Кордовая пилотажная модель самолета
AIRCRAFT CORD FLYING MODEL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к авиамоделям и, в частности к кордовым пилотажным моделям самолета.
Предшествующий уровень техники
Для устойчивого управления кордовой моделью необходимо, чтобы корды были всегда натянуты. Для этой цели создают небольшой, фактически незаметный, крен модели на правую плоскость крыла, чтобы модель как бы пыталась «вылететь» из круга. Это достигается созданием несимметричности результирующих подъемных сил левой и правой стороны модели. На не пилотажных моделях для этого руль высоты располагают лишь на правой консоли стабилизатора. В результате на этой консоли создается отрицательная подъемная сила, которая и создает требуемую несимметричность.
Для создания на пилотажных моделях требуемой несимметричности подъемных сил используют три приема. Первый - левую консоль крыла выполняют по размаху больше правой, и второй - левый закрылок выполняют по размаху больше правого. На практике оба этих приема используют, как вместе, так и по отдельности.
Третий способ создания несимметричности подъемных сил консолей крыла осуществляется за счет разности углов отклонения закрылков консолей. Для этого рычаг закрылка левой консоли делают короче рычага на правой консоли.
Недостаток описанных способов создания несимметричности подъемных сил правой и левой сторон модели заключается в том, что при выполнении углов квадратных и треугольных фигур пилотажа консоли крыла создают весьма большие подъемные силы (перегрузка достигает 20 и более единиц) и, следовательно, создается весьма большая разница этих подъемных сил. Это обстоятельство приводит к тому, что модель испытывает на углах фигур нежелательные отклонения по крену, нарушающие чистоту выполнения фигуры.
Известна «Кордовая пилотажная модель самолета» по патенту РФ №2537869 (1). В этой модели разница подъемных сил создается не за счет разной геометрии и разных углов отклонения закрылков левой и правой консоли, а за счет того, что левый руль высоты в своем отклонении отстает от правого.
Недостаток указанной модели заключается в том, что левый руль используется с пониженной эффективностью. Кроме того, выполнение модели достаточно сложное, поскольку требует изготовления и настройки балансира и поводков.
Наиболее близким аналогом является кордовая пилотажная модель самолета, включающая фюзеляж, шасси, винтомоторную установку, крыло и стабилизатор с рулями высоты по патенту РФ №2647377 (2). В ней левая консоль крыла снабжена шарнирно связанным с ней триммером, на котором размещен грузик, отклоняющий триммер вниз за счет силы тяжести, момент которой превышает аэродинамический шарнирный момент триммера; при этом грузик размещен позади триммера и отклонение триммера вниз ограничено упорами.
При таком выполнении кордовой пилотажной модели самолета рули высоты работают с полной эффективностью, изготовление модели не характеризуется повышенной сложностью и создается необходимая разница подъемных сил правой и левой сторон модели, не зависящая от величины действующей перегрузки.
Однако указанной модели присущ следующий недостаток. Авиастроение - это борьба за наименьший вес самолета. Особенностью кордовых моделей является не только разность подъемных сил левой и правой сторон модели, но и наличие на законцовке правой консоли крыла компенсационного балласта, который уравновешивает силу тяжести корд, одним концом подвешенные на законцовке левой консоли крыла. По массе он равен 3% массы модели. Масса грузика триммера составляет 1,5% от массы модели, поэтому на такую же массу следует увеличить компенсационный балласт. В результате масса модели увеличивается на 3%, а это снижает ее эксплуатационные свойства.
В результате можно заключить, что современные кордовые модели обладают пониженными эксплуатационными свойствами.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эксплуатационных свойств кордовой пилотажной модели.
Сущность изобретения
Поставленная задача решается за счет того, что в кордовой пилотажной модели самолета, включающей фюзеляж, шасси, винтомоторную установку, балласт и крыло, снабженное шарнирно связанным с ним триммером с закрепленном на нем грузиком, и стабилизатор с рулями высоты, триммер размещен на правой консоли крыла, а грузик закреплен впереди триммера, при этом балласт уменьшен на величину массы грузика.
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 вид сбоку на заднюю часть правой консоли крыла; на фиг. 2 приведена схема сил, действующих на триммер и грузик.
Раскрытие изобретения
Кордовая пилотажная модель самолета включает фюзеляж, шасси, винтомоторную установку, балласт, крыло и стабилизатор с рулями высоты (не показанные на чертеже). Правая консоль 1 крыла снабжена шарнирно связанным с ней триммером 2, при этом на триммере 2, впереди него, размещен жестко связанный с ним посредством стержня 3 грузик 4. Отклонение триммера 2 вверх ограничено упором 5 при нормальном полете и упором 6 при перевернутом полете (вверх колесами). Упоры выполнены из стальной проволоки. Триммер 2 по форме в плане является геометрическим продолжением закрылка 7 и занимает порядка пятой части полуразмаха крыла.
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом. Сила тяжести грузика 4 создает момент, отклоняющий триммер 2 вверх. Этот момент превышает аэродинамический шарнирный момент триммера 2, возникающий при полете модели. В результате аэродинамического действия триммера 2 подъемная сила левой консоли несколько превышает подъемную силу правой консоли. Таким образом создается необходимая для кордовой модели разница подъемных сил левой и правой сторон модели. При этом разница подъемных сил не зависит от действующей перегрузки и на углах квадратных и треугольных фигур не возникает паразитных отклонений по крену.
Поскольку триммер размещен на правом конце крыла, то масса компенсационного балласта, утяжеляющего правую сторону крыла может быть уменьшена на величину массы грузика триммера. Поэтому такой вариант размещения триммера не приводит к утяжелению модели.
Кроме того, и упоры, и грузик триммера расположены с нижней стороны крыла, поэтому они не нарушают похожести модели на настоящий самолет, что является существенным для пилотажных моделей.
Технический результат заключается в том, что в данной модели создание необходимой разницы подъемных сил правой и левой сторон модели с помощью триммера, отклоняемого за счет силы тяжести, не приводит к утяжелению модели и снижению ее эксплуатационных свойств.
Рассчитаем необходимую массу грузика триммера для крыла площадью 9,6 кв.дм, для этого воспользуемся формулой для аэродинамического шарнирного момента элерона (3)
2
M=0.01*ϕ*ρ*V*S*b/2
где ϕ - угол отклонения триммера, 10 градусов
3
ρ - плотность воздуха, 1.25 кг/М
V - скорость модели, 15 М/с
-3
2
S - площадь триммера, 1.44*10 М
-2
b - средняя аэродинамическая хорда триммера, 1.8*10 М.
В результате получим
-4
М=3.66*10 НМ
Аэродинамический шарнирный момент триммера должен быть меньше момента силы тяжести грузика относительно оси вращения триммера, для расчета уравниваем их
M=m*g*L
-2
где L - расстояние грузика от оси вращения, 5*10 М
m - масса грузика, кг
2
g - ускорение свободного падения, 9.81 М/с.
В результате получим
-3
m=0.73*10 кг.
Аналогично запасу прочности вводим запас надежности, равный 2, и в конечном счете с округлением получим, что необходимая масса грузика равна 1,5 грамма.
Источники информации
1. Патент РФ №2537869.
2. Патент РФ №2647377.
3. С.М. Егер. Проектирование самолетов. М.: «Машиностроение», 1983.