Как сделать самолет на двигателе
Как сделать самолет на двигателе
Юрий Арзуманян (yuri_la)
Вступление
Я также хочу заметить, что этот проект является в определенном смысле продуктом коллективного творчества. И я приношу благодарность всем тем, кто принимал активное участие в обсуждении темы на форуме.
Часть I
Итак, обзор описывает процесс самостоятельной постройки небольшой модели с ДВС с нуля. То есть здесь не предполагалось искать где-то на просторах Интернета подходящие чертежи и по ним строить модель. Такой подход был бы, безусловно, интересным и познавательным, но мне хотелось бы в процессе постройки, а в первую очередь на этапе проектирования, вынести «на свет божий» ключевые моменты определения технического облика, выбора основных проектных параметров и принятия важных конструкторских решений по модели под калильный двигатель.
Чтобы начать собственно проектную фазу, мне бы хотелось определиться с классом модели, которую я буду строить. И дело тут в том, что я готов пойти навстречу «пожеланиям трудящихся» и строить даже такую модель, которая мне самому не слишком нужна. Скажу, какую модель я бы сам хотел построить. Это небольшой 3 D самолет типа такого:
Да, забыл про очень важное замечание. Никаких дефицитных материалов использоваться не будет! И вообще, речь пойдет о постройке низкобюджетной модели, которая была бы доступна для постройки тем, кто либо не может себе позволить использование дорогих материалов и комплектующих, либо их сложно достать в той местности, где живет моделист. К тому же я не разделяю убеждения, что только бальзовые самолеты «настоящие», а остальные недостойны даже внимания. Бальза прекрасный материал и он у меня есть. Но есть он не у всех.
Про название модели. Я выбрал «Финист» (он же «Ясный сокол»). Наш ответ буржуйскому Фениксу (Phoenix)!
Поскольку модель с ДВС, то надо сказать несколько слов по поводу выбора того или иного типа движка. Тем более, что с классом модели я определился. Это небольшой самолет, который, как хотелось бы, умел бы выполнять в воздухе большинство «аэробатических» (aerobatic) маневров. Притом это не будет самолет с контурным фюзеляжем, про которого в самом деле можно было бы сказать «дешево и сердито».
По правде говоря, можно и объемный фюзеляж сделать так, чтобы было дешево и сердито. К тому же не убиваемо. Например, берем пластиковый короб от электропроводки сечением, скажем, 60х60 мм. Отрезаем примерно метровый кусок. Получаем готовую заготовку фюзеляжа. Снимаем крышку короба. Спереди в короб вклеиваем моторный шпангоут, на него ставим моторную раму. В хвостовой части в днище короба (и аналогично в крышке) вырезаем клиновидный кусок. Стенки короба и крышки сводим вместе и получаем сужающийся к хвосту фюзеляж. Сверлим облегчающие отверстия. Продолжать? Ну, это получился бы, как говорят «аццкий самолет». Такой я делать не буду. Но кто-то может попробовать!
Смотрим первый и третий ролики в верхнем ряду.
В чем принципиальное различие?
В цикле Отто на такте сжатия в цилиндре находится топливно-воздушная смесь, и она сжимается. Далее воспламенение (неважно от чего) и рабочий ход. На термической диаграмме цикла не написано, что в этой точке топливо само воспламенилось, или свеча его подожгла. Точка и все. Дальше пошел следующий процесс цикла.
Раз топливо уже в цилиндре, то есть опасность его самовоспламенения раньше времени. А термический КПД цикла тем выше, чем выше степень повышения давления, зависящая соответственно, от степени сжатия. И чтобы смесь можно было сильнее сжать без преждевременного воспламенения, нужно повысить антидетонационные свойства топлива, характеризуемые его октановым числом. А это в свою очередь удорожает топливо.
Много пустых споров на тему как называть компрессионные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия. Многие называют их «дизелями». Особенно на Западе. С моей точки зрения это некорректно. Николас Отто должен был бы обидеться, ведь они работают по его циклу, а не по циклу Дизеля! Причин такой вольности несколько. Во-первых, «компрессионные двигатели» (или двигатели с воспламенением от сжатия) звучит длинно и непонятно, а «дизель» коротко и звучно, как выстрел. Во-вторых, классифицировать двигатели можно по-разному. Есть свеча или нет свечи? А у авто? «Бензиновые двигатели» и «дизели»! Вообще нонсенс! Все равно, что сказать «на сливочном масле или на сковородке»? Это дань традиции, устоявшемуся техническому жаргону, если хотите. Можно ведь и дамские халаты классифицировать по наличию или отсутствию на них перламутровых пуговиц.
Или вот я езжу на кроссовере с дизельным двигателем. Но в нем установлены калильные свечи для улучшения запуска зимой и более устойчивой работы на холостых оборотах в холодную погоду. Так мне его теперь «калилкой» называть?
Помимо названных мной двух основных термических циклов ДВС есть и другие циклы. Чаще всего это вариации на тему, зачастую очень интересные, например, цикл Кушуля ( http://www.studiplom.ru/Technology/DVS_bez_dima.html ).
Завершая этот экскурс, повторюсь, что интересующие нас модельные ДВС работают по циклу Отто. И назовите такой ДВС хоть горшком, только правильно ставьте на модель и грамотно эксплуатируйте!
Далее перейдем к двухтактным и четырехтактным модельным ДВС.
Я планирую ставить двухтактный двигатель, а кто-то захочет четырехтактный. Нельзя сказать, что тот или иной выбор плох, а противоположный хорош. У каждого из этих ДВС есть свои достоинства и недостатки. О них и поговорим.
Для меня главным критерием была установлена цена. А двухтактные ДВС дешевле четырехтактных. Почему? Это легко видеть из приведенных фото. Количество деталей у четырехтактника почти вдвое больше. На их изготовление нужен материал, станки, труд и время.
Рис. 2. Детали, из которых состоит двухтактный ДВС.
Рис. 3. Детали, из которых состоит четырехтактный ДВС.
Теперь этот тезис о предпочтении четырехтактнику нужно обосновать. Ведь он не только сложнее в устройстве, но и тяжелее двухтактника с равным рабочим объемом. И здесь не нужно сравнивать отдельные образцы и говорить, что вот Ямада такая-то легче ОСа такого-то. Объявите конкурс производителям движков и двухтактники всегда будет легче своих визави. То есть удельная мощность (мощность, отнесенная к весу двигателя) у двухтактников выше. Но это если говорить про максимальную мощность. А что такое мощность в данном случае? Это произведение крутящего момента двигателя на число оборотов. Так вот двухтактник эту самую максимальную мощность набирает не за счет крутящего момента, а за счет оборотов. Четырехтактник из-за сложного клапанного механизма просто разлетится на куски при таких оборотах. Но мы же не скоростную модель строим! Нам нужна мощность как раз на «низах», короткие переходные процессы, приемистость, чтоб «ходил за газом», способность крутить большой винт с малым шагом, а не мелкий пропеллер с большим.
Отсюда видно, что диаметр винта важнее шага, для получения большей статической тяги.
Мы увлеклись сравнением типов ДВС, пора ближе к модели. (Про выбор мотора можно еще почитать здесь: http://rc-aviation.ru/obzorm/545-komplect/1017-vibor-dws )
Теперь надо определиться с основными ЛТХ (летно-техническими характеристиками). Для этого я вначале прикину, во что в весе мне обойдется необходимый «джентльменский» набор: мотор, бак, сервы, батарея и проч.
Я поступаю так. Составляю весовую сводку всего самолета в виде таблицы в Excel, и начинаю ее заполнять.
Как сделать самолет на радиоуправлении в домашних условиях
Как своими руками сделать самолет на радиоуправлении из недорогих и качественных материалов? Такое занятие подходит как для начинающих авиалюбителей, так и для профессионалов — сборка летательных аппаратов по праву считается одним из наиболее увлекательных и кропотливых занятий.
Самостоятельно собрать модели самолётов может любой желающий, но для этого необходимо понимать весь процесс создания конструкции и точно рассчитать свои возможности. Как самостоятельно создать мини-самолет в домашних условиях, все тонкости и особенности — подробная информация изложена в данном материале.
Проектирование радиоуправляемого самолета
Радиоуправляемая модель самолета должна быть правильно спроектирована. То есть, необходимо учесть все размеры и параметры летательного аппарата, продумать его функциональность и применение.
На что необходимо обратить внимание перед началом проектирования радиоуправляемых самолётов:
В конструкции хвоста предусматривают параметры:
Фюзеляж рассчитывается практически в произвольной форме. Здесь важно предусмотреть прочные крепления относительно центра тяжести самолета, в остальном существенных ограничений нет.
Важно! При большом количестве электронной начинки нужна плоская рама, которая выдерживает большие нагрузки.
Чертежи
Все расчеты оформляют при помощи чертежей, здесь необходимо учесть все тонкости, а именно соответствие размеров, веса, питания, подключение электроники и многое другое.
Радиоуправляемый самолет собирают по схемам и чертежам, где детально спроектирован каждый элемент конструкции.
Рама для РС
Одна из наиболее важных деталей аппарата — рама, удерживающая всю плоскость самолета.
Важно выбрать материал для изготовления, и он должен быть прочным и практичным.
Из чего обычно делают раму:
На заметку! Самым прочным материалом для рамы, имеющим самые долгие эксплуатационные характеристики, является углеродное волокно.
Хвост самолёта
Важная деталь летательного аппарата, которая обеспечивает управляемый и стабильный полет — придает устойчивость и правильное направление.
Обычно используют две разновидности хвостов:
V-образный хвост более предпочтителен, поскольку именно такая конструкция обеспечивает стабильность в управлении конструкцией.
Контроллер и передатчик
Подразумевается наличие радиопередатчика, который обязателен для подобных конструкций — это главный элемент управления полетом и контроля над самолетом. Устройство должно быть качественным и иметь минимум 2 канала.
Сервоприводы
Данная деталь является двигателем, который осуществляет контроль за рулями, закрылками и дроссельными заслонками. Сервоприводы представлены в широком ассортименте, есть разновидности для электроприводных самолётов и работающих на бензине.
Пульт управления
Важный момент — совместимость приемника и пульта.
В остальном устройство выбирают в зависимости от функциональности, при этом стоит учитывать саму модель самолёта и электронную комплектацию.
Источник питания
Применяют две разновидности двигателей — электроприводные и бензиновые. Бензиновые более шумные, в остальном — это дело вкуса.
Моторы и двигатели для РС
Главное — выбрать качественный агрегат из всех предлагаемых на рынке. Двигателей достаточно много — внутреннего сгорания, электрические и другие. Моторы для РС используются коллекторные и бесколлекторные.
Сборка радиоуправляемого самолета
Пошаговая инструкция по сборке радиоуправляемого самолета выглядит следующим образом:
Совет! При наличии шасси самолётом легче управлять в ветреную погоду.
Тестирование
Желательно использовать тесты, позволяющие испытать надежность аппарата перед началом эксплуатации.
Например, можно использовать такой способ, позволяющий оценить сбалансированность и устойчивость самолета:
Радиоуправляемые самолеты — это достаточно сложные инженерные конструкции,которые доступны практически каждому желающему.
Описание сборки предоставляет все этапы создания, при том, что все материалы доступны. Фюзеляж из потолочной плитки или простые батарейки для электроприводного мотора — все элементы устройства можно купить.
При соблюдении всех правил проектирования и сборки можно создать свой уникальный летательный аппарат.
Реактивный самолёт своими руками: «Два дебила — это сила»
Настало время турбореактивных аппаратов для всех желающих.
Игорь со своим дружбаном в феврале засели за винишком и задумали построить планер легче 115 кг (чтобы хакнуть Росавиацию). Ставить электромоторы было не круто, поэтому они поставили турбореактивные движки. Потому что могут.
«Я думал что будет круто, но я не думал что будет настолько о… енно! Мы сделали это! Два дебила — это сила».
— Игорь, пилот-испытатель
Под катом — экспресс фотоотчет (очень хочется побыстрее поделиться новостью, поэтому не ругайте за видео с мобильника и прочие ляпы).
DISCLAIMER — комментарии сугубо мои, пилоты и техники разговаривали на непонятной суперпрофессиональной белиберде, которую я не разобрал. (Меня уже отругали за «изнасилованные термины» и за «самолёт», который планер.)
Речь перед полётом:
Игорь Волков, легендарная личность среди пилотов.
Главный конструктор. Характер жизнерадостный. Шапка круче чем у Джейна из «Светлячка».
Сначала мы думали, кто коня привёз на аэродром? Оказалось это планеровозка.
Бережно бережно вытаскиваем его на свет.
Транспортируем к месту старта.
Игорь Волков дует в спидометр. Внутри видим высококачественный «уголь». И «уголок» из Леруа 🙂
Дуть в спидометр захотели многие.
«Огненные сердца». Две JetCat P-300 PRO
Турбины можно выдвигать и задвигать в «кармашек».
Защитная сетка не предусматривается. От птиц придется увихиваться.
Конструктор аппарата смеется над теми, у кого нет своего турбореактивного самолета.
Пульт Futaba, хотли привязать скотчем к ноге, потом все же синей изолентой — к приборной панели.
Заправляем гибкий бак, 10 литров керосина, 0.5 литра масла.
Заправочная станция — не, не слышал.
Тестируем тягу на земле. Держите меня трое!
Гармоничность форм притягивает взгляд. Планер не может не быть некрасивым.
Торжественное отдирание пленки. Первый (пилот) и главный (конструктор).
Ну ладно, уговорили, возьму парашют.
Откуда крепление? Со скафандра!
Да я вроде уже привыкла что делает мой муж.
А эта фиговинка зачем?
Я тебе тут мануал положил, если что — читай.
Видишь эту пимпочку?
А это я, вечно ношу огнетушители.
Торжественная речь перед взлетом и привет чиновникам.
Какой-то лось прицепился к крылу.
Хочешь летать — пожалуйста.
А это щенок алабая. Об него грели руки, потому что дубак был лютый.
Вывод дня: Каждый уважающий себя мужик должен иметь свой турбореактивный двигатель.
Скоро будут хорошие видеоролики (в т.ч. с мёртвой петлёй) и подробное описание аппарата. Ну а я, вдохновленный турбореактивными летунами, продолжаю собирать свой реактивный ранец.
Кто хочет записаться на тренировку (в Москве) и стать первыми россиянами (всего 10 мест), которые полетают на реактивном ранце — пишите тут:
Кстати, компания RUVDS заинтересовалась реактивным ранцем и помогает штурмовать облака.
Полная инструкция: как сделать RC авиамодель для начинающих
Всем привет, авиация всегда была страстью всей моей жизни, что в итоге привело к получению научной степени в авиационном университете. Как студент технического университета я знаю, что мне всегда есть чему учиться, но у меня есть также многое, что я могу дать сам, поскольку летаю, строю и разрабатываю самолёты в течение 10 лет. В результате своего увлечения я собрал информацию и написал подробную инструкцию на тему: «Как спроектировать и построить радиоуправляемый самолёт». В ней я собрал нужную и полезную информацию, начиная от выбора модели самолета и заканчивая испытательным полётом самолёта.
Любая разработка самолёта начинается с четкой постановки цели. Она и является основной направляющей силой всех расчетов и конструкторских работ. Для строительства я выбрал поршневой истребитель второй мировой войны. Именно поэтому мои исследования начались с изучения различных конструкций самолётов, чтобы найти пример для подражания. В этот список вошли P-51 Мустанг, Мессершмитт BF-109, P-40, Спитфайр, а также другие истребители второй мировой войны. Все эти самолёты были символами своего времени и максимально подходили для тех условий, в которых эксплуатировались.
В результате долгой подготовительной работы и процесса изготовления самолёта я написал инструкцию, в которой подробно рассказал про все стороны конструирования и изготовления авиамодели. В инструкции можно найти информацию по основным шагам по строительству авиамодели, по трудностям и их преодолению. Также можно найти информацию по тому как работать с деревом, как выполнять работы по стеклопластику, и по другим аспектам искусства авиамоделизма. Надеюсь, что инструкция даст всю необходимую информацию, и будет служить путеводителем в мир авиамоделирования.
Эта детальная инструкция начинается с момента выбора модели самолёта, потом рассматривается этап расчета авиамодели, определение веса и изготовление прототипа. Далее идут этапы, связанные с изготовлением отдельных частей модели: крылья, фюзеляж, оперение, моторный отсек. Не стал выкладывать фотографии каждого шага строительства, поскольку их много. Но зато подробно описал каждый этап изготовления и рад тому, что все желающие могут найти информацию, как продвинуться в деле изготовления своей авиамодели, а для меня это уже большая награда. Если у вас возникнут какие-то вопросы по технологии авиамоделирования, то буду рад ответить на них в комментариях после статьи.
Шаг 1. Цель создания самолёта
Первый шаг в создании самолёта всегда определяется целями, для которых будет использоваться самолёт. Примеры целей самолётов могут быть следующие:
Авиамодель тренер для обучения полётам
Авиамодель для акробатики
Авиамодель для гонок
Авиамодель для парения
Моделирование реальных моделей
Дополнительно также рассматривается размер модели, бюджет, сроки.
В моём случае выбор пал на масштабную модель английского истребителя Спитфайр. После чего я нарисовал эскизы моего самолёта в произвольном масштабе со всеми его деталями.
Шаг 2. Определение основных деталей самолёта
Эскиз самолёта в боковой проекции
Эскиз самолёта в виде сверху
Я стал анализировать объём работы, и насколько детальной у меня будет модель. И вот, что у меня получилось.
Уровень механизации крыльев:
Уровень проработки фюзеляжа:
Также я решил сделать:
Шаг 3. Технология изготовления
Для изготовления используется такой материал, как стеклопластик, кевлар, либо стекловолокно. Позволяет делать очень легкие и прочные авиационные конструкции. Основной недостаток таких конструкции – это стоимость и время, требуемое для изготовления. Кроме того, эта технология требует специализированных инструментов и производственных процедур для создания форм и отливок деталей. Кроме того, такие материалы могут вызывать радиопомехи, которые могут поставить под вопросом использование даже 2,4 МГц передатчиков.
Обработка дерева требует применение стандартного набора инструментов для создания летательного аппарата. Трудоемкость может быть снижена благодаря простоте и легкости работы с деревом. Кроме того, поскольку эта технология является широко распространенной, то и информации на её счет легкодоступна.
Самолёт из пенопласта прочный и быстрый в постройке, однако, чаще всего самолёты тяжелее обычных аналогов, поскольку пена требует дополнительных усилений для того, чтобы противостоять летным нагрузкам.
Шаг 4. Расчет размера
Размер самолёта определяется несколькими критериями. Среди этих критериев есть технология изготовления, удобство транспортировки до места полётов, лётные характеристики (радиус полёта, ветроустойчивость), а также требования к посадочной площадке (вода, трава, газон и другие).
С этого места начинается подбор подходящего размера самолёта исходя из известных размеров компонентов модели, таких как электронное оборудование. Это может быть трудно сделать, поскольку лучше всего классифицировать компоненты, а затем работать над общей концепцией самолёта. Например, вес крыла может быть приближенно определен через вес материала, который будет использоваться для изготовления лонжерона, затем прикидывается количество листов бальзы, необходимой для строительства нервюр и обшивки крыла. В дополнение к этому следует учитывать также другие части самолёта, например, переднюю кромку. Также лучше всего держать под рукой некоторые материалы для точного измерения веса.
Шаг 5. Электроника
Вот подробный список всего перечня оборудования, входящего в состав модели:
Шаг 6. Определение веса
Следующий шаг в планировании проекта — это определение веса. Этот этап даст понимание о реализме модели и насколько она жизненна. Я рекомендую Вам составить таблицу, чтобы быстро перебрать возможные варианты конструкции (например, такую, как моя таблица «Расчёта веса»).
Во-первых, начните перечислять компоненты, которые входят в вес самолёта, например, сервоприводы и приемники. Потом оцените полный вес самолёта, и разложите его по частям на вес крыла, хвоста, фюзеляжа, шасси и системы питания. На данном этапе будет видно, сколько потребуется питания для модели и какой у неё будет вес. Если вес самолёта окажется избыточным, то увеличится площадь крыла, а конструкцию самолёта нужно будет пересматривать. В дополнение на этом этапе нужно будет оценить, насколько быстро модель будет набирать взлетную скорость. Для этого используйте уравнение подъемной силы, приведенное на рисунке и в таблице, и подставьте в него значения аэродинамического коэффициента максимальное для вашего профиля, либо консервативное значение равное 1,1.
Шаг 7. Расчет элементов питания
Легкая и эффективная система питания лежит в основе любого самолёта. Для авиамодели с электрическим приводом лучшее решение – это бесщеточный мотор с литий-полимерным аккумулятором. Вот некоторые советы, которые я могу дать исходя из своего опыта.
Шаг 8. Проверка конструкции
Эскиз самолёта в боковой проекции
Эскиз самолёта в виде сверху
Эскиз самолёта в боковой проекции
Эскиз самолёта в виде сверху
Как только проектирование завершено, нужно проверить конструкцию. Для этого я сделал эскизы моей модели в масштабе 1:2. С помощью этого нового эскиза я сделал планерную версию своего самолёта из пенопластика. Изготовление прототипа началось с создания фюзеляжа в виде боковой проекции с рулем высоты. Затем в фюзеляже был вырезан паз под хвостовое оперение. Обратите внимание, что хвост установлен с отрицательным углом атаки, как и положено. Для стандартного исполнения самолёта с главным крылом впереди хвоста, это важно для устойчивости. Для того чтобы две части крыльев соединить вместе, я вклеил несколько частей провода в крыло и просунул его наполовину в противоположное крыло, а затем обвязал самолет упаковочной лентой и добавил кусок пластилина в носовую часть для баланса. Во время испытания модель показала себя хорошо, быстро выходила из сваливания и хорошо летала, поэтому я решил начать собирать полномасштабную модель.