АВИАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ

Полезная модель относится к авиационным моделям самолетов и вертолетов, а также к другим типам авиационных моделей тяжелее воздуха и может быть использована для создания игрушечных летающих моделей, также может быть использована для создания кордовых моделей, как повторяющих в виде копий действительные прототипы, так и собственных разработок.
Общей проблемой летающих авиамоделей является двигатель, точнее продолжительность его работы в полете, также его сложность и, конечно, стоимость.
На первых моделях использовали «резиновые» двигатели, на основе растягивающихся резиновых полос, в которых использовалась тяга скрученной в пружину резиновой ленты. При всей простоте ими нельзя было управлять, запустил модель и она летит пока хватит запаса скрученной в пружину ленты..
Также широко известны игрушечные летающие модели, в которых в качестве двигателей используется энергия сжатой механической пружины. Понятно, что время полета таких моделей очень мало, а управления практически нет.
Затем стали использовать бензиновые двигатели. Ими уже можно управлять по тяге (с помощью корда) и по тангажу, при помощи так называемого коромысла.
Недостатки: малогабаритный бензиновый двигатель это очень сложно, по существу это произведение искусства, а следовательно и дорого. Кроме того двигатель имеет ограниченный моторесурс и ограниченное время полета из-за конечного запаса бензина,. Обычно не превышающее 10 минут.
Есть небольшое число кордовых моделей с электродвигателями, но они не нашли широкого применения, т.к. батарейки или аккумулятор находятся внутри модели, что создает ряд неудобств: утяжеляет модель, невозможность регулировки тяги в полете, ограниченное время полета.
В последнее время широко применяется радиоуправление кордовыми моделями, но это еще больше удорожает стоимость моделей, а время полета не увеличивается, правда несколько упрощается управление, т.к. не связано с кордовыми нитями.
Известна «Кордовая модель самолета», см. свидетельство на полезную модель №21529, включающая в себя планер с основным конструктивно-силовым элементом в виде кессона крыла и электродвигатель, соединенный с источником тока посредством укрепленных на ручке управления кордов, отличающаяся тем, что планер модели снабжен гильзой, форма поперечного сечения которой аналогична форме поперечного сечения корпуса электродвигателя, и при этом гильза жестко связана с кессоном крыла - аналог.
Ее недостатки: это чисто авторская разработка, следовательно очень дорогая. Кроме того, использовать ее в игрушечном варианте в силу дороговизны практически нереально, далее назовем игрушечный вариант - демонстрационным.
В настоящее время широко выпускаются кордовые авиамодели с радиоуправлением. Эти авиамодели представляют собой копии известных самолетов, таких как ME-109, И-16, И-153 и др., см. www.pilotage-rc.ru. Эти модели делаются в различных масштабах от 1:72 до 1:10. При масштабах 1:72 и 1:48 эти кордовые компактные модели, при меньших масштабах это уже стадионные, уличные. Эти модели без начинки стоят уже тысячи рублей, а пультом управления, который сам стоит (в зависимости от конкретной модели) до 20 и более тысяч рублей. Понятно, что такие авиамодели школьник5ам не по карману, хотя они красивые, хорошие копии, прекрасно летают. Сейчас все радиоуправляемые авиамодели оснащены электродвигателями с аккумулятором внутри фюзеляжа.
Также известна «Электрическая модель самолета», см. патент РФ на изобретение №2247588, имеющая следующую формулу: электрическая модель самолета, содержащая конструктивно-силовой планер с несущим крылом и по меньшей мере одну винтомоторную установку, включающую воздушный винт и электродвигатель, отличающаяся тем, что площадь крыла составляет от семи с половиной до одиннадцати квадратных дециметров, а отношение квадрата размаха крыла к его площади не менее двух целых восьми десятых и не более четырех целых двух десятых относительных единиц, причем отношение массы модели к площади крыла не меньше семи грамм, деленных на квадратный дециметр, а отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла не более четырех десятых относительных единиц, при этом электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии не меньше произведения величины, равной двум десятым Ома на число винтомоторных установок - ПРОТОТИП.
Недостатки те же, что и в аналоге.
Технической задачей полезной модели является резкое снижение ее себестоимости и улучшение эксплуатационных качеств демонстрационной модели с увеличением зрелищных игровых эффектов при достаточно низкой продажной стоимости, доступной для любого покупателя.
Для решения поставленной задачи предлагается «Авиационная модель», включающая в себя планер с основными конструктивными элементами и электродвигатель, соединенный с источником питания посредством укрепленных на ручке управления кордов, отличающаяся тем, что планер взят из покупной масштабной модели или изготовленной вручную, электродвигатель с винтом помещен и закреплен на месте винтомоторной установки, в хвостовой части планера размещается балансир таким образом, чтобы центр давления авиамодели совпадал с ее центром тяжести, т.е. центровка нейтральная, причем авиационная модель имеет два скоростных режима полета, один - максимальный для собственно демонстрационного полета, определяемый полной мощностью электродвигателя, второй - взлетопосадочный, по сути тоже демонстрационный, - по минимально разрешенной посадочной скорости для конкретного типа модели, определяемой взлетопосадочными характеристиками модели, причем переключение режимов происходит микротумблером, расположенным на ручке управления моделью, на которой также находится микрокнопки включения аэронавигационных огней, трассера и огневой установки с фотопулеметом; в ней предусмотрены аэронавигационные огни и посадочная фара, получающие питание от того же источника и включаемые в темное время суток для создания зрелищного эффекта; в ней предусмотрен трассер, получаемый питание от микроампулы и включаемый в светлое время суток для создания зрелищного эффекта; в ней предусмотрены светодиоды, имитирующие огневые установки самолета, и помещенные на их место, работающие в пульс-парном режиме, и фотопулемет, фиксирующий степень точности огня в режиме кордового боя, причем фотопулемет включается одновременно с включением огневой установки с фиксацией времени для получения объективных данных кордового боя; в качестве фотопулемета может быть использована цифровая микрофотокамера, например, от мобильного телефона.
Двигателем модели обычно не комплектуются, предлагая покупателю выбрать из готовых, либо изготовить самим.
Стандартные летающие авиамодели делаются во всем мире в масштабе 1:72, 1:48, 1:10. В весовом масштабе вес не регламентируется: обычно вес тоже пропорционален масштабу. Из этого следует, что установка в авиамодель электродвигатель на место, где должна находится электромоторная группа и балансировка центра тяжести авиамодели не ухудшает летные характеристики с точки зрения нагрузки на крыло, а только приблизят к реальным.
Диаметр винта авиамодели выбирается из стандартного условия: отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла должно быть не более 0,4 отн.ед.
Далее, мощность электродвигателя в винтомоторной установке определяется также стандартно: электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии (с невращающимся якорем) не меньше произведения величины 0,2 Ома на число винтомоторных установок, при числе последних равном единице, сопротивление электродвигателя равно 0,25 Ома, что >0,2×1 Ома.
Т.к. стандартные масштабные авиамодели предназначены и для кордовых полетов, то величина допустимых перегрузок на них в полете не превышает 1-3 ед., что вполне допустимо для демонстрационных полетов. В случае использования авиамодели в кордовых соревнованиях этого явно недостаточно, поэтому следует усилить конструкцию, что требует дополнительных расчетов, средств и пр.
Поэтому лучше договориться с заводом-изготовителем на выпуск кордовых моделей с учетом всех предъявляемых требований по данному предлагаемому техническому решению.
Таким образом доработка своими силами летающей авиамодели в демонстрационную является довольно простой задачей и вполне доступна даже начинающему авиамоделисту. Автором была сделана летающая авиамодель «Спитфайера», которая показала хорошие летные качества, продолжительное время полета (более получаса) при питании электродвигателя от одной батарейки типа «Крона».
Достоинства переделанной модели следующие: низкая стоимость (в основном это стоимость планера от 500 до 2000 руб.), батарейка «Крона» стоит 25 руб., пульт управления самодельный (из мыльницы),корды из проводов - 2 руб./метр.
Сколько же удовольствия получают малыши 7-12 лет, управляя такой моделью, это надо видеть. Проверено.
Для улучшения игровых качеств модели повышения зрелищности можно сделать аэронавигационные огни и посадочную фару, включаемые в темное время суток. В дневное время можно включать трассер. Все это очень легко сделать, а стоит немного. Если же такую модель запустить в серийное производство, то она будет пользоваться очень большим спросом, ведь в мире выпускаются десятки, если не сотни различных копий самолетов и вертолетов различных стран.
Пример сборки авиамодели.
Берется сборная модель самолета, например, такого популярного как Як-3. На место двигателя в винтомоторной группе подбирается подходящий по размеру коллекторный электродвигатель постоянного тока из целого ряда, серийно выпускаемых в КНР, ставится и крепится на место (на клей, в специально изготовленный для него стакан или любыми другими удобным способом). После чего подбирается балансир и крепится в фюзеляже в хвостовой части таким образом, чтобы центр тяжести модели совпадал с центром давления.
От электродвигателя выводятся провода питания, которые находятся внутри кордов. Затем производится окончательная сборка авиамодели с креплением тянущих винтов. Винты на всех авиамоделях выполнены обычно очень точно.
Затем идет проверка модели на руках, путем подсоединения батарейки к проводам кордов с целью правильности вращения винта (чтобы тянул, а не отталкивал) после чего закрепляются корды на ручке (пульте) управления, куда вставляется батарейка и крепятся корды. Авиамодель к взлету готова.
Установка аэронавигационных огней и посадочной фары, трассера и пр., производится в процессе сборки по желанию. Это уже как «бантик».