Статья: Кордовая тренировочная авиамодель для начинающих авиамоделистов
статья

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования

Центр детского (юношеского) технического творчества

Московского района Санкт-Петербурга

Добряков Владимир Иванович

Кордовая тренировочная авиамодель для начинающих авиамоделистов

статья

Санкт-Петербург

2020 год

Кордовая тренировочная авиамодель для начинающих авиамоделистов

Кордовая модель самолета, речь о которой пойдет ниже, разработана в ЦДЮТТ Московского района Санкт-Петербурга в объединении «Авиамоделирование – хобби и спорт». Основными исходными требованиями, которые были положены в основу разработки, являются: простота изготовления учащимися первого года обучения, не дефицитность материалов, несложность освоения управления моделью в полете.

При изготовлении модели нужно в первую очередь учитывать, под какой двигатель вы её строите. Мы достаточно долгое время использовали двигатель МДС-15д как самый доступный. Вес этого двигателя 200г. В настоящее время двигатели МДС не выпускаются. Поэтому приходится ориентироваться на современные двигатели, такие как Мастер-юниор 2.5 (вес 140г) производства РФ и двигатель типа FORA-2.5d (вес 150г). Можно также использовать двигатели советского производства, такие как КМД-2.5, «Ритм». Указанные ниже габариты модели рассчитаны на двигатель весом 200г. Для более легкого двигателя придется существенно укоротить хвостовую часть фюзеляжа, общая длина которого будет порядка 430-450мм. Также, в зависимости от двигателя, может быть меньшей высота фюзеляжа (до 50мм). Строго говоря, размеры фюзеляжа по высоте выбирались еще и исходя от того, насколько умело и точно могут быть выполнены учащимися работы по изготовлению деталей. Лучше дать размер немного больше.

Рассмотрим конструкцию фюзеляжа более подробно (см. приложения). Он состоит из фюзеляжной рейки размером 490х15х9 мм, двух боковых накладок из фанеры 2-3мм, носовой моторамной вставки и реек окантовки фюзеляжа снизу. Толщина фюзеляжной рейки (9мм) это минимальная величина, которая обеспечивает достаточную прочность хвостовой части модели. Фюзеляжная рейка в конце фюзеляжа сужается до высоты 10мм. Крыло имеет двояковыпуклый симметричный профиль. Вдоль крыла проходит лонжерон, который расположен вертикально. Лонжерон проходит через боковые накладки фюзеляжа. Лонжерон может быть выполнен из липы, осины или сосны размером 550х30х4. Заметим, что размер лонжеронной рейки больше, чем размах крыла. Вертикальное расположение лонжерона оправдывается технологическими причинами, так как в этом случае проще и точнее получаются пенопластовые наполнители крыла. Однако, возможно использование и горизонтально расположенных реек лонжерона, но при этом усложняется процесс изготовления наполнителей и сборка модели. Профиль крыла образуется пенопластовыми наполнителями, форма которых получена путем вырезания из монолита пенопласта с помощью нагревающейся нихромовой проволоки. Технология резки широко известна и подробно здесь не дается. Мы используем шариковый пенопласт фирмы Кнауф размером 1000х600х50 мм. Пенопласт довольно легкий и прочный. Можно использовать и другие марки более легкие, но работать с ними менее удобно. Стабилизатор и руль высоты изготавливаются из липы, сосны или осины. Размах стабилизатора 260-280 мм, ширина у корня 30мм. В крайнем случае можно использовать фанеру 3мм.

Модель имеет следующие габаритные размеры:

        Размах крыла                                - 980мм

        Длина        фюзеляжа                        - 490мм

        Длина корневой нервюры                - 230мм

        Длина концевой нервюры                - 180мм

        Двигатель компрессионный объемом 2,5 куб.см.

Изготовление модели начинается с вычерчивания деталей модели, выпиливания боковых накладок и изготовления фюзеляжной рейки. Фюзеляжная рейка не должна иметь сучков в хвостовой части. Фюзеляжная вставка должна иметь толщину, равную толщине рейки. Отверстия под лонжерон и кромки крыла, как и отверстие моторамы, выпиливаются после сборки фюзеляжа. Сборка фюзеляжа начинается с приклеивания на одну из боковых накладок фюзеляжной рейки, фюзеляжной вставки и реек окантовки фюзеляжа. Используется клей «Столяр-момент». Можно использовать и другие клеи. Все приклеенные детали должны быть выдержаны под грузом до высыхания клея. Затем приклеивается оставшаяся боковая накладка и опять выдерживается под грузом. Затем фюзеляж обрабатывается столярными инструментами для удаления остатков клея и выравнивания каких-либо неровностей внешнего контура. После этого делается разметка пазов для лонжерона, кромок крыла и моторамы. Затем выполняется выпиливание и обработка этих отверстий. Окончательный размер паза для лонжерона обрабатывается по месту с примеркой по готовой рейке лонжерона. Отверстие под переднюю кромку выполняется так же, а отверстие под заднюю кромку делается после выпиливания пенопластовых наполнителей крыла. Это связано с тем, что при вырезании пенопластовых деталей могут быть небольшие неточности по их размеру. Размер моторамы подгоняется по имеющемуся мотору. Когда выполнены эти работы можно приступить к вклеиванию лонжерона. Лонжеронная рейка вставляется в паз, центральная часть её смазывается клеем и вдвигается на свое место. Пока клей не высох, нужно зафиксировать лонжерон под углом 90 градусов к горизонтальной и вертикальной плоскостям. Делается это с помощью специально приготовленных приспособлений и струбцин. Это важный момент, так как позволяет правильно выполнить все последующие операции.

        Изготовление пенопластовых наполнителей начинается с изготовления шаблонов для резки пенопласта. Шаблоны выполняются такими, как показано в приложении 2. Лучшим материалом для шаблонов является дюраль или стеклотекстолит. Поверхности шаблонов по контуру должны быть хорошо отполированы, так как по ним будет скользить горячая нихромовая нить. Сначала вырезаются заготовки пенопласта по форме крыла вида сверху. Для каждой консоли отдельно. Между собой они должны быть идентичны. Затем к заготовке прикрепляются шаблоны профилей (обычно через отверстия, гвоздями). При этом нужно внимательно следить за взаимным положением шаблонов на разных концах заготовки. Затем приступают к вырезанию наполнителей. Струну нужно вести плавно, прижимая к шаблонам с некоторым опережением там, где её путь длиннее (у корневой нервюры).

Приспособление для вырезания, которым мы пользуемся, похоже на лучковую пилу, только у нее вместо полотна пилы натянута нихромовая проволока диаметром 0.3мм. Нихромовая проволока подключается к источнику постоянного тока. Рабочее напряжение 10-12 вольт, рабочий ток порядка 2-х ампер. Нагрев можно отрегулировать в зависимости от сорта пенопласта путем подбора рабочего напряжения. Вырезав верхнюю часть крыла, делают то же самое для нижней части. Для второй консоли действия повторяются. После вырезания консолей верхняя ненужная часть пенопласта удаляется, нижняя необходима для последующей операции продольного разрезания консолей по линии лонжерона. Консоли укладываются на ровную поверхность стола корневыми частями друг к другу. С помощью металлической линейки проводим линию разреза вдоль крыла с учетом расстояния от передней кромки крыла до лонжерона в корневой части крыла. Расстояние на левой и правой консоли от передней кромки до лонжерона должно быть одинаковым. Например, если у корня расстояние до лонжерона 60 мм, то на конце крыла оно может быть 30-40 мм в зависимости от величины сужения крыла. После этого разрезаем консоли по полученной линии. Плоскость разреза должна быть перпендикулярна плоскости нижней подложки консолей. Это достигается тем, что струна скользит по направляющим, перпендикулярным нижней поверхности подложки. Разрезанные плоскости помечаем попарно, чтобы не перепутать левое и правое крыло.  

Теперь по размерам задней части пенопластовой вставки можно определить положение отверстия под заднюю кромку крыла, которое затем проделываем в фюзеляже. После этого можно приступить к сборке крыльев. Сначала намазываем клеем «столяр» переднюю сторону лонжерона и прикладываем к ней переднюю пенопластовую заготовку, затем наносим клей на переднюю часть пенопластовой заготовки и прикладываем к ней рейку передней кромки крыла. Одновременно вставляем рейку передней кромки в подготовленное ранее отверстие в фюзеляже. Все это стягиваем круглой канцелярской резинкой. То же самое повторяем для другого крыла. После подсыхания клея операцию последовательно повторяем для оставшихся задних частей крыла. При этом все половинки крыла должны быть прижаты кольцевыми резинками друг к другу. Вставка для качалки должна быть приклеена к лонжерону до сборки крыла, в ней просверливается отверстие в вертикальной плоскости диаметром 2.5мм, в которое вворачивается винт (м3) крепления качалки управления. Желательно, чтобы отверстие для качалки находилось на границе лонжерона и вставки.

После высыхания клея нужно заняться изготовлением и подгонкой законцовок крыла. Еще до приклеивания пенопластовых наполнителей нужно по ним определить размер лонжерона и сделать на его концах  выступающие шипы, как показано в приложении. При подгонке законцовок эти шипы должны вставляться в выпиленные пазы заготовок концевых профилей (см. приложения). Законцовки должны быть подогнаны так, чтобы они касались передней и задней реек крыла и плотно садились на свое место. Когда клей высох, можно приступить к профилированию передней кромки крыла. Делается это с помощью рубанка, напильников и наждачной бумаги. Естественно, что передняя кромка не должна иметь превышение по размерам над пенопластом.  Затем, предварительно убрав остатки клея на поверхности крыл, можно приступить к обтяжке крыла бумагой. Мы используем бумагу различных сортов, лишь бы она была легкой и тонкой, например, упаковочная бумага (только не крафт), бумага принтерная для распечатки чертежей, бумага для упаковки цветов и т.п. Последовательность действий такая же, как и при наклеивании обоев. Каждое крыло покрывается сверху и снизу отдельно. Каждый лист имеет припуск 2-3 сантиметра по передней и задней кромкам для подворачивания его на противоположную сторону. Припуск на торцевой части крыла может быть 1-2 см.  

Обтяжка производится следующим образом: берется подготовленный лист бумаги, смачивается губкой разбавленным водой клеем ПВА и накладывается на поверхность крыла (крыло тоже промазывается тем же клеем). Бумага должна укладываться без морщин. Пока она сырая и не сильно размякла, ее можно поднимать и перемещать по крылу, добиваясь нужного положения и качества покрытия. Излишки, которые были сделаны ранее, подворачиваются и приклеиваются на другую сторону крыла. И так операция повторяется еще три раза. Полное высыхание обтяжки происходит за 5-7 часов. После высыхания клея и обрезки излишков бумаги, если они есть, можно приступить к окраске модели. Для окраски используем нитрокраски.

Несмотря на простоту модели, для младших школьников ее постройка все равно представляет значительную трудность. Поэтому перед началом работы им дается задание на вычерчивание общего вида модели по образцу. Во-вторых, все важные операции, такие как разметка, изготовление шаблонов, обтяжка крыла бумагой, покраска, установка двигателя педагог берет на себя и выполняет эти работы с помощью учащегося.

Первый взлет и полет педагог проводит сам. Оценивает устойчивость и управляемость модели, чувствительность к действию рулем высоты. Влет модели осуществляется с рук. Это действие может выполнить наиболее подготовленный и опытный учащийся. Такая тренировочная модель должна иметь  переднюю центровку, чтобы учащийся мог справиться с управлением. Последующие несколько полетов учащийся выполняет под контролем педагога, который проводит взлет, а потом управляет полетом модели вместе с обучающимся. Таким образом, учащемуся дается возможность привыкнуть к скорости и развить автоматизм действий ручкой управления. Самостоятельный взлет каждый учащийся выполняет по своей готовности.

Несмотря на хорошую управляемость, простоту и прочность модели аварийные ситуации все же случаются. Самой тяжелой поломкой, которая может быть при грубом ударе о землю, является отрыв хвостовой части фюзеляжной рейки. В этом случае для ремонта делается следующее: высверливается остаток рейки из фюзеляжа между фанерными боковинами на расстояние порядка 10 см, удаляются остатки рейки и на ее место вклеивается новая,  с такими же размерами. Остается приклеить стабилизатор и киль модели и восстановить управление. Остальные поломки не являются фатальными и могут быть устранены даже в полевых условиях.

 Один из способов вырезания пенопластовых деталей крыла

Пример описанной конструкции модели