Свободнолетающая схематическая модель планера

Муниципальное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

СТАНЦИЯ ЮНЫХ ТЕХНИКОВ

Свободнолетающая схематическая модель планера

                                               (методическое пособие)

Номинация:  техническое творчество, рационализация, изобретательство (разработки моделей и технических устройств)

Автор: Тютин Сергей Владимирович

педагог дополнительного образования

г. Саров

Нижегородской области

Свободнолетающая схематическая модель планера.

В соответствии с положением о 68-х областных соревнованиях по авиамодельному спорту среди учащихся 2006 года впервые были введены новые классы моделей для начинающих авиамоделистов (возраст – не старше 12 лет включительно). Среди этих моделей есть схематическая модель планера со следующими техническими требованиями:

1. Обшивка несущих поверхностей с одной стороны.

2. Площадь несущих поверхностей не более 12 кв. дм.

3. Min масса модели – 100 г.

4. Леер – 50 м.

Максимальная продолжительность полета – 1 мин. Количество туров - 3.

Следует заметить, что введение новых классов моделей для начинающих авиамоделистов, безусловно, будет способствовать повышению массовости этого вида спорта и вовлечению новых команд, не обладающих высокими технологиями для создания современных авиамоделей чемпионатных классов.

В авиамодельном объединении СЮТ г. Сарова были изготовлены и испытаны несколько схематических моделей планеров, отвечающих приведенным выше техническим требованиям.

Технологичность изготовления моделей, достаточная жесткость и прочность, сравнительно небольшая масса позволили добиться хороших летных характеристик. Модели легко затягиваются на полный леер. В спокойную (при отсутствии восходящих потоков) погоду планируют до 45 секунд, что позволяет при запуске в «термик» стабильно показывать максимальный результат (более 1 мин.). Подтверждением высоких летных характеристик схематической модели планера стал результат выступления на областных соревнованиях 2006 года авиамоделиста СЮТ г. Сарова Венчакова Сергея, показавшего максимальные результаты во всех трех турах и занявшего первое место.

Общий вид модели приведен на рис.1, фотография на рис. 2.

Рис.1. Свободнолетающая схематическая модель планера.

Рис. 2. Схематическая модель планера (в разобранном виде).

Технические данные модели.

Несущая площадь крыла -               9,78 дм².

Несущая площадь стабилизатора – 2,18 дм².

Общая несущая площадь -             11,96 дм².

Длина модели -                                   737 мм.

Размах крыла -                                     950 мм. 

Масса крыла -                                       47 г.

Масса фюзеляжа -                               105 г.

Масса стабилизатора -                           6,5 г.

Общая масса -                                     158,5 г.

Материалы.

Рейка фюзеляжа, передние и задние кромки крыла и стабилизатора, киль выполнены из сосновых реек. Законцовки и нервюры крыла выклеиваются на фанерных оправках из липового шпона толщиной 1 мм. Уголки, соединяющие ушки крыла с центропланом, из 1 мм дюралюминия. Носик фюзеляжа из 8 мм фанеры. Руль поворота из липы (2 мм). В носик фюзеляжа вложен свинцовый груз, заклеенный с двух сторон фанерой (1 ÷ 3 мм). В носик фюзеляжа вклеен буксирный крючок (проволока ОВС 2 мм) и крючок для фитиля (проволока ОВС  1мм). Модель обтягивается лавсановой пленкой толщиной 0,012 мм (серебристая, «солнцезащитная пленка - штора для окон», купленная в хозяйственном магазине).

Дефицитных материалов не используется. Трудность может составить только подготовка липового шпона необходимой толщины по всей ширине пластины. Но если шпон пилить из предварительно напиленных брусков, толщиной не более 20 мм, трудностей с получением равнотолщинных по всей  ширине пластин не возникает.

Оснастка.

В качестве стапеля для сборки крыла и стабилизатора используется ровная доска (600х120 мм – минимальные размеры). Хорошо использовать чертежную доску от кульмана.

Для изготовления нервюр крыла и стабилизатора применяется оправка, выпиленная из 10 мм фанеры. Для повышения производительности лучше использовать одну широкую оправку, склеенную из двух 10 мм оправок и обработанную после склейки совместно по нижнему профилю крыла. На оправку удобно нанести поперечные линии, отмечающие размещение заготовок нервюр крыла и стабилизатора. Используется одна оправка и для нервюр крыла, и для нервюр стабилизатора. Поверхность оправки, прилегающую к нервюрам покрыть липкой лентой (скотчем). Фото оправки приведено на рис. 3.

Рис. 3. Оправка для изготовления нервюр крыла и стабилизатора.

Карандашными линиями отмечено размещение липовых пластин на оправке.

Для изготовления законцовок крыла и стабилизатора используются две оправки, выпиленные из 10 мм фанеры. Наружная поверхность оправок также покрывается скотчем. Фото оправки приведено на рис. 4.

Рис.4. Оправка для изготовления законцовки крыла.

Выше расположена готовая заготовка (распиливается на 2 шт.).

Обработку нервюр и законцовок удобно производить крупной наждачной бумагой, приклеенной на ровную дощечку, так называемой «Шкурилкой».

Технология сборки.

Нервюры.

Заготовки нервюр склеиваются из двух пластин липового шпона. Одновременно, на одной оправке можно склеивать несколько заготовок, прокладывая между ними полоски лавсановой или полиэтиленовой пленки. Липовый шпон нарезается по длине и ширине. Длина определяется хордой крыла плюс запас 10 мм. Ширина заготовок равна или чуть меньше ширины оправки. Ширина заготовок нервюр не должна превышать ширину оправки, т.к. при приматывании заготовок к оправке резиной выступающие края сжимаются по ширине, что приводит к деформации заготовок. Нарезается четное количество липовых пластинок (например, 10). Вырезать лучше острым ножом по металлической линейке. Нож держать вертикально, чтобы линия контакта ножа и материала была минимальная. Вначале ножом проводится линия без сильного нажима (это предотвращает скалывание липы по слоям). Затем многократно проводят ножом по заданной линии отреза, постепенно увеличивая силу резания. Только при такой технологии получаются точно отрезанные пластины, необходимой ширины. Операцию нарезания пластин по ширине можно исключить, если заранее напилить шпон из брусков необходимой толщины.

Пластинки вымачиваются в воде для придания эластичности (3 мин.). После этого они склеиваются попарно клеем ПВА и укладываются на оправку одна на другую с промежуточными прокладками из лавсановой пленки. Весь пакет прижимается к оправке резиновой лентой и оставляется на сутки для высыхания клея (лучше на батарее водяного отопления).

Рис. 5. Липовые пластинки для нервюр, полоски лавсана, готовые заготовки для нервюр и для законцовки стабилизатора, оправка для нервюр.

Рис.6. Склейка пакета нервюр на батарее водяного отопления.

После снятия резиновой ленты заготовки нервюр разнимаются. Боковые торцы каждой заготовки шлифуются наждачной бумагой, приклеенной на ровный брусок («шкурилкой»). На внутренней поверхности каждой заготовки проводятся параллельные линии на расстоянии 4 мм от каждого края и по этим линиям лобзиком отпиливаются нервюры. Торцы нервюр и заготовок нервюр, образовавшиеся после пиления лобзиком снова зачищаются наждачной бумагой. Если оставшаяся ширина заготовки позволяет распилить ее на несколько нервюр, процесс повторяется. В результате получается необходимое количество нервюр, имеющих одинаковый профиль, задаваемый формой оправки.

Законцовки.

Заготовки законцовок склеиваются из трех пластинок липового шпона. Длина пластинок определяется наружным периметром оправки. Ширина равна или чуть меньше толщины оправки. Пластинки вымачиваются в воде (10 мин.). Склеиваются между собой клеем ПВА и приматываются к оправке (начиная от середины к краям) резиновой лентой. Оправка высушивается в течение суток на батарее водяного отопления. После разматывания резины заготовка отделяется от оправки. Боковые торцы заготовки вышкуриваются «шкурилкой». Заготовка размечается и распиливается лобзиком на две законцовки. Торцы, образовавшиеся после пиления лобзиком также зашкуриваюся. Необходимо изготовить 4 законцовки (из 2 заготовок). 

Кромки крыла.

Для изготовления кромок крыла напиливаются сосновые рейки:

- две рейки сечением 10х4 мм и длиной 510 мм (для центроплана);

- четыре рейки сечением 4х4 и длиной 215 мм (для ушек).

Внутренние стороны реек центроплана плавно сострагиваются от середины к концам до сечения 4х4 мм. Наружные стороны реек центроплана остаются прямыми.

Уголки крыла.

Уголки крыла (4 шт.) выпиливаются из 1 мм дюралюминия по эскизу «с запасом» (рис. 7). Затем собираются вместе в пачку и обрабатываются совместно для получения четырех одинаковых уголков с шириной плечиков – 4 мм.

Рис. 7.  Уголки крыла. Дюралюминий. 4 шт.

Сборка центроплана.

К концам кромок центроплана приклеиваются и приматываются сверху нитками (с последующей пропиткой клеем) уголки крыла. Уголки устанавливаются на внутреннюю сторону кромки, которая подвергалась обстругиванию. Свободные концы уголков направлены в одну сторону так, чтобы кромку можно было положить на стапель широкой стороной, а свободные концы уголков при этом смотрели бы вверх.

На стапель укладывается чертеж центроплана и накрывается лавсановой пленкой. На чертеж укладываются и крепятся булавками кромки с приклеенными уголками. На кромки сверху в местах будущего размещения прикладываются нервюры. Карандашом отмечаются на нервюрах излишки, выступающие за наружные габариты центроплана. Излишки обрезаются, а концы нервюр снизу шлифуются на «шкурилке» для получения плоского пятна контакта концов нервюр с кромками (рис. 8).

Рис. 8. Подгонка нервюр к кромкам:

а) обрезка нервюр; б) шлифовка концов нервюр для увеличения площади склейки.

 После этого нервюры приклеиваются к кромкам (клей ПВА или эпоксидный). После высыхания клея центроплан снимается со стапеля. В середине центроплана, перпендикулярно кромкам, снизу приклеивается и приматывается нитками сосновая рейка – пилон, необходимая для крепления крыла к носику фюзеляжа. Сечение рейки 8х5 мм, длина 140 мм. Чтобы нитки не выступали в зону контакта рейки-пилона и фюзеляжа, на нижней поверхности рейки имеются 4 поперечных пропила, глубиной 1 мм, напротив кромок крыла, в которые укладываются нитки при приматывании рейки – пилона к кромкам центроплана. Нитки пропитываются клеем (рис. 9).

Рис. 9. Крепление крыла к фюзеляжу.

Видны: рейка – пилон крыла (поз.1), пропилы для ниток (поз.2), нитки, усиливающие соединение кромок крыла к рейке – пилону (поз.3).

Сборка ушек и крыла.

Концы законцовок крыла срезаются «на ус». К ним подгоняются рейки сечением 4х4 мм таким образом, чтобы контур ушка соответствовал чертежу. Рейки и законцовки склеиваются и обматываются снаружи нитками с последующей пропиткой клеем. Законцовка с кромками прикладывается на чертеж, и отмечаются излишки кромок. Кромки обрезаются и подгоняются к центроплану. Уголки необходимо согнуть внутрь центроплана таким образом, чтобы они плотно прилегали к кромкам ушка. Кромки ушка приклеиваются к уголкам центроплана и обматываются нитками с последующей пропиткой клеем. Сразу после приклеивания ушко укладывается на чертеж и закрепляется грузами или булавками. А центроплан оказывается висящим над стапелем. Снизу под центроплан подкладывается ровный брусок, необходимого размера, выполняющий роль опоры. В этом положении на ушко подгоняются и приклеиваются нервюры точно так же, как на центроплане. После высыхания клея подгоняется и собирается второе ушко. Крыло обтягивается лавсановой пленкой на клее БФ.

Рис.10. Соединение ушка крыла с центропланом с помощью уголка.

Сборка стабилизатора.

При сборке стабилизатора используются:

- две законцовки;

- две сосновых кромки сечением 4х3 и длиной  230 мм;

- четыре нервюры шириной 3 мм;

- одна нервюра шириной 6 мм.

Технология сборки стабилизатора аналогична сборке крыла. Сначала к одной законцовке подгоняются (на «ус»), приклеиваются и приматываются нитками с последующей пропиткой клеем две кромки. Контроль качества подгонки проверяется по чертежу. Кромки располагают широкой стороной к стапелю. Затем подгоняется и приклеивается вторая законцовка. Полученная «рамка» стабилизатора укладывается на чертеж с прокладкой лавсановой или полиэтиленовой пленки и закрепляется булавками. На нее сверху примеряются нервюры, отрезаются излишки, шлифуются нижние края и приклеиваются на свои места. При этом широкая нервюра размещается в середине. Стабилизатор обтягивается лавсановой пленкой на клее БФ. В центральной нервюре сверлится отверстие диаметром 1,7 мм на расстоянии 2/3 хорды от передней кромки. Из него вперед (к передней кромке) выполняется лобзиком пропил длиной 2÷3 мм (для крепления удерживающей лески).

Рис. 11. Стабилизатор.

На центральной нервюре видно отверстие и пропил для лески.

Сборка киля.

Киль склеивается из сосновых реек сечением 5х3 мм.

Рис. 12. Размеры киля и руля поворота.

 Для сборки используется простое приспособление: на стапель укладывается чертеж киля, накрывается пленкой, и на него прибиваются две широких планки так, чтобы внутренние края планок касались линий чертежа, обозначающих переднюю и заднюю кромку киля. Длина планок превышает размеры киля. После этого к планкам прижимаются передняя и задняя кромки киля (длину кромок лучше взять с запасом), поперечные распорки подгоняются (плотно!) и вклеиваются. После высыхания клея планки приподнимаются и освобождают склеенный киль. Остается только отрезать и зачистить выступающие кромки. Передняя, задняя и верхняя кромки киля закругляются, нижняя остается плоской (для приклейки к фюзеляжу). Руль поворота вырезается из липы, зашкуривается и навешивается на киль на шарнирах. Могут быть использованы любые способы подвижного крепления. На руль приклеивается целлулоидный кронштейн для крепления управляющей лески и возвратной пружины.

Сборка фюзеляжа.

 Рейка фюзеляжа выстругивается из сосновой рейки сечением 10х10 мм и длиной 610 мм. Сечение ее плавно уменьшают к концу до 6х6 мм. В начале ширину рейки уменьшают до 8 мм. Таким образом, получается рейка, имеющая в начале сечение 10х8 мм, а в конце 6х6 мм. Носик фюзеляжа выпиливается из 8 мм фанеры. Эскиз носика приведен на рис. 13.

Рис. 13. Носик фюзеляжа. Фанера 8 мм.

К нему приклеивается рейка. К рейке приклеивается киль. В месте расположения руля поворота приклеивается «П – образный» дюралюминиевый кронштейн с резьбовыми отверстиями М2 для винтов регулировки руля поворота на режиме затяжки на леере и на планировании. Киль обтягивается лавсановой пленкой на клее БФ. К целлулоидному кронштейну руля поворота прикрепляется с правой стороны (по направлению полета) возвратная пружинка, а с левой - леска с колечком, которое одевается на буксирный крючок и поджимается во время буксировки кольцом леера, обеспечивающим прижим руля поворота к левому регулировочному винту буксировки.

Рис. 14. Киль и руль поворота (вид сверху).

Рис. 15. Руль поворота.

На рис. 14,15 видно руль поворота, целлулоидный кронштейн, пружину, управляющую леску, регулировочные винты, дюралюминиевый кронштейн.

На рейке фюзеляжа, после киля приклеивается площадка крепления стабилизатора (2 мм фанера).

Рис. 16. Площадка крепления стабилизатора. Фанера 2 мм.

На носик устанавливается крыло и отмечается на фюзеляже вертикальная линия, соответствующая 56% хорды крыла от передней кромки. Крыло снимается и на фюзеляж закрепляется стабилизатор (резиновой петлей). Подбирая кусочки свинца, подгоняют положение ЦТ (центра тяжести) фюзеляжа к отмеченной линии. Выпиливают в носике фюзеляжа отверстие для размещения свинца и заклеивают, полученный контейнер с двух сторон фанерными «щечками».

Выгибают буксирный крючок и вклеивают его в просверленное в фюзеляже отверстие на расстоянии 15 мм вперед от линии ЦТ.

Приклеивают крючок для крепления фитиля.

Рис.17. Буксирный крюк, крючок крепления фитиля, колечко управляющей лески руля поворота.

Закрепляют стабилизатор на площадку его крепления резиновой петлей и отмечают положение удерживающей лески. Она проходит через начало пропила (ближе к передней кромке) в центральной нервюре стабилизатора и опускается перпендикулярно рейке фюзеляжа. В этом месте отмечается точка посередине рейки фюзеляжа и сверлится отверстие диаметром 1,2 мм. Снизу к рейке в этом месте приклеивается целлулоидная шайбочка, которая служит для лучшего скольжения лески при срабатывании фитиля и откидывания стабилизатора на угол 45⁰ для прекращения полета.

На леске диаметром 0,4 мм делается петля длиной 15 мм до узелка. Петля продевается снизу стабилизатора в отверстие центральной нервюры и тянется вперед так, чтобы узелок остался внизу, а петля через тонкий пропил выходила наверх. Свободный конец лески      (~ 1 м) продевается сверху через отверстие в рейке фюзеляжа. В петлю лески продевается резиновое кольцо, петли которого надеваются на выступы площадки стабилизатора. Размеры кольца подбираются такими, чтобы стабилизатор откидывался при отпускании задней кромки и не деформировался от излишнего натяжения. На свободный конец лески под фюзеляжем одевается маленькая шайбочка, которая привязывается этой леской в месте, обеспечивающем отклонение стабилизатора на угол 45⁰ при ослаблении лески. На свободный конец лески привязывается крючок, таким образом, чтобы при креплении фитиля леска натягивалась и прижимала заднюю кромку стабилизатора к фюзеляжу.

Рис.18. Крепление стабилизатора (вид сверху).

Рис. 19. Крепление стабилизатора (вид снизу).

Рис. 20. Крепление фитиля.

Сборка и регулировка модели.

Сборку модели удобнее начинать с установки стабилизатора. Он крепится, как уже описывалось ранее, резиновым колечком, продеваемым в петлю лески, удерживающей стабилизатор. На носик фюзеляжа устанавливается крыло и туго привязывается авиамодельной резиной за выступающие концы рейки - пилона. Затем закрепляется фитилек и за него зацепляется крючок с леской, прижимающей стабилизатор к фюзеляжу.

У правильно изготовленной модели - крыло и стабилизатор параллельны, а носик фюзеляжа и киль стоят перпендикулярно крылу и стабилизатору. Центр тяжести модели находится на расстоянии 56% от передней кромки крыла.

Регулируется модель предварительно запусками с «рук» на планирование. При этом подбором прокладок под задней кромкой стабилизатора или вращением регулировочного винта изменяют угол его установки, добиваясь качественного планирующего полета.

Окончательная регулировка производится при запусках с помощью леера. Ограничителями руля поворота добиваются прямолинейного взлета на леере и планирования по большому кругу, а изменением угла установки стабилизатора -минимального снижения модели.

Счастливых Вам полетов!

Владимир Федорович Тютин,

педагог авиамодельного объединения

г. Саров Нижегородской области