Кордовая пилотажная модель самолета
AIRCRAFT AEROBATIC FLIGHT MODEL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к авиамоделям и, в частности, к кордовым пилотажным моделям самолета.
Предшествующий уровень техники
Известна кордовая пилотажная модель самолета схемы «нормальная», в которой в качестве аэродинамической управляющей поверхности используется руль высоты, размещенный на стабилизаторе [1].
Наиболее близким аналогом является кордовая пилотажная модель самолета схемы «нормальная», содержащая крыло, шасси, по крайней мере, одну двигательную установку, управляющие аэродинамические поверхности и систему для управления по продольному каналу [2].
Недостаток описанной модели заключается в том, что управляющие поверхности в виде рулей высоты на стабилизаторе и закрылков крыла используются, как при выполнении резких эволюций на углах квадратных и треугольных фигур пилотажа, так и при плавных эволюциях, необходимых для выполнения круглых фигур. Поэтому освоение выполнения квадратных и треугольных фигур пилотажа характеризуется чрезвычайной сложностью. В силу изложенных причин современные кордовые пилотажные модели обладают пониженными эксплуатационными характеристиками.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эксплуатационных характеристик кордовой пилотажной модели.
Сущность изобретения
Поставленная задача решается за счет того, что в кордовой пилотажной модели самолета схем «утка» или «нормальная», содержащей крыло, шасси, по крайней мере, одну двигательную установку, управляющие аэродинамические поверхности и систему управления по продольному каналу, по крайней мере одна из управляющих поверхностей при небольших и средних углах атаки модели не зависит от системы управления и свободно ориентируется вдоль встречного воздушного потока, а при больших углах атаки состоит в непосредственной связи с системой управления и отклоняется под ее воздействием, при этом в схеме «утка» в роли такой поверхности служит переднее горизонтальное оперение, а в нормальной схеме - закрылки крыла.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленной кордовой пилотажной модели самолета с использованием чертежей, на которых показано:
на фиг. 1 изображен общий вид заявляемой модели, выполненной по схеме «утка»;
на фиг. 2 приведена схема связей управляющих поверхностей с системой управления.
Раскрытие изобретения
Устройство «Кордовая пилотажная модель самолета» содержит выполненное с обратной стреловидностью крыло 1, фюзеляж 2, две двигательные установки 3, (см. фиг. 1). Аэродинамические управляющие поверхности представлены в виде рулей высоты 4, размещенных на крыле 1, и цельноповоротного переднего горизонтального оперения (ПГО) 5. Шасси, содержащееся в модели, на чертежах не представлено. Система управления по продольному каналу включает в себя главную качалку 6 с кордами 7, тягу 8, связывающую качалку 6 с рулями высоты 4, вспомогательную качалку 9 и тягу 10, служащую для отклонения ПГО 5 на больших углах атаки (см. фиг. 2). ПГО 5, главная качалка 6 и вспомогательная качалка 9 укреплены на фюзеляже с помощью шарниров 11, 12 и 13. ПГО 5 отклоняется с помощью жестко связанного с ним кабанчика 14, на который при больших углах атаки воздействуют шип 15 прямого пилотажа или шип 16 обратного пилотажа. Шипы 15 и 16 жестко закреплены на тяге 10.
Устройство «Кордовая пилотажная модель самолета» работает следующим образом. На фиг. 2 сплошными линиями показано положение управляющих поверхностей, крыла и элементов системы управления при горизонтальном нормальном полете модели. При этом для наглядности качалки 6 и 9 условно повернуты на 90 градусов. В этом случае угол атаки крыла 1 модели является малым и составляет примерно плюс 2 градуса. Контакт между шипами 15 и 16 с кабанчиком 14 отсутствует, поэтому ПГО 5 не связано с системой управления, оно само ориентируется по потоку, т.е. работает во флюгерном режиме, вследствие чего подъемная сила им не создается. Поскольку ПГО 5 ориентировано вдоль встречного потока, по отношению к продольной оси модели оно наклонено под углом минус 2 градуса. Вследствие того, что подъемная сила создается только крылом 1, центровка модели соответствует схеме «бесхвостка» и ее центр масс находится на 15-20% от начала средней аэродинамической хорды (САХ) крыла, чем обеспечивается продольная устойчивость полета модели.
На чертежах не отражено наличие балансирного груза, но балансировка ПГО совершенно обязательна для его работоспособности.
Вторым режимом полета модели является выполнение круглых фигур пилотажного комплекса. При этом рабочими являются средние углы атаки, находящиеся в области плюс 6 градусов. В этом режиме ПГО 5 работает также во флюгерном режиме, и подъемная сила им не создается. По отношению к оси модели оно будет наклонено под углом минус 6 градусов. Это положение ПГО отмечено на чертеже штриховыми линиями.
Особый режим испытывает модель при выполнении углов квадратных и треугольных фигур комплекса. В нем реализуются перегрузки в 15-20 единиц и указанные эволюции выполняется на максимальных углах атаки, достигающих 20-25 градусов. При отклонении главной качалки 6 за положение, соответствующее средним углам атаки, шип 15 прямого пилотажа вступает в контакт с кабанчиком 14 цельноповоротного ПГО 5, толкает его и отклоняет из флюгерного положения в область положительных углов атаки. Штриховыми линиями отражено положение ПГО 5 при максимальных положительных углах атаки модели, а также соответствующее им положение качалок 6, 9, и тяги 10.
При выполнении обратного пилотажа шип 15 уже не работает при любых углах атаки, но при больших углах атаки работает шип 16 обратного пилотажа.
Поскольку при больших углах атаки ПГО 5 не имеет возможности флюгировать и создает подъемную силу, то фокус модели весьма существенно смещается вперед, он оказывается значительно впереди центра масс модели и модель становится статически неустойчивой по продольному каналу. В результате скорость эволюции при выполнении углов квадратных и треугольных фигур возрастает. Углы фигур фактически и визуально становятся острее.
Выбор схемы «утка» с крылом обратной стреловидности и двумя моторами, скомпонованными в передней части крыла, позволяет разместить их в непосредственной близости к центру масс модели по продольной оси. Это существенно снижает момент инерции модели относительно поперечной оси, что способствует увеличению скорости эволюции модели.
Изобретение может быть применено и в схеме «нормальная». При этом, в отличие от аналогов, во флюгерном режиме при небольших и средних углах атаки работают закрылки крыла. Они включаются в работу при больших углах атаки, т.е. при выполнении углов квадратных и треугольных фигур. Связь их с системой управления выполняется аналогично выше описанному примеру.
Здесь при включении в работу закрылков крыла модель остается статически устойчивой, но в результате резкого увеличения подъемной силы крыла значительно увеличивается момент пары разнонаправленных сил крыла и стабилизатора, и, следовательно, существенно увеличивается скорость эволюции модели. Хотя «нормальная» схема проигрывает схеме «утка» по аэродинамике, но ее достоинство в том, что существующие модели легко перенастроить согласно предлагаемому изобретению. Для этого необходимо, всего лишь, изменить конструкцию тяги закрылков и отбалансировать их.
Технический результат
Управление предлагаемой моделью на углах квадратных и треугольных фигур становится более острым, за счет чего чувствительность управления на выполнении круглых фигур можно существенно затрубить, что повышает чистоту их выполнения, а также чистоту выполнения прямолинейных участков остроугольных фигур.
В связи с тем, что порядка 20% несущей площади модели работает во флюгерном режиме, то на такую же величину уменьшается парусность модели. Поэтому влияние ветра на траекторию полета модели заметно снижается, что отражается на уменьшении воздействия ветра на форму выполняемой фигуры.
Изложенные обстоятельства повышают эксплуатационные характеристики кордовой пилотажной модели самолета.
Источники информации
1. И. Искусных. Кордовая с электродвигателем. Журнал «Моделист-конструктор», №7, 2017 г. стр. 19-20.
2. Патент РФ на изобретение №2647377. Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №8, 2018 г.