К вопросу о постройке летающих моделей

Вступление

В этом хобби существует очень старая поговорка: если ты летаешь, ты разбиваешься. Умения и опыт только уменьшают количество аварий.

На личном опыте я уже много раз убеждался в истинности этой поговорки, но, как мне кажется, никому не удалось её опровергнуть. Попросту невозможно избежать поломок модели, независимо от того, как опытен и осторожен будет пилот. Тем, кого не устраивает перспектива аварий и необходимости восстановления моделей, я всегда рекомендую сменить хобби на, например... коллекционирование бутылок.

К сожалению для новичков, тяжёлые аварии случаются слишком часто и слишком часто приводят к полной потере заинтересованности авиамоделизмом. Ваши деньги в прямом смысле слова выбрасываются на ветер. Даже когда модель восстановима, она быстро теряет свой первоначальный блеск и привлекательность, и всё меньше нравится её владельцу.

К счастью, существует несколько способов, которые помогут вам пройти этот трудный этап.

«Неразбиваемые» модели

Без сомнения, наиболее простой способ избежать разочарования от аварий при обучении пилотированию – построить или купить „неразбиваемую” модель. Огромную популярность за последние несколько лет приобрели модели из ЕРР – материала, возникшего от брака хорошо известных родителей: пенопласта и резины. Из ЕРР строят практически всё – от метательных планеров до тренеров, включая модели с ДВС. Основная часть планера модели делается из нескольких кусков материала, изогнутых, вырезанных и ошлифованных для достижения требуемой формы. Ролик липкой ленты придаёт некоторую прочность и жёсткость конструкции. Минимальное количество элементов из древесины и композитных материалов вклеивается в конструкцию в местах монтажа двигательной установки и сочленений элементов. Бортовая электроника устанавливается в нишах, вырезанных непосредственно в самом материале и крепится всё той-же липкой лентой. Даже при сильном повреждении эти элементы не „разбрызгиваются” вокруг места падения, как это часто бывает в моделях традиционной конструкции.

Модели из ЕРР и пенопласта очень просты в постройке, дешевы и выдерживают страшные удары о твёрдую поверхность.

Но есть и обратная сторона медали. Очень скоро модель начинает выглядеть неряшливо и со временем её вид только ухудшается. За всё приходится платить – здесь платой есть всё худшее поведение модели в воздухе от нарушения первоначальной формы, растущий вес от клея и смолы в местах восстановления разорванных крыльев и фюзеляжа. Пилот, привыкший к тому, что его модель не разбивается, с трудом делает шаг в сторону других конструкций, а иногда и не делает его вообще. Весь его ангар заполненяется килограммами ЕРР, уже не летающего, ещё не летающего и активно летающего.

Не следует забывать и о структуральных ограничениях, накладываемых выбранным материалом. Сам ЕРР, как и его родитель – пенопласт, скорее плохой конструкционный материал. Поэтому размеры моделей, изготовленных из него скромные, а связанные с этим их лётные качества более чем посредственные. Желание построить большую модель ведёт к необходимости широко использовать разнообразные деревянные и композитные элементы. Очень быстро такая конструкция становится дороже и тяжелее традиционной и, кроме того, теряет своё основное преимущество – стойкость к повреждениям и ударам.

В том же ряду стоят и модели из другого „неубиенного” материала – коропласта. Вес и размеры моделей из него изготовленных, однозначно квалифицируют их для использования с ДВС, но существуют и примеры успешных коропластовых планеров, таких, как „Mugi”.

Все вышеперечисленные модели можно смело рекомендовать начинающим, но не стоит забывать – они предназначены прежде всего для первых шагов в моделизме.

Договорись с инструктором

Все согласятся с утверждением, что лучший путь стать пилотом - это иметь рядом с собой опытного инструктора, готового помочь в каждую минуту и «провести за руку» при первых шагах в этом далеко не простом хобби. Инструктор поможет вам правильно собрать и настроить модель. Инструктор поможет вам запустить, обкатать и отрегулировать двигатель. Инструктор научит вас обращению с дорогостоящей моделью. Инструктор поможет вам поднять модель в её первый полёт.

Для большинства начинающих пилотов наибольшей трудностью является правильная и аккуратная посадка, самый сложный элемент каждого полёта. Перед посадкой инструктор наблюдает за вами и своими советами позволяет набрать уверенности в управлении. Посадка – самое частое время для несчастья. В этот момент смело можете передать управление инструктору -и вы будете спокойнее, и ваша модель останется цела. Разбитая модель- цена нереализованных амбиций.

Умение управлять моделью в прямом полёте, „вытягивать” её из аварийных ситуаций неоценимы при построении захода на посадку. Поэтому не стесняйтесь просить помощи и совета у более опытных пилотов – зачастую их опыт есть результат коротких полётов и долгих часов при восстановлении разбитых самолётов.

Избегайте „кирпичей”

Очень часто начинающие пилоты пробуют учиться пилотированию на электропланерах „для начинающих” и традиционных „тренерах” – огромное их разнообразие предлагается практически каждой фирмой-производителем и магазинами-продавцами. В общем случае это далеко не самый лучший выбор, за исключением ситуаций, когда выбора нет. Главный недостаток таких моделей – кажущаяся стойкость к повреждениям и ремонтопригодность по отношению к весу и скорости модели. Проще говоря – чем больше модель весит, тем большую кинетическую энергию она имеет и тем громче будет трещать и скрипеть при ударе о землю. Такие „кирпичи” ведут себя в аварийных ситуациях гораздо хуже, чем их братья в сверхлёгкой весовой категории.

Давайте взглянём на числа... Сравним два планера одного известного производителя – Goldberg Gentle Lady (планер) и Goldberg Electra (электропланер). Днные модели выбраны только и исключительно как пример.

Сёстры-близнецы, с точки зрения конструкции, материалов и лётных характеристик, с очень небольшой разницей. Самое большое различие – мотор, редуктор, пропеллер, батареи и регулятор, установленные в Goldbeg Electra. Обыкновенный планер Gentle Lady весит, как правило, около 800 грамм. Вес Goldberg Electra приближается к 1,5 килогаммам, со всеми элементами электропривода на борту. Давайте посчитаем посадочную скорость и кинетическую энергию.

Скорость сваливания. С большим упрощением можно сказать, что скорость сваливания Vсвал. = 3,7*(p) ^1/2. Добавим 20%, как запас для типичной посадочной скорости. Для Gentle Lady, с полётным весом в 800 граммов и площадью крыла в 42,77 дм ² получаем удельную нагрузку на крыло poв 19 г/дм ². Такая удельная нагрузка позволит получить посадочную скорость в Vпосад. =(3,7*19 ^1/2)+20% ~ 5 м/с. Для Golberg Electra, с её весом в почти 1,5 кг, получим следующие величины: Vпосад. =(3,7*36 ^1/2)+20% ~ 6,6 м/c . Посадочная скорость почти на треть выше для электропланера, по сравнению с „чистым” планером. Не выглядит катастрофически, но... Настоящая проблема в кинетической энергии, которая „убивает” планер при неудачной посадке.

Формула расчёта кинетической энергии – Е _k = ¹/ ₂mV ². Получаем значения для сравниваемых моделей:

• Gentle Lady: Е _k = ¹/ ₂*(0,8*9,8)*5 ² = 98 Дж
• Electra: Е _k = ¹/ ₂*(1,5*9,8)*6,6 ² = 320 Дж !!!

Разница более чем в три раза! Представьте себе, что случится с обеими моделями при неудачном контакте с поверхностью на посадочной скорости. Вот она, прямая зависимость между весом модели и времени её восстановления после аварии...

Пережить падение

Можете не верить, но существует множество способов сделать вашу модель стойкой к повреждениям. Как вы видели, ограничение веса является одним из способов, реально увеличивающих шансы вашей модели пережить аварию. Модели для зала, как правило, весят около 30-40 г и без ущерба для здоровья сталкиваются со стенами и гимнастическими снарядами. Точно так же двухметровый планер с легкой бальзовой конструкцией лучше перенесёт удар, чем такой же в размерах композитный спортивный снаряд, весящий в два-три раза больше. При этом, однако, не следует забывать, что лёгкий планер намного хуже воспринимает лётные нагрузки – ведь он не расчитан на них.

Крыло, легко отделяющееся от фюзеляжа, чрезвычайно повышает шансы вашей модели выжить при ударе консолью о поверность. Монтаж крыла на резинках уже многие годы пользуется необыкновенной популярностью в моделях для начинающих пилотов. Растягиваясь (и, быть может, разрываясь), резина поглощает массу энергии, снимая тем самым разрушающую нагрузку с фюзеляжа и крыла модели.

Многие элементы модели можно запроектировать как структуры, поглощающие и рассеивающие ударные нагрузки. Секрет в правильном использовании диагональных, клиновидных и эластичных элементов. Все концевые соединения элементов конструкции должны быть выполнены с накладками, позволяющими избежать концентрации напряжений. Диагональные распорки между силовыми элементами помогут распределить нагрузку по всей структуре модели.

Многократно нагруженные элементы позволяют исключить одиночные пункты отказа. Несколько лёгких и тонких стрингеров работают лучше, чем один большой и толстый элемент, несущий всю нагрузку. Поломка одного из восьми стрингеров не приведёт к аварии, но поломка единственной балки...

Следующий фактор, увеличивающий шансы выжить – размещение элементов бортовой электроники и батарей. К примеру - сервомеханизмы привода элеронов весят, казалось бы, немного. Но установленные ближе к концам крыла, они будут создавать усилие на большем плече и, соответственно, создавать большую разрущающую нагрузку.

Электролётчики, в большинстве своём, тщательно продумывают, где и как разместить ходовую батарею, чаще всего самый тяжёлый элемент модели.

Размещая её на наклонной подставке, вы позволите батарее при ударе переместиться вперёд и вверх, покидая фюзеляж модели без нанесения тяжких повреждений. В противном случае полукилограмовый пакет превратится в кувалду, сметающую и разбивающую всё на своём пути к земле...Никогда не стоит пытаться намертво закрепить ходовую батарею в модели. Так или иначе она всегда сорвёт крепления и найдёт себе кратчайшую дорогу к выходу, вопрос только в том – что на этом пути она разрушит.

Время восстанавливать...

Быть может, это опять прозвучит банально, но... даже если ваша модель дожила до конца полётного дня, это вовсе не значит, что она переживёт следующий.

Если же авария случилась, и повреждения минимальны - на 90% можно быть уверенным, что модель можно будет отремонтировать в поле. Многие моделисты традиционно возят в поле клей, кусочки бальзы и фанеры, нож, липкую ленту и многое-многое другое... Удивительно быстро можно восстановить повреждения и вновь подняться в небо, а вернувшись домой провести капитальный ремонт. Конечно, кажущаяся лёгкость повреждений бывает обманчива, и в горячке полётного дня можно не заметить сломанного лонжерона. О последствиях такого полёта говорить, я думаю, нет необходимости.

В случае, когда авария серьёзнее... Нет другого выхода, кроме как собрать модель и ехать домой. Постарайтесь найти все элементы и кусочки модели, независимо от того, как они малы. Восстановление разбитой модели иногда напоминает укладывание мозаики и потерянный маленький кусочек может оказаться именно тем ключом, которого не хватает.

Большие восстановительные работы могут потребовать изготовления специальных стапелей и шаблонов, которые будут удерживать конструкцию и элементы в заданном месте. Быть может, вам придётся заново изготовить некоторые элементы – уверены ли вы, что сохранили рабочие чертежи и записки? Часто бывает проще и быстрее построить новую консоль крыла, чем восстанавливать разбитое крыло по частям.

Кроме того, тщательно проверьте все силовые элементы планера модели – иногда скрытые повреждения трудно заметить, а последствия могут быть печальны. Разорванный клеевой шов трудно найти, но тем не менее он есть и его нужно восстановить.

Проверьте функционирование бортовой электроники и старайтесь не использовать повторно ничего, что вызывает хотя бы малейшие сомнения в работоспособности и надёжности. За трещиной в корпусе сервомеханизма может скрываться оторванный провод или выломанные зубъя шестерни редуктора.

Очень важно при восстановлении модели вести работы в правильной последовательности. За редкими исключениями, не позволяйте разбитой модели собирать пыль на стелаже. С каждым днём будет всё сложнее вспомнить и определить – что именно повреждено и что необходимо восстановить.Верьте или нет, но ремонт - это такой же моделизм, как и строительство. Увидеть восстановленную модель вновь в воздухе – ради этого стоило работать, не так ли?

Самое печальное, что можно видеть иногда на поле - это начинающий пилот, с красивой, дорогой моделью. Один, без инструктора, без опыта, но с огроными амбициями. Пятнадцатисекундный полёт, удар... и из не очень разбитой модели вырывается электроника, а „моделист” едет домой. А остатки вполне ремонтопригодной модели жалко гниют в траве...Никогда не забывайте простого жизненного правила: чаще всего, чем страшнее выглядит разрушение модели, тем проще её восстановить. Поэтому никогда не выбрасывайте «дрова», а везите их домой и смело клейте. Относитесь к моделям с любовью, и они отплатят вам тем же.

В статье использованы фотографии, найденные на форуме RC Groups.