Глава II

 

ВЫБОР ПРОТОТИПА И ЧЕРТЕЖ

4. Чертеж модели

По подробности он должен быть таким же, как и чертеж оригинала, по размеру - в выбранном масштабе к оригиналу и 1:1 к модели. Кроме всех элементов чертежа оригинала рабочий чертеж должен иметь также детали, присущие только модели. Например, при конструировании фюзеляжа на рабочем чертеже должны быть все видимые внешние элементы конструкции прототипа, а силовой набор может быть иным, присущим уже модели, но внешне на модели он не должен быть видимым. Фюзеляж, как и другие детали, имеющие жесткую обшивку, скрывает силовой набор, поэтому на модели нет необходимости повторять силовой набор прототипа, его обычно упрощают, оставляя лишь внешнее сходство. Если же не прототипе крыло, оперение и часть фюзеляжа имеют мягкую обшивку и силовой набор просматривается, необходимо сохранить все элементы конструкции прототипа или имитировать их. Для этого все эти элементы должны быть нанесены на рабочий чертеж модели.

Конечно, втиснуть все детали конструкции модели в три проекции невозможно, поэтому на чертеже должны быть отдельно вынесены детали и узлы, особенно детали внутренней конструкции и оборудования: конструкция шасси, детали системы крепления и уборки шасси, щитков и т. п.; элементы крепления отдельных узлов подвески рулей, система управления рулями, двигателем, механизацией; оборудование кабины (кабин); элементы раскроя обшивки; схема окраски и маркировки. Отдельно вычерчиваются также элементы конструкции модели (шпангоуты, узлы усиления и крепления, нервюры крыла, сечения отдельных элементов и т.д.). Кроме того, необходимо продумать и вычертить приспособления для сборки отдельных элементов модели (стапель, контршаблоны и т.п.).

Есть несколько способов изготовления рабочего чертежа модели. Как правило, чертеж оригинала приходится увеличивать в несколько раз. Часто рекомендуют увеличивать чертеж фотоспособом или через эпидиаскоп. С помощью эпидиаскопа можно сделать грубый, прикидочный чертеж в трех проекциях с последующим уточнением. Более точный способ увеличения - с помощью пантографа, который можно изготовить и самому. Но чаще всего моделисты пользуются миллиметровой бумагой, циркулем, линейкой и лекалами.

Рис. 3.

Для работы с чертежом желательно изготовить масштабную линейку (рис. 3). Чаще всего для этого скрепляют по длине несколько обычных деревянных линеек с миллиметровыми делениями. Общая длина масштабной линейки должна быть не менее наибольшего размера модели (чаще всего это полный размах крыла). На чистой грани линейки выполняют масштабную шкалу, где каждое наименьшее деление наносится через столько миллиметров, во сколько раз необходимо увеличить чертеж. К примеру, масштаб выбран 5:1, то есть чертеж оригинала необходимо увеличить в 5 раз. Значит на масштабной шкале каждое наименьшее деление должно быть равно 5 миллиметрам. Масштабная линейка понадобится также для контроля размеров при изготовлении модели и для оценки масштабности на соревнованиях.

Если вычертить отдельные мелкие детали с помощью циркуля и линейки трудно, тогда прибегают к фотоспособу: с помощью репродукционной установки снимают их на пленку с оригинала, а затем через увеличитель или печатают в нужном размере на фотобумагу, или проецируют на лист чистой бумаги и обводят карандашом.

После того как на рабочем чертеже нанесены три проекции и все видимые наружные детали прототипа, необходимо начертить детали конструкции, присущие уже только модели, то есть начертить силовой набор модели с учетом всех особенностей прототипа. Надо отметить, что работа над чертежом смыкается с работой по конструированию модели, то есть одновременно решаются вопросы разработки конструкции модели и вычерчивания. При разработке и вычерчивании силового набора модели необходимо исходить из ее размера, массы двигателя и других элементов, характерных для моделей. Здесь опять поможет метод статистики и сравнения с чертежами подобных моделей. Вычерчивание и конструирование силового набора начинают с размещения и изображения на чертеже двигателя, подмоторной рамы, бачка для горючего, размещения бортовой радиоаппаратуры (на радиомодели), системы управления, размещения различных механизмов. Затем расчерчивают силовой набор фюзеляжа, крыла и оперения (шпангоутов, стрингеров, нервюр, лонжеронов и т.д.). В местах стыковки крыла с фюзеляжем и мотогондолами (при многомоторных моделях) на чертеже должны быть изображены контуры нервюр крыла и начерчена линия САХ (приложение 1).

Наконец, на чертеже должны быть указаны материалы, которые будут применены для изготовления отдельных деталей и узлов, их сечения в наиболее характерных местах.

После изготовления чертежа желательно составить план работы над моделью, в котором предусмотреть последовательность изготовления отдельных деталей и механизмов, их сборки и стыковки. Особенно тщательно следует продумать последовательность сборки и стыковки элементов модели, чтобы потом не пришлось вскрывать обшивку модели для установки какого-либо оборудования.

Во время работы над чертежом необходимо также сделать некоторые вычисления для оценки летных характеристик. Прежде всего, следует измерить (вычислить) площадь несущих поверхностей - площадь крыла с подфюзеляжной частью и площадь стабилизатора с рулями высоты (приложение 3), затем вычислить общую полетную массу модели. Начинающие, как правило, берутся за это с конца. Зная максимально допустимую нагрузку на единицу площади, высчитывают максимальную массу и задаются целью при постройке уложиться в эти пределы. Это может привести к тому, что из наполовину готовой модели придется удалять часть конструкции в целях ее облегчения. Редко бывает наоборот, когда в слишком ослабленной конструкции начинают усиливать отдельные узлы и детали. Чтобы избежать и того и другого, следует прибегнуть к методу статистики и сравнения с чертежами уже построенных моделей.

В любом случае, зная сечения применяемых материалов, не трудно (хотя это и кропотливо) подсчитать их объем и по удельной массе каждого из них определить массу деталей и общую массу конструкции. А зная массу модели и несущую площадь, можно подсчитать нагрузку, приходящуюся на один квадратный дециметр несущей площади.

Определив эти параметры модели, моделист решает, какой двигатель поставить на модель, какова должна быть его мощность, чтобы реализовать все летные возможности прототипа на модели.

На основании новейших статистических данных для кордовых и радиоуправляемых моделей-копий самолетов для прикидочного расчета можно рекомендовать некоторые параметры в качестве исходных:

мощность по массе, то есть масса модели в граммах, приходящаяся на один кубический сантиметр рабочего объема двигателя (двигателей), - в пределах 270-330 г/см2;

нагрузка на единицу несущей площади - в пределах 62-78 г/дм2;

отношение площади несущих поверхностей к рабочему объему двигателя - в пределах 5,2-6,5 дм2/см3.

Обычно модели-копии самолетов строят под двигатель (двигатели) с рабочим объемом до 10 см3, кордовые многомоторные модели - до 20 см3. Именно такие необходимые ограничения предъявляются для участия в ответственных соревнованиях.

Эти показатели вполне достаточны, чтобы модель в полете могла выполнить все фигуры высшего пилотажа (если это пилотажный самолет). При этом следует учитывать, что любые отклонения в сторону минимальных величин улучшают летные характеристики, а отклонения в сторону максимальных величин ухудшают их. Выход за пределы максимальных величин делает невозможным выполнение некоторых фигур высшего пилотажа, и допустим только для непилотажных самолетов типа пассажирских, транспортных, бомбардировщиков и т.п.

Воспользовавшись этими данными, можно масштаб увеличения чертежа прототипа рассчитать в обратном порядке.

Надо отметить, что более всего расчет этих параметров важен для радиоуправляемых моделей-копий пилотажного типа. Кордовые же модели неплохо выполняют полет и при более высоких значениях указанных выше величин.

Масса конструкции модели (силовой набор, обшивка, двигательная установка и т.д.) легко поддается оценке и подсчету. Но в модели-копии есть ряд элементов, которые заранее очень трудно рассчитать, однако на них нужно предусмотреть определенную часть общей массы модели. Прежде всего, сюда относятся различные механизмы (выпуска и уборки шасси, щитков, вооружения, управления двигателем и т.п.). Особое значение имеет учет массы бортовой радиоаппаратуры с электропитанием на радиоуправляемых моделях. Масса наиболее распространенных систем такой аппаратуры составляет от 200 до 800 г.

Пусть нагрузка на несущую поверхность составит 75 г/дм2, а площадь несущих поверхностей модели будет равна 60 дм2, тогда допустимая общая масса модели составит 4500 г, куда входит масса двигателя - 350 г, горючего для него - 300 г, масса различных механизмов (выпуска и уборки шасси, щитков, открывания фонаря кабины и т.п.)) - до 500 г, а если это радиоуправляемая модель , то и масса бортовой радиоаппаратуры с источником питания - до 500 г. Наконец, в общую массу входит и масса отделочных материалов - клея, грунтовки, шпаклевки, краски - до 150-200 г. Таким образом, на чистую массу конструкции кордовой модели остается не более 3150 г, а радиоуправляемой и того меньше - 2650 г.

Сделав эти прикидочные расчеты, приступают к разработке конструкции отдельных элементов и узлов.

При окончательной разработке конструкции неизбежно будут отклонения от первоначального варианта и предварительных расчетов. В результате обдумывания конструкции, может быть, придется менять намеченные ранее материалы на отдельных элементах. В период разработки не раз придется обращаться к статистике, к опубликованным в периодической печати чертежам и описаниям подобных моделей, к более опытным товарищам. Чем больше моделист получит информации, тем лучше он выберет подходящий для своих сил и возможностей прототип, тем точнее построит его копию.