Здравствуйте дорогие друзья авиамоделисты и все сочувствующие нашей малой и большой авиации, незаслуженно заброшенной на задворки нашей конструкторской мысли. В то время, когда во всех развитых и не только, странах мира авиамоделизм и малая авиация бурно развиваются, создаются небольшие аэродромы или просто ВПП (взлетно-посадочные полосы), Наша страна, вдруг создает законы, препятствующие развитию авиамоделизма и малой авиации. И это при таких огромных территориях, на которых просто нет альтернативы авиасообщениям. Поскольку мы не Китай и не Индия (народу маловато), напрашивается вопрос стоит ли в деревню на 200 дворов запускать аэробус, или можно обойтись небольшими самолетиками? И конечно творчество юных, без чего не будет ни малой ни большой авиации. Хотелось бы, что бы и у нас наладилось производство того, что мы имеем на Али экспресс, но попробуем работать с тем, что имеем. И Али экспресс и другие поставщики нам в помощь.
И так начнем.
Что нужно для самостоятельного создания авиамодели?
1. Желание, увлеченность данным типом творчества.
2. Руки должны расти из плеч.
3. Культура производства («Хорошо могут летать только красивые самолеты» -Туполев А.Н.)
4. Умение рисовать.
5. Знание конструкторской программы, их сейчас много, хотя бы на начальном уровне, тонкости придут обязательно, но чуть позже.
6. Разбираться в чтении чертежей и конструировании, это то же придет с опытом.
Все, можно начинать!
И так нужно определиться с ТЗ- техническим заданием. Оно создается заказчиком и конструктором, ибо заказчик сказочник, а конструктор реалист, материалист и просто профессия требует. Так же конструктор может и сам написать ТЗ на изделие, в данном случае на модель самолета, которую по его представлению, ну просто необходимо сделать либо для проверки каких-то характеристик, либо просто полетать. У взрослых это называется НИОКР (научные исследования и опытно-конструкторские работы)
Сейчас мы говорим не о копировании уже готовых изделий, а именно о конструировании новой модели самолета.
Что такое техническое задание?
Коротко – для каких целей изделие: скорость, полетная нагрузка, размер, маневренность, тип полезной нагрузки, взлет посадка и т.д.
Для начала, чтобы не забивать голову, этого хватит. Начинающим авиамоделистам достаточно и того, чтобы хорошо летала ( была бы послушной в управлении и красивой), и конечно была бы не дорогая, хотя это слово в авиации не уместно. Авиация хоть малая хоть большая, хоть авиа моделька,- всегда дорого, хотя бы потому, что сделана с любовью и терять ее жалко.
Проектирование и изготовление импеллерной модели самолета ИВН-2
Начнем с разработанного и изготовленного мной самолета (модели) ИВН-2. Название должно быть обязательно, иначе можно запутаться при конструировании. Каждая деталь имеет свое обозначение (название), поэтому к терминологии надо постепенно привыкать. Присваивать гостовские номера мы не станем, но название деталей и изделий нужны обязательно.
И так техническое задание:
1. Радиоуправляемая модель, просто полетать
2. Импеллерная,
3. Скорость сваливания 35км/ч, полетная-100-180км/ч,
4. Маневренная, должна выполнять все фигуры высшего пилотажа
5. Полезная нагрузка- курсовая FPV камера с возможностью полета как по виду с камеры FPV так и визуально (обычный полет вид со стороны пилота находящегося на земле).
Пожалуй и все для начала.
Авиация это не только аэродинамика, но и борьба с весом. Поэтому, исходя из личного опыта, для изготовления планера выбираем материал экструдированный пенополистирол. Материал очень легкий, плотность 20-35кг/м3, довольно прочный (конструктивно) в сравнении с другими материалами, которые применяются в авиамоделизме, легко обрабатывается и не дорогой. Размер модели выбираем примерно 100х100см, для удобной перевозки в багажнике автомобиля. Кроме того, чем изделие больше, тем легче им управлять. В данном случае оптимальный вариант. Поскольку конструирование будет для изготовления на станке ЧПУ с рабочим полем 615х500х200мм, то учитываем размер деталей с возможностью их изготовления на данном станке.
Для начала определимся с крылом, а именно с его профилем. Если Вам просто полетать, то профиль можно нарисовать и самому исходя из своих знаний о профилях. Но я взял уже известный профиль: "boing106". Он хорош тем, что на него есть все характеристики нужные мне в дальнейших конструкторских разработках. Зная характеристики профиля можно рассчитать скорость сваливания, подъемную силу, лобовое сопротивление, максимальный угол атаки крыла и т.д.
Переходя к характеристикам самолета заданным в ТЗ, определяюсь с крылом в плане и фюзеляжем, в котором нужно разместить, двигатель с импеллером, полезную нагрузку и силовую батарею для импеллера. Не маловажная, вернее самая важная часть это центровка самолета. Если центр тяжести выбран неверно - самолет не полетит. Центр тяжести выбирается в соответствии с видом крыла в плане. Как это делать, можно легко найти в справочниках или в википедии.
В 2х словах: находим среднюю аэродинамическую хорду (САХ) крыла делим ее на 4 и первая точка четверти САХ будет центром тяжести нашей модели (ЦТ). Конструировать буду в программе Solid Works. Она является довольно продвинутой 3Д программой, в ней можно сделать все расчеты, в том числе и аэродинамические.
Вот так реально выглядит модель.
А это его электронная версия.
Для того чтобы начать конструирование, необходимо продумать и прорисовать внешний вид самолета с условно заданными параметрами, продумав размещения в нем ВМГ (винтомоторной группы), управляющих элементов, тяг и полезной нагрузки.
После этого начинаем конструировать в 3D программе, в моем случае выбрана программа Solid Works. Продумываем каждую деталь нашего самолета: расположение крыла, нижнее среднее или верхнее. Каждое имеет свои плюсы и минусы. Я выбрал верхнее расположение потому что
а) Воздухозаборники конструктивно выгоднее для данной конструкции расположить под крылом.
б) Верхнее расположение крыла дает большую стабильность полета, да и с рук пускать удобнее.
в) Меньше вероятность при посадке на «живот» его повредить.
г) Поскольку самолет скоростной, то формы должны быть наиболее обтекаемые, поэтому крыло стреловидной формы
д) Винглеты устанавливаем для уменьшения индуктивного сопротивления крыла.
е) Поскольку модель скоростная и может иметь приличную полезную нагрузку, то для снижения посадочной скорости, лучшей обтекаемости т.е.повышения качества крыла (уменьшения лобового и индуктивного сопротивления) и для упрощения конструкции элероны использую еще и как закрылки (флаппероны).
ж) Крутка крыла -2 градуса. Это нужно для увеличения устойчивости самолета при посадке. Во время посадки угол атаки корневой нервюры может увеличиваться до критических пределов и что бы конец крыла не перешел этот предел и не произошел срыва потока делается отрицательная крутка, которая не позволяет самолету свалится на крыло.
з) ВМГ Импеллер выбираем исходя из веса самолета. Желательно иметь статическую тягу равную или большую чем вес модели самолета потому что, в ТЗ записано выполнение всех фигур высшего пилотажа. Взлетный вес самолета пока предположительно будет равен 1200г. Тяга соответственно должна быть 1200г или больше. Для этих целей выбираем импеллер диаметром 70мм (70EDF 2600kv4S 80A) 12лопастей тяга статическая 1800г. Поскольку импеллер будет стоять внутри фюзеляжа, потери в статической тяге составят примерно 30%. Поэтому внутренняя часть д.б. как можно чище и входная губа иметь определенную форму. Это добавляет до 200-250г статической тяги.
и) Стабилизатор цельноповоротный. Это и для лучшего управления и уже конструктивно отработанный вариант.
Создаем конструкцию в многотельной детали ( одним файлом). Доводим все до совершенства ( как мы это понимаем). Прорабатываем детали входящие в самолет и их расположение. Режем изделие так, чтобы можно было поместить каждую деталь на столе фрезерно-гравировального станка с возможностью обработки каждой, изнутри и снаружи. Затем из этого файла создаем сборку, где обозначаем все детали. Собираем сборку, задавая материал и его плотность для каждой детали. Определяем вес всего изделия и входящих в него деталей. Определяем центр тяжести, и если он не соответствует, то корректируем перемещением самых тяжелых деталей. После этого доводим каждую деталь входящую в сборку до нужной конфигурации. Затем сохраняем в СТЕР АP214 (расширение), для возможности передачи и открытия файла другими программами в частности в ArtCAM и SolidWorks более ранних версий.
Получаются вот такие детали.
В ArtCAM готовим и сохраняем этот файл для конкретного станка, где выбираем размер материала, из которого будет вырезана деталь и фрезу, которой будем работать. Таким образом готовятся все детали нашего изделия. Чтобы при перевороте (обработка детали производится с 2х сторон), было точное совпадение по Х и по Y необходимо просверлить в заготовке и рабочей поверхности стола отверстия, куда устанавливаются штифты. После установки детали на эти штифты и 2х сторонний скотч, штифты вынимаются, и производится обработка внешней стороны детали. Обязательно: сначала внутренняя, затем внешняя, поскольку внутренняя привязана к плоскости, по которой изделие резалось при сборке.
Продолжение следует.