Общие вопросы моделирования и конструирования (стр. 4 )

Пластмассы. Многие пластмассы по прочности не отлича­ются от конструкционной стали, и идентичные конструкции оди­наковой массы, изготовленные из этих материалов, могут быть равнопрочны. Характеристики пластмасс и область их приме­нения даны в табл. 2.

Припои и клеи. Для паяния стальных, медных и латунных деталей применяют мягкие оловянно-свинцовые (ПОС50, ПОС40), оловянно-свинцово-сурмянистые (ПОССу4-6), висму­товые и кадмиевые припои (поставляются в виде прутков, про-

таблица 2. Характеристики пластмасс и их применение в моделях

Название	Марка	Предел прочности при рас­тяжении, МН/м»	Плот­ность, г/см8	Вид полуфаб­риката	Цвет, прозрачность	Растворитель или клей для соединения деталей	Применение в модели
Полиэтилен	вд, нд	20	0,95	Листы, пленка, трубки, грану­лы	Прозрачный	Д-9, БФ-2 (можно свари­вать)
Капрон		55—70	1,13-1,17		От молочно-белого до се­рого	Муравьиная кислота, уксус­ная кислота (при нагреве)	Изготовление якорей, кнехтов, стволов орудий, колес, подшипников, винтов и др. -
Органичес­кое стекло	СОЛ, СТ-1		1,18	Листы тодаци-ной от 0,8 до 24 мм	Прозрачный (бесцветный или окрашен­ный)	Бензол, толуол, ацетон, дихлор­этан	Изготовление фонарей кабин на моделях-копи­ях самолетов, ракето­планов, 'автомобилей, корпусов небольших моделей и др.
Полистирол	А Б	18 38	1,06 1,06	Листы толщи­ной от 1,4 до 10 мм	Светло-голу­бой, белый и слоновой кости	Бензол, толу­ол, ацетон, ди­хлорэтан	Облицовка и изготовле­ние деталей, получае­мых штамповкой с вы­тяжкой (корпусов не­больших моделей кораб­лей, надстроек и др.)

Целлулоид	А	35—45	—	Листы толщи­ной от 0,3 до 5,0 мм.	Прозрачный, белый, окра­шенный в раз­ные цвета	Ацетон, клей АК-20	Отделка моделей и штамповка мелких дета­лей: шлюпок, башен, фар и др.)
Винипласт химически стойкий пластикат	ВН вд		1,38 1,38	Листы толщи­ной от 1 до 20 мм, трубки	Непрозрачный, чаще коричне* вый Однотонный разных цветов	Дихлорэтан (материал на­бухает)	Изготовление аккумуля­торных сеток, топливо­проводов Облицовка
Текстолит	ПТК, ПТ	68-100	1,3—1,4	Листы толщи­ной от 0,5 До 70 мм, прутки	Светло- и тем­но-коричневый	Не растворяет­ся. Клеи Д-9, АК-20, БФ-2	Изготовление зубчатых колес, редукторов, вту­лок, подшипников сколь­жения, панелей и др.
Стеклотек­столит	ВФГ-С КАСТ		1,55-1,75 1,6—1,8	Стеклоткань	Белый	Не растворяет­ся. Клеи Д-9, БФ-2, БФ-4	Изготовление корпусов моделей автомобилей, судов, палуб, водоне­проницаемых перегоро­док, шпангоутов и др.
Гетинакс		80	1,3—1,4	Листы толщи­ной от 0,2 до 5 мм	Светло-корич-невый	Клеи Д-9, БФ-2	В качестве низкочастот­ного диэлектрика, изго­товление стенок редук­торов, подставок для моделей и др.
Пенопласт	ПС-1 ПС-4 ПХВ-1 ФФ	4,2 0,6 1,8-2,4 1,0—4,0 рыхлая	0,2 0,08—0,35 0,1—0,13 0,19-0,23 0,02	Плиты	Белый	Клеи БФ-2, БФ-4 Клей № 88Н Клей № 88Н	Изготовление моделей-макетов, фюзеляжей и стабилизаторов самоле­тов, планеров (вместо бальзы), корпусов мо­делей кораблей длиной до 600 мм и др.

волоки, ленты), а также медно-цинковые (ПМЦ36, ПМЦ54} твердые припои, для паяния алюминия и его сплавов — смеси, состоящие из хлористого цинка, хлористого аммония и фто­ристого натрия.

При изготовлении моделей и технических устройств исполь­зуют природные и синтетические клеи. Из группы природных клеев широко известны клеи животного происхождения — мезд­ровый, казеиновый и др.

В настоящее время создан набор синтетических клеев, с по­мощью которых можно склеивать практически все конструк­ционные и другие материалы (металлы, пластмассы, бетон, дре­весину, стекло и др.) в различных сочетаниях.

Для склеивания материалов, работающих при температурах 40—60 °С, широко применяют универсальные клеи БФ-2, БФ-4 и БФ-6 (для склеивания тканей). Это спиртовые растворы поливинилбутираля и резольной феноло-формальдегидной смолы. Недостаток их — необходимость высоких температур (140— 150 °С) для образования склеивающего слоя и невысокая проч­ность при сдвиге. При комнатной температуре твердеют клеи циакрин ЭО, ВК-9 и композиции на основе эпоксидных смол ЭД-6, ЭДП, ЭД-40, Д-9 и др.

Из резиновых клеев наибольшее распространение получили клеи № 88 и 88Н. Их применяют для склеивания холодным спо­собом ткани, пенопласта, древесины, пробки, металлов, тексто­лита. Однако эти клеи неустойчивы к маслам, бензину, керо­сину. Для склеивания бумаги и картона используют силикат­ный клей, представляющий собой водный раствор силиката натрия, а также универсальный клей ПВА. Клеем ПВА, кроме бумаги, можно клеить древесину, стекло, кожу, линолеум, фарфор.

Работать с синтетическими клеями на основе эпоксидных смол надо в вытяжном шкафу, надев резиновые или полиэтиле­новые перчатки на бязевой подкладке. Силикатный клей опасен при попадании в глаза.

Технологический процесс склеивания независимо от мате­риала и конструкции включает: подготовку поверхности к склеи­ванию (очистка и обезжиривание), зачистку наждачной бума­гой, нанесение клея на соединяемые поверхности, выдержку после нанесения клея, сборку соединяемых деталей, сдавлива­ние (от 5 мин до 2 сут), очистку шва от потеков, контроль ка­чества соединения.

§ 3. ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ

Для уменьшения шероховатости, улучшения внешнего вида и повышения сопротивляемости коррозии и гниению поверхно­сти моделей тщательно обрабатывают. Широкое распростране­ние при этом получила отделка лаками, красками и другими материалами, так как они хорошо закрывают поры и углубле­ния металлических поверхностей, ворсистость и мшистость де­ревянных, придают им нужный блеск и цвет.

Отделка — очень важный этап в изготовлении моделей, на нее прежде всего обращают внимание. Дети любят занимать­ся отделкой, для них это доступный способ выразить свое по­нимание красоты вещей. Выбор цвета или сочетаний цветов, орнамента — все это служит эстетическому воспитанию уча­щихся.

Материалы для подготовки поверхности к отделке. Для под­готовки поверхности к отделке применяют грунтовки, порозаполнители, шпатлевки различных видов. Грунтом для сталь­ных деталей может служить жидкий раствор наносимой краски, но с добавкой олифы или глифталевого лака. В качестве пигмента лучше всего применять свинцовый или железный су­рик. Состав грунта: сурик железный сухой — 25% (по массе), крон цинковый — 25%, олифа или глифталевый лак —50%. Для цветных металлов хорошо зарекомендовали себя грунты на ос­нове цинкового крона такого состава: крон цинковый или крас­ка цинковая желтая — 40%, олифа или глифталевый лак — 60%. При прозрачной отделке деталей из древесины применя­ются нитроцеллюлозные грунтовки НЦ-48, НЦ-0127 (для имита­ционной отделки), канифольно-казеиновая № 000, а также грунтовки ГМ-11, ГМ-12. Последние не поднимают ворса, не требуют шлифования после высыхания, не вуалируют текстуру древесины и используются под нитролаки.

Широкое применение при отделке моделей судов, сельско­хозяйственных машин, автомобилей получили порозаполнители КФ-1, КФ-2, ПМ-11, ЛК и нитрошпатлевка НШ-1. При работах масляными красками употребляют масляную и лаковую шпат­левки. Состав масляной шпатлевки: мел — 60% (по массе), охра—10—12%, сажа — 2% или белила 6—8%, остальное — жидкость для разведения, состоящая из олифы — 25%, лака — 20%, скипидара — 25%, сиккатива — 30%. При отсутствии не­которых компонентов можно применять шпатлевку такого со­става: 70—75% мела и 25—30% олифы. Лаковая шпатлевка содержит 75—80% мела с пигментами и 20—25% подмазочного лака (74 или 75).

Материалы для отделки поверхности. Для прозрачной от­делки деталей из древесины используют масляные лаки 4С, 5С, 7С, нитролаки НЦ-221, НЦ-241, НЦ-241М и политуры. Политу­ры служат для создания ровного, зеркально блестящего про­зрачного покрытия, выявляющего и углубляющего естественную текстуру древесины. Используют спиртово-щелочные политу­ры 13 (светло-коричневого" цвета), 14 (темно-коричневого цве­та), 15 (красно-малинового цвета), 16 (черно-синего цвета). Нитрополитуры образуют более стойкие покрытия, чем спирто­вые. Их применяют для полирования нитролаковых покрытий после разравнивания или шлифования. Нитрополитуру НЦ-314 смешивают с щелочной политурой и растворителем РМЛ в со­отношении 1:1:1.

Для непрозрачной отделки моделей и технических устройств применяют краски и эмали. Цветовое многообразие можно по­лучить, составляя смеси из красок основных цветов: красного, желтого и синего. Рекомендуемый минимум красок: желтая стронциевая или кадмий желтый, охра (светло-желтая или зо­лотистая), умбра или сиена натуральная (коричневая), крап­лак (красная), зеленая изумрудная, ультрамарин (синяя) и обязательно белила. Эти краски могут обеспечить все 130 цве­товых переходов, имеющихся в спектре солнечного луча. Чтобы исключить грязноватость покраски при механическом смешива­нии красок, надо смешивать их в соответствии с очередностью, устанавливаемой «цветовым кругом». Нельзя соединять неус­тойчивые друг к другу в химическом отношении красящие ве­щества, например свинцовые белила, представляющие собой углекислый свинец и его водные окислы, с красками, содержа­щими сернистые соединения — ультрамарином, киноварью. В разбавляемые краски для ускорения высыхания вводят от 5 до 10% сиккатива.

При выборе цветовых пар надо помнить, что для быстро-двигающейся модели возможны оптические смещения, и доби­ваться резкости контрастов. Стандарты рекомендуют следую­щие пары контрастных цветов: белый с красным, белый с черным, зеленый с черным, красный с черным, желтый с черным. При покраске спортивных моделей самолетов и планеров вы­бирают цвета, составляющие контраст с цветом неба в данной широте.

Для улучшения лакокрасочных покрытий и придания им блеска используют разравнивающие и полировочные жидкости, полировочные пасты, составы для удаления жировых загрязне­ний после полирования. Для разравнивания нитролаковых по­крытий применяют

жидкости НЦ-313 и РМЕ. Полировочные пасты содержат абразивные порошки с высокой дисперсностью и небольшой твердостью, такие, как окись аммония, окись хро­ма, меловая пудра и др.

Для полирования металлических поверхностей широко при­меняют пасты ГОИ: грубую (светло-зеленую),среднюю (зеле­ную) и тонкую (черную с зеленоватым оттенком). При полировании смоляными политурами, разравнивающими полиро­вочными жидкостями и пастами на отделываемой поверхности остаются масла и жиры. Их удаляют полировочной водой М 18 или восковым полирующим составом № 3.

Пленочные и листовые отделочные материалы на основе бумаг и синтетических смол. Эти материалы делятся на про­зрачные и непрозрачные, одни из них требуют после приклеи­вания отделки, другие не требуют. Пленки на бумажной основе могут быть имитирующими, т. е. с текстурой - древесины или е другим рисунком (заменяют шпон), или без имитации (заме­няют грунтовочный слой под эмали).

На основе синтетических смол выпускают пленки из поли­стирола, полиэтилена, пропилена, поливинилхлорида и полиами­дов толщиной от 0,005 до 0,3 мм. Они применяются в авиа - и судомоделировании. Для постройки моделей летательных аппа­ратов получили распространение металлизированные (с напыле­нием алюминия) пленки толщиной от §,005 до 0,12 мм. Их при­меняют для парашютов, триммеров, крыльев и для наружной отделки корпусов моделей-копий (в целях имитации металла).

Нанесение надписей и знаков. Существует несколько спосо­бов нанесения опознавательных знаков и инициалов авторов на моделях, участвующих на соревнованиях. Самый простой и распространенный из них заключается в том, что необходимые знаки вырезают из бумаги, отличающейся по цвету от модели. Сначала знаки вычерчивают на миллиметровой бумаге, затем подкладывают под нее бумагу (на один-два листа больше, чем нужно для знаков) и на доске острым ножом вырезают знаки, приклеивают их к модели после отделки поверхности и покрывают прозрачным лаком.

На моделях-копиях и спортивных моделях надписи делают распылителем через специальные трафареты. Хорошие надпи­си с четкими границами шрифта на плоских поверхностях по­лучаются, если шрифт выпилить из целлулоида толщиной 0,5 мм или фанеры толщиной 1 мм и, применив его как шаблон, вы­резать трафареты шрифта из пропарафиненной конденсаторной бумаги. Готовый трафарет накладывают на место нанесения надписи. Кромки бумаги смачивают водой с помощью мягкой кисти, расправляя прилипший к поверхности трафарет, устра­няют морщинки, под которые может затечь краска. Излишки влаги снимают промокательной бумагой и затем наносят краску кистью или распылителем. Закончив покраску, трафарет не­медленно снимают. После высыхания остатки бумаги смывают водой, а неровности краев краски подчищают лезвием бритвы.

Для трафаретов широко используют также липкую ленту. Ее наклеивают на стекло и вырезают нужную надпись. Если размер надписи больше, чем ширина ленты, то наклеивают не­сколько полос так, чтобы последующая полоса на 5—6 мм пе­рекрывала предыдущую.

§ 4. МОДЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Для приведения в движение моделей и технических уст­ройств применяют различные двигатели: тепловые, электриче­ские и механические. Наиболее сложные модели имеют целый комплекс, состоящий из теплового и системы электрических двигателей, радиоаппаратуры.

Рассмотрим основные типы модельных двигателей. Из теп­ловых двигателей широко применяются микродвигатели внут­реннего сгорания поршневые, реактивные и ракетные.

Поршневые двигатели. По способу зажигания рабочей смеси модельные двигатели делятся на калильные — с зажиганием от калильной свечи и компрессионные — с воспламенением го­рючей смеси от сжатия. Правилами соревнований предусмот­рена классификация поршневых микродвигателей по их рабо­чему объему (три категории): I — с рабочим объемом до 2,5 см3, II — от 2,5 до 5,0 см3, III — от 5,0 до 10,0 см3. Такое деление двигателей позволяет точнее сравнивать ходовые или летные качества различных моделей и создает одинаковые условия со­ревнований. Краткая характеристика спортивных поршневых микродвигателей дана в приложении (табл. 2). В настоящее время на модели каждого класса устанавливают двигатели оп­ределенного типа.

На авиамодели устанавливают микродвигатели следующих типов:

двигатель МК-17 — на кордовые тренировочные модели-копии, таймерные модели самолетов;

двигатель МК-12В— на таймерные, пилотажные, скорост­ные модели и на модели воздушного боя; получил массовое рас­пространение;

двигатель МД-2.5К «Метеор»— на скоростные, таймерные модели самолетов, модели воздушного боя; наиболее распро­страненный двигатель с калильным зажиганием;

двигатель ЦСКАМ-1 —на гоночные модели; конструкция его аналогична конструкции МД-2.5К «Метеор»;

двигатель МД-2.5А «Комета»— на пилотажные и радиоуп­равляемые модели самолетов;

двигатель «Полет» — на пилотажные модели, а также на модели-копии и радиоуправляемые модели; в последнем случае его дополнительно оборудуют приспособлениями для регулиро­вания мощности;

двигатель МАИ-10— на кордовые модели: пилотажные и ко­пии, а также на радиоуправляемые; экспонировался на ВДНХ, отмечен серебряной медалью;

двигатель МАИ-25— на тяжелые модели летательных аппа­ратов.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель РАМ-1 ис­пользуется на кордовых моделях. С этим двигателем был уста­новлен абсолютный мировой рекорд скорости моделей (395,64 км/ч).

Для скоростных кордовых моделей автомобилей применяют двигатели МД-2.5К, МД-5А, МАИ-10, ОТМ-2,5 «Сокол».

В отличие от авиамоделей двигатели морских моделей экс­плуатируются в более тяжелых условиях. Очень часто дви­гатель перестает работать при погружении модели в воду или при попадании водяных брызг в диффузор. На скоростных мо­делях-глиссерах и других применяют обычно двигатели типа МД-5А «Комета» и МД-2.5К «Метеор», МАИ-10, МАИ-25, ОТМ-2,5 «Сокол».

Топливные смеси для микродвигателей состоят из ряда компонентов: горючего (керосина, этилового эфира, метилово­го спирта), смазочных масел (касторового, минерального МК8, солярового) и присадок. Состав смеси выбирают в зависимости от ее назначения: для обкатки двигателей применяют смеси с большим содержанием смазочных масел, для нормальной ра­боты двигателя— с небольшим количеством смазочных масел и большим содержанием горючего, для получения максимальной мощности — с разнообразными присадками, повышающими ак­тивность сгорания топлива (например, амилнитрит увеличивает мощность двигателя почти на 20%).

Составление топливной смеси — ответственное и сложное де­ло. Необходимо иметь чистую герметичную посуду, лучше тем­ного цвета, шприцы, воронки, мензурку и фильтры. Соединять компоненты топлива надо в определенной последовательности. Для компрессионных двигателей сначала растворяют в эфире смазочные вещества, затем добавляют керосин или соляровое масло и в последнюю очередь — присадки. Амилнитрит вводят обычно перед запуском. После этого смесь фильтруют, отстаи­вают в течение 1,5—2 сут в темном помещении при температу­ре 20—25 °С и снова фильтруют. Для двигателей с калильным зажиганием в метиловом спирте растворяют касторовое масло (смазочное вещество), присадки, взбалтывают, дают отстояться и фильтруют. Метиловый спирт ядовит. Нельзя обкатывать дви­гатель в закрытом помещении без вентиляции. Топливные смеси и горючие смазочные материалы огнеопасны, а при тем­пературе воздуха выше 25 °С и взрывоопасны. Хранят их в не­сгораемом шкафу, в герметичных сосудах, на которые наклеены этикетки с соответствующими надписями. Не следует применять на соревнованиях горючее, ранее не опробованное на данном двигателе.