Специальные цены   новые товары
Система Orphus

ParkFlyer 4. Учебная парта пилотажника

Автор - Евгений Рыбкин (Eugine)

"...- А кто это у тебя там в стороне

на "малышкЕ" крутится?

- А, это летчик-испытатель Герой Советского

Союза Андрей Блыш из отпуска раньше срока

вернулся, вот ему свободной машины и не

нашлось. "

(Из фильма "Отклонение - ноль!")

Постановка задачи

После успешного освоения учебно-тренировочного высокоплана (см. статью ParkFlyer 2), где от начинающего пилота требуется выработка навыка устойчиво держаться в воздухе и выполнять элементарные фигуры, неизбежно возникает вопрос - что дальше? Одним хочется большей скорости, большей мощи двигателя, другим - большей маневренности, третьим - большего размера и высоты, четвертым... Путей развития много, зависит от наклонностей и способностей. Небо вмещает всех. Тем, кому охота освоить азы высшего пилотажа, и адресована эта статья.

Надо сказать, что концепция пилотажа серьезно изменялась в течении прошлого столетия - вместе с развитием и самой авиации. Пожалуй, зачинателем можно считать Макса Иммельмана, доказавшего еще в первую мировую, что вертикальные фигуры не менее важны в бою, чем простые горизонтальные. Нельзя не отметить и наших соотечественников - Петра Нестерова, победившего "мертвую" петлю, затем выдающегося испытателя Константина Арцеулова, освоившего такую смертельную фигуру, как штопор. И, наконец, никак нельзя обойти заслуги Валерия Чкалова, отучавшего военных летчиков летать "по уставу" и доказавшего, что точный пилотаж возможен. Если на заре авиации спортивные достижения в основном рассматривались в области дальности перелетов, высоты и скорости полета, то с ростом популярности авиации и особенно публичности соревнований упор стал делаться на зрелищность, на красоту и чистоту исполнения самых немыслимых пилотажных фигур.

Менялись и сами самолеты. От выпукло-вогнутого профиля первых этажерок до симметричного профиля современных пилотажных самолетов, от бипланов - к скоростным монопланам. Росла и мощность двигателя - у современных пилотажек энерговооруженность гораздо больше 1, т.е. тяга винтомоторной установки превышает вес машины, что позволяет выполнять вертикальные фигуры, висеть на винте и т.п. Особая тема - пилотаж на реактивных самолетах, особенно синхронный, где расстояния между машинами сравнимы с габаритами самих машин. Не случайно перспективным направлением развития истребителей, кроме пресловутой радионевидимости, становится и сверхманевренность.

Но вернемся к нашим моделям. До недавнего времени было принято считать, что серьезный пилотаж возможен только на моделях с ДВС, а электрички годятся только для полетов "блинчиком". Однако с появлением и бурным развитием малогабаритной носимой электроники - мобильных телефонов, ноутбуков, видео и фотокамер потребовался и большой ассортимент таких же малогабаритных и одновременно мощных источников питания. Электролетчики немедленно воспользовались этим "побочным эффектом" цивилизации, ибо источник питания был и до сих пор остается слабым местом всех аппаратов на электротяге, не только летающих. И в этой области мы ждем наибольшего прогресса, ибо все остальное, в общем, практически достигло требуемого уровня - вес бортовой электроники и сервомеханизмов, качество моторов и винтов. Массовость потребления неизбежно улучшит и ценовую ситуацию. Остается один тормозящий все затык - легкие, но емкие и мощные аккумуляторы, надежные в эксплуатации. И если в остальных компонентах еще можно себе позволить самостоятельное изготовление мастерами с кустарным оборудованием, то вот хороший аккумулятор в мастерской не сделаешь и не усовершенствуешь. Приходится ждать милостей от крупных фирм-изготовителей и уповать на всеобщий прогресс.

Прототип

Поразмыслив и проанализировав свой и чужой печальный опыт, я пришел к выводу, что сразу после высокоплана давать в руки новичку "чистую пилотажку" с симметричным профилем и энерговооруженностью более 1 или фанфлай, пожалуй, рановато. Здесь больше подходит какой-нибудь низкоплан с элеронами, примерно того же веса и размера, что и предыдущая тренировочная модель, возможно и наверняка, с более мощным двигателем. Большинство моих знакомых, также приверженных к копийности моделей, выбирают какой-нибудь истребитель Второй Мировой. Фирмами-изготовителями производится широкий ассортимент подходящих машин - и ни одной по нашему отечественному прототипу. Но - это тема другой статьи. А сейчас нужно выбрать прототипом действительно пилотажно-тренировочный спортивный самолет, коих у нас в стране было произведено немало. И по опросам знакомых летчиков получается, что самыми родными и оставляющими самые теплые воспоминания по-прежнему выходят творения Яковлева - УТ-1, 2 и выросшие из него Як-18 и его последующие модификации и "потомки" (1, 2, 3).

В течение войны скорости авиации возросли существенно. Учебно-тренировочный биплан У-2, безусловно, давал навыки управления. Но для пилотажных тренировок, на скорости, требовался моноплан, причем по логике своего управления не отличающийся от типового истребителя. Среди многих машин наиболее удачным, и, как следствие, распространенным в аэроклубах, получился УТ-2 - низкоплан с неубирающимся шасси и все тем же пятицилиндровым двигателем М-11 мощностью 110 л.с. Дальнейшее развитие этой машины привело к появлению в 1946г Як-18 и его различных вариантов.

Двигатель вначале оставался тем же, поэтому форма капота была своеобразной - с пятью индивидуальными каплеобразными обтекателями цилиндров. Впоследствии жизнь потребовала установки более мощного мотора. И для 9-цилиндрового двигателя капот уже сделали более простой формы - цилиндрический, "кастрюлькой". (Точно такая же эволюция произошла и с Як-12. И вообще, долгое время эти две машины развивались параллельно.) Это несколько ухудшило обтекаемость носа фюзеляжа, да и значительная часть струи от винта "съедалось" капотом. И было очень странным ожидать от машины хороших пилотажных качеств. Обратите внимание - большинство пилотажных моделей - "остромордые", с длинной носовой частью. И только воздушные акробаты "позволяют себе" широкий капот - скорость их в действительности невелика.

В 1965г была построена модификация Як-18ПМ (пилотажный модернизированный). У самолета было уменьшено поперечное V почти до 0, форсирован двигатель. Кабина была одноместная, здорово смещенная назад, что привело к сдвигу ЦД фюзеляжа назад. Тогдашняя концепция пилотажа еще использовала несущий профиль крыла. Надо сказать, крыло не претерпело существенных изменений по сравнению с обычными самолетами - ни по форме, ни по площади. В то время как относительная площадь рулей на хвостовом оперении продолжала оставаться значительной (так было и на Як-12), расположение и площадь элеронов оставалось вполне классическим для того времени - на крайней половине консоли, около 20% хорды, не подходя к фюзеляжу. Очевидно, машину не готовили к управляемости на минимальных и нулевых скоростях полета - тогда таких режимов просто не знали и фигур висения не представляли. Трехстоечная схема шасси с носовой стойкой шасси здорово облегчала посадку, но и нагрузки на эту стойку приходятся приличные. Нос машины - по-прежнему длинный. Таким образом, получается, что вместо изобретения новой машины решили усовершенствовать уже хорошо зарекомендовавшую себя старую - и этот метод традиционен для советского авиапрома.

Я давно хотел построить модель этой машины. Из всех модификаций мне больше нравилась одноместная, с трехстоечным шасси Як-18ПМ. Те моделисты, кто в молодости прошел через фазу кордовых моделей, наверняка добрым словом вспоминают фанерную контурную кордовую модель Як-18 именно этой модификации. Значит, прототип освоен в модели и вопросов не вызовет.

Чертежи и расчеты

Почему-то думалось, что машину надо делать большой - мне казалось, инерционность дает некоторую простоту управления, да и видно машину лучше. Однако, исходя из уже заготовленного мотора (бесколлекторный Hivolt M) и согласованного с ним диаметра винта, я получил по исходному чертежу размах всего лишь около 850мм. Ближайший к этому масштаб - все тот же 1:12, что мы использовали в модели Як-12. Это хорошо уже тем, что многие детали будут универсальны и взаимозаменяемы для обоих машин, да и некоторая преемственность сохранится.

Все еще сомневаясь в выбранном решении, я проверил эти параметры будущей модели в симуляторе CSM, выбрав тот же ориентировочный вес 400 г. И получил удивительный результат - модель поперечно и продольно устойчива в горизонтали и вертикали - и одновременно очень маневренна по тем же осям. На крутом взлете модель была способна открутить 5-6 бочек подряд как вентилятор, прежде чем начинать снижаться - и после этого успешно "держать горизонт" при отпущенных ручках управления. Памятуя о предыдущих неуложениях в проектный вес, я испытал в симуляторе модель с весом 500 и даже 550г. Летучесть и устойчивость модели на рискованных фигурах, естественно, снизилась, но по-прежнему ее запаса хватало для базового и некоторых фигур высшего пилотажа, только более аккуратно. Все менялось, как только я включал хороший ветер - 4.5mph постоянной составляющей и 10.5mph турбулентностей - типовой городской ветер в моих условиях. Вот тут более тяжелая модель, на мой взгляд, оказывалась в преимуществе - устойчивей, четче "держала ветер", а вопрос летучести переставал быть актуальным - например, для безмоторной посадки против ветра ее запаса хватало с лихвой.

Симуляции проводились с расчетом на мощность 300-го мотора, но при весе 550 г пилотаж смог крутить только вариант с бесколлекторным мотором. Поэтому дальше будут приведены два варианта машины, в зависимости от ходовой части.

  1. С обычным мотором Graupner Speed 300, редуктором Robbe SF 4.5:1, винтом АРС 9х6, от 6 NiCd Sanyo 500 AR - испытанном на различных машинах.
  2. С бесколлекторным мотором Hivolt M, винтом Graupner CamSlimProp 8x6 и 8 NiMH HighDisharge 650 ААА.
Результаты расчетов
motor_sim.zip 8,19 kB

Надо заметить, что в обоих случаях вес аккумуляторной батареи и ходовой части с регулятором различается на считанные граммы. А вот разница в КПД, статической динамической тяге, подъемной силе, скорости и времени полета - более чем существенна. (Добавлю - и по ресурсу мотора.)

Получив "добро" от MotoCalc и CSM, настраиваем под нужный размер рабочий чертеж.

Чертеж ЯК-18
y18pm_cherteg.zip 686,17 kB

Этот чертеж отсканирован из польского журнала Modelar. Я был несколько удивлен прямым законцовкам крыла - детские воспоминания говорили о том, что у Як-18 крыло было закругленным. Посчитав, что ко мне попала более поздняя, усовершенствованная версия с "обрезанным" крылом, я стал строить ее. И уже в процессе постройки ко мне попал чертеж со скругленными законцовками из журнала "Моделист-Конструктор".

Чертеж со скругленными законцовками
y18pm_kcherteg.zip 106,03 kB

Других различий, кроме этого, да еще и иного расположения сечений, я не обнаружил. Поэтому в список файлов "основного" чертежа просто включил вариант с закругленной законцовкой консоли - кому-то он может быть более симпатичен. Большой прибавки в площади при этом не обнаруживается.

Конструкция

Схема сборки приведена на рисунке.

Далее будет описано, как делалась модель по листовой схеме - трубовидный фюзеляж и наборное крыло. Если в предыдущих моделях в целях простоты крыло было монолитным, то в пилотажной машине борьба за вес имеет смысл, даже ценой усложнения процесса.

Несмотря на кажущуюся сложность, трудозатраты на планерную часть получились невелики. Поскольку в модели участвуют разные материалы, а обшивку изогнутыми листами трудно фиксировать надолго, я применил быстротвердеющий клей, например, 5-минутная эпоксидка.

Материалы и технология

Строительство этой модели долго откладывалось по довольно смехотворной причине. Хорошо зарекомендовавший себя голубой пенопласт превосходно подходит своим цветом для низа военных машин - и совершенно не годится для разноцветных гражданских. Особенно когда дело касается светлых цветов, в первую очередь - белого. Никакой белый скотч не в силах закрыть эту голубизну, никакая краска не способна лечь достаточно ровно и равномерно на такой площади без набора веса. Впоследствии оказалось, что достаточно применить эти два способа сразу - и результат практически неотличим от белого пластика ARF-ной модели.

Оказалось, что этот голубой пенопласт при толщине листа около 4мм весьма пластичен и поддается термоизгибу по достаточно малому радиусу. При этом надо учитывать защитные свойства термокорки. Если с нагретой поверхностью соприкасается незащищенная плоскость листа, то возможен термический провал, и после изгиба лист может стать намного тоньше (вместо 4мм - 3), а это нежелательно. Хотя и получается плотнее. Если же с нагретой поверхностью соприкасается корка, то ничего такого не происходит - корка уже результат термоуплотнения. Это нужно учитывать при разрезе большого листа на тонкие 4мм.

Вначале мне казалось, что будут известные затруднения при разрезе широкого и длинного листа на станке с вольфрамовой проволокой - последняя тянется, лист прилегает неровно. Однако оказалось, при медленном протягивании первое несущественно, а второе можно предотвратить, если придавить весь лист несколькими тяжелыми книгами, либо кроме кистей рук при прижиме задействовать еще и локти. Из 200мм листа StyroFoam FloorMate получаются 4 весьма неплохих листа 4.5мм толщиной, два из которых имеют корку, и тонкий лист 1-1.5мм, пригодящийся потом для зализов крыла и оперения. (0.5мм - запас на последующую обработку). Остальное - съедается проволокой.

Вначале металлическую заготовку диаметром чуть меньше требуемого равномерно, не спеша, я нагреваю на газу, постоянно поворачивая ее. У меня это была труба от старого эпидиаскопа. Отрезок водопроводной или канализационной трубы подходящего диаметра тоже пригоден - после отчистки наружной поверхности. Главное - достаточная теплоемкость "инструмента".

Степень нагрева проверяю просто - поплевав на нагретое. Если уже шипит - значит, температура больше 100 градусов, пора снимать. Увлекаться не следует - лучше недогреть, чем проплавить все на свете. Догревать в процессе все равно придется.

Затем достаточно нагретую болванку снимаю с огня, кладу на доску и накрываю тонкой бумагой, скажем компрессной или калькой. Это нужно для того, чтобы пенопласт, паче чаяния, не пристал к нагретой поверхности в самый ответственный момент. Затем поверх кладу лист, прижимаю его ладонями и плавно прокатываю всю конструкцию по доске.

Поначалу дольше одной секунды один участок прижимать не рекомендую, но по мере остывания болванки эта продолжительность увеличивается. Когда тест на шипение покажет остывание болванки, нагрев стоит повторить.

Вообще лучше сначала потренироваться на обрезках, набить руку, чем потом удрученно рассматривать проплавленные участки заготовки. Пенопласт, конечно, дешевле бальзы, но и его жалко, а особенно жалко свой труд. Я умышленно даю примерные размеры заготовок, ибо проще потом подгонять обшивку к реальным шпангоутам. Более того, из согнутого листа стоит выбрать наиболее хорошо получившийся участок.

Если лист шире болванки либо заведомо шире двух ладоней, немного сгибают вначале один конец будущей трубы, затем немного другой, середину. Затем усугубляют изгиб. Процедура кажется сложной, а выполняется за полчаса, требуется лишь выработать умение. Помните - лучше недогнуть, чем сломать. Небольшие продольные трещинки-смятости на внутренней стороне не имеют значения.

В результате у меня получилось вот такое:

Для тех, кому не удается добыть голубой пенопласт StyroFoam FloorMate, имеющий плотность 30г/дм3. Его аналог RoofMate имеет плотность немного большую - 35г/дм3, и это надо учитывать - толщину листа можно снизить до 3.5мм. Когда пойдет борьба за каждый грамм, это скажется. Неучитывание этого факта привело, например, на предыдущей модели, к выходу за весовые рамки. Если штурмовику это еще простительно, то для пилотажного самолета очень критично.

Более распространен так называемый потолочный пенопласт - Penostyrene. Его толщина как раз 4мм, он белый, красить его не нужно, да и термогибкость у него выше всяких похвал. Однако его плотность гораздо больше - около 50г/дм3, что уж совсем утяжелит планерную часть самолета, да и прочность оставляет желать лучшего. В то же время из Латвии поступают сведения, что там потолочный пенопласт гораздо легче - около 30г/дм3, и в тоже время прочен и сохраняет термопластичность. Надо ли говорить, что этот материал нельзя как лучше подходит для такой модели!

Отдельная история с ЕРР. Модель из этого материала вполне возможна, но по "старой технологии" - монолитное крыло, вычерпывание из середины фюзеляжа лишнего материала. При этом лонжерон в крыле просто обязателен - из бальзы или текстолита "на ребро", а оперение ввиду малой толщины плоскостей вообще желательно делать из более прочного материала - голубого пенопласта или даже бальзы - как это делается на ЕРР моделях для воздушного боя.

Наконец, для тех, кто больше привык и доверяет бальзе. При листовой технологии изготовление этой модели возможно точно так же. Дерево отличается своей прочностной анизотропией - вдоль волокон оно прочно на изгиб, поперек - прекрасно гнется. Таким образом, длинные моновыпуклые поверхности небольшой кривизны (а это и есть обшивка фюзеляжа и полное крыло) из бальзового 1мм шпона будут иметь изрядную прочность. А для силовых элементов подойдут рейки и 2-3-слойная фанера вместо текстолита. Двояковыпуклых поверхностей в этом самолете немного - законцовки крыла, все оперение. Их можно сделать и из цельных пластин бальзы. Что-то можно придумать и для зализов. Естественно, термообработки не понадобится. Просто потребуется некоторая коррекция чертежей - с расчетом на лист толщиной 1мм.

Так что можно и реально сделать такую модель цельнодеревянной (за исключением, разве что капота да фонаря кабины) без какой-либо потери внешнего вида - при желании и умении. Практически для этой модели этот эксперимент не проводился, но результат ожидается весьма неплохой.

Крыло

Как видно из чертежа, крыло явственно делится на прямоугольный центроплан и две трапецеидальные консоли. Делать ли крыло разборным, используя штыревое крепление как в предыдущих моделях, или оставить его неразборным - и тем самым сэкономить вес - решать вам.

Скажу лишь, что в случае механизма уборки трехстоечного шасси весь центроплан должен быть воедино с фюзеляжем. Иначе первая же жесткая посадка развалит всю конструкцию. Поэтому вариант с цельносъемным крылом в этом случае невозможен. В статье будет описан именно этот, самый тяжелый вариант единого с фюзеляжем центроплана, со съемными консолями и механизмом уборки шасси.

В документации к самолету профиль заявлен как Clark YH, однако, судя по чертежу, это больше напоминает какой-то из NACA. В любом случае это довольно толстый 15% несимметричный профиль большой кривизны. По чертежу, к законцовкам профиль превращается в симметричный - кривизна верхней поверхности становится равной нижней. Для тяжелого варианта я решил сохранить профиль постоянно несимметричным на всем крыле, меняя только его размер.

Как следует из рабочего чертежа, внутреннюю нервюру обнимают два листа 4мм пенопласта. Верхний должен пройти термический изгиб, для нижнего хватит гибкости незащищенного коркой пенопласта. Для представленной схемы обшивки профиля с хордой 178мм ширина верхнего листа составляет 183мм, нижнего - 170м. Исходя из этого, на чертеже вида снизу и выстраивают контуры этих листов - для верхнего на 5мм наружу от задней кромки, для нижнего - на 7мм внутрь. Уменьшение разницы к законцовке из-за сужения крыла пока игнорируем - подгоним потом, по нервюрам.

Нервюры присутствуют в чертеже. На центроплане - 2 торцевые нервюры N1, точно такие же - в торцах консолей. Кроме них, в консоли еще 4 нервюры - законцовочная N5 двойной толщины, в критическом месте прорези элерона N2 и 2 промежуточные полунервюры N3 и N4 - в области перед элеронами.

В месте щели элерона между листами обшивки расстояние еще приличное. Чтобы там не образовалось дыры, в это место вклеивается призматическая полоска пенопласта, чтобы потом, при проделывании элеронового паза она закрывала щели как в консоли, так и в элероне.

Пенопластовые брусочки пришлось вклеить и к торцу консоли - чтобы в них плотно разместить ответные трубочки для штырей.

Для тяжелого варианта модели пришлось вклеить сквозь все нервюры лонжерон из 0.5 мм текстолита - полоску с высотой 19 мм в начале и 12 мм в конце, длиной во всю консоль. Запас по высоте означает, что по ходу лонжерона листы обшивки будет надрезаны на 1мм, полоса вклеена туда - и это помешает ей изгибаться в стороны, и в результате даст всей конструкции требуемую жесткость. Ну, а из нервюр на пути полосы изымается разрез 0.5мм. При обороте верхним листом полоса также "вопьется" на клею в обшивку.

Перед обшивкой верхним листом на задней кромке нижнего листа организуют косой срез - для стыковки с верхним листом. А косой срез на верхнем удобно сделать уже по окончании обшивки - тогда легче выровнять его со всей нижней поверхностью.

Обшивку верхним листом начинают с передней кромки, предварительно организовав на этом крае верхнего листа косой срез примерно под 60 градусов - согласно чертежу обшивки профиля. Именно с приклейки этого среза и начинается верхняя обшивка. А затем уже лист приклеивается к нервюрам, лонжерону (если он есть) - и к задней кромке. Под заднюю кромку для фиксации листов подкладывают деревянную линейку.

Поскольку в передней и задней кромке присутствует клеевой шов, обладающий большей твердостью, чем окружающий пенопласт, особого усиления этих кромок какими-либо накладками не требуется. Общей скотчевой обтяжки потом будет вполне достаточно.

После отвердевания клея ножом и шкуркой организуют скругление нижней передней части лобика (до этого там был прямоугольный край нижнего листа), а также скругляют законцовку (вот зачем там понадобилась двойная толщина).

Щель элерона прорезают, как и раньше для рулей - снизу, вынув полосу треугольного 45градусов сечения.

Если принято решение о неразборном крыле, то торцевая нервюра становится стыковочной между консолью и центропланом, поэтому ее резонно сделать двойной толщины - и на ней собрать обшивку сначала консоли, затем и более простого центроплана. Штыри и вставки для них, разумеется, не понадобятся. А вот лонжерон надо будет сделать единый на все крыло. Он будет прямой с сужением - ведь V у крыла практически нулевое. Однако мне не попадались листы текстолита такой длины - вероятно, придется решить вопрос сращивания двух половинок с помощью ниток и циакрина, либо обратиться к длинной деревянной рейке.

В случае разборного крыла работу над центропланом нужно отложить до формирования фюзеляжа, с которым он составляет единое целое.

Фюзеляж

Мне было удобно изначально поделить верхнюю обшивку фюзеляжа на две части - по вертикальному стыку за кабиной. В соответствии с длинами этих частей 392 мм и 233 мм и готовятся листы обшивки. Запас в 10-15 мм не помешает. Ширина этих листов одинаковая - 240 мм, а если с запасом - 250-260мм. Я умышленно не даю выкроек листов - гораздо грамотнее ориентироваться на шпангоуты, а затем срезать лишнее. При термосгибе надо лишь помнить, что у носовой части сечение почти круглое - кривизна сгиба почти постоянная. А у хвостовой кривизна максимальна в области верхней осевой линии, которую неплохо заранее обозначить на заготовке. Потом стык частей будет проходить именно сообразуясь с этими осевыми на частях. Перед склейкой стык проверяют, прикладывая к чертежу - нет ли отклонения по вертикали. Отклонение по горизонтали выявляется прикладыванием длинной линейки к получающейся суммарной осевой линии.

Но перед склейкой частей желательно уже иметь вклеенные шпангоуты. Осевые линии частей переносятся внутрь прокалыванием иглой обшивки. Ориентируясь на эту осевую и вклеивают шпангоуты, предварительно ошкурив в месте склейки внутреннюю корку.

Соответственно чертежу находятся лишь шпангоуты D, E и F. Шпангоут С в случае механизма уборки шасси может быть перенесен вперед на 40мм, чтобы не мешать машинке ретракта. В этом месте фюзеляж почти не изменяет своей формы, сужение здесь незначительное, поэтому такое перемещение сильно не исказит формы фюзеляжа. Шпангоут В ставится не под наклоном, как на чертеже, а обычном порядком.

Шпангоут А смещается вперед и становится моторамой. В случае с мотором Speed 300 и редуктором Robbe SF этот шпангоут делают из твердого пенопласта ПС-60 толщиной 6мм. с отверстиями - аналогично тому, как это было с Як-12. В случае с бесколлекторным мотором типа Hivolt, у которого заднее торцевое крепление, роль этого шпангоута чисто декоративная. Он выполняет роль толстой, уже 10 мм прокладки, чтобы мотор глубже осел в фюзеляже относительно капота и плоскости жалюзи. На самом деле мотор крепится винтами к вертикальной текстолитовой пластине, которая и является настоящей моторамой. Ее ширина - 50мм, высота - под потолок обшивки. Сверху в нее упираются две силовые рейки из ПС-60, уходящие вдоль борта аж в шпангоут Е. Так снимается нагрузка с крыши фюзеляжа и кабинного выреза.

А снизу в эту пластину упирается другая текстолитовая пластина, уже горизонтальная - силовая плита фюзеляжа. О ней - чуть позже. Так чисто клеевое соединение этой моторамы с пенопластом шпангоута А - формальное. Ну и понятно, что в этом случае в шпангоуте А отверстие только одно - центральное, под ротор мотора.

В случае иных видов бесколлекторного мотора, где крепление происходит к переднему торцу мотора, эта текстолитовая моторама переносится вперед, перед шпангоутом А, а силовые элементы соответственно удлиняются.

Шпангоут Е является связующим между частями фюзеляжа. Поэтому его вначале вклеивают на половину толщины в обшивку хвостовой части, а затем выступающую оборачивают обшивкой носовой части, подгоняя шов.

Вырез под стабилизатор делают с расчетом, что верхняя часть фюзеляжа будет заменена килем и закрыта зализом.

Понятное дело, шпангоут G присутствует лишь гипотетически, однако торопиться склеивать вместе полоски борта не стоит. Ведь этот сход бортов диктует наклон киля - негоже, чтобы киль был не перпендикулярен крылу, стабилизатору и т.д. Лучше отложить это до приклеивания днищ фюзеляжа. А ему предшествует установка носовой силовой плиты, и особенно - ретракта.

Механизм уборки шасси

Тем, кто борется за легкость и простоту модели, этот раздел читать не рекомендуется, чтобы не расстраиваться и не забивать себе голову лишним.

Если был выбран бесколлекторный мотор, обеспечивающий повышенную мощность при том же весе, то можно позволить себе отяжелить машину не только шасси, но механизмом его уборки - ретракт. Это не только эффектная функция - улучшение аэродинамики машины за счет такого спрятанного сопротивления значительное. Результатом будет увеличение скорости, частично компенсирующее увеличение веса. И если на такой небольшой модели, как Як-18, это и выглядит интересным экспериментом, то на более крупных и быстрых истребителях - это насущная необходимость. Не зря на большинстве небольших моделей истребителей либо не делают шасси вовсе, либо оставляют их схематическим, тонкой проволочкой и плоским блином колеса.

Я отдаю себе отчет, что немногие решатся повторить этот хитрый механизм и его наладить. И вовсе не потому, что он слишком сложный - просто из-за лени. И без этого модель летает (и даже в чем-то лучше), а способности механика есть не у всех.

И тем не менее.

На данной модели, как и на многих других, есть две особенности сервомеханизма выпуска/уборки шасси.

  1. Шасси должно выпускаться/убираться медленно. Это продиктовано не только копийностью процесса - некрасиво, когда стойки буквально выстреливаются из своих ниш. Выход и уборка шасси изменяет аэродинамику и центровку машины - не годится, чтобы это изменение было слишком резким в полете.
  2. Жесткость фиксации стоек в выпущенном положении должна быть сопоставима с обычными, "твердыми" шасси. Ибо ударные перегрузки при жесткой посадке значительны. И уж совсем не хочется, чтобы каждая такая посадка выводила из строя механизм сервопривода. В тоже время усилие фиксации в убранном положении должно быть достаточным лишь для того, чтобы стойка не вывалилась из ниши во время какого-либо экстремального маневра - и не более того.

Казалось бы, чего проще - оба требования выполнятся одновременно, если в редуктор сервомашинки добавить еще одну-две ступени. И скорость замедлится, и рабочее усилие при этом увеличится. Вот только при этом потребуется заменить весь редуктор.

Существуют специальные сервомашинки для уборки шасси. Работают они совершенно по-другому, чем обычные рулевые машинки. У них есть два фиксированных положения качалки, обычно с расходом больше 180градусов, и от одного к другому переход довольно медленный. В ассортименте этих машинок есть и микро-размер - около 17г. В связи с малым спросом цена у них в полтора-два раза больше рулевых машинок аналогичного размера. Не во всех магазинах они есть. Так что это можно отнести к разряду эксклюзива и заказного продукта.

Среди множества обычных рулевых машинок микро-размера усилия 2.2кгсм мне попалась Robbe FS500. Она относительно дешевая и ужасно медленная. Существующей аппаратурой ничего не стоит заставить ее выдать расход 180градусов и больше, причем при напряжении питания 4.8В она его отрабатывает в течение примерно 1 сек. В качестве рулевой такое произведение использовать совсем неразумно, а вот в кандидатуры для сервомеханизма шасси она вполне годится.

Прежде чем что-то покупать, у рукастого моделиста возникает вопрос - а не попробовать ли сделать самому, причем желательно без использования сложных станков и особой квалификации машиностроителя.

Существует несколько вариантов механизма ретракта, выводящих сервомашинку из-под нагрузки при фиксации выпущенного шасси. Рассмотрим некоторые из них.

В одних присутствует дополнительный промежуточный упорный рычаг, к которому и подведена тяга от машинки, и который принимает на себя всю ударную нагрузку стойки. Машинка лишь занимается удержанием его в упорном положении, не более. При уборке шасси этот рычаг втягивает внутрь стойку и держит ее, нагружая машинку. По логике работы, расход этого рычага около 180 градусов и больше, поэтому передача ему усилия тягой затруднительно, чаще всего его просто надевают на машинку. Таким образом, на каждой стойке получается по машинке. Если на больших моделях с большим разносом стоек это логично и оправдано, на маленькой модели мы себе такого позволить не можем.

Второй вариант - отклоняет и фиксирует стойку некий кулачок или эксцентрик, вращаемый машинкой или тягой. Весь удар приходится в этот кулачок. Самостоятельно сделать такой, особенно в легком варианте, представляется непростым делом.

Между тем существует несложный механический принцип, позволяющий избавить редуктор машинки от ударной нагрузки - и одновременно обеспечить надежную фиксацию - без дополнительных сложностей.

Система "рычаг качалки - тяга" представляет из себя кривошипно-шатунный механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное. Это преобразование - нелинейное - синусоидальное. В момент, когда рычаг (качалка) перпендикулярен тяге, ход тяги (и нагрузка на редуктор машинки) максимальны. В случаях, когда рычаг и тяга параллельны, ход равен 0, и нагрузка на редуктор практически нулевая. В последнем случае усилие удержания сопоставимо с прочностью самих тяг и качалок, но никак не редуктора. Этот факт и используется в самодельном ретракте. Если добавить сюда дублирование тяг и использование двух плеч рычага, то мы снижаем нагрузку и с осей стойки и машинки - и передаем их на тяги, гибкость которых подобрать легче. Причем в боковых стойках тяга идет снизу одной стойки, проходит сквозь качалку и превращается в верхнюю тягу второй стойка. А другая тяга - ей симметрична. Получается, что стойки могут убираться/выпускаться только синхронно и гарантированно обе сразу, что и требовалось.

Таким образом, в выпущенном положении стойки перпендикулярны тягам, а качалка - параллельна. А в убранном положении не так критично - можно и наоборот, и промежуточное положение, не так важно.

Анимация шасси
rta.avi 806,00 kB

Но тогда получается, что ось стойки и ось качалки должны быть хотя бы параллельны - тогда эффективность всей механосистемы максимальна.

Как же расположить машинку, чтобы она одна убирала все три стойки шасси модели, если только две из них параллельны осями, а третья осью перпендикулярна им?

Единственный выход - допустить не параллельность, а перекрещиваемость осей. Тогда устраивающее всех положение оси качалки - вертикальное, между боковыми стойками. Тяги тоже перекрещиваются, но продолжают эффективно передавать усилие.

Было логичным весь механизм и особенно стойки шасси объединить с силовыми элементами крыла и фюзеляжа. Чтобы прочное было с прочным, встречало землю не мягким пенопластом, а металлом каркаса. Но простое закрепление стоек на штырях крыла не дало бы жесткости - конструкция страдала бы постоянными перекосами. Для общей фиксации требовалась какая-то платформа, а значит - надежный листовой материал, контактный и с металлом, и с пенопластом.

Уже испытанный в качестве листового силового материала текстолит пригодился и здесь. Он хорошо сочетается с пенопластом планера, и в тоже время достаточно жесток для контакта с металлом. Нужно было как-то обеспечить поворотность стоек и одновременно их несмещаемость. Первое решение - уложить ось стойки в некую трубку, которую и закрепить на плитах. Пластиковые трубки здесь не годились - металл стойки быстро расшатал бы ее. Логичным было бы трение металла о металл, а тот уже фиксировать на платформе. По результатам многократных испытаний я выяснил, что для крепления металла к текстолиту клеевое соединение крайне ненадежно, не выдерживает ударных нагрузок, а крепеж винтами слишком сложен и вдобавок избыточен весом.

Выход оказался простым. Соединение металла с текстолитом уже имеется, и весьма надежное. В местах крепления трубок на текстолите оставляют фольгированный участок, а трубку к нему попросту припаивают. Если трубка достаточно длинная, а фольгированный участок достаточной площади, это соединение выдерживает чудовищные нагрузки на разрыв - и в то же время свободный поворот оси стойки. Оторвать же фольгу от текстолита требует очень немалого усилия. Вот и переход от металла к неметаллу.

Форма пластин для платформы ретракта
plates.tif 72,65 kB

На картинке видны участки, где фольга оставлена. Используется текстолит 1мм толщиной с двусторонней фольгированностью. Две эти пластины соединяются друг с другом для образования Т-образной платформы, причем для соединения опять же используется не клей, а пайка фольгированными участками друг к другу. Если есть возможность изготовления Т-образной пластины из одного куска текстолита, это соединение становится ненужным, а фольгирования достаточно одностороннего - на нижней стороне платформы.

В процессе настройки тяг для их свободного хождения отверстия могут корректироваться. Два самых крупных отверстия в поперечной пластине подготовлены для колес, - остальные - для облегчения. Крепление сервомашинки ретракта тоже нестандартное. Для корректной работы механизма она должна находиться точно между боковыми стойками и на линии носовой стойки. Но эта перемычка очень узка - машинка там не помещается. Пришлось сместить ее вперед - между перемычкой и колесом носовой стойки. В общем, это даже больше соответствует распределению усилий - нагрузка от носовой стойки в чем-то компенсируется боковыми ("лебедь, рак и щука"). Но любой проем в этом нагруженном месте платформы просто исключен - все сломается уже в процессе уборки шасси. Более того - корпус машинки, даже если предположить его закрепление в прорези платформы, вылезет из днища модели и все испортит. Кроме того, как следовало из схемы тяг, для фиксации стоек в убранном положении качалка должна находиться как можно выше осей стоек, значит переворачивать ее нельзя. В идеале - своим днищем стоять на платформе. И закреплена машинка должна быть сверхнадежно, малейшее смещение в любую сторону исключено.

Что же делать? И тут мы вспоминаем, что у сервомашинки есть собственный крепеж - 4 длинных шурупа, удерживающих компоненты корпуса самой машинки. Обычно этих компонентов 3. Вот бы их использовать для крепления машинки днищем к платформе. Но платформа имеет толщину 1мм. Этого может оказаться достаточно для потери надежности ввинчивания шурупа в пластиковый корпус машинки. Нам необходимо раздобыть лишний миллиметр длины шурупа - либо убрать его из высоты машинки. Это оказалось несложно сделать - машинка Robbe FS500 имеет достаточный запас внутри. С верхнего края стенки донышка корпуса аккуратно срезается 1мм высоты - и проблема решена. Такое крепление машинки хоть и чревато вторжением в нее, но обладает исключительной надежностью - лучше традиционного, за цапфы. (К сожалению, неприменимо к нано- и пико-машинкам из-за отсутствия такого внутреннего запаса по высоте.)

Раз уж забрались в машинку, то для безопасной отладки механизма рекомендуется временно вынуть из редуктора машинки хотя бы одну шестеренку, лучше ближнюю к выходной. Качалка станет вращаться свободно, и можно позволить себе любые эксперименты с тягами без риска повредить зубья шестеренок. (Не забыть после отладки вернуть ее на место.)

Тяги получились столь замысловатой формы потому, что при повороте качалки все они как бы закручиваются спиралью вокруг нее, и нужно обеспечить их несмыкание друг с другом. Задача это непростая. С другого конца, особо расширять щель в текстолите платформы тоже не хочется.

Показанная на фото разводка тяг боковых стоек испытана в работе, но не единственно верная. Возможен и вариант, когда тяга с низа стойки заходит сверху качалки. И этот вариант должен обеспечивать лучшую фиксацию в убранном положении. Однако в этом случае продолжение тяги должно будет снизу огибать толстый вал качалки и неизбежно изгибаться и упираться в него, теряя жесткость. Уж лучше пусть тяги сходятся параллельно наверху.

Для тяг использована 1 мм стальная проволока.

Стойку было удобно сделать из спицы складного зонта. Один конец этой спицы расплющен, и в нем просверлено отверстие - почти готовая качалка. Длины такой спицы хватает с лихвой. Поэтому расплющенный участок выведен на уровень качалки машинки.

Трубочки для стоек сворачиваются из отрезков обычной жести от консервной банки. Как минимум одна сторона у этой жести уже облужена и прекрасно паяется. Полоска жести чуть шире охватывает двойную стойку, мешая расходиться проволоке, а отросток от этой полоски сворачивается и образует нижнюю петлю.

Расстояние от этой петли до оси стойки должно совпадать длиной "расплющенного" участка. У меня оно равнялось радиусу качалки - 18 мм.

А вот у носовой стойки это расстояние должно быть заведомо меньше на 1-1.5 мм. Это делается для того, чтобы при том же ходе качалки обеспечить выход носовой стойки на угол около 100 градусов (см. чертеж вида слева).

Как же сделать носовую стойку поворотной, убирающейся и одновременно жесткой?

Самое простое - убирать не саму стойку, а некую трубку-чехол, в которой и поворачивается стойка. Эту трубку можно сделать сколь угодно жесткой, закрепить к ней вал стойки, петли тяг. Сама стойка будет в ней просто управляемо проворачиваться. Причем трубку логично дотянуть до места разветвления стойки вверху и внизу, чтобы это обеспечивало упор и стойка не ездила в чехле ни вверх, ни вниз.

Теперь второй вопрос. Боковые стойки у нас Т-образной формы, (если не брать в расчет петлю для колеса), что очень удобно - два конца проволоки образуют двустороннюю ось. Такая же петля для колеса напрашивается и у носовой стойки. А два выходящих уса проволоки дадут два плеча некой "качалки", точнее "руля" стойки. Но если от боковых стоек требуется максимальная жесткость, они не поворачиваются, то у носовой иная история. Для парной проволоки стойки не сделать чехла круглого сечения - она будет в нем болтаться. А в чехле прямоугольного сечения каждая проволока сможет вращаться только по индивидуальной оси - вместе им не повернуться. Но опасения были напрасны. Эксперимент показал - в жестяном прямоугольном чехле у проволоки 1.5мм хватает гибкости кручения для успешного руления. С небольшим усилием я повернул один усик стойки - и на тот же угол автоматически повернулся соседний. Разумеется, на тот же угол поворачивалась и вся петля с колесом. До 30градусов отклонения это явление сохранялось - вполне достаточно для руления. В то же время при жестком закреплении усиков и петля с колесом жестко сопротивлялась насильственному отклонению. Значит, машина будет удовлетворительно держать направление качения. Вот так и используются свойства пружинной стали.

Добавлю лишь, что и в носовой стойке использовалась спица от зонта. Я не стал гнуть концы усиков колечком, а надел на них шарниры от того же зонта. Усики "руля" пришлось загнуть назад, чтобы они не упирались в плиту в убранном положении стойки. Но небольшую прорезь в плите все же пришлось сделать.

Последняя проблема. Рулевая машинка, управляющая носовой стойкой, задействована и на руль направления. И это логично. Но в убранном положении стойкой рулить не нужно и даже вредно - если перекосит колесо, стойка не выйдет или не войдет в нишу и т.п. Требуется сделать так, чтобы усилие на "руль" стойки передавалось от машинки только в выпущенном состоянии, а в убранном не воздействовало никак.

Из всех решений было выбрано самое простое - гибкие тяги. Машинка монтируется перед стойкой. В выпущенном состоянии "руль" и качалка машинки находятся напротив друг друга, на максимальном расстоянии - тяги натянуты и передают усилие. При уборке стойки "руль" наклоняется на качалку, тяги провисают, и стойка принимает нейтральное положение (обусловленное упругостью проволоки стойки), в котором и заходит в колесную нишу. При выпуске стойки тяги снова натягиваются, передают управление и т.д. В качестве гибкой тяги я взял провод МГТФ (надежный, с почти неизнашиваемой тефлоновой изоляцией). Для надежности дважды продел его в отверстия качалки и "руля" (все знают скользкость тефлона) и спаял оголенные концы провода, образовав тем самым замкнутый контур тяги. (Веревка износилась бы быстро).

Таким образом, вырисовывалась некая конструкция, на которую потом "надевался" планер модели.

Впоследствии именно на эти платформы и была смонтирована машинка управления элеронами.

(Только не забыть при установке первым делом подключить тягу руля управления на машинку - потом это уже проблематично сделать). Сама конструкция обладала достаточной жесткостью, чтобы отработать функцию уборки/выпуска шасси до монтажа на планер. (Дальнейшее показало, что в этом и заключалась ошибка.)

Другой вариант ретракта

А ошибка была в том, что чересчур жесткая платформа уродовала мягкий пенопласт.

Кроме того, что эта конструкция оказалась слишком тяжелой по меркам паркфлайера (110г всего ретракта с машинкой и штырями), обнаружилась еще одна неприятная особенность. Тяги расположены слишком высоко, особенно проходя через борт фюзеляжа. Щели в борту, проделанные для их свободного хода, слишком велики.

Будь у модели чуть боле толстый профиль, это место было бы полностью закрыто зализом крыла. (И у моделей истребителей, где профиль толстый, так и происходит.) А здесь щели в борту и центроплане погубили бы внешний вид машины безнадежно. (Тяги носовой стойки скрыты фюзеляжем и себя не проявляют.)

Таким образом, назрели три проблемы, мешающие применить в данной модели именно этот вариант ретракта. (Но не мешающие - в других моделях, где требования к весу не так жестки.)

С первой и второй проблемами разобраться просто - применяется текстолит 0.5мм, проволоку стоек используем вдвое тоньше. Третья в данной конструкции видится почти неразрешимой.

Пришлось отказаться от уже готового механизма, на разработку и отладку которого ушло больше месяца, и начать почти с нуля. (Почти - тяги носовой стойки, боковые стойки, а также чертежи плит пригодились практически без изменений.)

Для боковых стоек, которые и создавали эту проблему, были применены фирменные ретракты фирмы GWS. Оказывается, выпускаются не только легкие шарнирные, но и кулачковые ретракты, у которых в состоянии фиксации нагрузка с машинки снята совсем. А это значит, не требуется единая поперечная платформа. И ее упразднили, оставив лишь небольшие узкие площадочки из текстолита 1мм для крепления самих механизмов ретракта. Чтобы последние не выпирали из консоли, пластинки примотали нитками на клею не снизу, а сверху, обеспечив запас высоты.

Правда, за все надо платить. И у этой схемы есть недостатки. Выброс стойки кулачком весьма резкий - по сравнению с предыдущим плавным выходом. Кроме того, фиксация стойки в обоих положениях оставляет желать лучшего - шатание огромное. Правда, не влияющее на надежность посадки. Механизм устроен так, что стойка выходит на тянущем усилии рычага. А вот при толкающем усилии у рычага возможен перекос. Таким образом получается, что стойка если и может не убраться, то выходит она гарантированно и подвиг Чкалова здесь не понадобится. (У предыдущего варианта такого не наблюдалось - симметрия полная: либо все стойки одновременно работают, либо ЧП у всех трех.)

Вы спросите - зачем огород городил, описывая предыдущий вариант, который оказался в результате непригодным. Во-первых, не у всех есть GWS-овский ретракт и доступ к нему, и он не идеален. Во-вторых, в конце статьи упомянут Як-18Т, которому по его специфике вес не актуален - предназначался не для пилотажа. В-третьих, носовая стойка остается практически той же - ибо ретракт GWS не дает выхода больше чем на 90градусов, да и поворотной стойки не попадалось. Единственное, что логично было сделать облегчить и ее. Более тонкая 1мм пружинная проволока, загнутая петлями на "руле". И трубку делать не сплошную, а лишь на длину "качалки". Но для этого на самой стойке нужен какой-то упор, причем независимый на каждой проволочке. Оказывается, и это можно легко сделать. Для этого в нужном месте проволоку облуживают, наматывают 5-6 витков медной проволоки 0.3мм и опаивают это место. А чтобы эти насадки не мешали двум проволочкам смыкаться, их место соприкосновения обтачивают напильником заподлицо. И лишь после этого занимаются трубкой. Несмотря на разрыв витков, пайка достаточно успешно 5-6 витков. А для успешной подгонки есть возможность 1-витка сверху аккуратно отделить - если в этом есть необходимость.

Настройку длины тяг в этом случае лучше проводить, еще не сняв фольгу с носовой плиты. После снятия фольги она станет гораздо гибче тяг. Оставить фольгу резонно лишь в самом узком месте плиты - между колесными вырезами, да и в районе носовой стойки.

Такой прогиб не должен пугать - ведь после установки в модель плита выпрямится, значительную часть нагрузок возьмет на себя пенопласт фюзеляжа и все нормализуется.

Тяги боковых стоек могут быть гораздо тоньше, они намного короче. И вообще, в ходе рычага есть "мертвые" участки в начале и конце хода, что дает некоторый запас для регулировки.

И тут уже машинку нельзя ставить высоко - рычаги ходят горизонтально и перекосы нежелательны. Поэтому машинка ретракта установлена "разрезом" в плиту (тут достаточно вынимать и 0.5мм - по толщине плиты), для чего в плите делается прямоугольный проем с ушками и отверстиями под шурупы.

Плита ретракта
r_plita.tif 370,21 kB

В результате вес ретракта с машинкой и штырями снизился до 85г. Никаких выступающих за пределы контуров центроплана тяг здесь нет.

После установки ретракта и проверки его функционирования сверху наклеиваются пластины обшивки центроплана, в которые заранее вклеены торцевые нервюры и подогнаны пазы под штыри и ретракты, а также добиваются максимального сопряжения с фюзеляжем. Брюхо модели закрывается фигурной пластиной пенопласта.

После склейки ее с верхней частью обшивки разумно проложить полоску из пенопласта 1мм толщины, образовав зализ крыла.

Такие же зализы делают и на оперении, предварительно приклеив форкиль.

Съемное шасси

Снежной зимой шасси и вовсе не нужно. Модель запускается с рук, а садится на брюхо, на мягкий снег, без каких-либо повреждений. Широкий капот мешает сломаться винту, просто упирающемуся лопастью в лексан капота. А вот само брюхо для этого должно быть максимально закрыто и без выступов.

(У настоящего Як-18 был вариант с трехстоечным шасси с лыжами - но убирать их в полете было проблематично. Так он и летал - с "лаптями". Некрасиво и не аэродинамично.)

Выходит, для всесезонности машины логично делать неубирающееся шасси съемным, дабы зимой оно не цеплялось за снег, не торчало в полете и облегчало машину своим отсутствием.

Как же сделать шасси съемным?

Если сделать для проволоки стоек трубки-ответчики, свернув их из жести, и припаять к фольгированному текстолиту силовых плит, то лучшего разъема для шасси не придумаешь. Важно лишь, чтобы трубок было по две на одну стойку, с разносом не менее 3см друг от друга - для образования поперечного плеча. В одной трубке стойка будет качаться, как ее не расплющивай, две рядом не улучшат ситуацию. Продольное плечо образуется длиной трубки - тоже 2-3см. И вставлять загибы стоек в трубки тоже надо со стороны наибольшей нагрузки, чтобы удары не выталкивали проволоку из трубок, а напротив, загоняли ее глубже.

У носовой стойки нагрузки наибольшие, преимущественно она берет на себя все лобовые удары. Поэтому трубки припаиваются на нижнюю сторону фюзеляжной плиты (этот участок должен быть фольгирован), а раздвинутые загибы стойки загоняют в них через пенопласт спереди, предварительно сняв капот. Потом надетый капот прикроет дырки в пенопласте и дополнительно прижмет стойку.

У боковых стоек нагрузки поменьше, но разнообразнее - как лобовые, так и боковые, преимущественно с наружной стороны. Оттуда и надо загонять в трубки проволоку стоек. Я использую три варианта закрепления трубок:

а) припаять снизу к фольгированным участкам тех же текстолитовых пластин, что и у ретракта (см. выше), пластины тогда логичнее примотать снизу штырей;

б) примотать нитками на циакрине к самим штырям (не очень надежно, будут вращаться) - тогда "усы стойки придется разводить шире;

в) в случае неразборного варианта - текстолитовые пластины с припаянными трубками вклеить в сам пенопласт, надеясь на достаточную площадь соединения, снижающее давление на мягкий материал. Возможно, понадобится страховка изнутри брусками пенопласта. При этом сами трубки могут и выступать наружу. А могут и быть утопленными вместе с пластиной в пенопласт, пластина вовсе может быть приклеена изнутри (прижимной брусок тогда обязателен) - это эстетичнее, но затрудняет всовывание проволоки стоек.

Не рекомендуется вертикальное расположение трубок. Даже если вес машины способствует более глубокому вхождению стойки, в полете от вибрации стойку запросто можно потерять.

В случае деревянной модели стойку делают одинарной, но изгибают дважды, для образования зигзага. Вертикальный участок втыкают в дерево (внутри должен быть вклеен брусок из более плотной породы дерева - дуба, бука, иначе штырь быстро расшатает отверстие), а горизонтальный участок прихватывают шурупами с широкими шляпками. Опытные моделисты знают, что происходит с деревом при ударе и выламывании такой стойки. Так что не исключен и выход твердого бруска наружу, заподлицо с бальзовой обшивкой.

У носовой стойки, если ее делать одинарной, резонно организовать ближе к фюзеляжу 1-2 витка амортизирующего кольца - чтобы стойка пружинила, но не выламывала место крепления.

Добавлю, что и убирающееся шасси зимой не актуально. В случае первого варианта ретракта его демонтаж нереален. Можно лишь снять машинку, отвинтив шурупы и оставив лишь качалку. В случае второго варианта GWS ретракты позволяют быстро вынуть боковые стойки (они фиксируются штифтами). Носовую стойку демонтировать проблематично, но можно. Для этого ее заранее надо смонтировать не на плите, а маленькой съемной площадке, прикрученной к плите винтами. Ну а дырки можно временно закрыть скотчем.

Но можно этого и не делать. Во всяком случае, теперь есть оперативный выбор уже в полете - садится на шасси или на брюхо - в зависимости от качества площадки.

Оперение

Хвостовое оперение модели в принципе ничем не отличается от ранее рассмотренного в Як-12 и изготавливается тем же манером. Киль с рулем поворота очень похож на Як-12 - почти совпадает по очертаниям. Стабилизатор с рулями высоты несколько иной формы, меньших размеров, но серьезных отличий нет.

Говорят, "хорошая мысля приходит опосля". Усиление хвостового оперения построено несколько по иному принципу. На этот раз полоски текстолита врезаются в пенопласт "на ребро". Это дает большую жесткость при меньшем весе. Вперед и назад полоскам мешает отклонятся сам пенопласт оперения. Причем эти полоски заранее связываются нитками и этот узел обливается циакрином.

Ширина полосок должна совпадать с толщиной оперения - потом это место легко закрасить. Нижняя часть креста вклеивается в борта и днище хвоста фюзеляжа.

Капот

Эта деталь изготавливается из того же материала и по той же технологии, что и у Як-12. Даже размер тот же. В данном случае дело еще проще - не требуется обеспечивать конусности и склейки шва, деталь почти цилиндрическая. У лексановой бутылки 1.5л от очаковского джин-тоника (не считать рекламой) есть участок подходящей формы - где цилиндрическая часть переходит в фигурную. Надо лишь отрезать этот участок и с помощью подходящей стеклянной банки и горячего утюга довести скругление до торца. Не страшно, если на торце образуется волнистость лексана - нужно лишь предусмотреть запас у выходного отверстия и после утюга обрезать лишнее по правильной окружности, соосной капоту.

Как и в Як-12, под капот на боковые стороны фюзеляжа приклеиваются щечки. В случае 300-го мотора в них проделываются отверстия - каналы охлаждения. В случае мотора типа Hivolt весь мотор находится снаружи и охлаждение будет естественным.

Жалюзи в этой модели не отличаются от того же в Як-12 ни формой, ни размерами, ни материалом.

Фонарь остекления кабины

Эта деталь также из лексана бутылки, но темной. Его форма только выглядит пугающе трудной. В действительности она делается из трех деталей.

Развертка фонаря кабины
fonar.tif 443,95 kB

Желающие могут использовать и прозрачные бутылки, но тогда для поддержания копийности придется изображать и приборную доску, и фигуру пилота, и прочие копийные мелочи, мешающие в эксплуатации (например, закладывать аккумулятор через кабинный вырез). А темное стекло хорошо скрывает отсутствие внутренностей кабины.

Швы между деталями проходят там, где у настоящего самолета переплет остекления. Задняя часть приведена с разрывами, но в действительности их нет - используется двояковыпуклая параболоидная часть 2л пивной бутылки - между рельефной надписью и горлышком. Склеиваются части циакрином. Перед склейкой хорошо бы распрямить лобовые и боковые поверхности частей и усилить кривизну верхнего участка - в соответствии с чертежом вида спереди. Тогда выступы средней части плотно лягут на борта фюзеляжа. Достаточно подложить в этом месте двусторонний скотч - и кабина будет фиксироваться на модели и оставаться съемной. Для надежности не помешает и снаружи прихватить это место прозрачным скотчем.

Если соединить эти участки фонаря перемычкой из прозрачного лексана, надежность фиксации увеличится. А к этой перемычке удобно приклеить бюст пилота из какого-либо легкого материала.

Аппаратура и управление

Модель имеет управление по 4-м каналам - элероны, руль высоты, руль поворота, регулятор хода.

Все сервомашинки для рулей одинаковые, 9-грамовые, с усилием не менее 1.2 кг/см и скоростью не менее 0.15 сек/60 град, любой фирмы. Регулятор для бесколлекторного мотора использовался Jeti JES 08 3P. Для варианта с обычным мотором Speed 300 любой легкий регулятор, обеспечивающий до 10А постоянной нагрузки.

Для уборки/выпуска шасси используется 5-й канал. Поэтому приемника Jeti Rex 5 в общем случае достаточно. Как уже упоминалось, для этой функции применяется сервомашинка Robbe FS500. Как уже было описано, в случае убираемого шасси с поворотной носовой стойкой сервомашинка для этого поворота устанавливается на фюзеляжной плите, перед носовой стойкой. Она же ведает рулем поворота, к которому боуден с тягой протянут через весь фюзеляж, по правому борту. (При монтаже фюзеляжной плиты надо не забыть подсоединить эту тягу к качалке машинки, ибо потом это будет сделать затруднительно.) В случае без механизма уборки шасси эта машинка монтируется на своем традиционном месте - в одном блоке с машинкой руля высоты, сразу за шпангоутом D. У тяг рулей высоты традиционное разветвление, на оба руля индивидуально. В этом случае управление гораздо надежнее и четче, чем связывание рулей в один перемычкой. В общем, здесь ничего принципиально нового по сравнению с предыдущими моделями.

Лучшее место для машинки элеронов - опять же на плите фюзеляжа, в районе передней кромки. В случае ретракта место ей нашлось - между осью шарнира носовой стойки и колесом, рядом с прорезью нижней тяги, несколько ассимметрично. Без ретракта свободы размещения гораздо больше. Боудены тяг проходят сквозь борта фюзеляжа и приклеиваются циакрином в отверстиях боковых площадок шасси (очень крепкая фиксация). (В целях экономии в качестве прямого боудена я использовал две сращенные трубочки от ушных палочек - размер подошел идеально.)

Тяга должна выходить за нижний предел профиля крыла примерно за 3 мм до щели центроплана. Поскольку от элерона до торца консоли еще 72 мм, преодолевать это расстояние торчащей длинной тягой неразумно, проще сочинить поворотную тягу - рычаг. Одна из деталей зонтика все же пригодилась. Это рычаг 110 мм длиной с расплющенными концами и отверстиями в них. Для него использовалась отожженая проволока, поэтому он не пружинит, но способен неупруго согнуться под нагрузкой в несколько кг. Это качество делает его пригодным для поворотной тяги элерона. Один такой расплющенный конец с отверстием я загнул под прямым углом, с расстоянием 12мм между валом и отверстием - получился кабанчик. Второй конец загнул через 72мм от первого сгиба, под 45 градусов от вала и перпендикулярно первому сгибу. Этот конец обматываем ниткой (в отверстие тоже продеваем нитку) и потом врезаем в торец элерона на клею. Но вначале надо "одеть" полученный рычаг трубкой, в которой он будет свободно поворачиваться. Здесь опять пригодились трубочки от ушных палочек. На расплющенные концы она никогда бы не налезла, поэтому ее аккуратно разрезают вдоль скальпелем с одного "борта", и надевают на рычаг разрезом. Далее, в верхнем листе консоли проделывают паз для этой трубочки шириной 2мм (не страшно прорезать лист насквозь - нервюры удержат ее от глубокого проваливания). Вот тут уже можно вклеивать обмотанный участок в торец элерона и вкладывать на клею трубочку в паз (потом его можно закрыть бумагой). Получилось в меру жесткое управление элероном с торца консоли. При сборке на поле Z-изгиб тяги элерона продевается в отверстие рычага, и система работает.

Некоторая нежесткость рычага не должна вас волновать - на скорости нагрузка на руль возрастает, противодействуя его отклонению, но и возрастает эффективность руля. А вот возможность оперативной подстройки руля через силовой изгиб рычага плоскогубцами очень актуальна в поле. (Методика мною проверена не на одной модели, пока сбоев не случалось.)

В случае неразборного крыла все гораздо проще - гибкие боудены по дуге подводят тяги прямо к текстолитовым кабанчикам элеронов, как у рулей. Надежно и без всяких затей.

Рекомендую делать Z-изгибы на тягах после полной сборки модели. Текстолитовые кабанчики вклеиваются в пенопласт рулей после надевания их на Z-изгибы тяг и установки машинок и рулей в нейтральное положение. В первую очередь эта методика оправдывает себя на руле поворота, где вначале надо добиться строго прямолинейного качения модели по ровному полу хотя бы на 3-4 метра, т.е. нейтральной установки рулевого колеса.

Обтяжка

Этот этап ничем не отличается от предыдущих моделей. Используется скотч трех цветов - белый, красный и синий. Перед покрытием белых участков голубой пенопласт красят из аэрографа, чтобы хоть немного скрыть голубизну, проступающую сквозь полупрозрачный скотч. Не исключается и применения легких и тонких фирменных пленок для обтяжки.

Цветовая схема самолета
y18pm_col.tif 252,57 kB

Результат выглядит примерно так:

Система уборки шасси после установки щитков из мелованного картона, также обтянутого цветным скотчем, выглядит так:

Настройка

В случае ретракта традиционное место аккумулятора (в районе ЦТ модели) занято машинкой ретракта и носовым колесом. Несколько улучшает ситуацию машинка руля поворота в носу модели и максимальный перенос приемника вперед, под потолок шпангоута С. (Там его можно достать через отверстия в фюзеляже для колес.) Приемник нужно обернуть мягким материалом (у меня листовой пенополиуретан). Он обернут двусторонним скотчем и прилеплен к потолку фюзеляжа, зажат с боков силовыми рейками.

Расположение аккумулятора в свободном месте между колесами и шпангоутом Д (получается позади ЦТ) дает центровку около 40% САХ, что интересно только при полной освоенности машины и экстремальных маневрах, но никак не при тренировочных полетах. (В первом полете центровка была именно такой, управлять машиной было некомфортно). Так что пришлось сочинить из текстолита 0.5 некую полочку под аккумулятор шириной 40 мм, уперев ее на клею в борта фюзеляжа, а снизу подклеив полосу пенопласта толщиной 10 мм для упора в фюзеляжную плиту. Таким образом, аккумулятор переместился вперед и немного вверх, и стал располагаться над колесами. Это обеспечило вполне приемлемую центровку в 30% САХ. На полочке приклеена "липучка", на аккумуляторе - ответная, на полосе матерчатого скотча (иначе не приклеить, а снять матерчатый скотч при желании возможно). Для штатных ситуаций крепление аккумулятора достаточное. Для нештатных его перемещению вперед препятствует машинка ретракта и ее качалка (а ее установили оч-чень крепко). (Непреднамеренным втыканием машины носом в землю проверено.)

В случае обычного шасси этой проблемы нет, можно устроить из мягкого пенопласта или поролона отсек для аккумулятора в требуемом месте. Текстолит фюзеляжной плиты, на котором будет лежать аккумулятор, выдерживает чудовищные нагрузки.

Загружается аккумулятор в модель через отверстие кабины. В случае обычного шасси или вообще без оного это единственное эксплуатационное отверстие в модели - как и в предыдущих моделях. "Тяжелый" вариант модели - разборный, с ретрактом, имеет полетный вес 480г.

Самый легкий вариант - неразборный без шасси, по предварительным оценкам и взвешиванию отдельных компонент, должен иметь вес около 370г. Добавлю, что Speed300 с редуктором 4,5:1 и винтом АРС 9х6 от 6хNiCd Sanyo 500AR обеспечивает тягу около 360г, что вполне сопоставимо с этим весом машины. Применение редуктора 4:1 при прочих же компонентах обеспечивает и большую тягу, но снижает ресурс мотора. По уже упоминавшимся причинам самолет вовсе не предназначался для висения на винте - трудно ожидать этого и от модели. Но такой уровень энерговооруженности, приближающейся к 1, обнадеживает.

Лично мне симпатичен неразборный вариант со съемным шасси. Можно летать легкой машиной, можно оперативно надеть шасси. Есть почти безущербный выбор, в зависимости от ситуации.

Испытания

Испытывался "тяжелый" вариант, с бесколлекторным мотором. Результаты испытаний следующие.

1. Первый пробный полет, как уже упоминалось, проводился с несколько задней центровкой, поэтому был не совсем корректен. У меня были сомнения в летучести машины, поэтому триммером руль высоты был заранее немного поднят, на 2-3 градуса. Для страховки, чтобы не воткнуть модель сразу в землю до того, как она наберет скорость и станет управляемой. А том, что наберет, сомнений не было - спасибо мотору Hivolt M, обеспечившему в стендовых испытаниях с винтом Graupner CamSlimprop 8x6 от 8NiMH HighDischarge 650mAh статическую тягу от 340 г до 310 г на полном газу в течение 5 мин до отсечки.

Взлет осуществлялся с рук. Вначале тестовым броском в густую траву был проверен безмоторный (даже безвинтовой) режим полета - для выяснения явных перекосов и верности установки нейтрали элеронов. Ведь примерно в таком режиме придется сажать модель, если будет выработан аккумулятор. (Дефекты центровки были заметны, отклонение рулей - не очень.) Затем помощник бросил модель против ветра даже не прямо, а здорово вверх. Тем не менее модель не упала и не свалилась на крыло, я быстро опустил ей нос, и через 5-7 метров разгона она пошла вверх под довольно крутым углом - 70-80 градусов на высоту около 20 м. (Характер взлета соответствует выявленному в симуляторе.) Тут я смог вернуть триммер в нейтраль и модель перестала отчаянно лезть вверх. Надо сказать, что на полном газу экстремальности полета хватало. Из-за боязни не вписаться в очередной маневр я прибрал газ. Выяснилось, что горизонтальный полет машина устойчиво держит ровно на 50% газа, даже в условиях сложного бокового ветра. Полностью подтвердились сведения из симулятора - поперечная маневренность одновременно с поперечной устойчивостью, несмотря на нулевой V. Полностью сомнения в летучести модели пропали после выключения мотора - модель прекрасно планировала, на нейтральных рулях отказываясь садиться. Пришлось принудительно прижать ее к траве. В конце концов, она потеряла-таки скорость, зацепилась за стебель и ткнулась в землю. Так был заодно проведен и небольшой краш-тест. Никаких повреждений, кроме смещения консолей на штырях вперед, не обнаружено. (Что подтверждает эксплуатационную жизненность разборной схемы.) Даже не сломан винт. Все рули работают, шасси выпускаются/убираются. Несмотря на неповрежденность машины, в тот день полеты на ней не продолжали, отложив до исправления центровки. (Знаем мы, как на радостях, что полетело, новые модели вбивают в землю.)

2. Следующие полеты уже были штатные и поэтому не такие интересные. Характер полета в целом полностью повторял симулятор, никаких особых неожиданностей не случилось. Пара петель, 3-4 бочки подряд, горизонтальные восьмерки, иммельман и виражи - машина выполняла спокойно даже в пол-газа. И бешено - на полном газу. Впервые управлял моделью, делающей прямую петлю примерно за 1 сек. Бочки крутились так, что промахнуться и выйти из этого вентилятора (особенно эффектно это происходило против ветра около 5 м/с) перевернуто не составляло труда. Тут уже требовались спиномозговые рефлексы, некогда было размышлять. (И даже в тумане прекрасно различались верхняя и нижняя стороны модели.) С разгона на полном газу модель давала "свечу" на высоту до 30 м - при энерговооруженности тяжелого варианта около 0.7 это неплохо.

Вместе с тем при полете в пол-газа можно было отпустить ручку управления - машина успешно летела сама, проявляя неплохую для низкоплана с 0-м V устойчивость как по крену, так и по тангажу. Маневренность в сочетании с устойчивостью - необходимые свойства учебно-тренировочной машины. Второе достоинство уже упоминалось - модель великолепно планирует. Срабатывает несущий профиль. Мне удавалось завесить ее без мотора против ветра 3-4 мс на высоте 2 м и опустить в траву парашютированием, с нулевой скоростью. Т.е. рекомендую в первых полетах садиться без мотора, а если чуть промахнулся с точкой посадки - достаточно крох заряда аккумулятора, чтобы немного раскрутить мотор и выйти на второй круг. В сочетании с высокой маневренностью это качество дает основание для успешного выполнения рискованных вертикальных маневров на малой высоте.

3. В следующий полет я отдал управление в руки более опытного пилотажника, причем тоже электролетчика. Чтобы получить более квалифицированное заключение о машине, да и заодно настроить ее получше.

Человек сразу по привычке дал полный газ и так летал, очень удивляясь, отчего машина так чувствительна к рулям. Малейшее отклонение ручки - и машина пишет в воздухе суровые кренделя. Было даже высказано предположение о задней центровке, хотя она была 30% САХ - вполне нейтральна.

Впоследствии проведенная проверка на симуляторе показала, что полет модели при центровках 30% и 35% не сильно различается, а вот с центровкой в 20% модель уже так эффектно не планирует, и заводить на посадку ее приходится "на ручке".

Только к середине полета выяснилось, что летать надо в пол-газа, а полный газ применять только на силовых маневрах. Тогда все встает на свои места. Ну и Dual/Rate потом подправили к соотношению 50/100. Также впоследствии ввели экспоненту -50% на руле высоты и -30% на элеронах. Также подтвердилось и с планированием - с высоты около 5 м машина пролетает без мотора еще не менее 70 метров - и ей хватает остатка энергии аккумулятора (примерно на четверть газа в течение 5-8сек), чтобы развернуться и зайти на посадку снова.

Полагаю, у легкого варианта показатели окажутся еще лучше.

Впоследствии мы уже прилетались и делали петли диаметром метров 30. Штопор и выход из него на высоте 3 м - без особенностей, но очень эффектно. Маневренность самолета высокая - разворот "на ноже" и успешное возвращение в горизонталь с высоты 5 м из строго отвесного пикирования.

Гораздо хуже было с обратным пилотажем. Если обратную петлю модель делала успешно, то перевернутый полет удерживался активной работой элеронов - модель все время норовила вернуться в нормальное положение, что нехарактерно для низкоплана с 0-вым V, но положительное качество для учебной машины. Опять-таки пробуем списать это на несущий профиль..Из недостатков машины можно отметить явно немасштабную скорость с бесколлекторным мотором. Практически истребитель. Настоящий Як-18 так быстро вряд ли летал. В легком варианте с 300-м мотором, где винт гораздо больше диаметром, думаю, это не должно проявляться.

На некоторых особенно крепких виражах на полном газу было заметно, как немного прогибаются консоли под перегрузкой, но тут же возвращаются при снятии перегрузки. Гибкость алюминевых штырей 4 мм вполне достаточна.

Взлет с земли требует ровного асфальта, без камней. Ведь носовое колесо всего 35 мм диаметром. Руление показало радиус разворота, примерно на 20 см выходящий за законцовку крыла.

Кратко впечатления такие: модель летает легко и быстро, маневренна и послушна, основные фигуры пилотажа выполняет устойчиво. Пилотом отмечена комфортность управления машиной.

Семейство и потомки

Кроме трехстоечного шасси, существовал и вариант с классическим двустоечным, с хвостовой стойкой - Як-18ПС. Основные стойки крепятся в районе лонжерона крыла, а убираются отворотом на угол около 100 градусов назад в крыло, помещаясь туда не полностью. Это снижает сопротивление ненамного, а центровку в полете несколько смещает назад. В остальном он не отличается от вышеприведенного, поэтому чертеж достаточно схематичен.

Многим моделистам эта модификация может показаться более подходящей, особенно в варианте с фиксированном/съемным шасси. В этом случае приемные трубки для проволоки стоек привязывают к штырям крыла. Либо, в неразборном варианте - организуют для этого специальные площадки из фольгированного текстолита, к которому припаивают трубки. А в деревянном варианте - подкладывают под место шасси внутрь крыла сухарик, в который и втыкают изгиб шасси, прихватив горизонтальную часть стойки шурупами.

Потомки Як-18 - Як 50 и Як-52 имеют другую схему уборки шасси. Собственно, шасси и не убирается, а лишь поджимается - носовая стойка традиционно назад, к брюху, а боковые - вперед, под переднюю кромку. Смысл этой операции не очень понятен - колеса продолжают создавать сопротивление воздуху, однако есть некоторые соображения. Если самолет тренировочный, то значит, отрабатываются и вспомогательные летные рефлексы - в том числе и выпуск шасси при посадке. Если начинающий пилот забудет это сделать, самолет сядет все на те же торчащие колеса, повредив лишь винт да маслорадиатор. В модели же реализовать такую схему можно, скажем, общим поворотным валом для боковых стоек, а носовую стойку - уже описанным способом. Машинку для уборки шасси удобно в этом случае положить набок - тогда все оси механизма ретракта будут параллельны.

Оба эти варианта шасси не нарушают целостности центроплана и оставляют машину условно закрытой.

Несколько слов о Як-18Т, многие из которых дожили и до наших дней и продолжают эксплуатироваться.

До сих пор непонятно, почему концепция "воздушного автомобиля" стала базироваться на основе низкоплана, а не более устойчивого, летучего и простого в пилотировании Як-12. Возможно, сыграла роль носовая стойка, упрощающая посадку. За рубежом эту функцию выполняют преимущественно трехстоечные высокопланы типа Цессны, простые и в посадке, и в пилотировании. А у нас взяли пилотажный самолет и расширили его кабину до 4-местной, раздув соответственно и фюзеляж. Делать модель такого самолета на самом деле несложно: фюзеляж у него - гибрид Як-18 и Як-12. На всякий случай, небольшой чертеж - здесь. Система уборки шасси здесь как нельзя к месту, даже "тяжелая", ибо высоких пилотажных качеств здесь не предполагается, а вот комфорт и удобства уместны.

Дальнейшее развитие темы пилотажа у Яковлева в настоящее время вылилось в Як-55. Как видно из чертежа, это среднеплан, нос по-прежнему широкий, мотор звездой, но при этом фюзеляж резко "худеет" при отходе от мотора. Здесь уже не нужно убирать шасси - они изначально фиксированные, с обтекателями колес. Профиль крыла уже симметричный, хорда гигантская и элероны устроены вполне по-пилотажному - длиной во всю консоль, обдуваемые винтом большого диаметра. Еще один признак воздушного акробата - для симметричности хвостового оперения руль поворота смещен даже ниже фюзеляжа, чтобы его центр давления максимально приблизился к осевой линии самолета. Это дает более чистое выполнение полета "на ноже". А по площади крыла эта модель имеет значительные преимущества для пилотажной реализации в электроварианте, чем широко известный Су-26.

Эту модель при желании можете рассчитать и скомпоновать самостоятельно, применяя описанную в статье технологию. И вообще, данная технология годится для любых машин со схожей "трубообразной" формой фюзеляжа и толстым профилем крыла, например, того же Ла-7. Здесь сходство настолько соблазнительно, что дает повод многим кинематографистам злоупотреблять на универсальности и типичности Як-18 и его потомков, перекрашивая их - то под фашистские истребители, то под наших Лавочкиных. (Обратите внимание, какие именно самолеты летают и ползают по аэродрому в фильме "В бой идут одни старики".) Ни один из пилотажно-тренировочных самолетов не имел такой биографии.

Обсудить на форуме