Метательный планер
Классические метательные планеры имеют цельнобальзовую конструкцию, однако в настоящее время чаще встречаются модели с наборным крылом. При этом нередко бальза заменяется композитными материалами на базе пенопласта марки ПС, шпона, стеклоткани и эпоксидного связующего.
Сегодня я хотел бы познакомить с описанием конструкции весьма «летучего» метательного планера, подготовленного с использованием материалов из чешского журнала «Моделярж а модели». Эта модель может быть построена по любой технологии и из любых материалов — важно лишь соблюдение весовых данных, центровки и геометрии планера.
ФЮЗЕЛЯЖ модели выпиливается из твердой бальзы толщиной 5 мм. Снизу к фюзеляжу приклеивается усиление — сосновая накладка сечением 5x2 мм. В головной части фюзеляжа прорезается отверстие под центровочный груз
КРЫЛО — наборное, состоящее из центроплана и двух консолей. И центроплан, и консоли собираются из обычных (толщиной 2 мм) и усиленных (толщиной 3 мм) бальзовых нервюр, верхнего и нижнего лонжеронов (сосновых реек 5x3 мм), а также сосновых задней (рейка 10x3 мм) и передней (рейка 5x5 мм) кромок.
Центральная часть крыла обшивается бальзой толщиной 1,5 мм. Нижняя поверхность правого крыла в районе плоскости симметрии планера усилена треугольной фанерной накладкой толщиной 1 мм под указательный палец спортсмена. Обшивка крыла — из тонкой лавсановой пленки с использованием клея БФ-2 и электрического утюга.
В крайнем случае можно оклеить крыло калькой или папиросной бумагой с отделкой поверхности эмалитом и нитроэмалью. Крыло стыкуется с фюзеляжем с помощью эпоксидного клея.
КИЛЬ и СТАБИЛИЗАТОР-цельно-бальзовые, из пластин толщиной 1—1,5 мм. Стабилизатор приклеивается эпоксидной смолой к нижней части фюзеляжа внакладку, а киль — в вертикальную прорезь. Центровка модели производится с помощью кусочков олова или свинца, закладываемых в отверстие в головной части планера.
Когда центр тяжести совпадет с точкой на крыле, соответствующей 34 процентам хорды, кусочки олова или свинца сплавляются и грузик фиксируется в отверстии парой накладок из березового шпона или фанеры толщиной 1 мм. Модель отлаживается на парение в вираже диаметром не менее 20 м. При этом регулировка параметров модели производится отгибанием задней части стабилизатора и киля.
Если после броска модель уходит на пикирование, то это значит, что центр тяжести ушел вперед, при кабрировании модели центр находится явно сзади аэродинамического фокуса крыла планера. При отладке модели главное — добиться плавного перехода ее траектории от набора высоты к планированию или парению. Чтобы время полета было максимальным, необходимо освоить правильное выполнение броска.
Как правило, бросок осуществляется (с предварительным коротким разбегом) одновременными резкими движениями руки, кисти и, что немаловажно, указательного пальца правой руки.
Геометрическая схема метательного планера.
Конструкция метательного планера: 1 — кромка крыла передняя; 2 — полка лонжерона нижняя; 3,12 — нервюра консоли усиленная; 4 — полка лонжерона верхняя; 5 — кромка консоли задняя; 6 — нервюра консоли; 7 — кромка центроплана задняя; 8 — киль; 9 — усиление фюзеляжа; 10 — кромка центроплана задняя; 11 — усиление консоли и центроплана; 13 — нервюра центроплана усиленная; 14 — фюзеляж; 15 — накладка; 16 — груз центровочный; 17 — кромка консоли передняя; 18 — нервюра центроплана; 19 — накладка (только на правом крыле); 20 — зашивка центральной части крыла; 21 —стабилизатор; 22 — полка лонжерона консоли, нижняя; 23 — полка лонжерона консоли, верхняя; 24 — обшивка крыла.
Конструкция крыла: 1,5 — усиление (бальза s1,5); 2, 6, 13 — нервюры усиленные (бальза s3); 3, 7 — нервюры (бальза s2); 4 — кромка передняя (сосна, рейка 5x5); 8 — зашивка (бальза s1,5); 9 —лонжерон консоли нижний (сосна, рейка 5x3); 10 — лонжерон консоли верхний (сосна, рейка 5x3); 11 —накладка (фанера s1); 12 — кромка центроплана, задняя (сосна, рейка 10x3); 14 — кромка консоли задняя (сосна, рейка 10x3); 15 — обшивка крыла; 16 — полка центроплана верхняя (сосна, рейка 5x3); 17 — полка центроплана нижняя (сосна, рейка 5x3).
ОБТЯЖКА И ОТДЕЛКА СХЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Подготовка модели к обтяжке на первый взгляд кажется ненужной и никчемной работой. Модель готова, все как будто на своих местах. Но необходимо еще раз выверить модель: нет ли где перекосов, неровностей. Если неровности есть, удалим их ножом или напильником, а потом тщательно зачистим мелкой наждачной бумагой, уберем пыль. Только после этого можно приступать к обтяжке.
Крыло, имеющее один изгиб, обтягивают в два приема, т. е. сначала одну половину крыла, а затем вторую. Крыло с тремя изгибами — в четыре приема. Крылья с односторонней обтяжкой обтягиваются только с одной стороны, с двойной обтяжкой — сначала с нижней, а затем — с верхней. Способов обтяжки летающих моделей довольно много. Познакомимся с двумя из них. 1-й способ.
Заготовив бумагу необходимых размеров с припуском 3—5 см вокруг, смазывают клеем всю обтягиваемую поверхность детали. Клей должен быть жидким, но не стекать и не нависать каплями. После этого осторожно накладывают бумагу, избегая морщин. Начинают обтяжку с одного какого-нибудь конца детали. При этом используется помощь другого авиамоделиста (рис. 1).
Положив бумагу на деталь, ее осторожно натягивают от середины к краям. После просушки припуски удаляют мелкой наждачной бумагой. Шкуркой водят все время лишь в одну сторону — от обтянутой поверхности вниз. Ножницами припуски обрезать нельзя — по краям детали останутся заусенцы. Обклеивать таким способом можно лишь детали схематических моделей, имеющих ровную поверхность и нежный каркас. 2-й способ.
Отличается от первого лишь тем, что после высыхания клея бумагу слегка и равномерно сбрызгивают из пульверизатора. После этого деталь кладут на стол, прижимают ее заднюю кромку, а на лонжерон кладут брусок из тяжелой породы дерева или напильник. Обтяжка при этом способе получается ровная и с хорошим натяжением, однако боится перемены температуры и влажности воздуха. В жаркую погоду натяжение будет слишком увеличиваться, в сырую — ослабевать.
Деталь будет терять свою прочность, при запуске модели может дрожать и сломаться. Применять такую обтяжку можно только летом, в сухую погоду и на тяжелых моделях. Лучше всего модели обтягивать готовой цветной бумагой. Но если ее нет, бумагу можно покрасить. Красят бумагу анилиновыми красками, которые в продаже называются краской для окрашивания материи шерстяной и шелковой.
Высыпем два пакета краски в литровую чистую стеклянную банку, нальем в нее горячей воды до половины и добавим одну чайную ложку соли. Хорошенько растворим краску путем помешивания деревянной палочкой и дадим ей немного постоять. После этого дольем воды, размешаем раствор еще раз, дадим ему остыть. Приготовленная таким образом краска хорошо держится и не линяет. Окраску бумаги производят в фотованночке или противне.
Хорошо для этой цели иметь специальную ванночку из фанеры и дерева (рис.2). Части ванночки склеим и собьем гвоздями. Ось сделаем из проволоки, трубку из дюралюминия или другого материала, втулку для крепления оси из жести от консервной банки. Для другого конца оси на бортике ванночки вырежем углубление. Чтобы ванночка не пропускала воду, пропита - ем ее горячим стеарином или воском, или покрасим нитрокраской.
Поставим ванночку на стол, нальем в нее столько раствора краски (без отстоя), чтобы она полностью закрыла ось с трубочкой. Вынем ось с трубочкой. Положим на ванночку лист бумаги, предназначенный для окраски. Тот конец, за который мы будем его протягивать, должен свисать с края на см. Поставим ось с трубочкой на место. Они погрузят бумагу в краску.
Начнем осторожно протаскивать лист. Вытащив его весь, дадим краске стечь. После этого повесим на нитку за сухой конец. Высушенную бумагу прогладим теплым утюгом. Полученная таким образом цветная будет нисколько не хуже той, что продается в магазинах. По окончании окрашивания бумаги ванночку хорошо промоем теплой (но не горячей) водой и просушим. Имея бумагу различных цветов, можно очень разнообразно оклеивать модели (рис.3).
При этом будем помнить, что всякая отделка нужна, прежде всего, для того, чтобы подчеркнуть красоту модели, а также для того, чтобы модель лучше было видно в воздухе и на земле, когда она приземлится. На крыльях модели наклеим буквы и цифры. Буквы — инициалы конструктора или строителя модели, а цифры — порядковый номер построенной им модели. Эта маркировка необходима на соревнованиях, чтобы знать, кому принадлежит модель.
Буквы и цифры вырежем из папиросной бумаги, предварительно покрашенной в черный цвет. Продумаем оформление не только крыльев, стабилизатора и киля, но и других частей модели. Фюзеляж покрасим нитрокраской, воздушный винт, чтобы не утяжелять, красить не будем, но отполируем.
Рис. 1. Обклейка крыла
Рис. 2. Ванночка для окрашивания бумаги
Рис. 3. Примеры отделки схематических моделей
РЕГУЛИРОВКА И ЗАПУСК СХЕМАТИЧЕСКИХ ПЛАНЕРОВ
Построив модель планера, хочется поскорее испытать ее в полете. Но проявим терпение. Проверим сначала крепления, посмотрим, нет ли перекосов слишком близко к носу, во втором — слишком далеко. Поэтому в первом случае передвинем крыло назад, а во втором — вперед или загрузим дополнительно нос модели свинцом. Если модель делает горки от сильного толчка, уменьшим силу толчка.
Если при запуске модель круто летит вниз или приземляется поблизости, значит, ее ЦТ нужно передвинуть назад. Причиной крутого спуска модели может быть также малый угол атаки крыла или большой угол атаки стабилизатора. Такое же явление возможно и при искривлении рейки (например, от натяжения резиномотора). Этот дефект устраним установкой в центре рейки вертикальной стойки из бамбука и натяжением через нее нитки от носа фюзеляжа к хвостовому оперению.
Отклоняться в ту или иную сторону модель может, если отогнулся киль или изменились углы атаки концов крыла. В первом случае киль отогнем в обратную сторону, а если это не удастся, снимем обтяжку и исправим перекос, подогрев киль, и снова его обтянем. Одной из причин разворотов модели в горизонтальной плоскости может быть отсутствие симметрии по массе. Чтобы проверить такую симметричность модели, перевернем ее на спину, привяжем нитку к фюзеляжу в месте расположения ЦТ и подвесим модель.
Если нет весовой симметрии, на легкий конец крыла наклеим пластиночку свинца. Второй причиной полета модели кругами с глубоким креном часто оказывается отсутствие аэродинамической симметрии, т. е. профиль одной половины крыла больше, чем другой, или площадь одной половины крыла больше другой. Крен модели бывает в сторону крыла с меньшей подъемной силой.
После исправления ошибок модель должна совершать плавный планирующий полет. После того как будут выработаны навыки в запуске модели с колена, начнем запускать ее стоя, приподняв над головой. Правильно отрегулированная модель планера при запуске из рук с полного роста пролетает 20—25 м. Окончательно отрегулированную и загруженную свинцом модель планера взвесим и определим получившуюся нагрузку на несущую площадь по формуле 
где G — масса модели (г); SKp — площадь крыла (дм2); SCT — площадь стабилизатора (дм2). Если нагрузка на несущую площадь получится меньше 5 г/дм2, а модель предназначена для участия в соревнованиях, ее необходимо загрузить еще. Для этого возьмем кусочек свинца нужной массы и привяжем его к рейке в месте расположения ЦТ модели.
Полет модели зависит от наличия в воздухе термических потоков (тепловых вертикальных течений) (рис. а). Образуются термические потоки над поверхностью, которая нагревается солнцем сильнее, чем окружающие участки. Уметь находить такие потоки и использовать их для парения летающих моделей — большое искусство. Летающая модель, попав в термический поток, свободно взмывает вверх, пролетая десятки километров.
На рис. в показан момент, когда модель, оказавшись в движущемся вертикальном потоке, начинает там кружиться, набирает высоту до облака и улетает с ним по движению ветра. Модель будет летать до тех пор, пока облако будет получать пополнение теплого воздуха от земли. Наиболее благоприятное время для парения летающих моделей — с 9 до 17 ч. В эти часы происходит образование и скопление кучевых облаков, скорость термических потоков доходит до 5—6 м/с, а на большой высоте — до 10 м/с. Выработав навыки запуска модели с полного роста, можно приступить к запускам моделей планера на леере.
Буксировку модели на леере производят так же, как и буксировку воздушного змея. Разница только в том, что модель планера, в отличие от воздушного змея, отцепляется от леера. К лееру длиной 50 м с одного конца привяжем палочку, с другого — колечко из стальной проволоки. Рядом с колечком прикрепим небольшой флажок из яркой материи (рис.). Этот флажок нужен для того, чтобы с земли было видно, когда колечко леера соскочит с крючка модели.
Место для крепления крючка определим пробными запусками. Учтем, что при крючке, установленном далеко от носа, модель будет набирать высоту под большим углом и может сорваться с леера. Если же крючок поставлен слишком близко к носу, модель высоко не взлетит. Часто на модели делают три крючка и прикрепляют леер за один из них в зависимости от силы ветра.
Запускают модель планера на леере вдвоем. Модель должна быть направлена точно против ветра, ее нос немного приподнят. Когда все готово к запуску, моделист, у которого модель, подает команду «Пошел!» и, когда леер натянут, без толчка отпускает модель. Буксирующий моделист должен быть очень внимателен: если при сильном ветре модель круто набирает высоту, ему надо остановиться или даже двинуться назад.
Когда модель взлетит на максимальную высоту, колечко само соскочит с крючка и леер упадет на землю. При первых запусках леер выпускают не более чем на 20—30 м. Если, отцепившись от леера, модель кабрирует или пикирует, ее необходимо отрегулировать
Рис. Наиболее распространенные дефекты готовых моделей
Рис. Первый запуск модели планера
Рис. Восходящие термические потоки
Рис. Запуск модели планера на леере
Разработал:
,
педагог дополнительного образования.
План-конспект учебного занятия
по авиамоделированию «Изготовление модели планера»
Тема: Простейший планер.
Цель: Изготовление модели планера.
Задачи:
Дать понятия основных частей планера;
Познакомить с технологией изготовления планера;
Познакомить с центровкой и регулировкой модели планера;
Содействовать воспитанию взаимопомощи;
Содействовать развитию внимания, воли.
Оборудование и материалы: ножницы, клей, ватман либо картон, карандаш, линейка, клей ПВА, клей «Момент», образец модели планера, шаблоны, лобзик, пилки, выпиловочный столик.
Ход занятия:
1. Организационная часть.
Добрый день друзья! Позвольте сегодняшнее занятие начать с загадки:
Он в безбрежном океане
Туч касается крылом.
Развернется под лучами-
Отливает серебром.
Смело в небо проплывает,
Обгоняя птиц полет,
Человек им управляет
Что такое?...(Самолет)
2.Сообщение темы и цели занятия.
Как вы догадались, сегодня мы будем говорить о самолетах.
Что вы знаете о них?
Знаете ли как называются части самолета?
Почему самолет летает?
А может ли самолет летать без двигателя?
Может! Даже загадка есть:
С виду это самолет. Крылья есть и есть пилот.
Хорошо летать умеет, но мотора не имеет.
Этот летательный аппарат называется - ПЛАНЕР.
Как раз сегодня мы построим простейшую модель планера. Это первое ваше знакомство с авиацией. Научившись строить, регулировать и запускать простейшие модели, вы сможете сделать более сложный летательный аппарат и принять участие в авиамодельных соревнованиях.
3.Новый материал.
Планер – это один из видов летательных аппаратов, тяжелее воздуха. Если на самолете есть двигатели и воздушные винты, то у планера, так как он безмоторный, подъемная сила создается крылом во время полета.
Части модели планера имеют такие же названия как у настоящего самолета: фюзеляж, крыло, стабилизатор, киль.
Фюзеляж - это основная часть модели.
Крыло - часть, которая поддерживает модель в полете.
Стабилизатор - это горизонтальная поверхность в хвостовой части планера, служит рулем высоты (вниз, верх).
Попробуем вспомнить, где нам встречалось это название? (При изготов-лении модели ракеты, стабилизаторы устанавливали тоже для устойчивого полета).
Киль – это вертикальная плоскость планера, служит рулем поворота (влево, вправо).
Груз - необходим для центровки планера.
Технология изготовления планера (практическая работа).
Сегодня я предлагаю сделать простейшую модель планера «Дископлан ».
Как вы думаете, почему он называется дископлан? (Крыло в форме круга, диска). Перед вами лежит чертеж планера «Дископлан». Внимательно посмотрите. На чертеже видим уже знакомые вам крыло, фюзеляж, стабилизатор, киль.
В мастерских работаем над изготовлением фюзеляжа. С помощью лобзика, рейку– фюзеляж обрежьте по размеру согласно чертежа. (Повторить правила ТБ лобзиком, наждачной бумагой).
А в конструкторском бюро будет происходить создание крыла, стабилизатора и киля. Используя шаблоны, переведите детали планера на бумагу, вырежьте ножницами. Прежде чем приступить к работе, давайте повторим правила, которые необходимо соблюдать при вырезании, работе с ножницами.
Как только вы выполните намеченную работу, группы меняются. Из мастерских переходят в конструкторское бюро, работая над созданием крыла, стабилизатора и киля, а другие начинают работать над изготовлением фюзеляжа.
Все у нас подготовлено. Сейчас приступаем к сборке нашей модели. Но, прежде, повторим правила работы с клеем /равномерное нанесение, минимальное количество, так как быстрее сохнет и прочнее слой/.
При помощи клея соберите модель. Пунктирные линии на деталях помогут вам собрать модель без перекосов. В носовой части приклейте балансировочный груз, который изготавливается из бумажной ленты, свернутой в плотный рулон. А чтобы было проще вам свернуть груз, я поделюсь с вами секретом: подготовленную полоску бумаги нужно протянуть между столом и плотно прижатой линейкой. Такую полоску проще свернуть. Наш планер собран. Теперь, для того чтобы наш планер хорошо летал, его необходимо отцентровать. Для этого поставьте планер на палец, в том месте, где на крыле стоит точка, При помощи пластилина мы попробуем уравновесить модель планера (как весы). Модель готова!
Регулировка и запуск модели планера.
А теперь самый ответственный момент. Будем учить наши планеры летать! Правильная отрегулированная модель может пролететь до 15 метров.
Для того, чтобы модель была устойчива в полете, концы крыльев подогнуть согласно схеме, напечатанной на листе. Рули высоты погните вверх.
Запуск производите легкими толчками под небольшим углом вниз. Полет с резким снижением называется пикирование. Для устранения пикирования на модели увеличьте угол отклонения руля высоты вверх.
Взмывание модели с последующим падением на нос называется кабрирование. Для устранения кабрирования на модели увеличьте балансировочный груз.
При отклонении модели в сторону регулировку производить устранением перекоса крыла и отклонением киля в противоположном направлении.
Обращаю ваше внимание на закон, который вы должны усвоить:
Запрещается запускать модель в сторону наблюдателей.
4.Закрепление материала.
У нас получились замечательные планеры, которые вы научили летать. А давайте попробуем вспомнить названия основных частей планера. Назовите, покажите на ваших моделях: крыло, фюзеляж, стабилизатор, киль.
Молодцы!
- Чем отличается планер от самолета? Планер – безмоторный летательный аппарат.
5.Подведение итогов.
Итак! Мы познакомились с моделью планера; Узнали названия основных частей планера; научились его изготавливать; запускать и регулировать модель.
Список литературы
1.Букис, ракетного моделизма [текст] / . – М.:ДОСААФ, 1989. - 110 с.
2.Ермаков, А. Простейшие авиамодели [текст] / А. Ермаков. – М.: Просвещение, 1998. - 208 с.
3.Замотин, , выдумывай, пробуй [текст]/ , , – М.: Просвещение, 1986. - 144 с.
4.Заворотов, В. От идеи до модели [текст]/ В. Заворотов. - М.: Просвещение, 1988. - 160 с.
Приложение 1.
Рис. 1. Планер
Рис. 2. Части планера
Рис. 3. Чертёж дискового планера.
Приложение 2.
Диагностический материал
Задание №1. Найди термины.
азлькильвлпофюзеляжиемщстабилизаторагпдпрокапкрылопнвдлргмьгрузитпшвбощлсормшкегбьсраьпполтсгттм
Задание №2. Покажите части планера
Фюзеляж
Основная часть модели
Крыло
Часть, поддерживающая модель в полете
Киль
Служит для поворота
«влево», «вправо»
Стабилизатор
Служит рулем высоты
