Радиоуправляемая модель самолёта «Ру-1»

Модель самолёта «Ру-1» представляет собой моноплан с нижним расположением крыла. Планер самолёта (в состав которого входит фюзеляж, несущие крылья, стабилизатор, киль) выполнен из наборных элементов.
Фюзеляж с мягкой обшивкой, несколько напоминающей конструкцию по типу полумонокока. В его состав входит рама двигателя (фанера толщиной 3мм), которая составляет основу (скелет) конструкции, к ней крепятся восемь шпангоутов (фанера 3мм – смотри рисунки), в пазах которых в свою очередь укреплены 10 стрингеров (сосновые рейки сечением 4х4мм). Фюзеляж имеет каплевидную форму – вид сверху, и плавные обводы под двигатель и пилотскую кабину – вид сбоку. Корневые части крыльев снабжены пенопластовыми зализами, уменьшающими общее индуктивное сопротивление. В носовой части фюзеляжа установлен авиамодельный калильный двигатель «Комета МД-5». Винт стандартный (шел вместе с мотором), деревянный, диаметром 230мм (шаг 100мм). Двигатель прикрыт капотом, выполненным из стеклоткани на основе эпоксидной смолы (формируется на деревянной болванке по широко распространённой технологии – возможно и выточить из деревянной болванки – толщина стенок -2мм, нанести несколько слоёв нитрокраски с внешней и внутренней сторон). Капот спереди имеет круглое отверстие под выход оси двигателя и ниже близкое к овальному отверстие для обеспечения подвода воздуха к жиклёру и обдува цилиндра двигателя (для охлаждения). В каждой из боковых сторон капота (внизу) пропилены по три щели для отвода выхлопных газов и тёплого воздуха из внутреннего пространства капота. Капот центруется с боков моторной рамой, а в месте соединения с первым шпангоутом (сплошным) фиксируется ещё и отростками стрингеров, выходящих на 7мм за первый шпангоут в моторный отсек. Кроме того, по периметру стыковки капота со шпангоутом следует проклеить мелкие бруски непосредственно на первом шпангоуте (между соседними стрингерами, чтобы усилить место соединения). На шпангоут следует установить четыре уголка с резьбовыми отверстиями М3 в обеих плоскостях. Они необходимы для крепления капота (четырьмя болтиками М3).
В районе центроплана расположена батарея питания. Путём её перемещения можно в небольших пределах изменять положение центра тяжести модели. Он должен располагаться в пределах 30…57 процентов САХ (средней аэродинамической хорды). Добиться нужного положения центра тяжести можно и заменой кока винта на другой, выполненный из различных материалов, разных по весу (дерево, полистирол, фторопласт, стеклотекстолит, дюралюминий, бронза, железо и даже свинец). Следует учитывать и тот факт, что по мере расходования топлива, центровка будет смещаться назад. При полном израсходовании топлива центр тяжести не должен выходить за 60 процентов САХ. Желательно применение двух батарей питания – одна девятивольтовая небольшой мощности (типа «Крона») для питания радиоаппаратуры и вторая более мощная на напряжение питания 3…4,5 вольта для питания сервоприводов рулевых машинок (раздельное питание резко уменьшает количество наводок по питающим цепям, что улучшает надёжность аппаратуры в плане помехозащищённости). От этой низковольтной батареи можно и питать накальную свечу через небольшое низкоомное сопротивление (величину сопротивления можно определить по цвету накала нити свечи – он должн быть светло-красным или по напряжению, измеренному на концах нити накала, равном 1,7…2 вольта, мощность резистора должна быть не менее пяти ватт – оно может быть выносным … использоваться только в момент запуска). Впрочем, напряжение питания батарей (аккумуляторов) будет зависеть от типа применённого радиооборудования и сервомашинок.
Сразу же за двигателем – за сплошным шпангоутом (в соседнем отсеке), расположен топливный бачок (выполнен из пролуженной жести). Центр бачка должен располагаться примерно на одной линии с осью иглы жиклёра. В нижней части передней стенки бачка имеется вывод-трубка, служащая для подачи топлива в двигатель, а в верхней крышке две трубки – одна для заправки (с прямым срезом), другая (со скосом вверху) для создания напора под действием встречного потока (кроме того, при заправке бачка топливом через вторую трубку вытесняется из бачка избыток воздуха). Ниже под топливным бачком расположена сервомашинка управления дроссельной заслонкой. Дроссельная заслонка представляет собой подобие карбюраторной заслонки и служит для изменения интенсивности подачи топливной смеси в цилиндр (регулировка «Газ»). Позади топливного бачка располагается аппаратура радиоуправления (восьмикомандная с пропорциональным управлением: РМ1 – дроссельная заслонка … газ больше-меньше – 1 и 2-я команды, РМ2 – элероны вправо-влево … 3 и 4-я команды, РМ3 – руль поворота вправо-влево … 5 и 6-я команды, РМ4 – руль высоты вверх-вниз … 7 и 8-я команды). Сервомашинка управления элеронами расположена на уровне установки основных несущих плоскостей, машинки управления рулями высоты и направления - непосредственно под фонарём пилотской кабины. Управление элеронами производится при помощи круглых деревянных воротков - работают на кручение, которые, собственно, являются продолжением передних кромок самих элеронов. Элероны щелевого типа, направление движения воздушных потоков при их различных отклонениях показаны на рисунке. Преимущества применения щелевых элеронов состоит в том, что они образуют меньше завихрений в отклонённом положении (при отклонении воздушные струи попадают через щель на «подветренную» сторону элерона и сдувают вихри, предотвращая нежелательный срыв потока с рулей, увеличивая тем самым эффективность элеронов, что особенно полезно на больших углах атаки, при этом также снижается и общее сопротивление модели и уменьшается вероятность её сваливания в штопор на малых скоростях полёта. Кроме всего прочего, применено дифференциальное управление элеронами. Дело в том, что при отклонении элеронов на одинаковый угол, элерон, отклоненный вниз оказывает большее сопротивление набегающему потоку, чем отклоненный вверх (поднятый вверх элерон затенён крылом). Поэтому в реальном полёте может наблюдаться даже обратная реакция рулей – отклоняешь элероны влево, самолёт начинает крениться влево, но из-за разных сопротивлений элеронов набегающему потоку тут же начинает интенсивно разворачиваться вправо. В результате получается обратная реакция модели на действия рулей. Для того, чтобы предотвратить такое развитие событий и применяют дифференциальные элероны – это когда при одинаковом угле отклонения управляющего элемента отклонение элерона вверх происходит на большее количество градусов, чем отклонённого вниз. Схема работы дифференциального механизма отклонения элеронов показана на рисунке. Рычаг поворота элеронов установлен под углом к плоскости элерона не под 90 градусов, а под 110 градусов. В результате и одинаковом ходе двуплечего рычага управления, установленного на механизме рулевой (серво) машинке, рычаг привода элеронов будет проходить дуги разной длины (смотри рисунок), и как следствие - опускающийся элерон отклонится на 14 градусов (максимум), а поднимающийся на 27 градусов (максимум). Почему именно такое соотношение применено в данной модели? Потому, что почти такое же соотношение углов отклонения применено и на самолёте «Ан-2», которое выверено не только расчетами, но и многолетней практикой (планер Ан-2 в своё время прошел через многочисленные доработки и усовершенствования).
Управление рулями высоты и поворота выполнены почти идентично – усилие с сервомашинок на рули передаётся с помощью рычагов-качалок и силовых поводков, выполненных из твёрдых пород дерева (на концах установлены узлы с крепёжными отверстиями – жесть 0,5мм (на клей и нитку!). Можно тяги управления выполнить и из стальной проволоки диаметром 1,5 мм, либо из полосок дюрали (в отверстия под крепления осей следует забить железные или латунные полые пистоны – расклепать).
Рули управления (элероны, высоты и направления) выполнены из наборных элементов – передних и задних кромок (бальза, липа, сосна), полунервюр (фанера 1мм или лёгкие породы дерева 1,5…2мм), законцовок. Углы можно укрепить треугольничками из ватмана (на клей).
Фонарь кабины выполнен из кусков прозрачной пластмассы (от бутылок с пищевыми напитками). Он состоит из трёх частей – передней, средней и задней. Силовой каркас изготовлен из алюминия (1мм) – раскройка каркаса выполнена на плоской пластине, при этом передняя часть рамы имеет разрыв, смыкающийся при сборке (по мере сгибания – после его завершения склепать пластины между собой). Сегменты прозрачной пластмассы приклеиваются к каркасу изнутри. Фонарь крепится к фюзеляжу четырьмя защелками или винтами. Снимаемый фонарь позволяет обеспечить доступ к большей части механизмов, установленных в фюзеляже.
Конструкция киля понятна из рисунка (смотрите вид сбоку). Его большая площадь обеспечивает хорошую путевую устойчивость. Руль поворота крепится на двух осях-штифтах (стальная проволока диаметром 1мм), руль высоты по бокам и крайние части элеронов – также. Рычаги управления, устанавливаемые на рулях, можно выполнить как из дюрали, так и из фанеры, при этом весьма желательно в отверстия для поводков установить железные или латунные пистоны (это повышает износостойкость, а потому и надёжность).
Крыло удлинённое, трапециевидной формы, передняя кромка прямая, задняя – скошенная (в плане). Так как передняя кромка и главный (силовой) лонжерон прямые, то это облегчает монтаж крыла в фюзеляже. Оно выполнено из двух симметричных половин. Угол установки крыла (к набегающему потоку) – 3 градуса (относительно моторамы). Поперечное V крыла равно 12-ти градусам (то есть, каждая консоль отклонена вверх на 6 градусов) – это обеспечивает хорошую поперечную устойчивость модели. Крыло выполнено из силовых наборных элементов. Передняя и задняя кромки – сосна сечением 5х5мм (один угол закруглён) и 2х7мм соответственно (со стороны среза крыла рейка утоньщена до 0,5мм). Два сосновых лонжерона – передний сечением 5х11мм и задний 6х8мм в корневой части, но фигурный ближе к консоли, образующий щель в районе расположения элерона. Нервюры выполнены из трёхслойной фанеры толщиной 1мм (лучший вариант!). Их можно выполнить (смотри рисунки) и из лёгких пород дерева (бальза, липа, сосна), но при этом в нервюрах следует выбрать фигурные отверстия для облегчения. Их также следует с обеих сторон обклеить бумагой «Ватман» для придания большей жесткости (бумагу из пазов под кромки и лонжероны не удалять, а, разрезав её по центру паза и загнув, использовать как дополнительные элементы-лепестки), приклеив их к кромкам и лонжеронам.
Стабилизатор верхнего расположения (расположен сверху фюзеляжа), его конструкция понятна из рисунка (смотри вид сверху) и аналогична крылу. Угол установки стабилизатора – 0 градусов (относительно моторамы). Большая площадь стабилизитора, форма его нервюры, угол установки и достаточное плечо относительно центра тяжести, обеспечивают модели хорошую продольную устойчивость.
Все несущие поверхности, рули и фюзеляж обклеены бумагой «Калька». После просушки клея бумагу следует обрызгать водой из пульверизатора, затем высушить под прямыми лучами солнца. После просушки (когда бумага натянется) нанести надписи и рисунки на поверхность акварельной краской, снова просушить и уже после этого покрыть бумагу нитролаком. Раскраску поверхности следует сделать, как рекомендовано на картинке-заставке. Такая раскраска обеспечивает хорошую заметность модели практически на любом фоне (синее небо, облака, белый снег, зелёная трава, желтый песок), что довольно прилично облегчает управление моделью.
Шасси модели трёхколёсное – две основные передние стойки и хвостовое колесо (дутик). Стойки шасси и узел крепления дутика выполнены из дюралюминиевых пластин (2мм). Колёса пластмассовые от детских игрушек. Дутик можно выполнить поворотным – это облегчит процесс руления.
Антенна приёмника аппаратуры радиоуправления расположена в крыльях (на всю длину), представляет собой диполь – два отрезка медного провода (диаметр 1мм), прокинутых через круглые отверстия нервюр (в фанерных или через фигурные вырезы, выполненных из дерева). Концы диполей укреплены в законцовках крыла (желательно длину плеч диполей иметь равную кратности длины рабочей волны минус 5 процентов – электрическое укорочение. Кратность, значит: 1λ; 1/2λ; 1/4λ; 1/8λ; 5/8λ и т.п. длины рабочей волны). Такой тип антенны намного эффективнее антенны типа «длинный провод», а значит – больше эффективная дальность управления, выше надёжность.
Для применённого двигателя «Комета МД-5» можно использовать следующие составы топлива:
Рецепт №1:
Этиловый спирт 3 части 2 части касторового масла.
Рецепт №2:
Бензин (марки А-76 или АИ-93) — 26%.
Ацетон — 8%.
Растворитель для масляных красок (арт. КЛ-095-01-81 или ТУ 205 11.269-80) — 53%.
Масло минеральное (марки АС-8 или МС) — 13%.
Рецепт №3:
Скипидар — 30%.
Ацетон — 10%.
Растворитель для масляных красок (арт. КЛ-095-01-81 или ТУ 205 11.269-80) — 40%.
Масло минеральное (марки АС-8 или МС) — 20%
При эксплуатации калильного двигателя необходим тщательный уход за ним. После работы микродвигателя его следует промывать чистым бензином и смазывать маслом. То же самое необходимо сделать и при длительной эксплуатации микродвигателя. Прежде чем эксплуатировать микродвигатель, необходимо его предварительно запустить на 5-10 минут.
Делать это нужно так:
1. Залить топливо в расходный бачок так, чтобы уровень жидкости при полностью залитом баке находился не выше жиклёра микродвигателя. Бачок соединить с жиклёром двигателя эластичной (желательно прозрачной) трубкой (кембриком). По другой рекомендации середина топливного бачка должна находиться на уровне оси жиклёра – это несколько облегчает запуск мотора (топливо самотёком поступает в жиклёр – при отсутствии набегающего потока воздушный подпор в бачке отсутствует). Следует также отметить, что в полёте при выполнении различных эволюций, уровень топлива в бачке может сильно колебаться, поэтому всё же предпочтительней (на мой взгляд) вторая рекомендация, но при этом при полной заправке бачка и нерабочем состоянии двигателя следует полностью перекрывать жиклёр, чтобы топливо не поступало самотёком в двигатель.
2. Установить винт в таком положении, чтобы в начале фазы сжатия он находился в горизонтальном положении..
3. Открыть иглу жиклера на 3-4 оборота от положения полного закрытия.
4. Закрыть пальцем левой руки диффузор и провернуть винт на 3-4 оборота против часовой стрелки (если смотреть спереди) для подсоса топлива в цилиндр.
5. Дополнительно вспрыснуть в цилиндр несколько капель топливной смеси.
6. Подключить батарею (например, ЛС30) напряжением 1,7…2,0 вольта к электроду накальной свечи (второй провод на картер двигателя – так называемую, массу) с помощью радиотехнических зажимов типа «Крокодил».
7. Резкими рывками против часовой стрелки проворачивать винт пока не появятся выхлопные вспышки.
Когда микродвигатель заработает, останется лишь установить необходимые обороты, вращая иглу жиклёра (выворачивать для увеличения подачи топлива и ввинчивать для её уменьшения. После регулировки оборотов напряжение с электрода свечи накала следует отключить.
Если двигатель не запускается, значит, мала подача топлива и надо повторить операцию п.4, но при этом больше вывинтить иглу жиклёра.
Если двигатель даёт вспышку, но не запускается, то это означает, что подача топлива слишком обильна (заливает свечу). В этом случае следует прикрыть иглу жиклёра и быстро вращать винт, пока микродвигатель не заведётся.
07.12.2-13г. Рубцов В.П. UN7BV. Астана, Казахстан.