ОПЫТЫ: Средство от Дракулы

Автор: Юрий Смирнов [email protected]

Еще три года назад мне захотелось сделать настоящий самолет, пусть маленький, авиамодель, но quot;с нуляquot;. Чтобы даже чертежей на него не было. Чтобы все заново…

Cамолет Можайского превосходил зарубежные аналоги по всем характеристикам, только не летал… Анекдот

Вот этот анекдот quot;из Интернетаquot; и подтолкнул меня подумать над аэродинамической схемой quot;летающее крылоquot;. Сначала возникли амбициозные планы - сделать копию самолета Можайского на электрической тяге[www.airwar.ru/history/constr/russia/constr/mogaisk.html.], но вскоре я понял, что столкнусь с непреодолимыми технико-финансовыми сложностями.

Катализатором нового витка работ над проектом стал quot;тряпочныйquot; самолет RC kite, quot;средство от Дракулыquot;, как я окрестил его. Видеоролик полетов RC kite попался мне на YouTube[ru.youtube.com/watch?v=3Mze7xKWtOw.]. Аппарат шикарно quot;рассекалquot; ночью, отпугивая летучих мышей светодиодной бортовой подсветкой. Готовой модели в московских магазинах я не нашел, продавцы не понимали даже, чего я от них хочу[Заказать можно было с www.ebay.com, там игрушка стоила 128 quot;зеленыхquot;, но тогда посылку пришлось бы ждать месяц или два.].

Делать самолет из quot;тряпкиquot;, как г-н Можайский, я не решился, в дело пошла моя любимая потолочная плитка (депрон, 3 мм). Чтобы крыло имело достаточную жесткость, пришлось склеить две плитки. Размеры трапеции крыла прикинул на глаз - 36 см quot;носquot;, 48 см quot;кормаquot;. Длина 36 см. Потолочная плитка клеится quot;Титаномquot; долго; крыло сохло под грузом больше двух суток. Мотораму выпилил из алюминиевого уголка 40 мм. Она крепится винтами на сосновой рейке, которая является несущей частью всей конструкции. Элевоны подвешиваются на армированном скотче; на маленьких винтиках прикручивается хвост.

У самолетов типа quot;летающее крылоquot; отсутствуют рули направления и высоты. Летательный аппарат управляется двумя элевонами. Принцип такой: оба элевона опускаем вниз, самолет летит вверх, поднимаем элевоны - полетели вниз. А если отклонять их в противоположные стороны, то модель с креном поворачивает направо или налево. Чтобы реализовать это на практике, к каждому элевону присоединяем по сервомашинке… Тут-то и начинаются quot;приключенияquot;.

Управляющие сигналы с обычного авиамодельного приемника (и передатчика, разумеется) никак не соответствуют желаемому движению элевонов. Полазив по форумам, я нашел quot;примочкуquot;, которая могла решить мои проблемы; называется она V-микшер - малюсенькая платка размером с ноготь мизинца, с двумя стандартными управляющими входами под первый и второй канал управления; на выходе имеются, соответственно, два управляющих выхода на сервоприводы, которые благодаря конвертеру сигнала начинают вести себя как положено. Микшер я отыскал в quot;хоббийномquot; магазине, стоил он 900 рублей. Пришлось покупать, очень хотелось доделать модель.

По прикидкам получалось, что вес quot;летающего крылаquot; не превысит 400 г; сперва я начал искать двигатель исходя из конструктивных пропорций самолета Можайского - мощность двигателя 22,5 кВт при весе самолета 900–1200 кг. Поскольку масса моей модельки была в 2500 раз меньше, то и двигатель надо было найти во столько же раз менее мощный - 9 Вт. Увы, ни в одном из известных мне магазинов такого бесколлекторного движка не оказалось.

В Люблино[Об этом магазине я писал в quot;КТquot; №5, 2008.] нашлись небольшие quot;бесколлекторникиquot; от E-Sky по 400 рублей. Купил сразу два: на 100 и на 50#8194;Вт, плюс регулятор и маленький литий-полимерный аккумулятор на 800#8194;мАч. Менеджер в торговом зале торжественно пообещал мне, что стоваттный двигатель даст 700 г тяги. На вопрос, какой винт ставить, чтобы получить такую тягу? последовал исчерпывающий ответ: винтов у нас пока нет…

Пришлось ехать на Сущевку в quot;Пилотажquot;. Продавец быстро подобрал винт; возникла странная ситуация: на 50-ваттный движок шел 8- и 9-дюймовый винт, а на 100-ваттный - аж 10-дюймовый. Ситуация странная потому, что в прошлом году 200-ваттный двигатель с 9-дюймовым винтом норовил воспламениться через 15 секунд работы[См. quot;КТquot; №30, 2007.].

Чтобы измерить тягу новых двигателей, построил испытательный стенд. Его конструкция на базе шасси от игрушечной машинки пришла мне в голову на даче, после грозы, 13 июня, в пятницу. Первым на стенд я установил маленький 50-ватный движок (E-Sky ЕК5-0001, 30#8194;г, 1500 об./мин.) c гигантским, на мой взгляд, пропеллером 9*3,8[9*3,8 - диаметр винта 9 дюймов (дюйм, напомню, равен 2,54 см), шаг 3,8 дюйма. Чем больше шаг, тем сильнее винт quot;вкручиваетсяquot; в воздух и тем большую нагрузку дает на двигатель (и большую тягу).]. Конструкция была привязана через цифровой безмен к ножке теннисного стола. quot;Нажал на педальquot;, и безмен показал 350 г тяги на неполном газу. Повторив эксперимент несколько раз, я потрогал движок - он был чуть теплый!

Следующий двигатель весил в полтора раза больше (E-Sky ЕК5-0002В, 45 г, 1000 об./мин.); я тестировал его уже с другим винтом - 9*6. На неполном газу он легко выдал 420 г тяги, а с винтом 10*4,7 удалось добиться тяги более 500 г. Этого было достаточно. Энерговооруженность quot;пепелацаquot; получалась 1,1–1,2 (отношение тяги к весу), почти как у СУ-30. При таких характеристиках самолет теоретически может взлетать вертикально, как ракета. В общем, можно было везти его на испытательный аэродром - на дачу.

Мотор бесколлекторный E-Sky ЕК5-0002В 420 руб.

Цанга для винта под вал 3 мм 289 руб.

Винт воздушный 9*6 или 9*7,5 190 руб.

Аккумулятор Li-Po 12C/11.1V/800 mАh 480 руб.

Регулятор скорости для бесколлекторных моторов E-Sky 25А 800 руб.

Шестиканальный приемник 35 МГц в комплекте

с двумя микросервомашинками (вес 9 г, усилие 1,3 кг) 1500 руб.

Позолоченные контакты 3 мм, пара 40 руб.

V-микшер 900 руб.

quot;Кабанчикиquot; для тяг 30 руб.

Винты и гайки М2 50 шт. 50 руб.

Проволока стальная 2 мм 25 руб.

Проволока стальная 1 мм 25 руб.

ИТОГО 4749 руб.

После сборки самолет работать отказался, я занервничал и стал в легкой панике переподключать на приемнике разъемы сервомашин и регулятора. Вовремя остановить меня было некому. Жертвой спешки стал E-Sky’евский приемник - я его спалил. На следующий день пришлось позаимствовать приемник у quot;Драконаquot;[ См. quot;КТquot; №25-26, 2007.].

Теперь предстояло как-то разместить на борту электронику. Можно было, конечно, прилепить ее на двухсторонний скотч, но у фирменного тряпочного quot;прототипаquot; все это хозяйство было убрано в обтекаемую пластмассовую гондолу. Мне захотелось такую же. Вспомнил про воздушный корабль Робура-завоевателя (см. одноименный роман Жюля Верна), - его корпус был сделан из папье-маше. Форму для гондолы я вылепил из пластилина и начал обклеивать ее кусочками ватмана: понадобилось пять-шесть слоев.

Аккумулятор и аппаратура легли в гондолу практически идеально, гондолу приклеил на крыло скотчем. И… самолет готов! Общий вес получился 410 г.

Последнее, что предстояло сделать,#8194;- отрегулировать положение рулей-элевонов. Выражаясь профессиональным языком летчиков-испытателей, quot;оттриммировать модельquot;. Это нужно, чтобы нейтральное положение ручки управления соответствовало строго горизонтальному положению элевонов. Вначале положение рулей регулируется вручную (плоскогубцами подгибаем проволочные тяги), потом включаем радиоуправление, и окончательное триммирование осуществляется с пульта управления, на котором для каждого канала предусмотрен ползунок триммера.

Медлить мы с дочерью не стали и пошли в поле - запускать. Первый полет закончился традиционной мертвой петлей и встречей с землей. Винт был сломан, а запуски отложены на завтра.

Полеты следующего дня показали, что я неправильно выбрал центр тяжести для модели - 15 см от передней кромки крыла; с неработающим двигателем самолет сносно планировал, но стоило включить движок, как хвост заваливался вниз, и модель норовила сделать мертвую петлю.

К следующим полетам в конструкцию были внесены существенные изменения. Аккумулятор был заменен на более мощный, емкостью 1200 мАч. Его я загнал в нос гондолы, а саму гондолу сдвинул максимально вперед. Центр тяжести сместился сантиметра на три. Кроме того, на quot;крылоquot; были установлены два светодиода, которые через переменный резистор подключались ко второму маленькому аккумулятору на 350 мАч, 7,4 В. Вес самолета после доработок достиг 490#8194;г. Увы, я снова поспешил - светодиоды оказались разных номиналов и горели с разной яркостью. Но уж очень хотелось поскорее выйти в поле и quot;задать жаруquot; летучим мышам.

Тяга двигателя явно превышала массу аппарата, моделька получилась очень шустрой. Если бы самолет летал медленно и плавно, как дирижабль с моторчиком, тогда бы я успевал реагировать на его финты в воздухе. Но в данном случае он больше походил на бешеную бабочку, которой воткнули в одно место стоваттный движок. Мне не хватало быстроты реакции. Несмотря на емкий аккумулятор и избыточную энерговооруженность, удержать quot;летающее крылоquot; в воздухе больше 20 секунд было трудно. Хорошо, хоть заснять модель в полете успели…

Уголок алюминиевый 40 мм

Рейка сосновая 5х10 мм и 3х10 мм

Алюминиевая пивная банка

Клей quot;Титанquot;

Клей ПВА

Армированный скотч

Скотч цветной и скотч двухсторонний

Трубка алюминиевая 3 мм

Нож для бумаги

Микродрель

Паяльник

Ножницы

Металлическая линейка 50 см

Шкурка