НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРИВЫЧНУЮ МОДЕЛЬ

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей

Центр детского (юношеского) технического творчества

Московского района Санкт-Петербурга

Работа на конкурс «От идеи до воплощения»

НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРИВЫЧНУЮ МОДЕЛЬ

Выполнил:

Журавлев Кирилл

учащийся объединения «Авиамоделирование»

ГБОУ ДОД ЦДЮТТ Московского района СПб

Руководитель: Реплянчук Виктор Михайлович

Санкт-Петербург

2014

Введение

 В объединении «Авиамоделирование» ребята учатся создавать различные модели планеров. Начиная с самых простых, схематических моделей, до самых сложных радиоуправляемых планеров. На каждом этапе обучения создается планер определенного уровня сложности.

         Планер - это летательный аппарат тяжелее воздуха. Планер держится в воздухе благодаря уравновешиванию действующей вниз силы тяжести с подъемной силой, создающейся профилем крыла.

       Конструкции, способные к планирующему полёту, (планера) известны человечеству с древности. Доказательства существования планёров в Древнем Египте (2500—1500 годы до н. э.) предоставила Исидор Уильям Дейчес.

Эммануил Сведенборг сделал эскизы планёра приблизительно в 1714 году. В 1853 году сэр Джордж Кейли сконструировал первый современный планер, поднявший человека в воздух. Планера так же конструировали братья Райт в 1900-1902гг…………

        Многие пилоты второй мировой войны совершили свои первые полёты именно на         планерах.

Своего расцвета авиамоделирование как хобби достигло в эпоху СССР. Но в последнее десятилетие начался новый этап: появились сверх легкие модели из современных материалов, современная начинка для электронной части радиоуправляемых моделей. Так же в наше время остаются популярными различные соревнования разного уровня и в разных классах моделей.

Летающая модель — уменьшенная копия летательного аппарата, содействуя научным открытиям, принесла человечеству огромную пользу. Сконструированная в 1754 г. нашим великим соотечественником М. В. Ломоносовым модель для подъема метеорологических приборов явилась прообразом современного вертолета.
Модели играют большую роль в развитии авиации. На них проверяют идеи и технические новинки, ведут научные исследования. Так, опыты с летающими моделями оказали большую помощь А. Ф. Можайскому в создании первого самолета. На моделях он проверял теорию и правильность предположений, заложенных в основу проекта первого летательного аппарата.

Летающие модели — одно из лучших средств проверки правильности теоретических расчетов. В настоящее время создана теория, которая позволяет использовать результаты опытов, проводимых с моделями в аэродинамических трубах, при расчетах натуральных самолетов. Принципы полета, картину многих явлений, происходящих с самолетами в полете, проверяют и изучают на летающих моделях.

В наши дни летающая модель — одно из средств приобщения к авиации огромной армии школьников. Авиамоделизм — это и вид технического творчества школьников, и массовый военно-технический вид авиационного спорта.

Дата рождения отечественного авиамоделизма — 2 января 1910 г. В этот день состоялись первые состязания летающих моделей. Самый дальний полет составил 17 м. Одним из организаторов этих состязаний был «отец русской авиации» Николай Егорович Жуковский, русский ученый, основоположник современной гидроаэродинамики. Содействовал распространению авиамоделизма К. Э. Циолковский, строивший и запускавший со своими учениками тепловые шары и воздушные змеи.
Ведущую роль в разработке проблем авиамоделизма сыграла Центральная авиамодельная лаборатория (ЦАМЛ), созданная в 1931 г. После этого открылись лаборатории и кабинеты во многих других городах, и авиамоделизм становится начальной ступенью подготовки авиационных кадров.

Спорт — одно из направлений развития авиамоделизма на всех его этапах. В полной мере на соревнованиях происходила оценка спортивных и технических достижений моделистов. В 1952 г. авиамодельный спорт был включен в Единую спортивную классификацию, что безусловно отразилось и на его развитии.

В настоящее время в нашей стране широко распространены следующие классы моделей:
1. Свободнолетающие: планеры, резиномоторные (с резиновыми двигателями), таймерные.
2. Кордовые: скоростные, пилотажные, гоночные модели, модели воздушного «боя», модели-копии самолетов.
3. Радиоуправляемые модели самолетов и планеров.

4. Комнатные модели самолётов ( запускаются в больших залах)

Свободнолетающая модель  планера

       Свободнолетающая модель планера является отдельным  классом  моделей в авиамоделизме.

       Планер создаётся для участия в различных соревнованиях, а так же  что бы повысить уровень своего мастерства по авиамоделированию. Кроме того появилась идея не стандартного оформления планера (эскиз цветового оформления крыльев и фюзеляжа).

      Для тог, чтобы достичь поставленных целей, необходимо знать теоретические основы полета и конструкции модели. Кратко о правилах соревнований свободнолетающих моделей планеров: максимальное фиксируемое судьями время полета модели в одном туре равно 3 минутам, что равно 180 очкам (1 минута-1очко), таких туров на соревнования семь, это значит участник должен в каждом из семи туров по одному разу запустить свою модель, сумма полученных очков за каждый тур суммируется. За это время хорошие  планера способны улетать на большие расстояния. Для того чтобы избежать большого удаления модели от старта, её регулируют так, чтобы она планировала кругами, а также применяют таймерный механизм установленный на модели, который по истечении 3 минутного полёта, автоматически поднимает стабилизатор под углом 45 градусов и модель садится.

                                 Требования к летным качествам модели.

        При запуске модель должна плавно и как можно дольше планировать. Обычно планера сравнивают по такому параметру как «качество». Качество – числовой параметр, показывающий насколько дальность планирования больше чем высота, с которой планер начал снижение. Например, качество равное 20 показывает, что планер  с высоты 1 метр способен пролететь со  снижением двадцать метров. Добиться как можно большего качества задача любого конструктора планеров. Технически это достигается применением более легких материалов, более качественной отделкой всей конструкции с целью снижения аэродинамического сопротивления модели, применением современных хорошо обтекаемых профилей крыла.

                                Требование к устойчивости модели в полете

        Как правило, полет модели планера проходит в возмущенной атмосфере. Всегда имеются порывы ветра, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Из этого следует, что модель должна преодолевать эти возмущения без существенной потери высоты и траектории полета, а в случае наличия восходящих потоков воздуха должна иметь способность задерживаться в этом потоке и с его помощью дополнительно набирать высоту. Технически это достигается правильным выбором положения центра тяжести модели и минимальных весовых характеристик крыльев, фюзеляжа  и стабилизатора.  Все эти требования я постарался учесть при построении моего планера.

Создание модели

Модель планера создается за 4 этапа:

Первый этап – создание чертежа.

На этом этапе основной задачей является выполнение расчётов для полноценной сборки модели. Для выполнения поставленной задачи в первую очередь изучается  сборник чертежей, в котором публикуются чертежи планеров. Чертеж в альбоме представлен в масштабе 1:3. В следствии чего необходимо начертить рабочий чертеж планера в масштабе 1:1.  Для чертежа используется лист ватмана размер - А0, на одной стороне помещается центроплан и уши, а на другой фюзеляж и стабилизатор. Затем обозначаются корневые нервюры на крыльях и указываются габаритные размеры каждой детали.

Второй этап – изготовление деталей модели.

На втором этапе создания модели создаются качественные детали для модели. Изготовление фюзеляжа модели: фюзеляж состоит из носовой части и хвостовой балки. Носовая часть предназначена для крепления на ней крыла и размещения загрузки, а  также для крепления таймера принудительной посадки модели. Хвостовая балка выполнена в виде стеклопластиковой трубки. На ней монтируется стабилизатор и киль модели.

Совместно с преподавателем прорабатывается вопрос выбора профиля крыла – вид крыла сбоку.  В данной модели был выбран профиль похожий на разрезанную вытянутую каплю, как наиболее подходящий данной модели (дает возможность планировать).

Крыло состоит из 2-х частей: центроплана и уха. Изготовление частей центроплана и ушей: для изготовления требуется скальпель, что бы вырезать из листов бальзы по шаблону профиля нервюры, потом вырезаются тоже из бальзы две кромки  (передняя и задняя), нервюры вставляются в кромки и склеиваются центропланы, затем в нервюрах вырезаются пазы под лонжероны, которые выпиливаются из сосны, затем лонжероны вклеиваются в центропланы, корневая часть каждого центроплана зашивается бальссой, для большей жёсткости. В такой же последовательности собираются уши, затем при помощи уголков из 2 мм. Фанеры уши собираются и склеиваются с центропланами. В части центроплана, которая в последствии будет соединятся с фюзеляжем вставляется два металлических штырька. Нервюры, кромки, лонжероны и диафрагмы склеиваются эпоксидной смолой. По такой же технологии изготовляется стабилизатор.

Материалы используемые для изготовления деталей:

Бальза - самая лёгкая порода древесины в сухом виде чрезвычайно мягкая и лёгкая(120—160 кг/м³)

Фанера - использовалась в модели для укрепления ее частей(толщина 1 мм).

Волокнистая бумага - специальная бумага для обтяжки авиамоделей. Используется благодаря своей легкости и относительной прочности

Эпоксидная смола - используется для склейки модели, разводиться на весах в определённых пропорциях смолы и отвердителя.

        На следующем этапе работы крылья и стабилизатор обтягиваются волокнистой бумагой с помощью специального лака – эмалита. Так как для хорошей видимости модели в полёте, крылья и стабилизатор планера обтягивают предварительно покрашенной анилиновыми красителям волокнистой бумагой в соответствии с цветовым решением.

Технология окраски бумаги

Волокнистая бумага изначально белая (не надо путать эту бумагу с многочисленной и разноцветной папиросной бумагой, которой тоже обтягиваются некоторые модели). Но к счастью существует специальная технология, с помощью которой можно окрасить бумагу практически в любой цвет без значительного увеличения ее веса.

Технология окраски:

• нарезка бумаги полосками размером 200х700 мм, если нужно проглаживаем их утюгом (при наличии складок), затем готовим небольшую ванночку по размерам больше чем ширина полос бумаги;
• растворение в воде специальной анилиновой краски (цвет - по выбору);
• погружение в воду бумаги и протаскивание ее в погруженном состоянии. Чтобы бумага не сворачивалась и не слипалась, на  концах полосок бумаги заранее прикрепляются рейки с крючками;
• подвешивание окрашенной бумаги для просушки на горизонтально натянутую нить;
• просушка  бумаги занимает по времени в зависимости от температуры в помещении от 2 до 3 часов.

Третий этап – сборка модели.

        На данном этапе в фюзеляж модели вставляются 3мм. штырьки на них надеваются крылья и на фюзеляж крепиться стабилизатор. Проводится проверка прочности креплений и соединений.

Четвертый этап - тренировочный запуск и регулировка модели.

Тренировочный запуск модели нужен для того что бы определить её летные характеристики и нужна ли в последствии доработка.

Запускается модель против ветра, с помощью леера - специальной лески длиной 50 метров, которая служит для затяжки планера. После того как леер отцепился от модели  планер начинает планировать по кругу. Регулировка планера заключается в изменении угла поворота киля и регулировки угла стабилизатора.

Заключение

На заключительном этапе работ была создана модель, свободнолетающего планера  с оригинальным дизайном, готовая к полетам. В дальнейшем планируется создавать более сложные и интересные авиамодели.

Большой энциклопедический политехнический словарь 2004

Военно-Авиационный Словарь. - Москва: Воениздат, 1974.

Гончаренко В. В. Техника и тактика парящих полётов.

Двоеносов Д., Замятин В., Снешко О. Нагрузки, действующие на планёр в полёте учебное пособие. М.: ДОСААФ, 1963

Евреинов В. В., Кузаев А. И., Реакционноспособные олигомеры, М., 1985

Научно популярный портал  «Нечто» - http://nechtoportal.ru/

История авиамоделированию - http://aviamodeling.narod.ru/history.htm

Энциклопедия полимеров, т. 2, М., 1974,с. 457-68