убеждение, что создать хороший импеллер без наличия супер-двигателя и хотя бы эталонного фирменного образца самого движителя невозможно.
При этом надо отметить, что фирменные импеллеры, внешне простые по конструкции (детали отштампованы из пластика), вначале прошли долгий путь отработки в лабораториях, пока не достигли удовлетворительных характеристик. Существует расчетный аппарат, призванный облегчить проектирование импеллеров, но Он слишком сложен для восприятия рядовым моделистом-спортсменом, громоздок и, главное, неточен по достоверности получаемых результатов. Поэтому в большинстве случаев у нас при создании вентиляторных движителей пользуются методом повтора хорошо зарекомендовавших себя образцов.
А как быть, если аналогов требуемой установки попросту не существует? Тут надо быть готовым к большому объему отладочных работ или. положиться на везение. Чтобы избежать подобных антиконструкторских приемов, мы предлагаем вниманию спортсменов интересный материал, посвященный весьма удачной импеллерной установке, рассчитанной под распространенные отечественные микродвигатели.
Надеемся, что описание этой конструкции, не имеющей аналогов (фирменные импеллеры, как правило, рассчитаны на ДВС рабочим объемом 6,5 см3 и выше, причем, как уже говорилось, двигатели это далеко не рядовые!), поможет в создании интересных копни реактивных самолетов. В модальной импеллерной установке тяга, потребная для полета .миниатюрного летательного аппарата, образуется при решении вентилятора с помощью поршневого двигателя внутреннего сгорания.
Работает «тот движитель таи. Воздух, поступив в объем установки через лобовой воздухозаборник, проходит через внешний (или входной) направляющий аппарат (ВНА), образованный набором радиальных лопаток. При атом поток закручивается против направления вращения рабочего колеса вентилятора (РК). Это позволяет увеличить скорость набегания потока на лопасти РК и обеспечить более выгодное его направление.
После РК воздух вновь закручивается внутренним направляющим аппаратом (НА1) для подготовки ввода во вторую ступень РК, также против направления вращения. Третий, выходной направляющий аппарат (НА2) раскручивает ноток до осевого направления. Проходя вдоль двигателя и одновременно охлаждая ого, воздух попадает, наконец, я сопло, где приобретает требуемую для создания силы тяги большую скорость (тяга данного импеллера на месте равна приблизительно 1 кгс). Конструкция и технология изготовления. Корпус, сопло, обечайка выклеены на пенопластовой болванке из стеклоткани на эпоксидной смоле.
Практически на всех поверхностях стенки корпуса имеют толщину 1 мм. Направляющие аппараты составлены из различного числа деталей: ВНА имеет 12 лопастей, установленных под углом 10°, НА1 — 8 лопастей с углом установки 0 градусов и НА2 — 8 «лопастей под утлом 10 градусов, обратным ВНА. Все направляющие аппараты делаются по одной конструктивной схеме. Лопатки НА — из алюминиевого сплава АМЦАП толщиной 0,1 мм. Профилируются они в специальном приспособлении, показанном на рисунке.
Диски выточены из текстолита толщиной 8 мм. На все НА; наклеены кольца из стеклоткани на зпоксидной смоле. За эти кольца НА винтами М2 крепятся в центральной части корпуса. Лопатки рабочего колеса изготовлены из стеклотекстолита (толщина заготовок 1,3—1,1 мм). Закрутку производят также в приспособлении (см. рис.) следующим образом. Заготовка нагревается на злектроплитке до светло-коричневого цвета, посла чего она помещается, а приспособление и зажимается плоскогубцами.
Выдержав несколько секунд, заготовку вынимают. Надо отметить, что стеклотекстолит не следует перегревать до появления темных оттенков — это может привести и расслаиванию материала. На готовых лопастях разность углов по их концам должна быть одинакова на всех деталях и равняться 20°. Нужно заранее учесть, что заготовки лопаток НА, РК и стоек моторамы вырезаются .с запасом по длине я 1,5—2 мм. Изготовление дисков проводится в следующей.
Последовательности. В центре заготовки из листового текстолита (кстати, при отсутствии требуемого материала толщиной 8 мм заготовки можно склеить из набора более тонких. Но из «кругляка» диски точить нельзя, так как они получаются недостаточно прочными!, вырезанной с запасом по контуру, сверлится отверстие диаметром 5 мм. В патроне токарного станка зажимают металлический стержень диаметром 30 мм, выступающий на 15 мм из губок.
Его протачивают диаметром 5 мм на длине 4 мм, после чего на проточку надевают заготовку диска и прижимают ее вращающимся центром с шайбой диаметром 30 мм. Потом приступают и обработке резцами. Центральные отверстия в дисках удобнее делать посла прорезки пазов. Разметка дисков. На аиста бумаги чертится окружность несколько большего размера, чем диск. Она разбивается на нужное число частей. Из центра по точкам деления проводят лучи.
Диск накладывают на чертеж, совмещают центры и по лучам проводят, риски от края и центру диска (следует стремиться и максимальной точности), Размеченный диск ставят, а приспособление, показанное на рисунке, и ножовкой по металлу пропиливают пазы под лопатки. В НА операция проводится одинарным полотном на глубину 5 мм, а в дисках РК и моторамы — сдвоенным на глубину 7 мм.
После пропиливания пазов окончательная обработка ведется на токарном станка. Выполняются начисто центральное отверстие и наружные скосы по окружности. Затем идет сборка: профилированные лопасти, нижние концы которых зачищены наждачной бумагой, смазывают эпоксидной смолой и ставят в диск. Таким образом, собирают НА. РК сначала собирают без склейки для контроля расположения лопаток, и только потом проводят склейку эпоксидной смолой.
После ее отверждения доформовывают лопатки — они должны иметь плосковыпуклый профиль с максимальной толщи-ной на 1/3 своей хорды. Затем на оправке длиной 6 мм и диаметром 10 мм калибруется внешний диаметр РК. В дисках монтируют стопоры и, наконец, приступают к балансировке РК. Подгонка же НА по диаметру колец производится путем подрезки концов лопаток ножницами по разметке от центрального отверстия. Дополнительные приспособления.
Показанное на рисунке 4 приспособление для закрутки лопаток РК выполняется или из твердого дюралюминия толщиной 1—1,5 мм, или из стали. В пластинах сверлятся по два отверстия диаметром 3 мм, через которые проходят винты МЗ с гайками. Однако можно в стальных пластинах нарезать резьбу МЗ, тогда гайки не понадобятся. Собранные пластины зажимают, в тисках за концы ниже винтов и закручивают пакет по часовой стрелке на угол 20°.
Приспособление для профилировки лопаток НА изготавливается из металлической трубки диаметром 25—30 мм, которую разрезают вдоль, как показано на рисунке. Самое сложное — работа над приспособлением для пропила пазов в дисках (см. рис.). Его корпус делается из стали толщиной 1—1,5 мм. В каждом элементе корпуса приспособления — свой тип калибровочных пазов.
Например, а одном: пропил под углом 45° для монтажа и сборки РК и под углом 10° для ВНА. А я другом — для НА1, моторамы и НА2. При прорезке калибровочных пазов очень важно обеспечить совпадение осей пазов, продольных и поперечных осей корпуса в одной точке. Варианты импеллерной установки. Двух- , ступенчатый импеллер с калильным микродвигателем рабочим объемом 2.5 см3 предназначен для копий самолетов типа Ан-72, Ан-74, Ил-76, Як-28, Ил-20, где корпус модельной установки может выполнять функции имитации копийной мотогондолы.
На рисунке 6 показан вариант импеллера, который монтируется внутри фюзеляжа копии. У него ряд особенностей: удлинен диффузор карбюратора двигателя, установлен удлинитель глушителя для отвода выхлопных газов за объем импеллера, а корпусе сделаны дополнительные окна. Приводим и более простой вариант псевдореактивной установки.
Ротор имеет одну ступень, что при равных проходных сечениях импеллера ведет к падению статической тяги до величины 600—700. гс. Однако подобная установка не только проще, но и легче, что в ряде случаев может иметь первостепенное значение для копикста. Надо отметить, что по предлагаемой технологии несложно разработать и более крупные варианты движителей.
Изготовленный импеллер под двигатель рабочим объемом 10 см3 развивает статическую тягу порядка 3 кгс. Настройка режима работы всех вариантов заключается в подборе углов установки ВНА я небольших пределах, причем его лопаткам полезно придать еще при изготовлении некоторую крутку (к наружным концам; угол установки уменьшен на 3—4°).
(Автор: ФЕОКТИСТОВ, г. Рязань)
Рис. 1. Двухступенчатая импеллерная установка для авиамодели: 1 — обечайка, 2 — лопатка ВНА (АМЦАП), 3 — кок (Д16Т), 4 — диск ВНА (текстолит), 5 — уплотнительное кольцо (текстолит), 6 — стопоры (ОВС), 7 — диск РК1 (текстолит), 8 — лопасть РК1 (стеклотекстолит), 9 — диск НА1 (текстолит), 10 — втулка (Д16Т), 11 —лопасть РК2 (стеклотекстолит), 12 — лопасть НА2 (АМЦАП), 13 — диск НА2 (текстолит), 14 — лопасть НА1 (АМЦАП), 15 — диск РК2 (текстолит), 16 — диск моторамы (текстолит), 17 — стойка моторамы (стеклотекстолит), 18 — пластина (Д16Т), 19 — винт МЗ, 20 — держатель бака (стеклоткань на эпоксидной смоле), 21 — стопорное кольцо (ОВС диаметром 1,0 мм), 22 — топливный бак (луженая жесть), 23 — обтекатель бака (пенопласт), 24 — сопло (стеклоткань на эпоксидной смоле), 25 — винт М2,26 — трубка заправки бака (резина), 27 — трубка впрыска топлива для запуска двигателя, 28 — двигатель, 29 — кольцо НА. Пунктир на деталях 4, 7, 9, 13, 15 и 16 показывает глубину пазов под лопатки. Детали 7 и 15. даны в сборе со стопорами 6.
Р и с. 2. Одноступенчатая импеллерная установка для авиамодели: 1 — кок, 2 — ВНА, 3 — РК, 4 — НА, 5 — двигатель.
