Глава IV

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ-КОПИЙ

Шасси модели-копии столь же ответственный агрегат, как и любая другая основная часть. Модель должна взлетать и садиться "по самолетному", то есть так, как это делал прототип. На модели должно быть воспроизведено шасси прототипа в мельчайших подробностях, а это усложняется тем, что эта деталь гораздо меньше по размерам, чем, скажем, крыло или фюзеляж. При этом шасси в основном изготовляют из металла, и каждый лишний миллиметр приводит к значительному их утяжелению. Если же прототип имел убирающиеся шасси, появляется еще одна задача - разработка и изготовление специального механизма для их уборки и выпуска. Все это требует особой точности в разработке и изготовлении шасси.

В управлении убирающимися шасси, как и в управлении механизацией крыла существует великое разнообразие механизмов, но все они также сводятся к трем основным схемам, описанным для крыла.

На рис.45, 46 показаны схемы универсальных механизмов уборки шасси электромеханическим способом. Это схемы приемлемы для уборки трехколесных шасси с носовым колесом и двухколесных с двумя основными стойками и хвостовым неубирающимся (или убирающимся) колесом или костылем. Система приводится в действие через дополнительную третью корду путем смещения лепестков двухконтактного переключателя. При натяжении корды лепестки переключателя становятся в такое положение, которое обеспечивает работу электродвигателя в одну сторону, и шасси убирается. При ослаблении корды возвратная пружина переключателя возвращает лепестки в исходное положение, и электродвигатель вращается в другую сторону, обеспечивая выпуск шасси. Переключатель меняет полярность источника питания электродвигателя. В таких случаях применяется источник тока напряжением в пределах 2-6 В и электродвигатель постоянного тока. Источник тока может быть установлен на модели или вне ее. В последнем случае ток передается по поводам, укрепленным на кордах.

Рис. 45. Механизм уборки и выпуска шасси:
1 - электромотор; 2 - концевой выключатель; 3 - ведомая шестерня редуктора; 4 - крепление червяка; 5 - червяк; 6 - подвижной поводок; 7 - тяга к стойке шасси; 8 - промежуточные тяги; 9 - качалка; 10 - опора качалки; 11 - шарнирный подкос стойки; 12 - возвратная пружина; 13 - стойка шасси

Рис. 46. Механизм уборки и выпуска шасси с общей осью:
1 - электромотор; 2 - ведущий червяк; 3 - ведомая шестерня; 4 - кожух крепления электромотора; 5 - распорка; 6 - рама редуктора; 7 - тяга; 8 - поворотный рычаг; 9 - концевой выключатель; 10 - поворотная ось; 11 - шарнирный подкос; 12 - стойка шасси

Исполнительный механизм управления шасси действует так (см. рис. 45). Электромотор 1 через шестерню 3 вращает червячный вал 5, который перемещает поводок 6. Поводок тягами 8 соединяется с двуплечей качалкой 9, которая при повороте вторым плечом тянет тросик или тягу 7, а та в свою очередь тянет рычаг шарнирного подкоса 11. Переламываясь, шарнирный подкос тянет за собой стойку шасси 13 и убирает ее. При выпуске поводок 6 тянет двуплечую качалку 9 в обратном направлении. Поворачиваясь, двуплечая качалка освобождает тросик (тягу), и шасси выпускается под действием собственной тяжести и с помощью пружины 12. В выпущенном состоянии шасси фиксируется с помощью шарнирного подкоса. В крайних положениях электроцепь размыкается концевыми выключателями.

Другая универсальная конструкция механизма уборки шасси (см. рис. 46) также электромеханической системы. Уборка и выпуск тоже производятся с помощью третьей корды, полярность тока меняется переключателем. Редуктор состоит из набора шестерен с большой степенью редукции (в пределах 1:2800), с тем, чтобы увеличить усилие на выходе. На валу двигателя укреплен червяк 2, который сцепляется с шестерней 3. К выходной шестерне крепится тяга 7, соединенная с поворотным рычагом 8. На общей с кулисой оси 10 укреплен верхний рычаг ломающегося подкоса 11 уборки шасси. При повороте оси 10 ломающийся подкос уборки шасси тянет за собой ломающийся подкос стойки шасси и убирает ее. При выпуске происходит все в обратном направлении. В крайних положениях шасси электропитание двигателя отключается концевым выключателем 9 под воздействием второго конца рычага 8.

Практически две эти схемы пригодны для любых механизаций и любых моделей-копий. Разница будет лишь в конструктивном оформлении и расчете редуктора под имеющийся двигатель и необходимое усилие на выходе.

На практике применяются также чисто механические системы уборки шасси, сблокированные с управлением оборотами двигателя и закрылками (рис. 47 и 48). Управляют этими механизмами тоже с помощью третьей корды, но при каждом натяжении и быстром ослаблении корды изменяется положение шасси и сблокированных с ним агрегатов. Приводом служит шестеренчатый редуктор с пружинным заводом. На оси выходной шестеренки укреплен диск с двумя уступами, в которые упирается поворотный фиксатор, соединенный с дополнительной кордой.

Рис. 47. Схема одновременного управления закрылками, шасси и оборотами двигателя с помощью третьей корды и пружинного механизма

Рис. 48. Схема одновременного управления только шасси и щитками третьей кордой и пружинным механизмом

Чтобы привести механизм в действие, необходимо натянуть дополнительную корду и тут же ее отпустить. Фиксатор при натяжении освободит диск, и вся система рычагов приведется в действие. При ослаблении корды фиксатор под действием возвратной пружины станет на свое место, но будет скользить по диску до тех пор, пока не упрется в следующий выступ, и движение прекратится. Шасси в это время будет убрано, щитки тоже уберутся, а обороты двигателя будут максимальными.

При следующем натяжении и отпускании дополнительной корды механизм опять придет в движение, но шасси при этом будет выпускаться, закрылки тоже пойдут на выпуск, а обороты двигателя будут уменьшаться. При выпущенном состоянии шасси и закрылков обороты двигателя должны быть такими, чтобы модель могла приземлиться. Рассчитывая систему рычагов, надо учесть, что увеличение числа оборотов двигателя должно убираться на очень незначительную величину, а обороты двигателя уже должны быть максимальными.

Простую и надежную конструкцию механизма уборки и выпуска шасси применил на модели-копии самолета Ан-24 Юрий Шабалин из Коломны (рис.49). Электродвигатель ДП-10 16 редуктора приводится в движение током, источник которого находится у моделиста, и по проводам ПЭЛШО-0,25, укрепленным на кордах, через переключатель полярности 17 на ручке управления напряжение подается на электродвигатель. На оси выходной шестерни редуктора 1 укреплен барабан с пазами, в которые наматываются тросики 2 и 3 уборки шасси.

Рис. 49. Схема уборки шасси на модели Ан-24 Юрия Шебалина

Тросики 2 основного шасси вторыми концами закреплены на нижней части верхних подкосов 6 стоек шасси 4. Наматываясь на барабан, каждый тросик тянет за нижнюю часть верхний подкос стойки, который соединен шарнирно с нижним подкосом 5, и увлекает за собой стойку шасси. Основное шасси в убранном положении удерживается натянутым тросиком. Качающийся блок 10 направляет тросик и уменьшает трение при движении. Верхний подкос, описывая дугу, изменяет угол троса уборки в промежутке от точки крепления его в верхнем подкосе до блока. Качающийся блок перемещается за тросиком, удерживая его в канавке и направляя в соединительную трубку, ведущую к рабочему барабану.

Выпуск осуществляется в обратном порядке. При вращении электродвигателя в другую сторону барабан ослабляет натяжение тросиков. Стойка шасси под действием своей тяжести и с помощью возвратной пружины 7 возвращается в выпущенное положение и фиксируется отрицательным углом подкоса.

Уборка передней стойки 11 шасси происходит подобным же образом. Тросик 3 вторым концом закреплен на барабане передней стойки шасси. Натягиваясь барабаном редуктора, он выходит из паза (упора стойки) стопорную защелку 13 и через промежуточный блок 14 убирает переднюю стойку шасси. При выпуске под действием возвратной пружины 15 стойка выходит в прорезь барабана и удерживает переднюю стойку в выпущенном положении. Все детали стоек, кроме осей и пружин, выполнены из дюралюминия. Механизм управления расположен в центроплане. Он съемный, что позволяет устранять неполадки и сделать доработки.

Какой системе отдать предпочтение при разработке модели? Прежде всего, надо представлять и знать систему уборки шасси прототипа. Если есть возможность не очень сложно сделать механическую систему уборки шасси, надо отдать ей предпочтение, так как все другие системы обязательно включают в себя систему рычагов, с помощью которых шасси изменяет свое положение, плюс систему электромоторов, приводов, переключателей, концевых выключателей, редуктора и других устройств. В механической системе требуется минимум дополнительных рычагов, но при этом надо учесть один немаловажный фактор. При уборке шасси механическим способом с помощью дополнительной корды усилие ее натяжения должно быть гораздо меньше, чем натяжение корд управления при полете модели. Практически оно должно быть в пределах 30-50 Н (3-5 кгс).

При выборе электромеханической системы этот момент тоже необходимо учитывать. К примеру, решено убирать шасси дополнительной кордой, воздействующей на переключатель полярности, - при натяжении корды убирать шасси, при ослаблении - выпускать. В данном случае необходимо рассчитать усилие на переключателе так, чтобы он не переключился в результате натяжения корды от сопротивления потока воздуха в полете и в то же время при отпускании корды возвратная пружина переключателя ставила его в исходное положение. Усилие натяжения корды при уборке шасси должно быть больше, чем усилие ее натяжения от встречного потока воздуха, но в то же время меньше, чем натяжение остальных корд управления от центробежной силы при полете модели.

Шасси по конструкции и техническому исполнению могут быть весьма разнообразными (рис.50 и 51). В каждом конкретном случае надо решать, из каких материалов делать шасси, что имитировать, а что делать подобным прототипу и подвижным. Амортизацию шасси желательно делать во всех случаях, она смягчает удары при грубых посадках. Систем амортизации существует много. Некоторые из них показаны на рис. 52, 53 и 53. Их выбор зависит прежде всего от прототипа модели. Такую, к примеру, амортизацию, как у самолета Ут-2, состоящую из резиновых колец на амортизационной основной стойке, придется воспроизводить во всех подробностях. Если прототип имеет систему амортизации, закрытую какими-либо обтекателями, - амортизационные гидравлические стойки, то на модели может применяться другая система амортизации. Вместо гидрожидкости в стойках можно применить пружины, помещенные внутри них. Необходимо обратить внимание на различные подкосы шасси, их конструкцию и крепление, так как это наиболее нагруженные детали шасси.

Рис. 50. Основные стойки шасси модели самолета Пе-2:
1 - ось колеса; 2 - стойка; 3 - пружинный амортизатор; 4 - крепление стоек; 5 - рычаг уборки; 6 - нижняя рама заднего подкоса; 7 - верхняя рама заднего подкоса; 8 - кронштейн крепления верхнего подкоса; 9 - вал редуктора; 10 - крестовина; 11 - крепление троса костыльной установки; 12 - качалка уборки костыльной установки; 13 - выключатель

Рис. 51. Костыльная установка:
1 - траверса колеса; 2 - кронштейн крепления 3 - амортизатор; 4 - качалка уборки; 5 - пружина уборки; 6 - тяга руля высоты

Рис. 52. Шасси с пружинной амортизацией

Рис. 53. Резиновая амортизация шасси самолета Як-12:
1 - узел крепления подкоса крыла; 2 - узел крепления стойки шасси; 3 - резиновый шнур-амортизатор; 4 - щиток амортизатора

Рис. 54. Упрощенная конструкция амортизационного подкоса шасси на модели:
1 - стойка шасси; 2 - резиновый амортизатор; 3 - кожух обтекателя

Колеса на модели должны свободно вращаться на осях. Конструкция колес модели зависит от выбранного прототипа, при этом они могут изготовляться различными способами и из различных материалов. Наиболее часто встречаются колеса с резиновыми баллонами. Такие баллоны изготовляются в специальных пресс-формах из сырой резины с последующей вулканизацией путем нагревания в сушильном шкафу с температурой 120-160╟ С.

Пресс- форма вытачивается на токарном станке из дюралюминия или стали и состоит из двух половинок с центральным вкладышем. Половинки пресс-формы должны центрироваться специальной отбортовкой или центральным стяжным болтом. Вкладыш тоже должен центрироваться (рис. 55). В каждую половинку закладывается сырая резина слоем немного большим, чем нужная толщина стенок баллона. Хорошо, если есть листовая резина нужной толщины, из нее вырезается кольцо и вкладывается в половинки.

Рис. 55. Пресс-форма для изготовления колеса модели и готовое колесо в сборе:
1 - половинки пресс-формы; 2 - вставка; 3 - резина; 4 - стяжной болт; 5 - шайба; 6 - гайка; 7 - готовый баллон; 8 - ободья; 9 - соединительная втулка; 10 - ограничительная вставка

Половинки пресс-формы соединяют, предварительно положив между ними вкладыш. Вставляют пресс-форму в тиски и сжимают до тех пор, пока в зазоры не начнет выдавливаться резина. После этого сжатую металлическими струбцинами или центральным стяжным болтом пресс-форму помещают в нагретый сушильный шкаф. Когда из зазоров начнет вытекать разогретая резина, пресс-форму вынимают, снова стягивают ее половинки до соприкосновения друг с другом и помещают еще раз в сушильный шкаф. Если неизвестно время выдержки, которое зависит от сорта резины, его нужно установить, сделав несколько выпечек. Готовность можно определить по вытекающим излишкам. Если резина тянется, не обрываясь при дополнительно большом растяжении, и не липнет к рукам, можно считать, что колесо готово. Если вытекающие излишки начинают дымиться, значит, либо температура слишком высока, либо время выдержки превышено.

После выемки из шкафа пресс-форму необходимо охладить под струей холодной воды, разъединить ее половинки и извлечь вкладыш. Для разъема половинок возможно, придется применить специальный съемник, а для извлечения вкладыша надо заранее изготовить две монтажные лопатки типа автомобильных для размонтирования колес.

Диски колес (обода) вытачивают из алюминиевых сплавов. Часто их делают разъемными из двух половин, соединяемых центральной резьбовой втулкой под ось. Если колеса прототипа имели тормоза, их конструкцию необходимо тщательно продумать, может быть систему управления тормозами сблокировать с другими системами. На практике часто тормоза механически связывают с системой управления рулем высоты. При крайнем отклонении качалки руля высоты приводится в действие система торможения колес. Техническое исполнение этой системы может быть разнообразным, но лучше, когда она, хотя бы по внешнему виду, походит на оригинал. Особое внимание усилию торможения надо уделить на моделях с двумя основными колесами и хвостовой опорой, так как при чрезмерном торможении такие модели стремятся скапотировать на нос. Проще вопрос торможения решается на моделях с носовым колесом.

При конструировании и изготовлении шасси необходимо учесть еще один момент. Дело в том, что перед взлетом кордовая модель делает разбег. Если колеса изготовлены из резины и установлены параллельно оси симметрии, модель движется по окружности с некоторым скольжением колес в сторону ее центра. Создается дополнительное сопротивление вращению колес и увеличивается их сцепление с землей. Модель долго не может набрать скорости отрыва. Для того чтобы этого не происходило, необходимо переднее колесо (у моделей с носовым колесом) развернуть в сторону центра круга на некоторую величину и заставить модель катиться по нужной окружности, но не закатываться в круг. У моделей, имеющих хвостовое колесо или костыль, этого делать не приходится, так как такие модели быстро приподнимают хвост и хвостовое колесо (костыль) выходит из зацепления с землей.

При выборе прототипа для кордовой модели-копии необходимо обратить внимание на расположение шасси относительно центра тяжести. Надо отметить, что у самолетов периода до 1935 г. центр тяжести находился в пределах 32-40% САХ и шасси располагалось немного впереди него. Такие самолеты имели плохое противокапотажное свойство. Летчику после посадки необходимо было все время удерживать ручку, взятой на себя, то есть отклонять руль высоты полностью вверх. Пока еще сохранилась достаточно высокая скорость, хвост самолета прижимался к земле, а это способствовало, с одной стороны, торможению самолета, а с другой - компенсировало капотажный момент от трения колес.

Кордовыми моделями с таким расположением центра тяжести трудно управлять, они очень чувствительны к движениям ручки управления. Для того чтобы модель как бы "загрубить" в управлении, обычно у непилотажных моделей центр тяжести перемещают вперед, располагая его в пределах 15-25% САХ. Но здесь необходимо учесть и расположение шасси прототипа. Если это прототип с хвостовым колесом, то перемещение центра тяжести вперед ухудшет капотажные свойства. Модели, у которых центр тяжести находится близко к оси колес, необходимо пилотировать на взлете и посадке очень внимательно, так как они могут не только стать на нос, но иногда даже сделать полный переворот на спину. Эти недостатки отсутствуют у моделей с передним носовым колесом шасси.

Как пример исполнения модели с максимумом механизации, интересна модель-копия самолета Пе-2 мастера спорта СССР Владимира Васильченко. Управление механизацией модели осуществляется по трем каналам - двумя парами электрических проводов, идущих вдоль основных корд управления моделью, и дополнительной кордой. Механизацию этой модели можно назвать комплексной, так как она состоит из программного, дистанционно-механического и электрического управления. Такая механизация охватывает все органы управления и механизмы. Она дает возможность производить 20 операций в определенной последовательности, причем пять основных операций, управляющих винтомоторной группой и шасси, независимы от других и могут выполняться многократно. В качестве исполнительных механизмов используются пять микроэлектродвигателей, два электромагнита и резиновые и пружинные тяги. Все исполнительные механизмы на модели разделены на три группы. Две из них - рулевые машинки шасси и газа двигателей - приводятся в действие двумя переключателями, расположенными на рукоятке управления кордами. Третья группа (одноразового действия) включается механическим программником, который срабатывает с помощью третьей корды. В эту группу входят стартовое и тормозное устройства, механизмы кабины и люков, а также два электропрограммника, которые самостоятельно включают бомбосбрасыватели, пулеметные устройства, свет и т.д. Схема управления механизацией и работа исполнительных механизмов и устройств этой модели показана на рис. 56.

Рис. 56. Схема управления механизацией модели-копии самолета Пе-2:
а - электрическая схема:
1 - рулевая несамоцентрирующая машинка управления двигателями; 2 - рулевая несамоцентрирующая машинка управления шасси; 3 - переключатель действия первой рулевой машинки; 4 - переключатель действия второй рулевой машинки; 5 - источник электропитания; 6- общий выключатель напряжения в цепи; 7 - электропрограммник; 8 - замыкатель электропрограммника; 9 - тяговый электромоторчик электропрограммника; 10 - электромагниты бомбосбрасывателей; 11 - электропрограммник носовых пулеметных устройств; 12 - тяговый электромоторчик турельного устройства; 13 - тяговый электромоторчик элеронов; 14 электролампочки;

б - схема механических устройств:
15 - механический основной программник; 16 - корда механического программника; 17 - рычаг закрывания фонаря кабины; 18 - стартовое устройство; 19 - рычаг открывания люка; 20 - рычаг тормозного устройства; 21 - рычаг открывания кабины

Программа действия механизации состоит из следующих операций: закрывание фонаря кабины летчика; прогазовка двигателей - полный газ и установка на малый; подача полного газа и старт модели; уборка шасси после взлета модели; действие воздушных тормозов при пикировании; сбрасывание первой "бомбы" в полете; сбрасывание второй "бомбы" в полете; работа двух носовых пулеметов; движение верхней и нижней пулеметных турелей; остановка движения турелей; открывание и закрывание люка, и выбрасывание "парашютиста" или листовок; отклонение элеронов в одну сторону; отклонение элеронов в другую сторону; уменьшение оборотов двигателей; выпуск шасси и посадочного щитка; световой сигнал и посадка; рулежка по земле и действие руля поворотов; остановка двигателей; открывание кабины фонаря.

Перед запуском модели в полет необходимо подготовить исполнительные механизмы к действию. При включенном общем выключателе механизмы шасси и газа готовы всегда, а остальные устройства нужно "зарядить". Для этого продольная тяга механического программника отводится в крайнее правое положение, в котором она удерживается резинкой, а сами устройства устанавливаются в рабочее положение в обратном порядке: сначала рычаг открывания кабины, затем тормоза, основной электропрограммник, сбрасыватели бомб, электрозапал носовых пулеметов, люк, рычаг старта (отпускания тормозов) и рычаг открывания кабины. Действие механизмов, убирающих и выпускающих шасси, регулировка газа и остановка двигателей понятны из схем. Срабатывание исполнительных механизмов от механического программника происходит так: при натяжении третьей корды (путем наматывания ее на блок на рукоятке управления) тяга механического программника передвигается примерно на 3 см влево и фиксируется в этом положении стопором. Перемещаясь, тяга освобождает поочередно рычаги, сначала рычаг закрывания кабины. При повторном натяжении корды тяга перемещается дальше, снова фиксируется, освобождает замок тормозов, включает электропрограммник и т. д. Электропрограммник поочередно замыкает контакты электромагнитных бомбосбрасывателей, запалов пулеметов, электромоторчиков турелей, элеронов, электролампочек и т.д.

Схемы работы различных исполнительных механизмов и устройство рукоятки управления моделью показаны на рис. 57-62.

Рис. 57. Схема работы исполнительных механизмов

Рис. 58. Схема работы механизмов шасси

Рис.59. Схема работы электропрограммника носовых пулеметов

Рис. 60. Блок подачи команд:
1 - храповой механизм; 2 - пружина; 3 - качалка; 4 - ограничители; 5 - возвратная пружина; 6 - привод; 7 - храповое колесо; 8 - изолятор; 9 - переключатели; 10 - контакты; 11 - контакты подачи питания к переключателям

Рис. 61. Исполнительный механизм:
1 - промежуточная тяга; 2 - качалка; 3 - концевой выключатель; 4 - соединительная ось; 5 - червяк; 6 - зубчатые колеса редуктора; 7 электродвигатель

Рис. 62. Рукоятка управления моделью