25 летательных аппаратов, по которым можно изучать историю авиации

Летать как птица. о авиамоделизме, fpv полётах и постройке самолёта своими руками

В этом посте постараюсь обзорно рассказать про то, как можно ощутить полёт, не тратя на это большие деньги и время. Как летать, смотря “глазами” самолёта и ощущать неподдельное удовольствие!

Всем привет! Летать как птица – давняя и самая заветная мечта человечества. Веками мы неистово желали познать это прекрасное ощущение, которое приходило к нам лишь во сне.

В наш век технологий, ощутить это может любой желающий. В этом посте я расскажу, как это осуществить, не прибегая к большим расходам и моём пути в авиамоделизм и FPV-полёты.

Вначале расскажу, что же такое FPV – это аббревиатура First Person View, то есть вид от первого лица. То же самое, что и VR – только не виртуальная. Мой путь в FPV начался с возврата к авиамоделизму, которым многие из вас занимались в детстве, расскажу об этом подробно, а так же поведаю о современных возможностях и технологиях.

Часть первая, назовём её Stage #1:

Постройка самодельного радиоуправляемого самолёта.

Самолёт строил из обычной потолочной плитки и скотча, а так же всякого подножного мусора.

Чертежи моего самолёта, а так же наклейки на него, можно скачать на Патреоне.

Для этого этапа вам потребуется купить:

– аппаратуру радиоуправления (в моём случае это FlySky i6, рекомендую именно её), цена которой около 2000 рублей на вторичке, вместе с приёмником.

– сервоприводы управления рулями TowerPro SG90, цена около 500 рублей за пачку на алиэкспресс ,

– двигатель бесколлекторный 1400 – 2200 KV для авиамоделей

регулятор оборотов двигателя

– аккумулятор LiPo 1600 – 2200 mAh.

зарядное устройство для аккумулятора

– пачка пропеллеров на 9 или 10 дюймов

колёсики для авиамоделей по желанию.

Можно по частям, а можно купить кит.

Это самый дорогой пункт расходов. По поводу постройки самого самолёта, я писал подробнее вот здесь или тут. Это минимум, что вам нужно для того, чтобы подняться в воздух и начать получать удовольствие от полётов.

Рекомендую перед первым полётом потренироваться на симуляторе, коих сейчас превеликое множество (например Aerofly RC7), иначе разложите миллиард % в первом же полёте. Я для тренировки использовал обычный джойстик со стиками, этого вполне достаточно, чтобы понять моторику управления и получить базовые навыки.

На этом этапе будет как-то так:

Далее: уверенно летаем, поднимаемся в воздух, садимся, но чего-то не хватает. Правильно – камеры! Хочется онборд-видео и шикарных пейзажей с места полёта. Мой самолёт изначально проектировался под установку камеры на вроде GoPro либо Xiaomi Mi Action Cam.

Назовём это Stage #2:

Установка камеры на самолёт.

Нужно всего лишь выставить центровку, подгоняя аккумулятор внутри фюзеляжа и установить камеру.

И вот, после того, как вы совершили свои первые полёты с камерой, отсмотрели снятый материал, вам захотелось перейти на следующий уровень, а именно – полёты от первого лица, то есть установка видика (ага, это слово есть в современном мире), то есть – видеопередатчика на самолёт.

Назовём Stage #3: установка видеопередатчика.

Для этого этапа вам потребуется совсем немного:

– приобрести видеопередатчик

– приобрести антенны, в моём случае – две антенны пагода на алиэкспрессе

– приобрести маску или очки для FPV. В моём случае это самые дешевые Eachine EV800, цена около 2000 на вторичке.

Камеры, как GoPro третьей серии, а так же Mi Action Cam поддерживают видеовыход. То есть камера может одновременно снимать и передавать видеосигнал на видеопередатчик, который транслирует его на маску в радиодиапазоне. Вся передача аналоговая, потому вместе с вами могут быть зрители, которые смотрят в такие же маски, либо ТВ-приёмник на нужной частоте. Вся видеосистема независимая и подключается через стабилизатор напряжения к аккумулятору на самолёте. Можно приобрести специальную FPV-камеру, гуглится по запросу.

И вот, в итоге мы получаем это:

На данном этапе начинается болезнь: после первого ощущения полёта и контроля от первого лица, мозг начинает вырабатывать гигантское количество эндорфинов и нейромедиаторов в кровь при каждом полёте, пытаясь подстроиться под новые ощущения: ощущения, которые были доступны только в самых ярких фантазиях и снах – чувство полёта! Это настолько круто, что через какое-то время, пропадает ощущение реальности – начинаешь чувствовать самолётом, думать самолётом. Все его крены, потоки воздуха, ощущаются как свои собственные. Я даже пару раз врезался в себя на приземлении, потому что тело двигалось не в ту сторону, какую чувствуешь.

Ну ладно, это всё хорошо и замечательно. Летаем, кайфуем, иначе начинаем смотреть на близ лежащий парк, поле за городом, появляется яростное желание полетать близ скал, озёр и прочих интересных пейзажей. Что же дальше? Можно ли лучше?

Ответ – да. Можно и нужно!

Следующая часть Stage #4: установка полётного контроллера

Для этой части вам придется сменить аппаратуру на более совершенную, которая имеет телеметрию, в моём случае это Frsky Taranis QX7 и установить полётный контроллер, в моём случае это Matek Wing F405, а так же датчик GPS. Полётный контроллер – это бортовой компьютер, который анализирует данные со всего самолёта и даёт много замечательных плюх, а именно:

– имеет гироскоп и автостабилизацию: теперь не нужно крутить ручки для ровного полёта

– показывает данные о напряжении и расходе батареи: можно узнать, сколько “топлива” осталось в банках

– показывает OSD – данные о высоте, скорости, скороподъёмности (да, у вас теперь есть варио), пройденной дистанции и расстоянию до дома

– показывает координаты по GPS при вынужденной посадке

– имеет функцию возврата домой, полёт по маршруту, удержание высоты, направления и прочее-прочее, что вы сами настроите.

Полётник просто подключается к компьютеру через программу iNAV или Betaflight внутри которой происходит вся настройка самолёта и его режимов.

В итоге мы имеем:

Теперь мы имеем полноценный дрон-БПЛА! Можем летать, снимать видео с высоты и получать ещё больший кайф от полётов!

Вот такую краткую историю своего пути в небо изложил для вас. Профи – не ругайтесь. Я знаю, что есть квадрокоптеры, очки, дальнолёты и ещё много-много всего крутого и замечательного в этом мире. Пойдете ли вы по моему пути, купите готовый кит-самолёт или квадрокоптер на бенгуд или алике – ваше дело. Я лишь хотел привлечь внимание к теме полётов и рассказать обзорно о современных технологиях и возможностях. Надеюсь мой рассказ будет вам полезен и интересен!

Кстати вот, чертежи моего самолёта в векторе вы можете скачать тут.

Наклейки для печати на формате А4 вы можете скачать тут.

Если вам понравился мой рассказ и то, что я делаю, поддержите лайком на пикабу или любым доступным способом ❤ подписывайтесь на мой Патреон, в ближайшем будущем выложу много всего полезного и интересного для 3д печати по своей модели, и не только!

Летающие модели. djvu

СОДЕРЖАНИЕ

Как модель помогла полететь самолету 3

Самодеятельный кружок юных авиамоделистов 24

Простейшие летающие модели 37

Схематические модели 42

Схематическая модель с резиномотором 54

Фюзеляжная модель самолета 68

Фюзеляжная модель с крылом толстого профиля 77

      ОТ АВТОРОВ

Наша книга не является руководством для авиамодельного кружка, а дает описание некоторых моделей, которые могут построить школьники.

Для постройки летающих моделей мы советуем школьникам объединяться в кружки. Авиамодельные кружки имеются при городских Домах пионеров, при Станциях юных техников. Можно организовать кружок и при школе. Такой кружок нужно зарегистрировать на Станции юных техников или в комитете ДОСААФ (Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту).

ДОСААФ и Станция юных техников могут выделить для кружка руководителя.

Надо помнить, что авиамоделист должен сочетать свою работу над летающими моделями с хорошей учебой. Это лучший залог ваших успехов.

Описанные здесь простейшие модели были специально спроектированы и проверены в авиамодельном кабинете Дома пионеров Кировского района города Москвы и показали неплохие летные данные. В этой работе нам помогали ребята-школьники Андрей Каструбалов и Алик Комиссаров, построившие модели под руководством И. В. Кириллова.

Много ценных замечаний при составлении второго издания книги авторы получили от руководителя авиамодельного кабинета детской технической станции города Жуковского Московской области А. Я. Матвеева. Всем этим товарищам авторы выражают свою признательность.

КАК МОДЕЛЬ ПОМОГЛА ПОЛЕТЕТЬ САМОЛЕТУ

Постройкой летающих моделей самолетов — авиамоделизмом — увлекаются многие советские школьники. Однако не многим известно, что модель имеет свою славную историю, что она поднялась в воздух раньше, чем полетел самолет. Между тем дело обстояло именно так. Более того — рождению самолета помогла модель!

Вот как это было.

Почти сто лет назад русский изобретатель Александр Федорович Можайский, тогда еще морской офицер, наблюдая полеты птиц, задумался над созданием летательных аппаратов.

Наблюдательный, терпеливый и настойчивый, он проникал в тайны природы, создавая свою теорию полета и проверяя ее на полете птиц. Он взвешивал птиц, измерял их крылья и вскоре нашел наиболее благоприятные соотношения частей своего будущего летательного аппарата, названного им «воздухолетательным». А еще через некоторое время Можайский пришел к выводу, что можно создать самолет, который при наличии силы тяги будет способен летать, как птица. Для проверки своих расчетов на практике А. Ф. Можайский построил огромный воздушный змей и поднялся на нем сам. Источником тяги в этом замечательном полете была быстро мчавшаяся телега, запряженная тройкой лошадей. Телега на длинной веревке буксировала змей.

После ряда опытов с полетами на змее Можайский приступил к проектированию своего самолета. Но как проверить, будет ли будущий летательный аппарат устойчив, поднимется ли он, хватит ли тяги? Нельзя было строить боль-

шой, дорогостоящий аппарат, не разрешив предварительно всех этих вопросов. И тут на помощь Можайскому пришла модель — уменьшенная копия спроектированного им самолета. Он построил эту модель, снабдив ее сильным пружинным механизмом, который вращал воздушные винты. Полеты модели были очень удачными: она не только свобод-

но «бегала» по земле и взлетала, но и «возила» дополнительный груз — тяжелый офицерский кортик, который клали на нее.

Опыты с моделью подтвердили, что расчеты верны.

Можайский смело приступил к постройке своего первого самолета. Вскоре на военном поле в Красном селе, под Петербургом, поднялся первый в мире самолет, созданный великим русским изобретателем А. Ф. Можайским, и успешно совершил свой полет.

Успеху Можайского в большой мере содействовал миниатюрный летательный аппарат — модель большого самолета.

Так модель помогла полететь самолету.

Многие наши виднейшие авиаконструкторы начинали с постройки моделей самолетов. На постройке летающих моделей они изучали основы авиации. От моделей они переходили к постройке больших летательных аппаратов без мотора, то-есть планёров, а затем — к постройке самолетов. Такой путь проделал конструктор прославленных самолетов «ЯК» — Герой Социалистического Труда А. С. Яковлев.

Путь от модели к планёру и от планёра к самолету прошли не только наши лучшие авиаконструкторы, но и летчики — трижды Герой Советского Союза А. Покрышкин, дважды Герои Советского Союза С. Луганский и А. Мо-лодчий.

Один из первых русских самолетостроителей — А. А. По-роховщиков, учебные самолеты которого строились в 1914 — 1916 годах и по своим лётным качествам превосходили лучшие заграничные самолеты того времени, еще будучи гимназистом, увлекался постройкой летающих моделей.

Знаменитый авиаконструктор А. С. Яковлев, обращаясь к авиамоделистам Советского Союза и вспоминая свои школьные увлечения авиамоделизмом, говорит:

«Все мы, начавшие свой авиационный путь с постройки летающих моделей, тепло вспоминаем увлечение этим простейшим воздушным спортом. Надо прямо сказать — увлечение это много дало нам…

Учась строить модели, мы одновременно постигали основы аэродинамики, овладевали навыками конструирования, познавали сложный тогда для нас язык технического черчения».

Полет первого в мире самолета, построенного А. Ф. Можайским.

Основные части самолета

Самолет — сложная машина, состоящая из большого количества отдельных, хорошо слаженных деталей.

Детали эти группируются в пять основных частей самолета: фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, авиационный мотор и шасси (рис. 1).

1. Фюзеляж — корпус самолета, в котором размещаются в специальной кабине люди, различные приборы и грузы. К фюзеляжу крепятся остальные части самолета: крыло, хвостовое оперение, мотор и шасси.

Обычно фюзеляж имеет плавную, каплевидную форму.

2. Крыло является самой необходимой частью самолета, создающей при движении его в воздухе подъемную силу, поддерживающую самолет.

Для того чтобы представить себе, как создается у крыла подъемная сила, проделаем простейший опыт. Возьмем лист тонкого картона и начнем быстро продвигать его под углом в 5 — 10 градусов к направлению его движения. На лист картона при этом будет действовать сила воздушного сопротивления — она будет стремиться его отклонить одновременно назад и кверху (рис. 2).

Действие силы воздушного сопротивления можно заменить действием двух сил: одна из них направлена кверху — это подъемная сила, а вторая — назад, против направления движения, — это сила лобового сопротивления.

Крыло самолета и летающей модели работает точно так же, как и наклонная пластинка, движущаяся в воздухе; только крыло самолета значительно больше по размерам.

Угол наклона крыла к направлению его движения называется углом атаки крыла.

Подъемная сила, действующая на крыло, как показывает само название, стремится поднять самолет или модель кверху.

Подъемная сила — это полезная сила, так как она делает возможным полет самолета или модели; поэтому подъемную силу выгодно увеличивать.

Силу лобового сопротивления, действующую на крыло, надо преодолевать при полете самолета или модели посредством тяги воздушного винта или реактивного двигателя. Чем меньше будет сила лобового сопротивления модели, тем меньшая потребуется и мощность двигателя. Значит, силу лобового сопротивления крыла выгодно уменьшать.

Чтобы представить себе, какую форму надо придать нашему крылу для уменьшения силы лобового сопротивления, присмотримся повнимательнее к форме, которую приобретает капля воды при своем падении. В начале падения капля воды имеет форму шара. При обтекании шарообразной капли частицы воздуха образуют, позади нее вихри, создающие разрежение, отчего сила лобового сопротивления увеличивается. Затем капля при падении вытягивается в направлении своего движения и приобретает форму с наибольшим утолщением в первой трети своей длины — см. рисунок 3, 6.

При обтекании такой капли частицы воздуха уже не образуют вихрей, и капля при своем движении в воздухе будет встречать наименьшую силу лобового сопротивления.

Каплевидную форму следует придавать крылу самолета и модели, а также всем их частям, которые обтекаются воздухом во время полета.

Крыло каплевидной формы, изображенное на рисунке 3, 2, будет создавать не только меньшую силу лобового сопротивления, но и большую подъемную силу, чем крыло в виде плоской пластинки — см. рисунок 3, 1.

Подъемная сила увеличивается у крыла с профилем, изображенным на рисунке 3,2, за счет того, что струйки воздуха, движущиеся по верхней поверхности этого крыла, будут пробегать свой путь быстрее, чем струйки воздуха, движущиеся по нижней поверхности крыла: ведь верхний путь длиннее нижнего, а время, за которое и верхние и нижние струйки должны пройти свои пути, одно и то же.

Из физики известно, что чем быстрее движется воздух, тем большее разрежение он будет испытывать.

Это очень просто проверить: возьмите два листа бумаги, расположите их на расстоянии 2 — 3 см друг от друга и, подув, направьте струю воздуха между ними.

Вы увидите, что листы слипаются — см. рисунок 3,5.

Это происходит потому, что давление воздуха меньше между листами, где воздух движется, чем с их внешних сторон, где воздух неподвижен. Следовательно, над крылом, где скорость движения воздуха больше, давление воздуха будет меньше, чем снизу, где воздух движется медленнее. Так образуются разность давлений воздуха и подъемная сила крыла.

Если же профиль крыла изогнуть, как на рисунке 3, 3, это еще сильнее увеличит его подъемную силу.

При этом струйки воздуха, обтекающие крыло сверху, будут стремиться оторваться от крыла, как это происходит с камнем, который привязали к веревке и быстро вращают, — см. рисунок 3, 4. Поэтому же частицы воздуха, движущиеся под крылом, имеющим изогнутый профиль, будут оказывать на него давление снизу.

Частицы воздуха, обтекающие крыло сверху, стремясь оторваться от него, будут создавать дополнительное разрежение над крылом.

Как подъемная сила, так и лобовое сопротивление крыла зависят от величины угла атаки: чем он больше, тем больше сила лобового сопротивления и больше подъемная сила. Однако с увеличением угла атаки подъемная сила растет лишь до 14 — 20 градусов (в зависимости от формы профиля), после чего она падает, в то время как лобовое сопротивление еще возрастает.

Нам выгодно использовать в полете такие углы атаки, в которых отношение между подъемной силой и сопротивлением получается наибольшим. Это отношение называется аэродинамическим качеством крыла. Угол атаки, соответствующий наибольшему аэродинамическому качеству, обычно бывает равен 5 — 7 градусам.

В 1906 году Н. Е. Жуковский, названный В. И. Лениным «отцом русской авиации», впервые дал научное обоснование возникновению подъемной силы крыла и вывел формулы для подсчета величины этой силы.

Чтобы модель самолета или самолет были устойчивы в полете, в поперечном направлении концы крыла несколько приподнимают относительно середины, то-есть придают крылу поперечное «V» (рис. 4).

3. Хвостовое оперение самолета предназначено для обеспечения устойчивости и управляемости. Оно состоит из стабилизатора, к которому крепится руль высоты, и киля (см. рис. 1). К килю крепится руль направления. Рули крепятся таким образом, чтобы они могли отклоняться: руль высоты — кверху и книзу, а руль направления — вправо и влево. Хвостовое оперение придает самолету необходимую устойчивость. Если самолет отклонится вбок или повернется носом кверху или книзу, то встречный поток воздуха, набегающий на стабилизатор и на киль, вернет самолет в прежнее положение (рис. 5 и 6).

Система управления рулем высоты, рулем направления и элеронами.

Летчик управляет самолетом, отклоняя руль высоты, руль направления и элероны. Элероны — это небольшие крылышки, расположенные по концам крыла и отклоняемые одновременно в разные стороны, вверх и вниз (см. рис. 1). Руль высоты, руль направления и элероны соединены системой тяг и тросов с ручкой управления и с педалями управления, расположенными в кабине летчика (рис. 7). Руль высоты отклоняется кверху при отклонении ручки «на себя». При этом встречный воздух, набегая на отклоненный руль высоты, будет создавать силу, стремящуюся наклонить хвост самолета книзу (рис. 8), то-есть увеличить наклон самолета. При отклонении ручки «от себя» воздух, набегая на руль высоты, будет создавать силу, стремящуюся уменьшить наклон самолета. Таким образом летчик меняет угол атаки крыла в полете.

Схема управления самолетом: справа — действие руля высоты, руля направления и элеронов; слева — оборудование кабины летчика.

При отклонении ручки управления вбок одновременно отклоняются элероны на правом и левом крыльях, но в разные стороны. Если ручка управления отклонится вправо, то на левом крыле элерон опустится, а на правом — поднимется. Встречный воздух, набегая на отклоненные элероны, вызовет изменение подъемной силы у левого и правого крыльев. При этом на правом крыле подъемная сила уменьшится, а на левом — увеличится. Эта разница подъемных сил заставит самолет накреняться в ту же сторону, в которую была отклонена ручка, то-есть вправо (см. рис. 8).

Руль направления отклоняется летчиком посредством ножных педалей. Если летчик нажмет ногой правую педаль, руль направления отклонится вправо. При отклонении руля направления давление набегающего встречного потока воздуха вызовет силу, стремящуюся повернуть самолет вправо (см. рис. 8).

Таким образом, мы видим, что управление самолетом устроено так, что самолет «ходит» за ручкой и педалями: куда двинет летчик ручкой или повернет педаль — в ту же сторону отклонится и самолет.

4. Авиационный мотор — это «сердце» самолета. Для возникновения подъемной силы крыла необходимо, чтобы самолет двигался относительно воздуха с определенной скоростью. Этого можно достигнуть, например, если самолет будет плавно снижаться под некоторым углом книзу, или, как говорят,

«планировать» (рис. 9). При этом он уподобляется саночкам, которые скользят под горку. Ну, а если самолету необходимо двигаться вперед, не только не снижаясь, но даже набирая высоту?

В этом случае потребуется тяга, так же как она необходима саночкам, для того чтобы они двигались по дороге горизонтально или поднимались в гору (см. рис. 9). Тяга у самолета создается воздушным винтом, который приводится во вращение авиационным мотором (двигателем внутреннего сгорания). У скоростных самолетов тяга создается реактивным двигателем. От безотказного действия мотора зависит способность самолета лететь горизонтально или совершать подъем.

Само название «двигатель внутреннего сгорания» указывает, что внутри его цилиндров происходит процесс сгорания, который заключается в том, что здесь воспламеняются пары бензина, смешанные с воздухом.

Возникающее при этом сильное давление на дно поршня, расположенного в каждом цилиндре, толкает поршень вдоль цилиндра. Эго

движение поршня передается посредством шатуна на коленчатый вал двигателя и вызывает вращение вала (рис. 10). На коленчатом валу двигателя укреплен воздушный винт. Каждая вспышка горючей смеси в цилиндре вызывает движение поршня и, следовательно, поворот воздушного винта.

Во время работы мотора в цилиндре происходят четыре явления, или, как говорят, четыре такта, чередующихся последовательно один за другим.

При первом такте, который называется всасыванием, поршень идет вниз: давление над ним понижается, и в цилиндр» засасывается воздух, который, проходя через специальное устройство — карбюратор, захватывает с собой бензин в виде мелкой пыли и паров его и попадает в верхнюю часть цилиндра, в пространство над поршнем — так называемую камеру сгорания.

При втором такте происходит сжатие смеси: поршень, двигаясь кверху, сжимает горючую смесь в несколько (от четырех до шести и более) раз. Как только поршень дойдет до верхнего своего положения, происходит вспышка электрической искры, проскакивающей между электродами специальной «свечи», расположенной в цилиндре. Искра эта образуется от тока высокого напряжения, вырабатываемого магнето (подобие динамомашины), и поджигает смесь.

При сгорании топлива воздух и продукты сгорания, нагреваясь до высоких температур, стремятся расшириться. Давление газов на поршень заставляет поршень идти вниз: происходит рабочий ход. А на четвертом, последнем такте поршень снова идет кверху и выталкивает продукты сгорания наружу: происходит выхлоп (рис. 11).

В верхней части цилиндра имеются два клапана. Один из них открывается, когда необходимо пропустить горючую смесь из карбюратора в цилиндр; второй — когда отработанные газы надо выпустить наружу.

Чтобы эти клапаны открывались в нужный момент, имеется специальное устройство, регулирующее открытие клапанов и согласовывающее его с моментом вспышки искры (см. рис. 10).

Из всех четырех ходов только один рабочий ход вызывает вращение коленчатого вала. У авиационного двигателя обычно бывает несколько цилиндров. Рабочие хода в этих цилиндрах чередуются так, что вал получает непрерывное вращение от шатунов, связанных с поршнями этих цилиндров. Число оборотов коленчатого вала у больших авиационных двигателей достигает 2 — 2,5 тысяч в минуту.

Регулируя количество смеси, поступающей в цилиндры, летчик может изменять в полете мощность двигателя с помощью дроссельной заслонки (см. рис. 10). Она не пропускает горючую смесь, перекрывая трубопровод или канал, по которому смесь идет в цилиндр из карбюратора. Летчик управляет положением дроссельной заслонки из своей кабины при помощи рукоятки управления, расположенной с левой стороны в кабине (см. рис. 8, слева), и тяг, соединяющих этот рычаг с дроссельной заслонкой.

Управляя мощностью двигателя, летчик управляет и тягой винта. Так например, чтобы самолет совершал подъем по наклонной линии кверху, нужна тяга большая, чем в горизонтальном полете (см. рис. 9). Желая совершить подъем, летчик открывает дроссельную заслонку сильнее, увеличивая тем самым подачу горючей смеси. Чтобы выключить двигатель, летчик перекрывает доступ горючего, и мотор останавливается.

На коленчатом валу двигателя находится воздушный винт (рис. 12). При быстром вращении он ввинчивается в воздух, как шуруп ввинчивается в дерево, и тянет за собой самолет. Сила, с которой винт тянет самолет, называется силой тяги винта.

Впервые воздушный винт был применен М. В. Ломоносовым, который в 1754 году построил небольшую «воздухо-бежную машину» с двумя воздушными винтами, предназначенную для подъема метеорологических приборов на высоту.

Воздушный винт имеет существенный недостаток: он может создавать тягу лишь на сравнительно небольших скоростях. Когда же самолет пролетает 800 — 900 км в час, то скорость, с которой набегают концы лопасти на воздух, приближается к скорости звука; сопротивление вращению винта сильно растет, а тяга падает.

Поэтому на скоростных самолетах приходится применять другие источники силы тяги — реактивные двигатели.

Реактивный двигатель работает примерно так же, как обычная пороховая ракета, у которой газы, образующиеся во время горения пороха, с большой скоростью вырываются наружу. Сила отдачи, появляющаяся при этом, и есть та сила тяги ракеты, которая толкает ее вперед.

В авиации наибольшее распространение получил турбореактивный двигатель (рис. 13). Он представляет собой большую стальную оболочку — трубу, внутри которой имеются компрессор и газовая турбина.

Воздух, проходя сквозь трубу, сжимается с помощью компрессора (мощного вентилятора) и попадает в камеры сгорания, где происходит непрерывное сгорание смеси паров керосина с воздухом. Керосин впрыскивается в камеру через форсунки. Газы, находясь в камере сгорания под давлением и сильно нагреваясь, стремятся расшириться. Они выходят назад со скоростью заметно большей, чем та, с которой они входили, и толкают двигатель в другую сторону. При выхлопе газы проходят через лопатки газовой турбины и приводят ее в быстрое вращение (десять и более тысяч оборотов в минуту).

На одном валу с газовой турбиной расположен компрессор. Вращаясь, турбина вращает и компрессор, который благодаря эгому нагнетает воздух в камеры сгорания.

Чтобы привести в действие турбореактивный двигатель, его приходится предварительно раскручивать, для чего он снабжается специальным пусковым мотором. Когда число оборотов достигает семи-восьми тысяч в минуту, происходит поджигание смеси электрической искрой с помощью уже знакомых нам электросвечей, и двигатель начинает работать.

Для облегчения запуска работу начинают на бензине, а затем переходят на керосин — основное топливо для реактивных двигателей. Пламя, образующееся в камерах сгорания после первых вспышек, поддерживает в дальнейшем горение, не требуя искры. Этот процесс идет непрерывно: всё новые порции воздуха поступают в двигатель, нагреваются в нем и выбрасываются назад, создавая реактивную силу тяги. Изменяя число оборотов двигателя путем увеличения или уменьшения подачи горючего, изменяют и силу тяги, увеличивая или уменьшая ее.

Самолеты с реактивными двигателями летают со скоростью 700 — 800 км в час и более.

Теория полета с помощью реактивных снарядов была разработана еще в 1903 году К. Э. Циолковским. Гениально предвидя появление реактив-пых самолетов, он писал: «За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных».

5. Шасси самолета служит для взлета и посадки. Для взлета с земли самолет имеет колесное шасси. Для взлета с воды у так называемых гидросамолетов вместо колес устанавливаются поплавки (рис. 14).

Типы шасси у современных самолетов: сверху — скоростной реактивный самолет с убирающимся шасси (шасси убрано); в середине — самолет с поршневым двигателем внутреннего сгорания и убирающимся шасси (шасси выпущено) ; внизу — гидросамолет на поплавковом шасси.

Самолетные колеса, так же как и автомобильные, снабжены резиновыми пневматиками. Стойки шасси, на которых находятся колеса (см. рис. 14), снабжаются специальными масляными или резиновыми амортизаторами, которые смягчают удар самолета о землю при посадке. У современных скоростных самолетов шасси обычно делается убирающимся — для уменьшения воздушного сопротивления. У наших летающих моделей есть в миниатюре все основные части самолета: крыло, фюзеляж, двигатели внутреннего сгорания или реактивные двигатели, воздушные винты и убирающееся шасси. Все эти детали работают по тем же принципам, что и детали настоящих самолетов, но они значительно проще по своему устройству и поэтому могут быть построены юными авиамоделистами.

Как летают модели самолетов

Каждый год под Москвой, на станции Силикатная, происходят всесоюзные состязания авиамоделистов. Состязания эти организует Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту СССР (ДОСААФ СССР) совместно с Министерством просвещения РСФСР.

Многие из моделей, особенно бензомоторные, улетают за десятки километров от места запуска и на сотни метров поднимаются в высоту.

Чтобы не потерять модели из виду, за ними отправляют настоящие самолеты.

Существует большое количество разнообразных типов летающих моделей. Все они могут хорошо летать, и постройка их представляет большой интерес для ребят. Однако начинать постройку летающих моделей следует с самых простых, бумажных (планирующих), а затем переходить к схематической и фюзеляжной резиномоторным моделям. Когда авиамоделист освоит наиболее простые модели, он может перейти к постройке резиномоторных моделей и моделей планёров рекордного типа, а затем к постройке бензомоторных моделей и моделей-копий самолетов.

Летающие модели планёров не имеют мотора и могут двигаться в воздухе, не снижаясь, только в том случае, если попадут в восходящий поток воздуха — подобно парящей птице. Многие из вас, наверно, видели, как в гористых местах орлы или другие птицы долгое время летают без взмахов крыльев. Такой полет называется парением.

Окружающий нас воздух редко бывает неподвижным. Нагреваясь от теплой земли, он становится более легким и

устремляется вверх (рис. 15). Такое движение нагретого воздуха называется термическим восходящим потоком. Если же воздух, движущийся вдоль земной поверхности, встречает на своем пути гору или холм, он обтекает встречную возвышенность и при этом устремляется наклонно кверху. Такое движение воздуха называется механическим восходящим потоком.

Птица для парения старается попасть в восходящие потоки, которые поддерживают ее и не дают опускаться. Совершенно таким же образом может парить и летающая модель планёра.

Модели планёра запускают прямо с руки или с помощью леера. Леер — это прочная нить, длиной 75 — 100 м. На одном конце у нее имеется кольцо, которое надевается на крючок, укрепленный на модели планёра. Один моделист берет свободный конец леера, в то время как его помощник держит наготове модель (рис. 16). Затем моделист с леером бежит строго против ветра, а помощник отпускает модель, которая, как воздушный змей, устремляется вверх. Когда модель поднялась на 50 — 60 м, кольцо леера сбрасывается с крючка, и она начинает свободный полет.

Если модель планёра попадает в восходящий поток, она может долгое время парить, то-есть летать без снижения.

На XX всесоюзных состязаниях летающих моделей 1951 года были представлены семьдесят две модели планёров, построенные школьниками пионерского возраста.

6 июля 1951 года модель планёра азербайджанского школьника Султана Айнадтинова летала в течение 3 часов 18 минут. Таким образом, Султаном Айнадтиновым был установлен мировой рекорд продолжительности полета по этому классу летающих моделей.

Образование восходящих потоков воздуха: вверху — термические восходящие потоки; внизу — механические восходящие потоки.

Запуск модели планёра на леере.

Резиномоторные модели. Модели самолетов с резиномоторами имеют воздушный винт, вращающийся от жгута резины, предварительно закрученного на триста-пять-сот оборотов. Раскручивающийся жгут резины вращает винт в течение 40 — 50 секунд. В это время модель взлетает с земли и набирает высоту.

Когда резиномотор закончил свою работу, модель планирует, а если попадает в восходящий поток, то может еще долгое время держаться в воздухе.

Резиномоторные модели делятся на фюзеляжные, напоминающие своим внешним видом настоящий самолет, и схематические. Схематические модели вместо фюзеляжа имеют лишь сосновую рейку; по существу, это первые учебные модели.

Хорошо построенная резиномоторная модель летает 1 — 1,5 минуты, если нет никаких восходящих потоков. При наличии термических восходящих потоков она может держаться в воздухе десятки минут. Так например, на всесоюзных авиамодельных состязаниях на станции Силикатная, под Москвой, в августе 1951 года резиномоторная гидромодель московской авиамоделистки Иры Чебановой держалась в воздухе в течение 1 часа 13 минут 26 секунд. На состязаниях 1949 года сухопутная модель московского авиамоделиста Василия Насонова была в полете 1 час 16 минут. Обе эти модели своими летными достижениями превысили международные рекорды полета.

Научившись строить и запускать в полет модели планёров и резиномоторные модели, авиамоделисты обычно переходят к постройке бензомоторных моделей.

Типы бензомоторных моделей. Модели с бензиновым моторчиком делают взлетающими с земли и с воды.

Модели гидросамолетов, взлетающие с воды, имеют специальные поплавки. Взлет модели гидросамолета происходит точно так же, как и большого гидросамолета. Наши советские авиамоделисты держат все рекорды по бензомоторным моделям гидросамолетов. Рекорд дальности полета принадлежит авиамоделисту Е. Кучерову (Петрозаводск), модель которого пролетела 130,6 км. Модель М. Васильченко (Москва) показала продолжительность полета 2 часа 50 минут. Наибольшая высота полета достигнута гидромоделью азербайджанского авиамоделиста И. Кавсадзе и равна 4110 м.

По сухопутным моделям с бензомоторами нашим советским авиамоделистам также принадлежит большинство рекордов. Модель московского авиамоделиста В. Петухова 21 июля 1951 года продержалась в воздухе 5 часов 10 минут, а на следующий день, 22 июля, модель Г. Любушкина установила рекорд дальности полета 356,8 км. Рекорд высоты полета был установлен еще в 1947 году моделью того же Любушкина — 4152 м.

Реактивные модели. В постройке реактивных двигателей для моделей самолетов большого успеха добились ленинградские авиамоделисты Анисимов и Давыдов, а также московский авиамоделист Васильченко. На международных состязаниях летающих моделей стран народной демократии в Венгрии в 1949 году ленинградский авиамоделист Анисимов показал на реактивной модели рекордную скорость — 110 км в час. Впоследствии московский авиамоделист Васильченко превысил этот рекорд, увеличив скорость до 166,9 км в час.

Реактивные модели самолетов запускают по кругу на двух тонких стальных проволоках (рис. 17). Такой запуск летающей модели позволяет управлять ею во время полета. Делается это так: к модели прикрепляют две проволоки, противоположные концы которых держит в руке авиамоделист; обе эти проволоки связаны с рулем высоты так, что, натягивая их, можно отклонять руль высоты и заставлять модель набирать высоту или снижаться и даже выполнять сложные движения в воздухе.

Модели-копии самолетов. На всесоюзных состязаниях авиамоделистов бывает обычно представлено много моделей-копий самолетов с бензомоторами. Например, на всесоюзных состязаниях 1949 года были две очень интересные модели-копии первого в мире самолета, построенного и испытанного русским изобретателем А. Ф. Можайским. Кроме того, ленинградские авиамоделисты привезли хорошо летавшую модель — копию самолета «По-2» и модель-копию самолета летающей лодки «Ш-2». Московский авиамоделист Ходкевич представил оригинальную модель-копию первого советского металлического самолета «АНТ-2». Модель эта летала однажды в течение 2 часов 6 минут.

Бакинский авиамоделист Кирющенко продемонстрировал полеты модели-копии легкого самолета «Г-10». Наибольшая продолжительность полета этой модели была 1 час 57 минут. В следующем, 1950 году на всесоюзных состязаниях авиамоделистов также было много моделей-копий. Среди них особо выделялась копия легендарного самолета «Сталинский маршрут» — ЦАГИ-25, на котором наши герои-летчики Чкалов и Громов дважды перелетели через Северный полюс в Америку. Модель точно воспроизводила самолет — у нее даже убирались в полете шасси; миниатюрный трехлопастный винт вращался бензиновым двигателем, тщательно- закрытым, как и у настоящего самолета, металлическим «капотом».

Лучше всех моделей-копий на состязаниях 1950 года летала модель московского авиамоделиста Юрия Соколова. Это была копия одного из первых самолетов авиаконструктора А. С. Яковлева — «Я-3».

Модель Соколова показала высокую для этого класса моделей скорость полета — 38 км в час и дальность полета 88 км.

В 1951 году больших успехов по моделям-копиям с бензиновым мотором достиг новосибирский школьник Холодилов, у которого модель-копия самолета «Я-3» летала в течение 47 минут и пролетела 28 км.

Однако все участники всесоюзных состязаний начали постройку своих рекордных моделей не сразу. Этому предшествовали упорная работа вначале над более простыми моделями и учеба.

САМОДЕЯТЕЛЬНЫЙ КРУЖОК ЮНЫХ АВИАМОДЕЛИСТОВ

Заниматься постройкой летающих моделей лучше всего в авиамодельном кружке. Такой кружок может быть организован самими ребятами в школе, пионеротряде, а летом — на школьной площадке или в пионерском лагере. Для организации кружка пионервожатому достаточно собрать восемь-две-надцать ребят, интересующихся авиацией. Руководителем кружка может быть пионервожатый, знающий основы авиамоделизма, преподаватель физики, или, наконец, специально приглашенный руководитель-авиамоделист из местного комитета Добровольного общества содействия армии, авиации и флоту.

В местном комитете ДОСААФ можно получить консультации по организации кружка, плакаты, литературу и строительные материалы, необходимые для работы кружка.

Будущему руководителю кружка, да и самим кружковцам можно порекомендовать прочесть следующие книги:

1. А. А. Жабров, Авиамоделисту о самолете и планёре, Редиздат ЦС Осоавиахнма СССР, Москва, 1946, 87 стр., цена 1 р. 80 к.

2. Н. Бабаев и С. Кудрявцев, Летающие игрушки и модели, Изд. Оборонгиз, Москва, 1946, 205 стр., цена 12 руб.

3. В. Скобельцын иН. Пашкевич, Строители малой авиации, Изд. «Молодая гвардия», 1948, 64 стр., цена 2 р. 75 к.

4. А. Ордин, Могучая Сталинская авиация, Стенограмма лекции, 1950, цена 60 коп.

5. В. Московский, Военно-воздушные силы Советского Союза, Военгиз, 1950, 134 стр., цена 1 р. 50 к.

В ежемесячном журнале «Крылья Родины», издающемся ДОСААФ СССР, также можно найти много полезного материала для работы авиамодельного кружка.

Оборудование авиамодельной мастерской

Если кружок авиамоделистов имеет для своей работы отдельную комнату, то ее надо соответственно оборудовать. Если такой комнаты нет, то в любом помещении, где будут строиться модели, можно организовать авиационный уголок. По стенам следует развесить авиационные плакаты, чертежи моделей, вырезки из газет и журналов, рассказывающие о героических достижениях сталинской авиации, портреты выдающихся деятелей нашей отечественной авиации: Н. Е. Жуковского, К- Э. Циолковского, А. Н. Туполева, А. С. Яковлева, В. П. Чкалова, А. И. Покрышкина, И. Н. Кожедуба и других. Вдоль стены можно повесить лозунг: «От модели — к планёру, от планёра — к самолету».

Хорошо изготовить образец той летающей модели, которую будут строить ребята в кружке. Эта модель, подвешенная на шпагате, протянутом под потолком, будет наглядным пособием для начинающих членов кружка.

В авиамодельной мастерской надо иметь несколько больших рабочих столов, табуретки и объемистый шкаф для инструментов и материалов. Если нет шкафа, то инструменты можно расположить и на специальной полочке, подвешенной на стене. Для размещения материалов можно сколотить из досок или фанеры ящик.

Основной инструмент, необходимый каждому моделисту, — это ножик; остальной инструмент может быть общим. Однако желательно иметь в кружке несколько рубанков, рашпилей, стамесок, а также комплекты чертежных инструментов: рейсшин, угольников, масштабных линеек.

Рабочий стол. Для постройки моделей нужен стол размером не менее 100 X 50 см. Он должен быть гладким и ровным. Вместо стола можно сбить две-три доски, тщательно обстрогать поверхность и класть их во время работы на обычный стол. Для строгания толстых реек и планок на один конец стола следует набить вилку, выпиленную из доски толщиной 5 — 6 мм. Строгание тонких реек производится без вилки. Для работы лобзиком к столу привинчивается такая же вилка, но съемная. Очень удобна вилка, установленная на струбцине — зажиме. К столу прикрепляются, по мере необходимости, и всякие другие приспособления: тиски, наковальня и т. п.

Весь режущий инструмент, рубанки, стамески и т. п. надо хранить на полочке в шкафу или на стене. Стамески можно развесить на специальной планочке с гнездами из старого ремня или толстого материала, чтобы они были на виду и не тупились о другие инструменты. Сюда же хорошо поместить напильники, плоскогубцы, шило, круглогубцы, молотки, киянку и проч. Если есть шкаф, то гнезда можно оборудовать на задней стороне его дверцы. Здесь же надо предусмотреть несколько гвоздиков для подвески паяльника, пил, лобзика, чертежного инструмента: рейсшин, треугольников и лекал. Точильные приспособления, надфили, спиртовку, клеянку лучше держать в шкафу, ящике стола или на полках.

Резину надо хранить в прохладном, темном и сухом месте, пересыпав ее тальком и уложив в коробку. Бумагу и дерево следует также хранить в сухом месте.

Клей, гвозди, проволоку, нитки, лаки, масла и т. п. разложите по сортам и разместите на полках шкафа или в ящике.

Если вы хотите научиться работать четко и аккуратно, необходимо каждому кружковцу содержать рабочее место в чистоте и добиваться в работе максимальной точности.

Наши выдающиеся авиаконструкторы А. Н. Туполев, А. С. Яковлев, С. В. Ильюшин, С. А. Лавочкин и А. И. Микоян достигли больших результатов в проектировании и постройке самолетов еще и потому, что превзошли многих конструкторов мира в умении уменьшать вес конструкций.

Строя модель, надо взвешивать каждую ее деталь, контролируя вес модели.

Разновесами могут служить медные монетки: каждая монетка весит столько граммов, сколько копеек она стоит; так, пятикопеечная монетка весит 5 г, трехкопеечная — 3 г, двухкопеечная — 2 г и монетка в одну копейку — 1 г.

Необходимый инструмент

Ниже мы даем перечень инструментов для постройки летающих моделей. Самые необходимые инструменты помечены звездочками.

Нож является главным инструментом авиамоделиста. Можно использовать нож перочинный, сапожный или самодельный, сделанный из полотна ножовки. Нож должен быть небольшим по величине, длиной не более 100 мм, и обязательно острым, из хорошей стали — нехрупкой и прочной, плотно сидеть в ручке и не складываться произвольно. Ножом изготовляют все деревянные части моделей, и от его качества во многом зависит их выполнение.

Использованные бритвенные лезвия также являются необходимым инструментом при постройке моделей. Лезвием надо пользоваться, вставив его в специальные держатели, которые продаются в писчебумажных магазинах, либо самому сделать рукоятку из сосновой рейки.

Киянка — деревянный молоток, применяемый при пользовании долбежными инструментами с деревянными ручками.

Лучковая пила, ножовка, лобзик служат для выпиливания тонких планок или реек. Однако маленькой рукой трудно удержать большую лучковую пилу. Поэтому ребятам младшего возраста рекомендуется пользоваться ножовкой — маленькой пилой-одноручкой. Для выпиливания очень мелких деталей из фанеры применяется лобзик. Для работы лобзиком нужно прибить к краю стола деревянную пластинку, имеющую форму вилки.

Топорик и большой нож удобны для работы с некоторыми легко колющимися материалами. Большой нож особенно нужен при раскалывании палок бамбука, которые имеют большую прочность и не так легко поддаются обработке. Бамбук надо раскалывать очень осторожно, так как он имеет острые края, о которые можно порезаться.

Рашпиль, напильники, надфили — основные инструменты для обработки дерева и металла. Рашпиль — это металлический стержень с насечкой особой формы. Водя рашпилем по деревянной или выполненной из другого мягкого материала детали, можно сравнительно легко уменьшать ее размеры и обтачивать. Очень удобен сапожный рашпиль, имеющий на своих гранях различную насечку. Напильник с крупной насечкой применяется для грубой обработки поверхности и называется драчевым. Напильники с более тонкой насечкой называются личными, полуличными и бархатными и употребляются для более точных работ, пригонки деталей и т. п. Очень полезно иметь набор из разных по насечке и форме сечения напильников: круглых, полукруглых, треугольных и плоских.

Маленькие напильники с мелкой и средней насечками называются надфилями и применяются для работы в труднодоступных местах, в маленьких отверстиях и главным образом для работы по металлу.

Стамески употребляются для долбежных работ, выбирания выемок, прорубания отверстий и пазов и т. п. В столярном деле употребляются стамески плоские или имеющие полукруглую форму лезвия. Для работ по дереву используют набор стамесок, различных по сечению и ширине.

Брусок, оселок. Для точки инструментов полезно иметь два точильных камня: брусок — для грубой, но быстрой точки и оселок — для более тонкой точки, правки и наводки рубанков, стамесок и проч.

Ножницы. Авиамоделистам часто приходится резать бумагу, тонкий листовой металл, материю и проч. Удобнее всего это делать ножницами разной формы и размера. Мож-

но пользоваться обычными ножницами средней величины (длиной 200 мм), используя специальные ножницы по металлу лишь в крайних случаях — для толстого металла.

Шило, дрель. Шило легко сделать из толстой иглы, вколотив ее в деревянную ручку, или из куска стальной проволоки толщиной 1,5 мм, один конец которой надо заточить напильником, а другой — изогнуть в виде ручки. Так как отверстий при изготовлении модели приходится делать очень много, то шилу «скучать» не приходится. Более ответственные работы по сверловке выполняются особым инструментом — дрелью. К дрели надо иметь набор сверл разного диаметра (толщины).

Тиски. При обработке деталей — опиловке, сверловке и т. п. — приходится держать деталь в одном положении, без чего невозможно точно просверлить или правильно обработать поверхность. Для этого применяются так называемые настольные тиски, привинчивающиеся к столу. Тиски существуют также ручные.

Молотки. Молотков нужно иметь несколько: легкие (весом 50 г) для мелких работ и тяжелые (весом 200 г) для более грубых работ.

Кусачки, плоскогубцы, круглогубцы служат для перекусывания и изгибания проволоки, пластин металла и т. п.

Для пайки металлических деталей надо иметь паяльник, лучше всего электрический. Для выгибания деревянных частей (из бамбука, сосны и т. п.) надо завести спиртовку. Раскраска деталей модели требует наличия в «хозяйстве» моделиста кистей и баночек для краски.

Чертежный инструмент. Авиамоделисты должны сразу же привыкать к чтению чертежей и самостоятельному вычерчиванию летающих моделей и их деталей. Поэтому надо иметь и чертежный инструмент: циркули, линейки, треугольники, метр, транспортир, чертежные доски и рейсшины.

Таков вкратце перечень тех инструментов, которые необходимы при постройке летающих моделей.

Материалы для постройки моделей

В авиамоделизме применяются многие породы дерева, но обязательно хорошо высушенные. Наиболее распространенной является сосна прямослойная, без сучков, синевы н прелости.

Сырая сосна тяжелая и непрочная, и поэтому ее нельзя применять для изготовления летающих моделей.

Сосна применяется мелкослойная — расстояние между ее волокнами не должно превышать 1 мм — и прямослойная — волокна ее должны быть прямолинейны и параллельны друг другу. Сосна с толстыми слоями не годится, так как она не так прочна. Если же сосна не прямослойная, то рейка легко ломается, не говоря уже о том, что ее очень трудно гладко выстрогать. Сучковатая сосна не годится для реек, так как сучки снижают прочность дерева.

Другой распространенной породой дерева в конструкциях моделей является бамбук. Бамбук прочен, но тяжел. Преимуществом его является свойство гнуться над пламенем спиртовки. Так как в моделях много гнутых деталей, то бамбук часто используют при постройке моделей. Бамбук для моделей должен иметь длину колен не менее 200 — 250 мм, при толщине стенок 3 — 5 мм.

Так как бамбук очень прочен, то и ножи для него должны быть всегда острыми. Рубанком строгать бамбук можно только после того, как будет удален внешний, глянцевый слой, который очень тупит инструмент. Чтобы придать бамбуковым деталям округлую форму или гладкую поверхность, пользуются стеклом.

Бамбуковую палочку обязательно надо предварительно подготовить: срезать внутренний, белый слой и сделать ее такой толщины, какая должна быть у нужной нам модели. Ширина всегда берется по наружному, глянцевому слою. Этот слой в готовой детали должен находиться снаружи кривой, на ее выпуклой стороне.

Сухой бамбук надо сперва слегка смочить водой. Затем, взяв палочку бамбука в обе руки глянцевой стороной кверху, поднести ее к огню, держа над пламенем на высоте 10 — 15 мм. Спиртовка должна гореть без копоти, слабым пламенем. Подогрев бамбук и согнув, надо его так держать до тех пор, пока он не остынет, иначе он снова выпрямится.

Предположим, что надо изогнуть бамбук под острым углом. Тогда следует греть палочку в узком ее участке и довольно сильно, все время отгибая концы палочки книзу. Чтобы получить плавную, пологую кривую, надо греть палочку на протяжении всей кривой. Очень трудно получить плавную кривую, если палочка выстрогана неровно. Поэтому старайтесь, чтобы толщина палочки по всей ее длине была одна и та же.

Для изготовления винтов и ряда других деталей применяется липа. Требования к ней те же, что и к сосне.

Реже употребляются клен, ольха, тополь, орех и другие породы деревьев.

Особое место занимают фанера и шпон — однослойный лист, вырезанный из дерева, чаще всего из березы. Толщина

шпона бывает разной: от 0,3 до 1 мм и более. Склеенный в несколько слоев шпон называется фанерой или переклейкой.

Для постройки летающих моделей чаще всего употребляется фанера березовая, толщиной от 0,7 до 3 мм.

Др.угие материалы. Кроме дерева, для постройки моделей широко применяются: бумага разных сортов и толщины — от ватманской до папиросной; резина для резиномо-торов, в виде лент или нитей квадратного сечения (наиболее употребительны нити сечением 1X1, 1X3, 1 X 4, 2 X 2 мм); нитки разные — от простой белой (№№ 00, 10, 40) до тонкой шелковой; стеклянная бумага («шкурка») разных номеров — от 00 до 3; лаки различные и, в частности, авиационные нитролаки, эмалит (его можно применять и как клей, только этот клей очень быстро сохнет); листовой металл — жесть, латунь, алюминий и проч.; стальная проволока разной толщины — от 0,5 до 2 — 3 мм; гвозди мелкие; клей — столярный и казеиновый. В небольших количествах употребляются и некоторые другие материалы, о которых мы будем говорить попутно при описании моделей.

Практические советы

Как выстрогать толстую рейку. Чтобы самому сделать рейку, возьмем толстую доску, несколько длиннее, чем требуемая рейка, и большего сечения. Так например, если требуется изготовить рейку длиной 750 мм и сечением 7X5 мм, прежде всего отпиливаем от доски рейку шириной 10 — 12 мм, длиной 780 — 800 мм и толщиной, равной толщине доски.

Далее распиливаем полученную рейку еще раз вдоль так, чтобы получилась рейка той же длины, но сечением примерно 10 X 10 мм. После распиловки получается довольно неровная поверхность. Чтобы избежать этого, лучше всего для распиловки употреблять широкую пилу с мелкими зубьями.

Сечение рейки уменьшаем до 7 X 5 мм, сострогав лишнюю толщину рубанком, обязательно острым. Для строгания толстых реек используем уже известную нам деревянную вилку, прибитую к рабочему столу.

Прежде всего начинаем строгать ту сторону, которая до строгания была самой ровной; потом, повернув рейку на 90 градусов, строгаем вторую сторону. Отмерим от одного края 7 мм в одну сторону и 5 мм в другую, проведем черту карандашом и будем строгать так, чтобы не задеть черты. При этом надо помнить, что рейка должна быть строго прямоугольной.

Как выстрогать тонкую рейку. Строгание топких реек имеет некоторые особенности. Такую рейку нельзя строгать, упирая ее в вилку, так как она может сломаться. Поэтому тонкие рейки строгают «от себя», зажав задний конец ее струбциной или прижав левой рукой. Чтобы при строгании получить определенную толщину рейки, на столе или на специальной доске прибьем две полоски фанеры такой толщины, какую должна иметь в окончательном виде рейка. Между полосками фанеры прокладываем рейку, которую надо выстрогать, сверху плотно прижимаем ее рубанком, а затем рукой протягиваем рейку под рубанком.

Ширина фанерных полосок не имеет существенного значения. Они играют здесь роль контрольных приспособлений, не позволяющих сострогать лишнее.

Затем рейку, если она широка, разрезаем на несколько узких, тонких реек.

Работа с бамбуком. Для моделей лучше брать бамбук зеленовато-желтого цвета, не старый, так как старый бамбук более хрупок. Старый бамбук можно узнать по коричневым и белым мелким пятнам на стволе. Длина колен бамбука должна быть не менее 200 — 250 мм, иногда она доходит до,400 — 500 мм. В суставах бамбук легко ломается, и это надо учитывать, когда приходится его выгибать. У древесины бамбука три слоя, сильно друг от друга отличающихся. Первый, внутренний слой — серебристо-белого цвета; он очень непрочен, и его надо обязательно счистить. Средний и внешний слои остаются и употребляются при изготовлении моделей.

Как разводить клей. При постройке летающих моделей для склейки деревянных частей используются два сорта клея — столярный и казеиновый. Казеиновый клей лучше столярного, так как он не боится влаги и сырости.

Столярный клей приготовляют следующим образом: разломав плитку клея на несколько частей, кладут его на сутки в воду; когда он пропитается водой, набухнет и станет мягким, его вынимают и кладут в чистую.клеянку. Клеянку делают из двух консервных банок разного размера, из которых меньшая вставлена в большую. Клей кладут в меньшую банку, а в большую наливают воду. Поставив клеянку на огонь, нагревают клей до кипения; если клей получается густым, можно подлить немного воды и вновь Довести его до кипения.

Казеиновый клей — это порошок белого или желтоваторозового цвета. Он не должен иметь гнилого или затхлого запаха. Клей, покрытый плесенью или имеющий гнилой запах, для употребления непригоден.

Казеиновый клей приготовляют так: берут одну весовую часть порошка и смешивают с двумя весовыми частями воды, температура которой не ниже плюс 10 градусов и не выше плюс 25 градусов Цельсия. Все это размешивают палочкой до тех пор, пока не получится однородно окрашенный раствор, без комочков. Затем клею дают 10 — 15 минут отстояться. После снятия образовавшейся сверху пены им можно пользоваться.

Приготовленный таким образом клей годен для работы лишь в течение 6 — 8 часов. При склейке двух деревянных частей следует намазывать клеем только одну часть. Работать с казеиновым клеем надо в комнате при температуре не ниже плюс 12 градусов Цельсия.

Деталь, склеенная казеиновым клеем, по своей крепости не уступает целой и не боится сырости.

Пользоваться этим клеем нужно аккуратно, так как засохший на руках казеин долго не отмывается и вредно действует на кожу.

Как паять. Прежде чем паять какие-либо металлические детали, очищают места пайки от ржавчины и грязи и плотно подгоняют друг к другу.

Паяльник нагревают на примусе, газовой плите или специальной паяльной лампе, пока не появится пламя зеленого цвета; затем острие паяльника погружают в раствор хлористого цинка (для спайки наших деталей этого можно и не делать) и трут паяльник о кусочек припоя — сплав олова со свинцом. При этом рабочая часть паяльника — его носик — покрывается тонким слоем олова — облуживается.

Места спайки предварительно смазывают хлористым цинком. Горячим облуженным паяльником проводят несколько раз по куску нашатыря, затем снова по припою; наконец, паяльник подносят к месту спайки и проводят вдоль шва. Расплавленный припой стекает с паяльника, затекает в шов и застывает.

Как полировать. Прежде всего стеклянной бумагой очищают деталь от всех шероховатостей, натирают пемзой в порошке и покрывают политурой, которая после просушки зачищается самой мелкой стеклянной бумагой (№ 00). Затем берут небольшой кусочек ваты, смачивают его политурой и завертывают в тряпочку; полученный таким образом тампон смачивают снаружи растительным (подсолнечным или льняным) маслом и натирают им полируемую деталь кругообразными движениями до тех пор, пока поверхность детали не станет зеркально-гладкой.

По мере надобности вату смачивают политурой, а тряпочку — маслом.

Способы вычерчивания деталей модели. Прежде чем приступить к постройке модели, необходимо сделать ее чертеж в натуральную величину. Для постройки большой модели можно ограничиться чертежами фюзеляжа, яолукрыла и ряда крупных деталей — все в натуральную величину. Это и будет нашим рабочим чертежом.

Чертеж летающей модели. Вид сверху.

Вычерчивание крыла. На рисунке 19 показан чертеж модели при виде сверху. По размерам, приведенным на нем, мы и будем выполнять отдельно чертеж крыла.

Сперва рассчитаем, какой лист бумаги нам потребуется для вычерчивания полукрыла. Как видно из чертежа модели, размах крыла (в него входит и ширина фюзеляжа) составляет 1460 мм. Разделив эту цифру на два и прибавив немного

в запас, заключаем, что будет достаточно листа длиной 800 мм и шириной 500 — 600 мм.

Приколов лист к чертежной доске (ее может заменить гладкий лист толстой фанеры, имеющий ровный, прямолинейный край слева), прочерчиваем на расстоянии 100 — 120 мм от верхнего края листа бумаги тонкую линию — это и будет ось лонжерона.

Если мы чертим левое полукрыло, то при помощи рейсшины и угольника на расстоянии 60 мм от правого края листа восстанавливаем перпендикуляр к оси лонжерона. По этому перпендикуляру циркулем откладываем 55 мм вверх и 110 мм вниз от точки пересечения перпендикуляра с осью. Полученный отрезок изображает торцевую нервюру полу-крыла.

Теперь можно разметить поперечные распорки крыла — так называемые нервюры. Для этого, пользуясь чертежом, откладываем вдоль оси лонжерона последовательно шесть отрезков длиной по 80 мм, затем два отрезка по 60 мм и два отрезка по 45 мм. Проводя через полученные точки новые перпендикуляры, получим местоположение всех нервюр полу-крыла.

Сдвинув рейсшину так, чтобы край ее пришелся на начало торцевой нервюры, проводим линию передней кромки, а затем, сдвинув рейсшину вниз, проводим линию задней кромки. При этом следует проверить параллельность обеих линий и оси лонжерона хотя бы по нервюре 7 (см. рис. 19), которая находится на расстоянии 480 мм от торцевой. Расстояния от оси лонжерона до обеих прямых и здесь должны быть равны: сверху 55 мм, а снизу 110 мм.

Взглянув на рисунок 19, мы видим, что после нервюры 7 кромки изгибаются так, что концевая часть крыла имеет форму несимметричного полуэллипса. Эту часть контура крыла можно вычертить произвольно — «на глаз».

Если вы все же решите вычертить крыло точно по оригиналу, придется прибегнуть к увеличению чертежа. Для этого прежде всего следует определить его масштаб. Делается это так: при помощи циркуля и линейки с делениями на миллиметры измеряем на чертеже самый большой размер модели. Это длина модели, равная в натуре (судя по проставленной на чертеже цифре) 1250 мм. У нас она получилась 84 мм. Это означает, что чертеж в книге уменьшен в 1250 : 84= 14,9 раза. Стало быть, перенося размеры из книги на рабочий чертеж, надо увеличивать все размеры в 14,9 раза. Проделываем это, поочередно откладывая вниз и вверх от оси лонжерона отрезки Л и Б (см. рис. 19), беря их циркулем из чертежа, приведенного в книге, и увеличивая в

14,9 раза для нервюр 8, 9 и 10. Соединив полученные точки плавной кривой, получим нужный контур.

Затем наносим полунервюры (идущие от лонжерона к передней кромке) и, наконец, раскосы, подпирающие торцевую нервюру.

Кроме этого, на чертеж крыла полезно нанести места соединения бамбуковой дуги с кромками, конструкцию крепления крыла к фюзеляжу и т. п.

Вычерчивание нервюр. Крыло требует более точного выполнения, чем другие части. Особенно это относится к профилю крыла, то-есть к его форме в сечениях. От того, насколько точно выполнены нервюры, которые и придают крылу нужный профиль, зависят в очень сильной мере лётные качества модели.

На всех чертежах летающих моделей дается табличка с размерами нервюры в разных ее местах, но не в миллиметрах, а в процентах (то-есть сотых долях) длины нервюры. Это очень удобно, так как дает возможность вычерчивать нервюру любого размера путем несложных предварительных вычислений.

На рисунке 20 (на вкладном листе в конце книги) показана в натуральную величину нервюра (профиль крыла), размеры которой отложены по двум осям: вертикальной оси У (игрек) и горизонтальной оси X (икс). Хорду нервюры откладываем по оси X и делим ее на десять частей (по 10 процентов), а первый отрезок — еще на 2,5 и 5 процентов от всей длины хорды. Против каждой из полученных точек восстанавливаем перпендикуляры и по ним отмеряем вертикальные отрезки — ординаты — в процентах от той же длины хорды, принятой нами за 100 процентов. Все эти размеры можно свести в таблицу, как это сделано на рисунке 20. Тогда нетрудно рассчитать и вычертить нервюру любого размера.

Пусть нам надо вычертить нервюру этого же профиля (то-есть такой же формы, как и приведенная на рис. 20) при длине ее в 200 мм. Очевидно, что одна сотая длины этой нервюры равна 200: 100 = 2 мм, то-есть 1 процент ее длины равен 2 мм.

В графах таблицы верхней и нижней ординат приведены цифры, показывающие количество процентов, которые надо взять от всей длины нервюры и отложить их на каждой ординате. Так например, из таблицы видно, что из точки, лежащей на оси X на расстоянии 2,5 процента от носка нервюры, нужно отложить: вверх — отрезок, равный 2,74 процента длины нервюры, а вниз — 0,866 процента.

Длина этих отрезков найдется так: отрезок, соответствую-

щий 1 проценту длины, равен 2 мм, количество процентов вверх равно 2,74, а вниз — 0,866; значит, вверх надо отложить отрезок, равный 2 X 2,74 = 5,48 мм, или 5,5 мм, а вниз — 2 X 0,866= 1,732 мм, или 1,7 мм. Если у размера У помечен знак « », его надо откладывать от оси кверху, если помечен знак « — », надо откладывать книзу от осн. (Иногда знак «-{-» в таблицах не помечается.)

Проделав такие подсчеты для всех ординат, получим ряд точек верхнего и нижнего обводов нервюры. Соединив их плавной кривой при помощи лекала, получим форму нервюры при длине ее в 200 мм.

Расчет других нервюр одного и того же крыла при одном профиле по всей его длине будет отличаться лишь тем, что длина нервюр окажется разная и, следовательно, 1 процент уже не будет равен 2 мм.

ПРОСТЕЙШИЕ ЛЕТАЮЩИЕ МОДЕЛИ

Модель планёра

Самые простые летающие модели без мотора и воздушного винта делают целиком из бумаги. На рисунке 21 изображена такая простейшая модель и обозначены названия ее основных частей. Они точно такие же, как и у настоящего самолета, только у нашей модели, как и у всех планёров, нет мотора с воздушным винтом, поэтому она и называется моделью планёра, а не самолета.

Для постройки бумажной модели планёра возьмем лист плотной бумаги, сложим вдвое и на нем карандашом вычертим контур половины планёра, приведенный на рисунке 22 (на вкладном листе в конце книги); вырезав этот контур,отгибаем крыло и оперение.

Оперение у планёра, как видно на рисунке, получилось двухкилевым.

Предварительная регулировка бумажной летающей модели.

Затем сверху крыла для жесткости рекомендуется приклеить небольшую полоску из плотной бумаги (см. рис. 21). При этом у крыла необходимо отогнуть концы несколько кверху, придав ему форму поперечного «V», как это показано на рисунке 23. Концы крыла должны быть приподняты относительно середины на 5 — 7 мм.

Модель спереди загружаем канцелярской скрепкой или каким-нибудь другим грузом примерно такого же веса. Скрепку необходимо сдвигать вперед или назад до тех пор, пока модель, если ее перевернуть, не уравновесится на острие ножа или на ребре тетради, приблизительно на половине или первой трети ширины крыла.

Потом проверим, симметрична ли модель, если смотреть на нее спереди, нет ли перекосов у крыла и оперения (см. рис. 23).

Затем возьмем нашу модель двумя пальцами и, слегка наклонив носок модели книзу, небольшим толчком запустим ее в полет (рис. 24).

Если модель в полете поднимает нос кверху и падает на хвост или летит волнообразно,то на носок модели укрепляем побольше груза или сдвигаем скрепку вперед.

Увеличить груз можно с помощью одной или двух спичек. Каждое небольшое изменение положения или веса груза контролируем пробным полетом. Если модель летит очень быстро и с опущенным носом, то надо немного отклонить рули высоты кверху. Если же совершенно симметричная модель заворачивает в правую или левую сторону, то надо отклонить руль направления в сторону, противоположную завороту.

На рисунке 22 приведена выкройка, а на рисунке 25 показана модель спортивного низкоплана из бумаги. Модель эта хорошо летает и может даже делать «фигуры высшего пилотажа».

Бумажную модель планёра не следует держать во влажном месте, так как бумага может покоробиться и модель трудно будет отрегулировать.

Примерно на таких бумажных моделях планёров известный русский изобретатель В. В. Котов в 1895 году проводил очень много опытов, в результате которых ему удалось проверить действие элеронов еще задолго до того, как они нашли себе широкое применение на самолетах.

С помощью бумажных моделей можно демонстрировать некоторые сложные движения самолета в воздухе (высший пилотаж), например «петлю Нестерова» (рис. 26).

Впервые такую петлю на самолете выполнил русский военный летчик Петр Николаевич Нестеров, 27 августа 1913 года. Чтобы модель выполнила «петлю Нестерова», надо у горизонтального оперения бумажной модели отогнуть заднюю кромКУ руль высоты кверху и посильнее толкнуть модель носом кверху. На приподнятый руль высоты встречный поток воздуха будет оказывать давление сверху вниз, что заставит модель перевернуться на спину.

KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ

Самый большой бумажный самолётик

В аэропорту американского города Фичбург в воздух поднялся необычный самолет. Он полностью сделан из бумаги и покрыт рисунками.

Бумажный самолет массой 680 кг создан 4500 добровольцами в возрасте от 2 до 92 лет. Идею предложил житель Фичбурга Джерри Бек — художник и арт-директор местного музея Revolving. Она преследовала несколько целей: побить рекорд книги Гиннесса, объединить людей и дать им возможность самореализации.

Коллективная работа по созданию гигантского самолета заняла четыре года, и желающих оказалось так много, что план был пересмотрен в сторону увеличения. Вместо задуманных 15 метров арт-объект достиг длины 19,5 метра. На каркас из бамбука и гофрированного картона люди укрепляли рисунки, коллажи, оригами, фотографии и любые творческие поделки на основе бумаги.

В дальнейшей реализации замысла приняли участие сотрудники Массачусетского музея и городского аэропорта. В присутствии представителей Книги рекордов самолет оторвался от земли при помощи подъемного крана.

Предыдущий рекордный бумажный самолет был создан студентами и преподавателями Брауншвейгского технического университета в 2021 году; в длину он достигал 18 метров.

Судья из Guinness World Records зафиксировал, что американский самолетик больше, чем предыдущий рекордсмен, созданный студентами и преподавателями в Брауншвейгском технологическом институте в Германии в 2021 году.

Многие из нас видели, а может и делали бумажные самолетики и запускали их, глядя, как они парят в воздухе.

А задумывались ли вы, кто первым создал бумажный самолет и зачем?

Сегодня бумажные самолеты делают не только дети, но и серьезные авиастроительные компании – инженеры и дизайнеры.

Как, когда и для чего использовались и до сих пор используются бумажные самолетики, сейчас узнаем.

Немного исторических фактов, связанных с летательными аппаратами из бумаги.

Первый бумажный самолетик был создан около 2 000 лет назад. Считается, что первыми, кто придумал делать самолетики из бумаги, были китайцы, которые также увлекались созданием летающих змеев из папируса.

Использовать бумагу для полетов решили и братья Монгольфье – Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн. Именно они изобрели воздушный шар и использовали для этого бумагу. Произошло это в 18-м веке.

Леонардо да Винчи писал об использовании бумаги для создания моделей орнитоптера (воздушное судно).

В начале 20-го века, журналы, рассказывающие о летательных аппаратах, использовали изображения бумажных самолетов для объяснения принципов аэродинамики.

В своем стремлении построить первый летательный аппарат, способный перевозить человека, братья Райт использовали бумажные самолеты и крылья в аэродинамических туннелях.

В 1930-х годах, английский художник и инженер Уоллис Ригби спроектировал свой первый бумажный самолет. Эта идея показалась интересной нескольким издательствам, которые начали с ним сотрудничать и публиковать его бумажные модели, которые довольно просто было собрать. Стоит отметить, что Ригби старался делать не просто интересные модели, но и летающие.

Так же в начале 1930-х годов Джек Нортроп из Lockheed Corporation использовал несколько бумажных моделей самолетов и крыльев для тестирования. Это делалось перед созданием настоящих больших самолетов.

Во время Второй мировой войны, правительства многих государств ограничивали использование таких материалов, как пластик, металл и дерево, так как они считались стратегически важными. Бумага стала общедоступной и очень популярной в индустрии игрушек. Именно это сделало бумажное моделирование популярным.

В СССР бумажное моделирование было также очень популярно. В 1959 году вышла в свет книга П. Л. Анохина “Бумажные летающие модели”. В итоге, эта книга, на многие годы стала очень популярной среди моделистов. В ней можно было узнать об истории самолетостроения, а также о бумажном моделировании. Все бумажные модели быль оригинальными, к примеру, можно было найти летающую модель из бумаги самолета “Як”.

Согласно Ассоциации бумажного самолетостроения, самолет из бумаги, запущенный в открытый космос, не будет летать, он будет планировать по прямой линии. Если самолетик из бумаги не столкнется с каким-нибудь предметом, он может вечно парить в космосе.

Самый дорогостоящий бумажный самолет был использован в космическом челноке во время очередного полета в космос. Одной лишь стоимости топлива, использованного для доставки самолета в космос на челноке, достаточно, чтобы назвать этот бумажный самолет самым дорогим.

Самый большой размах крыльев бумажного самолета составляет 12, 22 см. Самолет с такими крыльями смог пролететь почти 35 метров, перед тем, как столкнулся со стеной. Такой самолет был сделан группой студентов с Факультета авиа- и ракетостроения из Политехнического института в Дельфте, Нидерланды.

Запуск был проведен в 1995 году, когда самолет запустили внутри здания с платформы, высотой 3 метра. По правилам самолет должен был пролететь около 15 метров. Если бы не ограниченное пространство, он бы пролетел намного дальше.

Ученые, инженеры и студенты используют бумажные самолетики для изучения аэродинамики. Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) отправила бумажный самолетик в космос на космическом челноке.

Бумажные самолеты можно делать различных форм. Согласно рекордсмену Кену Блэкбурну (Ken Blackburn), самолетики, сделанные в форме буквы “X,”, обруча или футуристического космического корабля, могут летать, как и простые бумажные самолеты, если их сделать правильно.

Специалисты НАСА совместно с космонавтами провели мастер-класс для школьников в ангаре своего исследовательского центра в 1992 году. Вместе они строили большие бумажные самолеты, размах крыльев которых мог достигать 9-ти метров.

Самый маленький бумажный оригами-самолетик был создан под микроскопом господином Наито из Японии. Он сложил самолетик из листа бумаги размером 2,9 кв. миллиметра. После изготовления, самолетик был помещен на кончик швейной иглы.

Самый продолжительный полет бумажного самолета состоялся 19 декабря 2021 года, и был запущен он японцем Такуо Тода (Takuo Toda), который является главой Японской ассоциации самолетиков-оригами. Длительность полета его модели, запущенной в городе Фукуяма, префектура Хиросима, составила 29,2 секунды.

[источники]Источники:
http://www.nat-geo.ru/science/1202134-samyy-bolshoy-v-mire-bumazhnyy-samolet-podnyalsya-v-vozdukh-video/
http://www.rosbalt.ru/like/2021/06/14/1710288.html
https://www.infoniac.ru/news/Interesny-fakty-pro-bumazhnye-samoletiki.html 

Еще интересные статьи о бумаге:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector