советы моделисту
из страниц журнала "Моделист Конструктор» № 12 1966 год
ДВИГАТЕЛЬ + ЛОПАСТЬ +ШАССИ = ВЕРТАЛЁТ
Модели однолопастной схемы максимально просты. Их основа — штанга, на одном конце которой укреплён двигатель с винтом, а на другом — лопасть. Тяга, развиваемая винтом, заставляет всю систему вращаться вокруг центра тяжести, при этом лопасть создаёт подъёмную сил.
Запуск таких моделей с рук в начале казался затруднительным, но вскоре выяснилось, что успех дела решает их правильная регулировка и бесперебойная работа двигателя. Подброшенные без предварительной раскрутки резким движением вверх, модели, не зависая, быстро набирает высоту 90- 100 м. Тяжёлое и громоздкое шасси поэтому заменили небольшими проволочными костылями под двигателем и на конце лопасти (благодаря которым порывы ветра не переворачивают модель при посадке).
Гироскопический эффект
Победитель первенства Ломакин (591 очко)удачно использовал гироскопический эффект несущего винта. Есть ли винт и модель вращаются так, как показано на рисунке 1, то создаётся момент, увеличивающий установочный угол лопасти (по отношению к плоскости вращения модели). После выключения двигателя установочный угол уменьшается и модель переходит на режим авторотирующего спуска. На этот переходный процесс, однако, требуется некоторое время, и вертолёт теряет высоту (рис. 2). Минимальная скорость движения достигается подбором установочного угла стабилизатора, максимальная скороподъёмность — подбором геометрических и весовых параметров винта .
Гироскопический эффект трудно оценить, поэтому подбор винтов в каждом конкретном случае требует большой экспериментальной работы. Но использование его безусловно заманчиво: не нужно устанавливать специальные автоматы. Модели однолопастной схемы, однако, лучше перебаллотировать, уменьшая установочный угол стабилизатора. Командный механизм в этом случае — таймер, при его срабатывании и изменяется режим полёта.
Два этапа регулировки
Сначала подбирают оптимальный установочный угол стабилизатора, учитывая, что при малых углах великий обороты модели и мала скороподъёмность, а при больших — мощность двигателя недостаточно для вращения модели с необходимыми оборотами. Скорость снижения на первом этапе не принимают во внимание, таймер ограничивает только время работы двигателя, угол установки стабилизатора остаётся постоянным в течение всего полёта. Затем добиваются минимальной скорости снижения, изменяя установочный угол стабилизатора от -8 до -12° (он зависит от эффективности стабилизатора, то есть его площади и плеча). Автомат перед балансировки должен срабатывать примерно на 0,5- 1 сек. раньше, чем заглохнет двигатель. При этом лопасть сильно раскручивается (на углах атаки, необходимых для авторотирующего спуска), накапливая кинетическую энергию. После остановки двигателя модель «зависает», процесс перехода к авторотирующему спуску происходит плавно, без потери высоты; Общая продолжительность полёта увеличивается. Тяги от таймера желательно пропускать внутри лопастей, штанги и балочек, несущих стабилизатор. Характер полёта модели без автомата перебалансировки и с ним показан на рисунке 2.
Компрессионные или калийные?
На моделях стояли серийные компрессионные двигатели: «Ритм», МК-12В, MVVS-2,5Д. Соревнования показали, что уже сейчас добиться результатов, соответствующих нормативы у мастера спорта СССР (900 очков), можно только с калийными двигателями: они мощнее компрессионных. Следует учесть, однако, что они более чувствительны к составу смеси и поэтому надо тщательно регулировать их систему питания, применяя поплавковые камеры, бочки с «поилками» и т. п.
Лопасть— самое главное
Но даже значительное увеличение мощности двигателя может не дать эффекта, если не уделить должного внимания компоновке лопастей. Практика показала, что наиболее целесообразной формой лопастей в плане является трапециевидная, у которой концевая хорда примерно в 2 раза уже комлевой. Лопасть должна иметь отрицательную закрутку, то есть установочные углы её профилей уменьшаются в концевой части на 8-10%. У комля следует применять более толстые профили с большей вогнутостью и широким диапазоном угловой атаки, а к концу — более тонкие, с меньшей вогнутостью. Коэффициент полезного действия такой лопасти значительно выше, чем прямоугольной, с постоянным профилем по длине. У комля лопасти, примерно до 0,5R, может быть применён профиль MVA- 301, далее по длине — G- 428. Кстати, штанга двигателя должна быть также переменной по толщине с симметричным профилем: она лучше штанги постоянного подлиннее сечения и в аэродинамическом и в весовом отношениях.
Истинные углы атаки лопасти в полёте зависит от отношения скорости набора высоты к линейной скорости элементов лопасти. Профили, следовательно, необходимо выбирать так, чтобы углы атаки не превышали критических значений в противном случае модель становится неустойчивой и, снижается её скороподъёмность.
Механизм изменения атаки
Угол притекание легко определить, зная скорость вращения и вертикальную скорость модели. Учитывая, что линейная скорость элемента лопасти
Где Rтек — расстояние элемента лопасти до центра вращения (приблизительно от центра тяжести модели), а n — число оборотов модели в секунду сбитая найдём угол притенание:
Истинный угол атаки элемента лопасти равен: αист = φ + β.
Если, например, при авторотирующем спуске скорость снижения Vу =2 м/сек, скорость вращения n = 2 об/сек, радиус лопасти R = IM , Rтек =0,5м, то
Следовательно, αист = φ +17,5° у большинства моделей профили критический угол атаки меньше 18°. Это значит, что при положительных углах бета элемент лопасти рассмотренный в премьере, работает на за критичных в углах атаки.
Весь материал находится в свободном доступе в интернете.
Если вам интересен контент этого канала, пожалуйста, подпишитесь, чтобы продолжить читать.. Не пропустите новых интересный статей! Быть может на этом канале Вы найдёте для себя идеи для хобби или полноценного бизнеса. Ставьте "лайки" и пишите комментарии - это обратная связь и я буду знать, что интересно аудитории.