Первая постройка пилотажки. Личный опыт.

Disclaimer (отмазка)

Данная статья есть повествование человека, никогда ранее не занимавшегося RC, который хочет показать новичкам, решивших построить свой первый самолет из бальзы, что в этом нет ничего сложного. Статья не является инструкцией к постройке, а лишь описанием собственного опыта. Заранее прошу прощения, если я где-то ошибся в терминах.

Предыстория

Все началось с того, что мне на день рождения (в 28 лет) подарили радиоуправляемую модель самолета с аппаратурой и с возможностью взять пару уроков пилотажа у знающих людей.

Инструктор был удивлен, как быстро я освоился с управлением (откуда ему знать, что я много летал на MS Flight Simulator?). Это была учебная модель, и она мне скоро наскучила, хотелось чего-то пошустрей.

Заказал я на Башне Extra 330L, и, увы, в первый же полет воткнул ее носом в нашу планету. Фюзеляж раскрошился по самый хвост, треснула задняя кромка левой консоли крыла, повырывало элероны, все пластиковые детали потрескались и деформировались. Досаде не было границ! А летать хотелось.

Щепки и обломки я разложил на столе и собрал из них пазл (puzzle, то бишь). Этот пазл был замерян и обрисован в компютере. Заодно выучил и AutoCAD. Поскольку я был полный НОЛЬ в самолетостроении и не представлял, как и что крепится, пришлось составлять каждую деталь в 3D и совмещать одну с другой на компьютере. Так получился трехмерный чертеж этого самолета.

Сложные детали я отдал на лазерную резку, простые порезал скальпелем сам. Самолет был восстановлен на 100%. Причастность к крушению выдавали трещины на пластиковых деталях.

Но тут мне надоело поведение модели. Размеры маленькие (80 см размах), вес большой (715 гр), а тяга слабовата (Super Cobalt 400 на 8 банках 1050 мА*ч с пропеллером 7х4). Экперименты с заменой винта только уменьшили полетное время с четырех минут до трех. Бочки крутит, а петли - не хочет. Видимо, пришло время хотеть другой самолет. Но не покупать, а строить.

Выбор модели

Хотелось что-то красивое, похожее на мою Extra, но побольше. Главным критерием была простота постройки, или, по крайней мере, я должен был понимать, КАК строить, глядя на выбранный чертеж. Поиски в интернете привели меня на незамысловатый чертеж Ampmaster_jr от Al Eastman.

Чертеж не сильно детализирован, но сопровожден описанием, КАК это построить. Мне понравился этот самолет. Похож на Extra; кабина пилота почти у задней кромки крыла, а это дает возможность сделать огромный капот для доступа к батареям; заточен под электромотор. Прочтение описания выявило тот факт, что размеры самолета автор обусловил длиной имеющейся у него рейки под лонжерон крыла. У меня таких реек и досок не было! Были другие…

Изменение конструкции под имеющиеся материалы

Чертеж был суперпрост. Там не было зазоров между управляющими и несущими поверхностями, полок для аппаратуры, крепления шасси и т.д. Это, скорее, была схема, а не чертеж. Обзоры и статьи тех, кто уже делал этот самолет, выявили его недостатки. Так, используемый профиль CLARK Y (снизу плоский, а сверху выпуклый), хоть и придавал крылу большую подъемную силу, но отрицательно влиял на акробатические качества; нулевой V крыла при такой разнице корневой и конечной хорды сказывался на повышенной скорости сваливания; те, кто делал самолет побольше, чем оригинал, говорили о заметном улучшении летных качеств. Я не мог пропустить столь важных замечаний и прикинул свои возможности по изменению оригинальной конструкции.

Итак. CLARK Y лекго меняется в программе Profili2, она же и сгенерирует набор нервюр. V крыла образуется при склейке консолей. А размеры? Смотрю, какая самая длинная монолитная деталь в самолете: №1 - цельный лонжерон обеих консолей; №2 - бальзовая доска вдоль фюзеляжа. Цельный лонжерон не подходит (нет у меня таких длинных реек), а вот доска длиной 1 метр как раз есть. Рисую эту доску поверх чертежа, и увеличиваю чертеж так, чтобы длина фюзеляжа оказалась равной одному метру. Все остальное тоже увеличилось, включая толщину реек, которые мне и так казались чересчур толстые - 6 мм. Поэтому поверх чертежа я рисую свои 4 мм рейки, на стабилизаторе решил оставить 6 мм.

Итак, у меня получился мой чертеж, а слои, на которых был исходный, я удалил без зазрения совести. Шпангоуты я нарисовал свои, чтоб подходили под мой заранее купленный кокпит (canopy). Крепление и продув мотора я тоже нарисовал, исходя из технических характеристик заказанного ранее AXI 2820/10.

Нужные замеры из полученного чертежа я ввел в Real Flight G2. Этот симулятор показывал правдивое поведение моей существующей Экстры, поэтому у меня есть все основания доверять этой программе . Самолет получился очень вертлявым, но смещение центра тяжести на 2 см вперед решило эту проблему. Motocalc7 тоже хорошо отозвался о летных качествах при выбранной мной силовой установке (40А ESC, 10 cell 4/5 FAUP SANYO, AXI 2820/10, 10x6 – 12x6 Aeronaut пропеллеры).

Для винта 10х6 Motocalc7 посчитал, что модель годится для выполнения «практически всех аэробатических маневров»

Резка лазерным лучом

После борьбы с мыслями «Может, другой самолет? А вдруг этот плохо полетит?» я приступил к материализации цифрового рисунка в дерево. Выявил на рисунке те детали, которые требовали особой точности и аккуратности, разместил их на нарисованных досках и пошел резать.

Процесс настройки лазерного резака (5 параметров и по 100 значений в каждом) стоил мне потерянного дня, нескольких листов сожженой бальзы, нескольких десятков потерянных нервных клеток от общения с владельцем лазерной установки, который в настройках ничего не понимал. Но дело сделано. Как я резал фанеру для Extra у него раньше - это загадка. Может, проблем не было потому, что фанера огнеустойчивей бальзы?

Дома собрал консоли на полу, для прикидки как это будет выглядеть, и ... наступил нечаянно. На следующий день опять общался с владельцем лазерной установки...

Резка скальпелем

Терпения хватило на то, чтобы криво вырезать одну нервюру. Особо тяжко давались круглые отверстия и торчащие подпорки. Оценив потраченное время и усилия, я пересмотрел свое отношение к владельцу лазерной установки.

Тяжело резать точные нервюры, но несложно нарезать прямые рейки из бальзовых досок. Заодно приспособился срезать углы для получения треугольного стыка в элеронах.

Проба на стабилизаторе и киле

Итак, у меня было все готово к сборке. Надо начинать, а с чего? С простого! С того, что можно разломать и переделать. Для меня это оказался стабилизатор и киль. По фотографиям из Интернета я увидел, что многие части модели собирают прямо на разложенном и закрепленном на столе чертеже. Для большего сцепления реек при клейке надо было сделать пазы. Это нетрудно. Я сделал скальпелем поперечные надрезы на глубину 1-2 мм. Оказалось, что 1 мм достаточно для прочной склейки, а паз в 2 мм уменьшает прочность рейки в этом месте.

При сборке стабилизатора и киля я наловчился клеить циакрином и соблюдать параллели. Хвостовое оперение получилось достойным того, чтобы его я разломал и сделал заново. Анализ ошибок показал: не спешить, семь раз отмерять и ровно отрезать, учитывать скорость полимеризации циакрина; наждачка - подруга точности.

Изготовление крыла

Если с плоским стабилизатором все было понятно, то как собирать неплоское крыло, да еще и с таким количеством хрупких деталей? Мне было известно два способа: сборка на подпорках (building tabs); и сборка на рейках (jig holes). При генерации нервюр в программе Profili2 я учел оба способа, то есть обозначил дырки под мои 4х4 мм рейки и обозначил подпорки по задней кромке крыла, но так, чтобы эти подпорки не вылезали в область элеронов. Ширину элеронов я тоже сделал, исходя из наличия бальзовых треугольных в сечении досок. Учел толщину 1 мм бальзового покрытия (skin), и сделал пазы для лонжерона на 30% хорды. Это место совпало с наивысшей точкой профиля.

Интересный момент: та нервюра, которая была на пересечении крыла с фюзеляжем, была импортирована в AutoCAD, и на ее основе был сделан вырез в фюзеляжном каркасе. А сама нервюра была дополнена областью до низа фюзеляжа и вырезалась из 4 мм бальзы, а не из 1.5 мм, как все остальные нервюры.

Постройка крыла на рейках требовала дополнительной конструкции, которой у меня не было, а после того как я еще и наступил на собранную на рейках конструкцию, поломав 4 нервюры, пришел к выводу, что этот способ не для меня.

Сборка началась с того, что я булавками прикрепил рейку лонжерона к чертежу, маркером отметил места усадки нервюр, сделал еще три дубликата этой размеченной рейки и приступил к усадке. Точную прямую вертикаль обеспечивали ранее купленные для этой цели угольники. А продольное отклонение нервюр я соблюдал по линиям на чертеже.

Капля супербыстрого (thin) циакрина схватывала стык нервюры с рейкой лонжерона так быстро, что подпорка от предыдущей освобождалась для клейки следующей нервюры. После того, как все нервюры были усажены на первую лонжеронную рейку, я воткнул сверху в пазы нервюр вторую рейку. Благодаря обеспеченной вертикали каждой нервюры пазы совпали с промаркированными местами на рейке. По капле циакрина на стык и под груз, чтобы избежать крутки крыла на этой стадии.

Заднюю кромку я вырезал из 6 мм листа бальзы шириной, равной высоте заднего обреза нервюры, плюс 2 мм на обшивку. Приложив к чертежу и разметив места стыков, сделал миллиметровой глубины пазы - в них войдут нервюры. Проверив, что все пазы совпадают, я соорудил подпорки высотой от стола до нижней точки задней кромки. Эта высота у корневой и концевой хорды разная, поскольку профиль крыла непостоянный. Прочно усадив заднюю кромку на эти подпорки и загнав нервюры в пазы, я капнул немного циакрина на каждый узел стыка.

Передняя кромка клеилась так же и с тем же учетом обшивки 2 мм, только еще легче, так как опыт клейки задней кромки уже был. Во избежание круток и прогибов, всю конструкцию я пришпилил булавками к прямой доске и обмотал нитками, туго их стянув.

Пока сохло крыло, я приступил к изготовлению уплотнителя лонжерона (webbing). Его роль заключалась в том, чтобы создать дополнительную прочность крыла на изгиб и кручение. Это были перемычки между верхней и нижней рейкой лонжерона. Они вырезались из 2 мм бальзы таким образом, чтобы волокна располагались вертикально.

После того, как уплотнители были вклеены, я оставил крыло на ночь сохнуть под грузом. Проверка на возможную деформацию не выявила признаков крутки и прогибов, консоли получились на удивление ровными!

При генерации программой Profili2 было учтено, что крыло будет покрыто 1 мм слоем бальзы. Для экономии бальзы, веса и соблюдения технологии сборки, я выкроил куски, которыми дожны были покрыться 30% передней части крыла. Остатками я покрыл заднюю часть и нарезал перемычки, соединяющие обе обшивки по нервюрам. Передняя и задняя части обшивки сравнялись с высотой реек.

Изготовление фюзеляжа

Опыт восстановления Extra 330L дал мне представление о том, как делать фюзеляж.

По чертежу скальпелем вырезал две боковухи из 4 мм бальзы.

На одну из них я приклеил шпангоуты таким же способом, как нервюры к лонжерону (см. выше). Далее я легко, как конструктор LEGO, собрал скорлупу капота и батарейной полки.

Тут-то я и пожалел, что не все детали нарезал лазером. Вставил эту конструкцию в нижнюю часть фюзеляжа. Потом приклеил к торчащим шпангоутам вторую боковуху, низ заклеил вырезанным лазером треугольником.

В момент вклеивания продольных реек обнаружилась погрешность выреза под них на косом шпангоуте. Помог напильник. Тем же напильником я подогнал вырез для крыла, чтобы идеально стыковались крыло и фюзеляж.

Днище носа не было продумано в момент рисования чертежа. Его я сделал из остатков бальзы, облегчив оромными круглыми отверстиями. Так же, по месту, додумывал способ защелкивания крышки капота.

Подбор цвета обтяжки

Еще давно в каком-то RC-журнале увидел самолет черного цвета. Очень красиво смотрелся! В черном покрытии отражалось небо, блики солнца усиливали эффект черной эмали. Но положение в небе полностью черного самолета было бы плохо различимо. Поэтому я вооружился Photoshop'ом 7, и методом тыка подобрал желтые вклейки на фоторафии уже кем-то сделанного ампмастера. Получилась эдакая немецкая цветовая гамма. Для того, чтобы понять в полете, где брюхо и где спина самолета, я старался сделать их как можно более различимыми.

Установка аппаратуры

Поскольку сам самолет строился по принципу «что есть, из того и строим», тут тоже не пришлось выбирать из многого. На элероны по HS-81, на все остальное HS-55. В голову закралось сомнение, сможет ли одна HS-55 справиться с рулем высоты, учитывая площадь руля, вес самолета и длину плеча. Пришлось прокинуть тягу с килевой машинки на вторую половину руля высоты, а для новой машинки руля направления сделать отдельное гнездо с возможностью задействовать pull-pull. На передатчике сделал микс 2 и 7 каналов для руля высоты.

В местном магазине я узнал, что для длин проводов машинок до одного метра не требуются никакие подавители шумов и помех, поэтому я просто впаял удлинительные провода.

Обтяжка

Купленный ради этого специальный утюг оправдал себя удобством в использовании. До этого я пробовал пользоваться домашним утюгом – дешево, но неудобно. Обтяжку я начал с капота, и с первого раза ничего не получилось. Сорвал сморщенную обтяжку и далее действовал по инструкции, прилагающейся к пленке - точечно закрепил лоскут по углам, потом по кромкам, а потом приклеил все остальное. С морщинами боролся высокой температурой. После того, как я почувствовал поведение пленки при усадке, я смело приступил к обтяжке крыльев и фюзеляжа. Вся обтяжка заняла чуть более трех часов.

И обтянутый самолет два месяца ждал мотор и батареи…

Пробный полет

Наконец дождался!

Мотор установлен, батареи раскачаны и заряжены, тяга в домашних условиях опробована.

Очень страшно было разбивать свое творение в первый же полет, поэтому я все перепроверил по три раза: все расходы по рулям, направления рулей, центр тяжести, жесткость крепления батарей, крыла и шасси, даже потряс модель, чтобы убедиться в ее прочности.

Первый полет я доверил местному чемпиону. Он вдавил полный газ, модель сорвалась с места, метра через два оторвалась от земли и уверенно набрала высоту. Пилот сделал полукруг, полетел по прямой, сделал бочку, петлю, перевернул самолет на спину и летел так два круга, пошутив при этом, что я якобы забыл шасси приклеить… На мой вопрос, почему он не триммирует модель, он сказал, что никакого тримминга не требуется. Во радость-то! Первый полет - и он летит идеально!

После мягкой посадки у ног пилот посоветовал задействовать экспоненту на все рули, особенно на руль высоты, и дал кучу приятных отзывов о модели. Далее за пульт взялись мои дрожащие от волнения руки. На четвертой батарее я уже вертел самолет, как хотел. Единственное, что не получалось - это неограниченно долго лететь вертикально вверх, но этого я и не ожидал. Последующие полеты были более уверенными и полны акробатики. При расточительном использовании газа полетное время составляло более семи минут. При наличии четырех батарей и возможности заряжать их по две одновременно я могу не покидать летную площадку хоть целый день!

Считаем затраты

Для кого-то это дорого. Но если самолет разбивается, то теряется только бальза и пленка, остальное оборудование, как правило, не повреждается и может быть использовано в другом самолете.

Анализ ошибок

Несмотря на хороший результат, а именно: красивый самолет, хорошо летает, впечатляет ДВСников, есть несколько моментов, которые я бы покритиковал.

Первое, это этап конструирования в AutoCAD. Еще на этой стадии надо продумывать крепление машинок, защелки капота, выявлять распределение масс, уделять много внимания мелочам. А этого я не делал.

Второе, это этап сборки: стабилизатор я резал скальпелем, а не лазером, поэтому и получился он далеким от идеального.

Третье, это этап обтяжки. Все-таки надо было клеить черное внахлест на желтое, а не наоборот.

Четвертое, это принятие решений: не верить злым языкам, что летать не будет такой самолет. Он ведь летает!

Заключение

Результаты полетов превзошли даже оптимистичные ожидания. Самолет вел себя еще стабильней, чем его виртуальный клон в Real Flight G2.

Постройка оказалась не такой уж и сложной, как я представлял в начале. Мне говорили, что это не тот самолет, который надо строить первым, но я считаю, если человек уверен в своих возможностях, то он может строить этот самолет как первый и даже усложнять его!

Мягких посадок.

Файлы к статье