Математические крылья авиастроения. Авиамоделирование: как построить реактивный самолет? Выйдешь в поле

Изобретение относится к области аэродинамики и может быть использовано при изготовлении аэродинамической модели (АДМ) транспортного средства (ТС), например самолетов, ракет, автомобилей, железнодорожного транспорта и т.д. Задачей изобретения является ускорение процесса создания высокодренированной модели и улучшение качества проведения эксперимента по визуализации ее обтекания. Аэродинамическая модель самолета из фотополимерного материала с дренажной системой выпуска красителей содержит носовую и хвостовую части фюзеляжа с гондолами двигателей, хвостовое оперение и консоль крыла. Модель изготовлена из фотополимера, устойчивого к воде, и снабжена устройством прокачки жидкости для имитации работы двигателя, соединенным гибким тросом с внешним приводом, причем каналы для подачи красителей имеют переходную часть с переменным диаметром и калиброванные сопла для выпуска красителей. Технический результат - возможность промывки каналов внутри модели, уменьшение сроков изготовления модели и возможность проведения испытаний аэродинамической модели из фотополимерного материала в гидродинамической трубе. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2453820

Изготовление АДМ по традиционной технологии основано на механической обработке составляющих их деталей из высокопрочной стали и алюминиевых сплавов и является весьма трудоемким процессом. Цикл изготовления модели, соответствующей по заданным в техническом задании параметрам, составляет ~6 месяцев и сокращение этого цикла ограничено физическими условиями процесса резания на механообрабатывающем оборудовании, что приводит к значительным срокам доводки аэродинамических характеристик транспортных средств.

Известны цельнометаллические АДМ (патент № 172520, опубл. 29.06.1965 г., заявка № 94023217, опубл. 10.03.1996 г; патент № 377663, опубл. 17.04.1973 г., МПК G01M 9/08), в которых дренирование модели производится вручную.

Общий недостаток традиционного способа изготовления АДМ - большое количество механической и слесарной обработки и, как следствие, высокая трудоемкость (от 500÷800 до 1500÷2000 нормочасов).

Сравнительно новый способ изготовления АДМ с помощью формирования сменной обшивки из композиционного материала защищен патентом № 2083967, опубл. 10.07.1997 г., МПК G01M 9/08 - универсальная аэродинамическая модель, преимущественно крыло, содержащая упругий каркас, соединенный со сменной обшивкой. Обшивка изготавливается формованием композиционного материала в заранее изготовленную прессформу, обработанную по профилю нервюр, или корку обшивки из полимерного материала, обработанную по профилю нервюр с последующим покрытием слоем композиционного материала, при этом для дренирования обшивки к внешнему слою приклеивают ленты или диски с калиброванными дренажными отверстиями и штуцерами для подсоединения дренажных трасс. Изготовление прессформы требует 3- или 5-координатной обработки на станках с ЧПУ. Таким образом, недостатком этого изобретения является высокая трудоемкость изготовления модели, которая составляет от 700÷800 до 1500÷2000 нормочасов.

Наиболее близким техническим решением является изобретение по патенту США № 6553823, 2002 г., МПК G01M 9/08, представляющее собой полумодель для исследования распределения давления вдоль поверхности крыла, с дренированием ранее определенных сечений по потоку. Крыло изготовлено методом послойного синтеза за несколько итераций. Каналы выращиваются непосредственно при изготовлении крыла.

Существенным недостатком прототипа является необходимость механической доработки большого количества отверстий (сверление, развертка) для очистки от фотополимера узких каналов перед соплами и геометрической калибровки сопел выпуска газа. Последнее необходимо для ламинарности вытекающей струи газа. Соответствующая доработка требует значительных дополнительных затрат времени.

Задачей изобретения является ускорение процесса создания высокодренированной модели и улучшение качества проведения эксперимента в гидродинамической трубе.

Технический результат заключается в возможности промывки каналов внутри модели, уменьшении сроков изготовления модели и возможности проведения испытаний аэродинамической модели из фотополимерного материала в гидродинамической трубе.

Технический результат достигается тем, что аэродинамическая модель самолета из фотополимерного материала с дренажной системой выпуска красителей, состоящая из носовой части фюзеляжа, консолей крыла и центральной части фюзеляжа с гондолами двигателей и хвостовым оперением и кронштейна для крепления модели, изготовлена из фотополимера, устойчивого к воде, и снабжена устройством прокачки жидкости для имитации работы двигателя, соединенным гибким тросом с внешним приводом, причем каналы для подачи красителей имеют переходную часть с переменным диаметром и калиброванные сопла для выпуска красителей.

Технический результат достигается также тем, что в аэродинамической модели самолета длина переходной части составляет не менее 8 диаметров основного канала, а отношение входного диаметра к выходному не менее 2,5.

Технический результат достигается также тем, что в аэродинамической модели самолета длина калиброванного сопла для выпуска красителей составляет менее 2 мм.

Технический результат достигается также тем, что в аэродинамической модели самолета внутренние каналы выращены в процессе создания модели.

Технический результат достигается также тем, что в аэродинамической модели самолета внешний привод размещен за пределами рабочей части трубы.

Технический результат достигается также тем, что в аэродинамической модели самолета части модели соединены между собой полимером, из которого была изготовлена модель.

На фиг.1 изображена модель самолета с дренажной системой.

На фиг.2 представлен привод устройства прокачки жидкости.

На фиг.3 представлена фотография модели самолета с державкой.

Для физического эксперимента по исследованию обтекания новых аэродинамических компоновок используется гидротруба, в которой модель обтекается жидкостью, высокая плотность которой (~10 3 по сравнению с воздухом) обеспечивает полное подобие по числу Re и воспроизведение исследуемых условий обтекания.

Аэродинамическая модель самолета (фиг.1) из фотополимерного материала с дренажной системой выпуска красителей для испытания в гидродинамической трубе состоит из носовой части 1, центральной части фюзеляжа 2 с гондолами двигателей и хвостовым оперением, консолей крыла 3, кронштейна 4 для крепления к державке с приводом прокачивающего узла 5 (фиг.2).

Модель обладает высокой сложностью в сочетании с малыми размерами (фиг.3), поэтому модель (внешнюю и внутреннюю геометрию) изготавливают непосредственно по математическим моделям (без выпуска конструкторской документации) методом быстрого прототипирования.

Полную математическую модель с дренажной системой (фиг.1) разделяют на элементы для обеспечения оптимальной геометрии выращивания на лазерной стереолитографической установке. Составляющие части модели производят из фотополимера, который имеет малую усадку и абсолютно устойчив к воде, например НС300.

Центральная часть фюзеляжа склеивается с консолями крыла и хвостового оперения. Сборка и склейка модели проводится с помощью фотополимера, из которого изготавливается модель. Модель надевается на державку с помощью кронштейна, который вклеивается в центральную часть фюзеляжа. Через державку проходят две трубки для подвода краски, которые соединяются с внутренними каналами. Затем монтируют устройство прокачки воды для имитации работы двигателя и соединяют собранную модель через гибкий трос 6 (фиг.2) с внешним приводом, размещенным за пределами рабочей части трубы.

Каналы подачи красителей 7 (фиг.2) выращиваются непосредственно в материале крыла 3 с выходными отверстиями, диаметр которых позволяет дренировать тонкие элементы модели толщиной порядка 1 мм, с длиной выходного канала, обеспечивающим калибровку потока красителя, и внутренними каналами большего диаметра для подачи красителя к выходным отверстиям. Изогнутый канал для прокладки гибкого троса также выращивается при изготовлении хвостовой части фюзеляжа в процессе лазерной стереолитографии.

Использование данной технологии позволяет значительно сократить время и стоимость производства модели с дренажной системой выпуска многоцветных индикаторных красителей для исследования обтекания в гидротрубе.

Были проведены исследования тестовых моделей для оценки минимально возможных размеров каналов и выходных отверстий высокодренированных агрегатов аэродинамических моделей, разработаны рекомендации для улучшения геометрии каналов с целью повышения их эффективности при испытаниях в гидротрубе.

В процессе проведения эксперимента была проведена отработка геометрии дренажных каналов и выходных сопел, направленная на обеспечение их промывки без механического воздействия и стабилизации выпускаемых из сопел струй индикаторных красителей.

В результате проведенных исследований было предложено использовать геометрию выходных каналов с переменным диаметром, а для стабилизации выпускаемых струй - калиброванные сопла. Соотношение диаметра внешнего канала к диаметру внутреннего, обеспечивающее организацию промывки внутренних каналов от остатков фотополимера, должно быть не менее 2,5, а длина расширяющейся переходной части - не менее 8 диаметров основного канала, при этом длина калиброванных сопел должна быть менее 2 мм.

При такой геометрии канала, в результате уменьшения длины канала с маленьким диаметром, значительно повышается эффективность удаления остатков фотополимерной композиции и при этом геометрия выходных отверстий максимально приближена к кромке оперения. Все это позволяет улучшить качественную картину исследований в гидротрубе. Сборка и склейка модели проводилась с помощью фотополимера, из которого модель была изготовлена. Это позволило обеспечить в месте соединения полную целостность модели, которая проверялась прокачкой жидкости через дренажную систему.

Трудоемкость изготовления модели по традиционной технологии с применением станков с ЧПУ и последующей ручной доводкой аэродинамических поверхностей оценивается от 500-2000 нормочасов в зависимости от размеров модели и сложности конструкции.

Время изготовления данной модели на лазерном стереолитографе ЛС-250 составило 64 часа. Полное время изготовления с постобработкой, сборкой и склейкой составило 5 дней. Трудоемкость изготовления аэродинамической модели самолета по новой технологии составила 120 нормочасов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Аэродинамическая модель самолета из фотополимерного материала с дренажной системой выпуска красителей и внутренними каналами, состоящая из носовой части фюзеляжа, консолей крыла и центральной части фюзеляжа с гондолами двигателей и хвостовым оперением, кронштейна для крепления модели, отличающаяся тем, что модель изготовлена из фотополимера, устойчивого к воде, и снабжена устройством прокачки жидкости для имитации работы двигателя, соединенным гибким тросом с внешним приводом, причем каналы для подачи красителей имеют переходную часть с переменным диаметром и калиброванные сопла для выпуска красителей.

2. Аэродинамическая модель самолета по п.1, отличающаяся тем, что длина переходной части составляет не менее 8 диаметров основного канала, а отношение входного диаметра к выходному не менее 2,5.

3. Аэродинамическая модель самолета по п.1, отличающаяся тем, что длина калиброванного сопла для выпуска красителей менее 2 мм.

4. Аэродинамическая модель самолета по п.1, отличающаяся тем, что внутренние каналы выращены в процессе создания модели.

5. Аэродинамическая модель самолета по п.1, отличающаяся тем, что внешний привод размещен за пределами рабочей части трубы.

6. Аэродинамическая модель самолета по п.1, отличающаяся тем, что части модели соединены между собой полимером, из которого была изготовлена модель.

Вопрос проведения теоретических занятий для школьников по авиационному профилю может стать головной болью для преподавателя, а может подвигнуть его на творческие дела в плане разнообразия теоретического курса. Мой опыт преподавания занятий в тренажерном классе в качестве инструктора – тренажера планера для школьников побудил меня к такому поиску.

Вряд ли школьникам будут интересны теоретические выводы уравнения Бернулли, а также законы Гей-Люсака и Бойля-Мариотта вместе взятых. Гораздо интереснее показывать что-то на практическом примере, например, запустить планер и объяснить, почему он летит именно по такой траектории, а не по другой. Именно с этим вопросом столкнулся ваш покорный слуга, когда сочинял теоретические лекции для курса «Основы пилотирования самолёта через планер», связанный с полётами на планерном тренажере.

Мои поиски привели меня к статье «Основы авиамоделирования», по мотивам симулятора KSP, где простым и понятным для всех языком были описаны аэродинамические истины с их практическим применением. Предлагаю всем желающим погрузиться в основы аэродинамики и проектирования летательных аппаратов, а если появиться желание то и самому испытать это в игре. В качестве проводника в основы аэродинамики будет выступать мистер Кептин и игровое пространство программы KSP. Оригинал статьи можно найти по адресу: www.forum.kerbalspaceprogram.com.

Практическая аэродинамика с помощью KSP

KSP – это игра, в которой игроки создают и управляют своими собственными космическими программами. Строительство челноков, управление ими и запуск миссий в открытый космос – вот пространство для творчества в KSP.

Хотите построить ракету и облететь планету, пожалуйста, есть все необходимые инструменты. Вопрос в другом: хватит ли топлива, выдержит ли шасси при посадке, туда ли опустится спасательная капсула. Вообщем все вопросы технического плана, а также самостоятельного управления построенными летательными аппаратами, игроку придется брать на себя. При желании ещё можно обременить себя финансовым бременем, и получать субсидии на космонавтику взамен на полезные исследования разного уровня. В качестве перспектив для развития есть возможность осуществить выход человека в открытый космос, создать космическую станцию, а даже основать колонию-поселение на другой планете.

Одно из дополнений к игре связано с созданием самолётов: собрать самолёт из отдельных частей, запустить и посмотреть, что из этого получится. Свобода творчества и, в результате, понимание законов аэродинамики. Поскольку после нескольких неудач на посадке конструктор начнет думать головой по поводу усиления стойки шасси, либо облегчения конструкции.

Если кому-то интересно, вот так выглядит урок по созданию самолёта:

Игра постоянно обновляется. Обновления и нововведения происходят возможно даже сейчас, а на сайте лежит новый мод, когда вы читаете эти строки. Для знакомства с программой достаточно скачать с сайта игры демоверсию.

Что такое центр давления и почему его сравнивают с центром масс

Прежде чем перейти к моделированию самолетов стоит немного погрузиться в теорию аэродинамики. Размышления на эту тему уместно начать с вопроса: «Что такое центр давления?». Центр давления – это точка, к которой приложена суммарная подъемных сил разных частей самолёта: крыльев и хвостового оперения.

На рисунке показаны аэродинамические поверхности, которые создают подъемную силу. Суммарная подъемная сила находится в точке, которая называется центром давления.

В том случае, если центр тяжести будет находиться слишком близко к центру масс, летательный аппарат может стать чрезмерно маневренным (другими словами «нейтрально стабильным»), поскольку у него будут отсутствовать естественные тенденции к стремлению двигаться в любом направлении. Вообще желательно стремиться к тому, чтобы центр давления находился позади центра тяжести. В этом случае летательный аппарат будет стремиться падать вперед.

Правила центров

Если Ц.Д. впереди Ц.М., то летательный аппарат подвержен внезапным переворотам, если Ц.Д. и Ц.М. совпали, то летательный аппарат имеет чрезмерную маневренность, если Ц.Д. находится немного позади Ц.Т., то летательный аппарат будет иметь высокую маневренность, если немного подальше, то в полёте будет появляться большая устойчивость, если сильно дальше, то получится дротик для дартс.

Если взять картонную модель самолета и подвесить его на нитке к потолку, то точка, в которой самолёт крепится к нитке, и будет являться центром давления.

Если вы строите летательный аппарат, у которого Ц.Д. находится сильно впереди Ц.М., то это очень близко походит на крепление носа самолёта за нитку. Каждый раз при взлете он будет стремиться перевернуться вверх носом. В то же время, если Ц.Д. у самолёта находится несколько ниже Ц.М., то при взлёте летательный аппарат будет стремиться перевернуться вверх тормашками.

Местоположение и ориентация подъемных поверхностей определяет центр давления. К нему мы вернемся через некоторое время.… Но сначала перейдем к рассмотрению ещё одной потенциально важной силы и точки её приложения – центра тяги (Ц.Т.).

Центр тяги – это точка приложения всех суммарных сил тяги, действующих на летательный аппарат. Если у летательного аппарата один двигатель, то Ц.Т. будет находиться как раз в центре двигателя.

Все прекрасно, но только до тех пор, пока центр тяги вашего двигателя находится на одной линии с центром масс летательного аппарата. Что если это не так… В этом случае уместно говорить про несимметричную тягу.

Вот тут и начинаются различные конфузы:

Действие несимметричного центра тяги можно сравнить по действию с моментом от приложения гаечного ключа. Негативные последствия от такого вмешательства можно приуменьшить работой плоскостей управления или увеличением подъемной силы. Но здесь заключен подвох: эффективность аэродинамических поверхностей меняется в зависимости от высоты полёта и плотности воздуха.

Так что с изменением скорости и высоты полёта также должны меняться и другие характеристики летательного аппарата (например, с помощью системы автоматической стабилизации полёта САСП).

Именно поэтому у всех успешных проектов космических кораблей центр масс располагается на одной линии с центром тяги.

Рассмотрим подробнее плоскости управления летательным аппаратом: движущиеся узлы, которые позволяют управлять положением летательного аппарата. Все они действуют как рычаги на центр масс, причем, чем дальше точка приложения сил от центра масс, тем большее усилие можно создать.

Органы управления на рисунке – это элевоны, гибрид элеронов и рулей высоты. Контрольные плоскости создают подъёмную силу, но они также создают сопротивление воздуха. Элевоны уменьшают количество деталей, таким образом уменьшая суммарное сопротивление. Перебирая всевозможные варианты сочетаний плоскостей управления можно увидеть их плюсы и минусы.

Каждому самолёту свои крылья

Перейдем к магическому слову – крылья! Начнем знакомство с соотношения сторон: размах, поделенный на хорду (отношение длины и ширины).

Каждая из представленных схем летательных аппаратов имеет одинаковую площадь, но разную форму. Каждая форма имеет свои преимущества и недостатки. Эти различия становятся ещё более поразительными, если подключить модуль Ferram Aerospace Research, который будет показывать более реалистичную модель сопротивлений.

Вернемся к вопросу стреловидности крыльев: угол, под которым находится крыло по отношению к фюзеляжу. Все видели ловкие истребители, но на что на самом деле влияет стреловидность крыла.

Когда скорость самолёта становится близка к скорости звука, ударные волны становятся сверхзвуковыми. Стреловидность крыльев уменьшает сопротивление на околозвуковых скоростях, поскольку изгиб крыла уменьшает лобовое сопротивление, что можно увидеть по воздушному потоку.

Наикратчайшее расстояние между двумя точками – это прямая. Поскольку воздушный поток через стреловидное крыло проделывает больший путь, чем через прямое крыло и контур крыла, который пересекает поток, не выглядит как стенка, то ударных волн в случае со стреловидным крылом не создается.

Что касается игры KSP, то в стандартной версии эффект стреловидности не играет большого эффекта. Этим эффектом можно насладиться в дополнительной версии игры, которая называется Ferram Aerospace Research.

Идем дальше…. Рассматриваем крепление крыла и поперечный угол крыла, то есть угол наклона крыла. Если центр давления располагается над центром масс, то повышается устойчивость летательного аппарата. Перенос же крыльев наверх фюзеляжа создает стабилизирующий эффект для летательного аппарата, который носит название поперечного эффекта.

Следовательно, если центр давления располагается ниже центра масс, либо крылья переносятся вниз фюзеляжа, то самолёт становится более маневренный, но менее устойчивым в полёте.

Устойчивость летательного аппарата можно контролировать переносом крыльев выше – ниже относительно фюзеляжа, другими словами переносом центра масс.

Практическое применение комбинаций крыльев и центров масс:

Наконец, короткий экскурс в тему увеличения подъемной силы в игре KSP. Этого можно добиться следующим путём:

Добавить площадь крыльям
Увеличить скорость

Увеличение количества крыльев, как и их площади, приведет к увеличению лобового сопротивления и к замедлению самолёта, с одной стороны. С другой стороны, это приведет к снижению скорости сваливания и минимальной скорости полёта, а, следовательно, уменьшению взлетной и посадочной дистанций.

Слишком большое количество крыльев и плоскостей управлений приведет к тому, что летательным аппаратом придется сложнее управлять: малейшие колебания на ручке управления будут вызывать сильные изменения в направлении полёта. Масса самолёта и его желаемая крейсерская скорость полёта (сваливания) будут определять количество подъемных сил, требуемых для самолёта.

Чем круче угол атаки, тем больше подъемная сила. Но это правило работает до некоторых пор: «до критического угла атаки». После достижения критического угла аэродинамический поток начинает переходить в срыв, а самолёт теряет подъемную силу. В KSP угол атаки становится критическим при 20°, в зависимости от модели.

Также стоит рассказать про «углом падения». Угол падения — это угол, под которым крыло находится относительно фюзеляжа. Рост этого угла увеличивает абсолютное значение угла атаки и повышает подъемную силу, но в тоже время увеличивает лобовое сопротивление.

Кому-то может показаться: «Оно того стоит!». Но конструкция крыла становится сложнее и изменяется характер полёта. Крыло с положительным углом атаки имеет отличающиеся подъемные свойства по сравнению с горизонтальным крылом. Другими словами подъемная тяга у такого крыла становится гораздо больше, чем у крыла с горизонтальным расположением.

Поскольку основное крыло создает чрезмерно большую подъемную силу, по сравнению с хвостовым стабилизатором, пилоту придется опускать вниз рычаг управления самолётом или работать триммером на хвостовом оперении, но лишь бы не дать самолёту подняться вверх. И наоборот, ручку убирать на себя в том случае, если нос самолёта опуститься слишком низко.

В Kerbal Space Program летательный аппарат, спроектированный с нулевым углом падения, проще поддается контролю, но имеются также доводы в пользу изменения этого угла:

можно заранее установить идеальный крейсерский угол тангажа
нет необходимости задирать резко тангаж вверх во время взлета (для предотвращения удара хвостом)

В тексте прозвучало упоминание про «крейсерский режим полёта»: это относится к режиму, в котором летательный аппарат будет вести себя лучше всего. Если самолёт не находится в таком режиме полёта, то все его узлы и сам полёт не будут находиться в оптимальном режиме: повышенный расход топлива, увеличенный износ двигателя. Изначально в конструкции все закладывается именно исходя из условий полёта в оптимальных условиях: оперение, двигатели, площадь крыльев, материалы и многое другое рассчитывается на полёт в оптимальных условиях.

С чего начать проектировать шасси

Теперь перейдем к вопросу конфигурации шасси, вот некоторые варианты:

Конфигурация «трицикл» проще в регулировке, чем четырехколесная: её проще посадить, чем конфигурацию с опорой на хвостовое колесо.

Правильный подход при проектировании заключается в том, чтобы разместить заднее шасси прямо под центром масс. В таком случае летательный аппарат может свободно разворачиваться и набирать нужный угол атаки при взлете.

Если по некоторым причинам появляется необходимость размещать заднее колесо дальше от центра масс, тогда стоит задуматься над тем, чтобы разместить его несколько выше переднего шасси. В этом случае мы получил заранее положительный угол атаки и, как следствие, упростим взлет летательного аппарата.

Посадочные шасси должны быть расположены так, чтобы для взлёта требовалось от пилота лишь минимальное усилие на ручке.

Самолёты с хвостовым оперением взлетают именно по этому принципу: сама схема такого самолёта гарантирует автоматический взлет при достижении определенной скорости.

Отклонение от курса при посадке может обозначать одно из двух:

Взлетно-посадочная полоса не является прямой на самом деле, поскольку шасси располагается перпендикулярно «взлётке» и смотрят строго вперед.
Чрезмерный вес, приходящийся на одно из шасси, может привести к прогибу стойки и, как следствие, уводу самолёта с траектории.
Также слишком большая прижимная сила на одном из шасси приведет к тому, что остальные не будут полностью находиться в зацеплении с площадкой. Этот эффект называется «колеса тачки».

Возможные способы решения этой задачи:

Выправить стойку шасси в редакторе
Укрепить стойку шасси с помощью подкоса
Распределить вес на большое число стоек шасси
Снизить вес на шасси с помощью облегчения конструкции самолёта
Сделать большие шасси и преодолеть усилия в рулевом управлении

Лобовое сопротивление и его влияние на параметры самолёта

В программе KSP используется простая модель лобового сопротивления. Чем больше массы будет добавлено (в виде деталей), тем больше будет создаваться сопротивление воздуха, независимо от того, находится ли модель в воздушном потоке или нет.

Каждая деталь имеет максимальное значение лобового сопротивления (в большинстве случаев это значение 0,2 от максимального). Значение лобового сопротивления можно посчитать по заданной формуле:

Лобовое сопротивление = Плотность воздуха * Скорость(в квадрате) * Коэффициент максимального сопротивления * Массу

Заметьте, что лобовое сопротивление зависит от массы и от коэффициента и не зависит от числа деталей. Уменьшение массы приведет к улучшению аэродинамики. Конструирование аэродинамического профиля часто сводится к как можно большему уменьшению количества деталей, а также двигателей, плоскостей управления, топливных баков, но при сохранении управляемости летательного аппарата.

Если вы хотите преуспеть в том, что изображено на картинках, Вам следует воспользоваться модом KSP, который более реалистично подходит к расчету лобового сопротивления. Этот мод называется Ferram Aerospace Research. Я люблю Ferram, именно поэтому я устанавливаю его везде, где только можно.

Надеюсь, это повествование зарядило Вас энтузиазмом для того, чтобы творить и создавать свои собственные самолёты и космические корабли! Удачи!

Авиамодели чемпионов. Сборник. / сост. М.С. Лебединский. -М.: ДОСААФ, 1969. -64 с.
Авиамоделизм. Сборник. -М.: Учпедгиз, 1960.
Авиамодельный спорт. Правила проведения соревнований. М.: ЦСТКАМ ДОСААФ, 1986.
Авиационный моделизм . (Учебное пособие). / Под. ред. Э.Б. Микиртумова. -М.: ДОСААФ, 1956.- 296 с.
Анохин П.Л. Бумажные летающие модели . -М.: ДОСААФ, 1959. - 112 c.
Анохин П.Л., Иванников Д.А. Авиамодельный кружок в школе. -М.: 1958, -30 с.
Бабаев Н. Авиамоделисты. -М.: Редиздат ЦС Осоавиахима СССР, 1945. -111 с.
Бабаев Н., Кудрявцев С. Летающие игрушки и модели. -М.: Оборонгиз, 1946. -206 с.
Бабаев Н. Как организовать авиамодельный кружок. -М.: ДОСАРМ, 1950.
Бабаев Н. Советский авиамоделизм. -М.: ДОСААФ, 1951.
Бабаев Н., Лебединский М., Малик С., Мартынов Б. В воздухе - летающие модели. -М.: ДОСААФ, 1955.
Бабаев Н., Гаевский О. и др. Авиационный моделизм. -М.: ДОСААФ, 1960.
Бабьюк И. Коробчатые воздушные змеи. -М.: Госмашметиздат, 1934.
Борзов Г. Обтяжка и окраска летающих моделей. -М.: ОСОАВИАХИМ, 1939. - 20 c.
Варринг Р.Аэромоделирование . 2-ed. / На англ. яз. -NY. ARC BOOKS, INC. 1968. -168 p.
Васильев А.Я., Куманин В.М. Летающая модель и авиация. -М.: ДОСААФ, 1968. - 64 с.
Васильченко В. и М. Кордовые летающие модели (БЮК). -М.: ДОСААФ, 1958. - 158 с.
Вилле Р. Постройка летающих моделей-копий / Пер. с нем. -М.: ДОСААФ, 1986. - 223 с., ил.
Винтин Г. Мастерская авиамоделиста. -М.: ДОСААФ, 1954.
Гаевский О.К. Скоростная кордовая летающая модель. -М.: ДОСААФ, 1951.
Гаевский О.К. Рекордная скоростная модель самолета. -М.: ДОСААФ, 1951.
Гаевский О.К. Технология изготовления авиационных моделей. -М.: Оборонгиз, 1953. - 340 с.
Гаевский О.К. Конструкция бачков для горючего летающих моделей. -М.: ДОСААФ, 1954.
Гаевский О.К. Летающие модели планеров. -М.: ДОСААФ, 1955.
Гаевский О.К. Авиамоделирование. -М.: ДОСААФ, 1964.
Гаевский О.К. Авиамоделирование. -М.: ДОСААФ, 1990. - 408 с.
Голубев Ю., Камышев Н. Юному Авиамоделисту . (Пособие для учащихся) -М.: Просвещение, 1979.- 128 с.
Готтесман В.Л. Летающие модели самолетов. -М.: Гостехиздат, 1950.
Ермаков А.М. Авиамодельный спорт. -М.: 1969.
Ермаков А.М. Авиамодельные соревнования. -М.: ДОСААФ, 1970.
Ермаков А.М. Простейшие авиамодели . Кн. для учащихся 5-8 кл. -М.: Просвещение, 1984. - 160 с.
Ермаков А.М. Простейшие авиамодели. Кн. для учащихся 5-8 кл. -М.: Просвещение, 1989. - 160 с.
Жидков С. Секреты высоких скоростей кордорых моделей самолетов. -М.: ДОСААФ, 1972.
Капковский Я. Летающие крылья. -М.: ДОСААФ, 1988. - 130 с.
Ковалев А. Расчет авиамодели с бензиновым мотором. -М.: Осоавиахим, 1939.
Костенко И. Микиртумов Э., Рекордные летающие модели. -М.: Оборонгиз, 1950.
Костенко И. Микиртумов Э. Летающие модели . Изд. 2-е. -М.: Детгиз, 1952. - 96с.
Костенко И. Микиртумов Э., Летающие модели. -М.: Молодая гвардия, 1953-1954.
Костенко И. Проектирование и расчет модели планера (БЮК). -М.: ДОСААФ, 1958. - 202 с.
Костенко И. Демин С. Советские самолеты . Альбом для авиамоделистов. -М.: ДОСААФ, 1973. - 120 с.
Кудрявцев С. Рекордные летающие модели самолетов с бензиновыми моторами. -М.: Оборонгиз, 1940.
Кудрявцев С. Простейшие летающие модели. -М.: Детиздат, 1941. -68 с.
Куманин В.В. Фюзеляжные модели самолетов с резиновыми двигателями (БЮК). М.: ДОСААФ, 1958.-72c.
Куманин В.В. Регулировка и запуск летающих моделей . -М.: ДОСААФ, 1959. - 104 с.
Куманин В.В. Модели самолетов с резиновыми двигателями. -М.: ДОСААФ, 1962.
Купфер М. Модель самолета "летающее крыло" -М.: ДОСААФ, 1952. - 48 с.
Лагутин О.В. Самолет на столе .-М.: ДОСААФ, 1988. - 119 с.
Лагутин О.В. Самолет на столе.-К.: АероХобби, 1997, - 192 с.
Лети, модель! Кн.1. / Сост. М. С. Лебединский. -М.: ДОСААФ, 1969.
Лети, модель! Кн.2. / Сост. М. С. Лебединский. -М.: ДОСААФ, 1970. - 160 с.
Ляшенко Н.В., Исаенко В.И. Авиамоделирование (физ. основы). -К.: "Радянска Школа", 1979. -18 плак.
Ляшенко Н.В. Авиамоделирование (авиамодели). -К.: "Радянска Школа", 1982. - 20 плак.
Мараховский С.Д., Москалев В.Ф.Простейшие летающие модели: Сделай сам. -М.: Машиностроение, 1989. - с.
Мерзликин В.Е. Радиоуправляемые модели планеров. -М.: ДОСААФ, 1982. - 160 с.
Микиртумов Э.Д. Двигатели летающих самолетов. -М.: ОНТИ, 1935.
Микиртумов Э.Д. и Павлов П.С. Комнатные летающие модели. -М.: Оборонгиз, 1951.
Миклашевский Г.В. Спутник юного авиастроителя . -М-Л: ОНТИ, 1936. -160 с.
Миклашевский Г.В. Летающие модели. -М.: Оборонгиз, 1956.
Мурычев Л. Летающие модели вертолетов. -М.: ДОСААФ, 1955.
Наталенко В. Кордовые летающие модели (БЮК). -М.: ДОСААФ, 1962. - 84 с.
Остенко И. Простейшие летающие модели (В помощь юным техникам). -М.: Детгиз, 1948.-14 с.
Павлов А.П. Твоя первая модель . -М.: ДОСААФ, 1979.-143 с.
Панков М.И. Работа авиамодельного кружка. -М.: Редиздат ЦС Осоавиахима СССР, 1947. -125 с.
Пантюхин С.П.Детская змейковая станция. -М.: Оборонгиз, 1941.
Пантюхин С.П. Воздушные змеи. -М.: ДОСААФ, 1984. - 88с.
Платонов В. Инженерам малой авиации (на укр. яз. ). -К.: Веселка, 1965. - 75 с.
Проектируй, строй авиационные модели . Сборник. / сост. М.С. Лебединский -М.: ДОСААФ, 1963. - 148 с.
Рожков В.С. Авиамодельный кружок: Пособие для рук. кружков. -М.: Просвещение, 1978.- с.
Рожков В.С. Авиамодельный кружок: Пособие для рук. кружков. -М.: Просвещение, 1986.- 144 с.
Рожков В.С. Строим летающие модели . -М.: Патриот, 1990. - 159 с.
Сироткин Ю. В воздухе - пилотажная модель. -М.: ДОСААФ, 1972.
Скобельцын В. Как сделать летающую модель самолета. -М.: Детгиз, 1949, 1951.
Скобельцын В., Пашкевич Н. Летающие модели / в кн. В помощь юному технику.-Л.: Детгиз, 1952.-148с. 6 вкл.
Скобельцын В., Пашкевич Н. Авиамодельный кружок. -М.: ДОСААФ, 1956.
Спунда Б. Летающие модели вертолетов . -М.: Мир, 1988. - 135 с.
Смирнов Э.П. Винты резиномоторных моделей. -М.: ДОСААФ, 1961.
Смирнов Э.П. Как сконструировать и построить летающую модель. -М.: ДОСААФ, 1973.
Стахурский А. Авиамоделисты в пионерском лагере . - Прил. к "ЮТ" № 18 (180), 1964.
Субботин В.М. Таймерная модель самолета (БЮК). -М.: ДОСААФ, 1958. - 74 с.
Тарадеев Б.В. Летающие модели-копии. -М.: ДОСААФ, 1983. - 160 с.
Тарадеев Б.В. Модели-копии самолетов. -М.: Патриот, 1991. - 239 с.
Товнер Х. Летающие модели-копии / На англ. яз. -Harborough publishing company LTD, 1941.-104 c.
Трунченков Н.С. Регулировка и запуск летающих моделей. -М.: ДОСАРМ, 1950.
Трунченков Н.С. Как строить летающие модели. -М.: Оборонгиз, 1951.
Трунченков Н.С. Моторная парящая модель самолета. -М.: ДОСААФ, 1952.
Фаусек. Летающие модели самолетов и как их строить. -М.: АВИАХИМ, 1925.
Фомин В.И., Назаров А.Ш. Авиамодельный спорт (альбом чертежей). -М.: ДОСААФ, 1985. -80 с.
Хухра Ю. Летающие модели автожиров. -М.: ДОСААФ, 1953.
Хухра Ю. Летающие модели гидосамолетов. (БЮК). -М.: ДОСААФ, 1954. - 68 с.
Хухра Ю. Летающие модели-копии самолетов. -М.: ДОСААФ, 1959.
Хухра Ю., Потапов В. Пилотажные радиоуправляемые модели самолетов -М.: ДОСААФ, 1965. - 120 с.
Шахат А.М. Резиномоторная модель . М.: ДОСААФ, 1977. - 61 с.
Шекунов Е.Д. Летающая модель самолета-моноплана. -М.: АВИАХИМ, 1925.
Шекунов Е.Д. Как построить летающую модель / Руководство для кружков. -М.: АВИАХИМ, 1926. - 144 с.
Юные авиаконструкторы / в кн. Юные конструкторы. Померанцев Л. -Г.: Горьковское кн. изд., 1956.-152с.

А ЭРОДИНАМИКА

Анохин П.Л. Настольная аэродинамическая труба. / "Техника-молодежи" 3, 1952
Белоруссов Л. Аэродинамические исследования профилей летающих моделей. / "Крылья родины" 1, 1956
Болонкин А. Теория полета летающих моделей. -M.: ДОСААФ, 1962. - 329 c.
Васильев А. Аэродинамика крыла летающей модели. / "Крылья родины" 2, 1955
Готтесман В.Л. Профили для летающих моделей. -М.: ДОСААФ, 1958. - 96 с.
Готтесман В.Л. Профили для летающих моделей. -М.: ДОСААФ, 1965.
Закс. Н.А. Основы эксперементальной аэродинамики. -М.: Оборонгиз, 1953.
Зверик А. Авиамодельный винт из пластмассы / «Крылья Родины», 5, 1960.
Зыкин Н.И. Аэродинамическая труба и опыты с нею. / "Физика в школе" 1, 1953
Казневский В.П. Аэродинамика в природе и технике. -М.: Учпедгиз, 1955.
Ковалев А.П.

Известны цельнометаллические АДМ (патент №172520, опубл. 29.06.1965 г., заявка №94023217, опубл. 10.03.1996 г; патент №377663, опубл. 17.04.1973 г., МПК G01M 9/08), в которых дренирование модели производится вручную.

Сравнительно новый способ изготовления АДМ с помощью формирования сменной обшивки из композиционного материала защищен патентом №2083967, опубл. 10.07.1997 г., МПК G01M 9/08 - универсальная аэродинамическая модель, преимущественно крыло, содержащая упругий каркас, соединенный со сменной обшивкой. Обшивка изготавливается формованием композиционного материала в заранее изготовленную прессформу, обработанную по профилю нервюр, или корку обшивки из полимерного материала, обработанную по профилю нервюр с последующим покрытием слоем композиционного материала, при этом для дренирования обшивки к внешнему слою приклеивают ленты или диски с калиброванными дренажными отверстиями и штуцерами для подсоединения дренажных трасс. Изготовление прессформы требует 3- или 5-координатной обработки на станках с ЧПУ. Таким образом, недостатком этого изобретения является высокая трудоемкость изготовления модели, которая составляет от 700÷800 до 1500÷2000 нормочасов.

Наиболее близким техническим решением является изобретение по патенту США №6553823, 2002 г., МПК G01M 9/08, представляющее собой полумодель для исследования распределения давления вдоль поверхности крыла, с дренированием ранее определенных сечений по потоку. Крыло изготовлено методом послойного синтеза за несколько итераций. Каналы выращиваются непосредственно при изготовлении крыла.

На фиг.1 изображена модель самолета с дренажной системой.

На фиг.2 представлен привод устройства прокачки жидкости.

На фиг.3 представлена фотография модели самолета с державкой.

Похожие патенты:

Изобретение относится к линейному исполнительному механизму, в частности для дистанционного управления регулируемыми компонентами аэродинамических моделей. .

Изобретение относится к области аэродинамических испытаний для измерения аэродинамических сил, действующих на уменьшенную в масштабе модель летательного аппарата в аэродинамической трубе в процессе экспериментального определения летно-технических и тягово-экономических характеристик летательных аппаратов.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, а именно к испытаниям моделей в аэродинамических трубах с имитацией силы тяги воздушно-реактивных двигателей, определению силовых параметров сопел и совмещенных тягово-аэродинамических характеристик моделей при обдуве внешним, преимущественно сверхзвуковым, потоком и предназначено для определения погрешностей, вносимых системой подвода рабочего тела реактивных струй.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано при исследовании характеристик летательных аппаратов. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к исследованию проблем аэроупругости летательных аппаратов в области авиационной техники, а именно к разработке моделей для аэродинамических труб. Модель содержит силовой сердечник и крышку, представляющие в сборе единую разборную конструкцию замкнутой аэродинамической формы. Крышка выполнена из единого блока низкомодульного материала типа пенопласта переменной толщины по размаху и хорде несущей поверхности, разделенного на отсеки. Толщины отсеков плавно уменьшаются по направлению от локальных площадок контакта отсеков с сердечником модели к переходным зонам, при этом углы скоса граней отсеков составляют не более 45-50°. Локальные площадки расположены в центральной части каждого из отсеков, а переходные зоны между отсеками образованы за счет уменьшения толщины единого блока материала. Предлагаемый способ изготовления аэродинамической модели включает фрезерование сердечника и крышки на станках с ЧПУ, а также итерационную доводку жесткостных характеристик модели в сборе. Крышку изготавливают формованием или методом быстрого прототипирования из единого блока низкомодульного материала. На его внутренней поверхности создают отсеки с локальными площадками контакта с сердечником со скошенными поверхностями граней отсека и переходные зоны отсеков. Снаружи и изнутри крышку армируют тканью однонаправленного композита, а ее переходные зоны армируют дополнительно. Технический результат заключается в упрощении конструкции аэродинамической модели, ускорении способа ее изготовления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и касается экспериментальных исследований проблем аэроупругости летательных аппаратов (ЛА) в аэродинамических трубах. При изготовлении упругоподобных моделей ЛА на станках с ЧПУ производят предварительный и поверочный расчеты математической модели лонжерона, по результатам которых изготавливают лонжерон из стали или алюминиевого сплава методом высокоскоростного фрезерования на станке с ЧПУ с учетом подобия массово-инерционных и жесткостных характеристик изготавливаемого силового каркаса-лонжерона силовому каркасу натурного агрегата ЛА. Нижнюю формообразующую поверхность модели обрабатывают заодно с силовым каркасом-лонжероном на станке с ЧПУ. Для получения внешних обводов верхней формообразующей поверхности модели на предварительно изготовленный лонжерон наносят материал с низким модулем упругости методом напыления расплавленного вещества. Окончательное формирование обводов верхней аэродинамической поверхности модели осуществляют в режиме высокоскоростного низкомоментного фрезерования на станке с ЧПУ по созданной полной математической модели. Достигается высокая точность геометрического подобия внешней аэродинамической поверхности модели по отношению к натурному объекту, высокая точность воспроизведения массово-инерционных и жесткостных характеристик. 5 ил.

Изобретение относится к конструкции и способу изготовления лопастей аэродинамических моделей воздушных винтов, применяющихся для испытаний в аэродинамических трубах. Конструкция лопасти включает в себя регулярную часть, имеющую постоянный вес и геометрическую форму, и различные сменные концевые элементы. На конце регулярной части лопасти имеются переходные штыри, небольшая часть лонжерона, место стыковки, электрический разъем. Регулярная часть пера лопасти включает в себя: носовую многосекционную накладку, лонжерон с заданными жесткостными и весовыми характеристиками, верхнюю и нижнюю обшивку, заполнитель носовой части, заполнитель хвостовой секции, противофлаттерные грузы, концевую нервюру с микровыключателем, электрические провода, электрический разъем, грузы, провоцирующие флаттер. Сменные концевые элементы представляют собой конструкцию, состоящую из верхних и нижних обшивок, крепежных отверстий для стыковки с переходными штырями регулярной части лопасти, светодиодов, электрических проводов, электрического разъема, противофлаттерных грузов, легких заполнителей. Способ заключается в следующем: вначале изготавливается регулярная часть пера лопасти с обязательным точным измерением выступающих частей, таких как переходные штыри и концевая часть лонжерона, а затем результаты замеров используются при изготовлении посадочных мест в многочисленных сменных концевых элементах, отличающихся друг от друга различной геометрией, весом, центровкой, с последующей сборкой регулярной части с любым из сменных концевых элементов при помощи разборного винтового соединения. Технический результат заключается в возможности получения различных аэродинамических характеристик на базе одной лопасти, повышении надежности и сокращении времени изготовления испытаний лопастей. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к конструкции лопастей аэродинамических моделей воздушных винтов, предназначенных для испытаний в аэродинамических трубах. Лопасть аэродинамической модели воздушного винта содержит верхнюю и нижнюю обшивки, лонжерон, вкладыши, балансировочные и противофлаттерные грузы и носовые накладки. При этом концевая часть лопасти содержит одну или несколько нервюр, прикрепленных к задней стенке лонжерона, а корневая часть - прикрепленный к задней стенке лонжерона силовой элемент, включающий силовую лапку и силовую нервюру коробчатой формы с закрепленной между ними частью вкладыша хвостовой части лопасти. Достигается повышение жесткости корневой и концевой частей лопасти аэродинамической модели воздушного винта. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований динамических явлений аэроупругости летательных аппаратов в аэродинамических трубах. Динамически подобная аэродинамическая модель несущей поверхности содержит силовую упругую балку-лонжерон, дренированные блоки, установленные по размаху модели на силовую балку-лонжерон, нервюры, секции верхней и нижней обшивки, модельный электрогидравлический силовозбудитель для вынужденных колебаний модели в потоке, технические средства для измерений амплитудно-частотных характеристик модели. Балка-лонжерон состоит из пустотелого сердечника, на который наформованы монослои однонаправленного высокомодульного и высокопрочного полимерного композиционного материала. Каждый дренированный блок модели состоит из жесткого неразъемного каркаса с установленными на передней и задней кромке датчиками динамического давления и легкосъемных верхней и нижней панелей с установленными в них датчиками динамического давления. Обшивка модели представляет из себя трехслойные съемные секции переменной толщины. Изобретение направлено на повышение точности эксперимента. 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к аэродинамическим моделям летательных аппаратов для исследования распределения давления по поверхности тонкостенной модели, испытываемой в аэродинамических трубах при условии имитации струи кормового ракетного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что к дренажным отверстиям, просверленным на обтекаемой поверхности аэродинамической модели, предназначенной для измерения распределения давления по поверхности, в корпусе тонкостенной оболочки выполняются внутренние криволинейные каналы в пределах толщины оболочки. Измеряемое давление, воспринимаемое дренажными отверстиями, подается в каналы, которые внутри оболочки проложены к месту крепления боковой державки и здесь стыкуются с дренажными трубками, соединяющими измерительные устройства давления, например батарейный манометр, с выходными сечениями каналов. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности измерений. 2 ил.

Изобретение относится к области аэродинамики и может быть использовано при изготовлении аэродинамической модели транспортного средства, например самолетов, ракет, автомобилей, железнодорожного транспорта и т.д

Даже самая простая модель самолета — это самолет в миниатюре со всеми его свойствами. Многие известные авиаконструкторы начинали с увлечения авиамоделизмом. Чтобы построить хорошую летающую модель, нужно немало потрудиться, изучить теорию полета аппаратов тяжелее воздуха. Зато какое увлекательное зрелище — полет модели и какая это радость для ее создателя и зрителей! Все многообразие авиамоделей можно разделить на несколько классов.

Самые популярные среди начинающих авиамоделистов — бумажные авиамодели. В бумажном авиамоделировании можно выделить несколько направлений.

Элементарные контурные модели.

Это простейшие летающие модели самолетов, которые вырезаются из листа бумаги несколькими взмахами ножниц. Они наиболее просты и доступны для начинающих. Нелетающие модели-копии. Они в точности повторяют внешний вид известных марок самолетов. Проектирование моделей-копий требует специальных знаний, большого терпения и труда. Занимаются ими опытные моделисты, коллекционирующие модели авиационной техники.

Свободнолетающие модели.

Такие модели, сделанные из плотной бумаги или тонкого картона, могут запускаться с помощью резины с рук, как из рогатки, или со специального устройства — катапульты. Для достижения наибольшей дальности полета относительное поперечное сечение их фюзеляжа делается меньше, чем у самолетов-прототипов. Есть свободнолетающие бумажные модели, движущиеся за счет тяги, развиваемой воздушным винтом с приводом от резиномотора или миниатюрного электромоторчика.

Безмоторные модели, запускаемые в полет с помощью нити-леера, называются планерами.

Кордовые модели летают «на привязи». Они управляются рукой авиамоделиста с помощью стальных нитей или тросиков, которые называются кордами. Кордовая модель не может удалиться от спортсмена больше чем на длину корды. Этим кордовая модель отличается от свободнолетающей. На таких моделях устанавливают двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели, питающиеся от внешнего источника тока, подаваемого по проводникам-кордам. Бумажные кордовые модели обычно оснащаются электродвигателями. Мы с вами сегодня поговорим о наиболее доступных, и интересных широкому кругу ребят свободнолетающих моделях — тех, что запускаются с рук или катапультой.

Основные понятия о аэродинмики.

Аэродинамические силы

Почему же летают аппараты тяжелее воздуха — самолеты и их модели? Вспомните, как ветер гонит листья и бумажки вдоль улицы, поднимает их вверх. Летящую модель можно сравнить с предметом, гонимым потоком воздуха. Только воздух здесь неподвижен, а модель мчится, рассекая его. При этом воздух не только тормозит полет, но при определенных условиях создает подъемную силу. Посмотрите на рисунок здесь показано сечение крыла самолета. Если крыло будет расположено так, чтобы между его нижней плоскостью и направлением движения самолета был некоторый угол а (называемый углом атаки), то, как показывает практика, скорость потока воздуха, обтекающего крыло сверху, будет больше, чем его скорость снизу крыла. А по законам физики в том месте потока, где скорость больше, давление меньше, и наоборот. Вот почему при достаточно быстром движении самолета давление воздуха под крылом будет больше, чем над крылом. Эта разность давлений поддерживает самолет в воздухе и называется подъемной силой (Рис. 1)

На рисунке 2 показаны силы, действующие на самолет или модель в полете. Суммарное действие воздуха на летательный аппарат представляют в виде аэродинамической силы К. Эта сила является результирующей силой, действующей на отдельные части модели: крыло, фюзеляж, оперение и т. д. Направлена она всегда под углом к направлению движения.

В аэродинамике действие этой силы принято заменять действием двух ее составляющих — подъемной силы и силы сопротивления.

Подъемная сила У всегда направлена перпендикулярно направлению движения, сила сопротивления X — против движения. Сила тяжести С всегда направлена вертикально вниз. Подъемная сила зависит от площади крыла, скорости полета, плотности воздуха, угла атаки аи аэродинамического совершенства профиля крыла. Сила сопротивления зависит от геометрических размеров поперечного сечения фюзеляжа, скорости полета, плотности воздуха и качества обработки поверхностей. При прочих равных условиях дальше летит та модель, у которой поверхность отделана более тщательно. Дальность полета определяется аэродинамическим качеством К, равным отношению подъемной силы к силе сопро-V тивления: К = —, то есть аэродинамическое качество показывает, сколько раз подъемная сила крыл) больше силы сопротивления модели В планирующем полете подъемы сила модели V обычно равна весу дели, а сила сопротивления X в раз меньше, поэтому дальность полета будет в 10—15 раз больше высоты И, с которой начался планируют полет, то есть К= Ют-15, Следовательно, чем легче модель, чем она тщательнее изготовлена, тем большей дальнее полета можно достигнуть.

Центровка модели

Чтобы полет был устойчивым, модель, должна иметь распределенную центровку; центр тяжес " ЦТ должен совпасть с центром давления крыла ЦД или быть несколько впереди его (центром давления крыла называется точка приложения аэродинамической силы).

У прямоугольного профилированного крыла ЦД находится примерно ни первой четверти ширины крыла. У простых бумажных моделей профиль крыла, как правило, очень тонкий либо вообще плоский. У таких крыльев центр давления находится в геометрическом центре площади.

У прямоугольных крыльев центр площади находится на пересечении его диагона(см. р и с. 3). На рисунке 3. показано, как определять центр площади любой другой формы крыла. Нужно вырезать крыло из плотного картона, установить его на ребро линейки и уравновесить. Точка пересечения ребра линейки с линией проведенной посередине крыла, и есть центр тяжести и центр давления крыла Центр тяжести модели находят тогд когда уже изготовлен груз. Для чего сн нужен? У простейших свободнолетающих моделей нет двигателя, и силу ги, движущую модель вперед, созда ее собственная масса. Для повышения инерционности модели в фюзеляж вклеивают груз, вырезанный из фанеры или нескольких слоев плотного картона. Наличие груза в носовой части фюзеляжа обеспечивает достаточну устойчивость модели в полете Зная центр тяжести модели и давления, подбирают правильное пол жение крыла на модели.

У моделей, летающих с большими скоростями (пускаемых с катапульты), ЦТ должен-быть впереди ЦД, а у свободно планирующих — совпадать.На прямолинейности полета особенно сильно сказывается «прогибы» фюзеляжа, то есть искривление в процессе склейки. За его формой нужно следить; и в процессе регулировки, и во время запусков, так и при ударах о препятствия он может деформироваться., Вообще свободнолетающие модели, имея большие скорости полета, часто деформируются при ударах о препятствия, поэтому они должны изготавливаться очень тщательно.

После полета не рекомендуется брать модель за крылья, стабилизатор и киль. Берите их только за носовую часть, то есть за груз. Начиная пробные полеты, старайтесь пускать модели на открытом месте, (там, где нет препятствий и людей). Только изучив «повадки» модели, определив ее траекторию и хорошо отрегулировав, можно запускать ее в залах и коридорах. Но при этом помните, что развившая большую скорость модель может поранить кого-нибудь из зрителей. Поэтому при запусках следите, чтобы предполагаемая траектория вашей модели не была направлена в сторону людей.

Как можно управлять полетом модели? В отличие от кордовых моделей свободнолетающими моделями невозможно управлять после старта. Но можно отрегулировать модель так, чтобы она летела по заданной траектории. Для управления в вертикальной плоскости (по тангажу) на самолетах служат рули высоты. На моделх для этого достаточно отогнуть заднею кромку стабилизатора вверх или вниз. При этом модель будет соответственно набирать высоту (и даже делать мертвую петлю) или пикировать. Для управления по крену достаточно отогнуть в противоположные стороны (вверх и вниз) кромки крыльев. На реальных самолетах на задней кромке крыла установлены специальные управляемы поверхности — элероны.

Для управления в горизонтальной плоскости на самолетах применяются рули направления. На модели для этой цели можно отогнуть в сторону заднюю кромку вертикального оперения. Когда (модель выполняется по схеме «бесхвостка», то есть без стабилизатора, отгиб, задней кромки крыла обеспечивает управление и по крену, и по таннажу, у настоящих самолетов такие рулевые поверхности, выполняющие роль, и элерона, и руля высоты, называются элеронами.

Работа с бумагой. Инструмент.

Для наших бумажных моделей используются, как правило, жесткие виды бумаги: чертежная бумага- ватман, тонкий картон. Для отделки и декоративных аппликаций применяется цветная бумага из наборов для детского творчества. Для резки бумаги рекомендуем изготовить специальные резцы и линейки. Особенно это важно, когда моделированием начинают заниматься младшие школьники. Они, как правило, еще плохо владеют своими руками, и даже обычное вырезание ножницами для них проблема. Их рука привыкла держать только карандаш и ручку. Поэтому рукоятку резца лучше сделать граненой (как карандаш) и слегка изогнутой (с м. рис. 4).

Изготовление таких резцов несложно. Их могут делать сами ребята в кружках технического творчества, в писарских лагерях. Лезвием для резца служит инструментальная сталь от полотна ножовки по металлу. Изготовить лезвие надо попросить старших по нашему чертежу (см. рис. 4) Рукоятки резцов делается из листового оргстекла. Нарежьте заготовки длиной 120 мм. С одного конца засверлите два отверстие сверлом 2 мм на глубину 20 мм, Потом приготовьте настольные тиски — разведите их губки примерно на 50 мм. Нагрейте засверленный конец рукоятки, пока оргстекло не размягчится, и одновременно нагрейте хвостовик. Возьмите лезвие плоскогубцами и вставьте в отверстие нагретой рукоятки. Разогретое, оно войдет туда свободно. После этого между двумя пластинами из оргстекла вставьте резец и зажмите весь этот пакет в губках тисков. Концы пластин должны сойтись между собой и зажать лезвие (см. рис. 4). Подержите так минут 5—10. Рукоятка остынет, и лезвие «намертво» впрессуется в нее. Теперь обработайте рукоятку — снимите наплывы размягченного оргстекла и сделайте грани. Еще немного разогрейте рукоятку, слегка согните и так остудите. Величина прогиба не должна превышать 5—6 мм. Заточите резец на оселке — инструмент готов. Для резки бумаги необходимы еще линейка из оргстекла толщиной 4 — 5 мм, длиной 30—35 см и шириной 30 — 35 мм. На нее обязательно нужно наклеить полоску из изоляционной ленты шириной 5 мм.

Почему линейка должна быть из оргстекла? И зачем изоляционная лента?

Такая линейка прозрачна, по ней легко скользит резец и не тупится об нее. Лента приклеивается для того, чтобы линейка не скользила по бумаге при работе. Ведь детали моделей должны быть изготовлены очень точно. Младшие школьники осваивают работу с этими двумя инструментами после двух-трех занятий. Несколько советов о приемах работы самодельными инструментами. Резец надо держать так, как вы держите карандаш или ручку. Линейку при резке кладите, чтобы ее конец был направлен к плечу режущей руки, то есть резать бумагу резцом нужно толь-ко «к себе». При резне линейку удерживают разведенными пальцами, прижав ее к бумаге и не отнимая руки до тех пор, пока не отрежут нужную деталь. Нажимать на резец сильно не рекомендуется. Можно сломать острый конец лезвия. Лучше провести точно несколько раз. Ни в коем случае не зажимайте резец в кулак, не давите на него с силой!

Если резец не режет, значит, он затупился и его нужно заточить. Необходимо приучить свою руку соразмерять силу нажима. Предлагаемый резец позволит вам вырезать детали любой, самой замысловатой и сложной формы. А вам придется вырезать из цветной бумаги буквы, номера самолетов и другие аппликации. Освоить такую резку можно только тренировкой руки. Чтобы сгибы деталей из бумаги и картона получались аккуратными, ровными, их надо предварительно обработать. Лучше всего их «подрезать». Что значит подрезать бумагу? Нужно по линиям сгиба провести резцом по линейке так, чтобы был надрезан только верхний слой бумаги, примерно на "/з ее толщины. На первый взгляд как будто простая операция. Но начинающим моделистам приходится упражняться по 1,5—2 часа ежедневно, чтобы научиться правильно подрезать бумагу по линиям сгиба. Потренируйтесь и вы. Попробуйте делать из бумаги «гармошку». При этом помните, что надрезанный слой при перегибе должен оставаться снаружи.

На наших развертках моделей все линии сгиба, обозначенные пунктиром (— —-----), надрезаются по лицевой стороне развертки. Линии, обозначенные штрих-пунктиром (—.—.—). надрезаются с обратной стороны. Резать бумагу нужно обязательно на фанерной подложке, а еще лучше на пластиковой (из сополимера). В крайнем случае, если вам не дается операция подрезания сгибов и зы прорезаете бумагу, можно продавливать эти линии тупой стороной столового ножа или специальной «косточкой». Но качество сгибов будет, конечно, хуже.

Несколько слов о клеях.

Толстые сорта бумаги и картон можно склеивать любым клеем. Наиболее надежно склеивают клеи ПВА (поливи-килацетатный), нитроцеллюлозный марки АГО, «Китификс». Клей «Момент» нужно использовать только для «прихватки». Его клеевой шов эластичен, и надежно приклеить детали модели им нельзя. Тонкие сорта бумаги рекомендуется склеязать клеями БФ-2 и нитроцеллю-яозными. Конторский клей КС (силикатный) и клей ПВА размягчают бумагу и при высыхании коробят детали моделей. Детали, выполненные из пенопласта марки ПС (полистирольный, белого цвета), рекомендуется приклеивать только клеем ПВА или БФ-2; детали из желтого пенопласта (марки ПХВ) — нитро-целлюлозными клеями и клеем ПВА. Теперь можно смело приступать к изготовлению моделей.