Планер с катапультой своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 04.10.2024
И народу в группе было человек двенадцать. И на полетушки выезжали. В воскресенье, на общественном транспорте - однажды даже раздавили одну схематичку.
Ребята в группах были примерно одного возраста. Но иногда в наше время оставались старшие. Они делали кордовые модели. Это казалось чем-то невероятным - паяли из жестяных банок топливные баки, взвешивали колеса от игрушек, перебирали микродвигатели. Однажды один из них делал в кондукторе переклей для бойцовки - это было ващщщееее. Только недавно я узнал, что это была "Каховка".
Вот и получается, что дети , чтобы с ними не происходило, считают происходящее нормой, потому что не с чем сравнивать. Только сейчас я понимаю какой это был крутой кружок! Не надо было бросать)))
Все начинается с постройки чертежей в масштабе 1:1. Даже сейчас наделал кучу ошибок и несколько раз перечерчивал отдельные детали.
Планер будет сделан из сосны - она легкая и прочная. Но есть пара условий. Так как рейки будут совсем тонкие, то, чтобы их не повело, это должна быть хорошо просушенная прямослойная сосна. У меня как раз уже пару лет лежит без дела относительно прямослойный брусок.
Стыдно признаться, последний раз я работал рубанком как раз в пятом классе. Купленный специально для этого проекта торцовочный рубанок отлично справился, хотя и предназначен немного для другого.
В конструкции модели есть множество элементов из гнутой древесины. Один из них - нервюры. В авиамодельном кружке мы делали их из бамбуковых реек 2х3 мм. И гнули при помощи паяльника по шаблону. Но в этот раз решил идти по другому пути. Во-первых, быстро найти бамбук не удалось. Во-вторых, нервюр много и они должны быть одинаковые. Делать их по одной не хотелось. Вот и в статье в М-К предлагается сделать станочек для оптового изготовления нервюр. Предлагаемый способ немного модифицировал в соответствии с располагаемыми возможностями и материалами.
На миллиметровой бумаге чертим необходимый профиль нервюры:
Переносим этот профиль на кусок МДФ
И доводим профиль будущего шаблона до совершенства
Из фанеры пилим заготовки для будущего станка. Брал водостойкую фанеру 18 мм
Каждую заготовку грубо обрезаем на каретке
И обрабатываем копировальной фрезой по шаблону. Через некоторое время шаблон из МДФ немного деформировался, поэтому шаблонами стали предыдущие заготовки
Клеим основание будущего станочка
И его поверхность тоже шлифуем, чтобы устранить все мелкие несостыковки и неточности, допущенные при склейке.
Далее надо установить шпильки. И тут я проявил некоторую недальновидность. Расчет был на то, что в отверстия, деланные под определенным углом, вкручиваются сантехнические винты-шурупы
Такие, как на картинке. Но я сделал слишком тонкое основание станка и у такого винта-шурупа оставалась бы слишком маленькая площадь зацепа.
И тогда решил просто приварить шпильки к полосе 4х50.
Полосу притянул к основанию станка саморезами и установил на нее пластиковые ножки
По мне, такое решение достаточно надежно и не менее элегантно.
Нервюры сделаны из сосновых реек 2х3 мм. Отмачиваем их в течение часа при комнатной температуре
И закладываем в станок. Одна заготовка лопнула, поэтому нервюры делаем с запасом.
Приспособление вполне рабочее. Быстро, удобно, с хорошей повторяемостью.
Законцовки крыльев тоже сделаны из гнутой древесины. Шаблоны нужного размера сделал при помощи самодельного циркуля для фрезера
Но попытка сделать законцовки закончилась феерическим провалом. 100% брака!
В начале пробовал отмачивать рейки в воде 1 час. Все рейки сломались.
Потом пробовал отпаривать рейки в паровой камере 1 час. Все рейки сломались.
Потом пробовал гнуть рейки об паяльник. Все рейки сломались.
Рейки 4х4 мм. Радиус 35 мм.
На эксперименты потратил двое суток.
Пришлось поспрашивать на форумах, поглядеть литературу. Ох, гнутье древесины - это искусство! Красивое и технологичное. Сколько красивых вещей!
А ларчик просто открывался. Для решения своей конкретной прикладной задачи нашел следующую таблицу: соотношение радиуса сгиба и толщины заготовки для разных видов древесины. Как видим, сосна - самый негнущийся материал. И так как мне нужен был радиус 35 мм, то для сосны получаем толщину заготовки 3,2 мм. А я пытался гнуть рейки 4х4 мм!
После того, как сострогал лишние мм процент брака со 100% резко снизился до 50% - отличный результат!
Концы крепил на эпоксидную смолу с обмоткой армированной нитью.
Соединение получается прочным и точным
Нервюры устанавливаются в прорези в передней и задней кромках. Прорези делал обломком скальпеля - очень удобно.
Нервюры на концах заостряются
Все клеил клеем супер ПВА.
Когда занимался в кружке, то там была такая традиция: каждой модели давалось имя - название птицы. И носовая часть изготавливалась в виде этой птицы с фигурным выпиливанием ручным лобзиком, резьбой по дереву, раскрашиванием и лакированием. Получалось ярко и очень индивидуально. У меня самолет назывался воробей, но носовая часть почему-то была в виде синицы. Но это была очень красивая синица. Изготавливал ее несколько недель.
Сейчас решил делать все проще))
Фанера 10 мм, и электролобзик))
А тут и мой новенький шлифовальный станок подтянулся. Доводим заготовку до нужной формы.
Делаем прорезь для рейки фюзеляжа
И немного закругляет кромки. В этот раз на носовую часть ушло менее получаса
Детали стабилизатора гнем по уже отработанной технологии
Законцовки с кромками собираем на ус с обмоткой нитью.
И клеим прямо в кондукторе, чтобы добиться максимальной точности
Крыло и стабилизатор приматываются (или прибинтовываются) к фюзеляжу рыболовной резинкой. Вспоминаю, как крепили их обрывками резинки буквально по паре сантиметров, наматывая их (резинки) по несколько штук. А они еще и продолжали рваться при этом)))
Каркас планера готов. Далее обтяжка крыльев лавсаном. Лавсан есть в любом цветочном ларьке, но почему-то далеко не во все согласились его продать. Поэтому взял с запасом))
Помню, что клеили лавсан клеем БФ-6. Он продается в аптеках и им заклеивают раны. Но, похоже, это был какой-то другой БФ-6, потому что ни намека за склеивание.
После того, как с наскока не смог обтянуть крыло, перешел к экспериментам с тестовыми деталями.
Пробовал наносить клей на рейки и подсушивать, а потом прикладывать лавсан (клей сохнет моментально). Потом пробовал быстро клеить лавсан на свежий клей. После этого пытался сделать приварку мелким дорожным утюгом с массивной подошвой. Делал приварку при разной температуре. От терпимой на ощупь до прожигания лавсана - ни намека на прочное приклеивание.
Результат ноль.
Опять помогли тематические форумы. Там навели на Момент-1, который справился!
Клей наносится только на каркас. Даёте клею подсохнуть, накладываете лавсан, подсохший клей даёт возможность корректировать наложение плёнки. Далее привариваете плёнку к каркасу утюжком.
В нашем авиамодельном кружке на крылья клеились бумажные буквы (нарисованные и раскрашенные вручную). На одном крыле - название модели, а на другом код, зашифровывающий номер группы, автора и порядковый номер модели у автора. Получалось что-то вроде бортового номера.
Были сомнения по поводу того, что от натяжки лавсана утюгом крылья может "повести". Поэтому во время обтяжки вспотел как сапер, но обошлось. Крылья не повело.
Наш авиамодельный кружок делился на две команды, чтобы создать дух соперничества. Одна команда красила свои модели зеленкой. А другая - густо разведенной марганцовкой. Сразу было ясно чьих будешь)) Красились ваткой, руками, рукавами, животами, иногда носами - помню, потому что был из "зеленых". Понятное дело, что ложились эти покрытия мягко говоря не ровно))) Зато веса почти не добавляли.
Сейчас марганцовка запрещена к свободной продаже. Кто бы мог подумать.
Схематическая модель планера готова!
Крепление крыла на проволоку позволяет легко менять угол атаки при необходимости
А теперь самое интересное - запуск!
Запускается планер на леере двумя пионерами.
Очень не терпелось скорее запустить его в воздух, поэтому по-быстрому сгондобил на коленке буксировочный крюк. Выглядит так себе, но вполне работает!
Понадобятся небольшой липовый или сосновый брусок, фанера толщиной 2 мм для крыла и 1 мм для хвостового оперения, проволока, мелкие гвозди, клей и авиамодельная резина. Все необходимые размеры указаны на рисунке 1.
Фюзеляж выточите из брусочка на станке или обработайте ножом вручную, только очень аккуратно. Крыло, стабилизатор и киль вырежьте из фанеры лобзиком и обработайте кромки. Сзади на фюзеляже сделайте два взаимно перпендикулярных пропила. В горизонтальный пропил вставьте на клею стабилизатор, а в вертикальный — киль.
Крыло установите в выпиленный в фюзеляже паз на клею и гвоздиках. Из проволоки согните пусковой крючок (он же служит амортизатором при посадке) и укрепите его снизу в носовой части фюзеляжа. Модель готова, осталось покрасить ее в какой-нибудь яркий цвет и запустить с катапульты.
Катапульта — это резиновая нить, сложенная вдвое и прикрепленная к деревянной рукоятке. Сечение нити 4X1 мм, длина 500—600 мм.
Запускать модель нужно строго против ветра. Чтобы она хорошо летала, на ней не должно быть перекосов крыла и хвостового оперения. Если модель в полете задирает нос, вбейте спереди 1—2 мелких гвоздика. При запусках будьте осторожны. Следите, чтобы впереди на траектории полета не было людей.
Рис. 1 Модель самолета, взлетающего с катапульты
Самый практичный материал для постройки простейших моделей — пенопласт. Как раскроить его на тонкие листы. Для этой цели сделайте простой станочек (рис. 2).
На ровно оструганной доске, укрепите два фарфоровых ролика — они должны свободно вращаться на гвоздиках. Через ролики перекиньте нихромовую проволоку. Один конец ее жестко закрепите на клемме, другой оттяните пружинкой, чтобы при нагревании проволока не провисала. Подведите напряжение около 36 В от трансформатора к клемме и к другому концу проволоки, отступив примерно на 40 мм от места соединения с пружинкой.
Проволока должна проходить параллельно доске и на такой высоте от нее, какой толщины пластина пенопласта Вам потребуется. Высоту проволоки легко регулировать, подкладывая под ролики картонные или металлические шайбы.
Рис. 2 Станочек для изготовления листов из пенопласта
Если положить кусок пенопласта на доску и подвинуть ее к проволоке, нагретой докрасна, она отрежет от куска ровную пластину.
04:24
03:31
05:41
05:02
02:29
![Oliver Tree & Little Big - The Internet [Music Video]](https://i.ytimg.com/vi/5Og1N-BVSwg/0.jpg)
03:36
04:43
Использование небольших беспилотных летательных аппаратов для FPV и автономного картографирования становится всё более популярным, особенно на фоне роста популярности дронов для полёта в режиме от первого лица и увеличения доступности деталей. В этой статье рассматриваются несколько соображений касательно вопроса о том, подходит ли самолёт для применения в качестве беспилотника, и, если да, то как выбрать правильный тип.
Мультикоптер vs Самолёт
Какие преимущества может предложить самолёт перед мультикоптером? Несмотря на то, что мультикоптер отлично подходит для увлекательного FPV/автономного полёта, его полезная нагрузка и время полёта все еще ограничены, так как чтобы бороться с гравитацией и удерживать беспилотник в воздухе, несущие винты должны постоянно вращаться (а значит расходовать энергию). Самолёты, напротив, используют свои крылья для создания подъёмной силы. Так какой тип лучше? Не считая электронной начинки, такой как передатчик, приёмник, FPV оборудование, контроллер полёта, приведённые ниже особенности кажутся наиболее актуальными для ответа на поставленный вопрос:
Мультикоптер
Самолёт
- Запускается вручную, посредством взлётно-посадочной полосы или катапульты и обычно приземляется на относительно ровную траву или взлётно-посадочную полосу.
- Требуется большое открытое пространство для полёта, поскольку маневренность самолёта ограничена (т.е. всегда необходимо двигаться вперед).
- Крылья создают подъёмную силу.
- Более высокая грузоподъёмность.
- Модели исполненные из пены могут быть снисходительными в случае аварии, и большинство можно будет восстановить/отремонтировать.
- Модели с размахом крыла от 500мм до 1.8м являются наиболее распространенными для использования в хобби, а полная установка обычно стоит от 200 до 1000$ США.
- В случае отказа двигателя все еще есть возможность приземления без повреждения самолёта.
VTOL (вертикальный взлёт и посадка)
- Конструкции включают крылья и пропеллеры (на данный момент не так много коммерческих/серийных продуктов).
- Управление все еще довольно сложное для перехода из вертикального полёта в горизонтальный.
- Конструкции сильно отличаются от квадрокоптеров с крыльями или от использования/удлинения опорных рычагов (лучей) беспилотника для включения профилей крыльев.
- Не будет обсуждаться далее в этой статье.
Соображения
Распространённые типы БПЛА/Дрон крыло
Существует много различных воздушных рам, используемых для создания дронов, но некоторые конструкции используются гораздо чаще других. По мере того, как все больше и больше производителей начинают выпускать изготовленные на заказ аэродинамические рамы для автономного использования, стали исчезать такие ненужные детали, как макет кокпита например, которые обычно можно было встретить на RC самолётах в прошлом.
Дельта крыло (Delta Wing/Летающее крыло)
Летающее крыло — безусловно, самая простая (и, возможно, самая популярная) конструкция. Простая/рудиментарная рама может быть изготовлена с использованием недорогого вспененого пенополипропилена (ЕРР) и базового аэродинамического профиля Кляйна-Фогельмана (Kline-Fogleman или KFm). Они классически имеют только две поверхности управления, это означает, что все повороты осуществляются кренами. Пропеллер обычно находится сзади (что позволяет устанавливать камеру спереди), но он точно так же летит с мотором, расположенным в центре или спереди, при условии, что центр тяжести правильный. Великолепная конструкция для своей простоты и, как правило склонна летать на высоких скоростях.
Моторизованный планер/Планер
Если вы хотите оставаться в воздухе как можно дольше (т.е. самое продолжительное время полёта), такая конструкция — лучший выбор. Как правило может иметь среднее или высокое крыло, а хвост часто имеет Т или V-образную форму. Все представленные здесь рамы могут быть использованы для увлекательного полёта (или более), однако, если вы хотите, чтобы беспилотник как можно дольше находился в воздухе, вам нужно рассмотреть самолёт с большим крылом, и именно в этом планеры превосходны. Они не предназначены для того, чтобы быть самыми быстрыми (скорее самыми медленными) и нести наибольшую полезную нагрузку (они должны быть максимально легкими), зато хорошая конструкция может оставаться в воздухе в течение многих часов. Почти у всех винт установлен спереди, поэтому в тех случаях, когда требуется камера, её обычно устанавливают на нижней части/брюхе фюзеляжа.
Стандартные
Обычные RC-самолёты по-прежнему часто переделываются для использования в качестве дронов, а проекты варьируются от Мустангов (Sport) до Piper Cubs (Trainer). Почти у всех есть пропеллер, установленный спереди (тянущий или puller). Крылья обычно имеют прямую переднюю/заднюю кромку (прямоугольные), но для копий истребительной авиации крыло может быть более трапециевидным. Такие конструкции чаще всего используются, потому что они являются наиболее распространенным и легко доступным RC самолётом. К сожалению, самолёты не годятся для модификации и включают эстетические элементы, которые не нужны при применении в качестве БЛА. К тому же это не самая удобная конструкция с точки зрения выбора беспрепятственного места для установки камеры. В основе большинства используется дерево, которое не прощает аварий.
Нестандартные
Размер
Итак, насколько большим должен быть ваш самолет? Критерий предопределяющий будущий способ транспортировки, к которому часто обращаются ещё до применения. Самолёты (почти) всегда больше мультикоптеров, и поскольку пространство, где вы планируете летать, может находится не рядом с вашим домом или бизнесом, чаще всего транспортировку нужно будет осуществлять автомобилем. Из-за этого размер рамы для дронов такого типа имеет тенденцию быть ограниченным – 2 метрами (размах крыла), и в большинстве случаев крылья должны быть съёмными. Если летающее крыло не может иметь съёмных крыльев, то, размах будет составлять менее 1.2 метра, чтобы их можно было легко разместить на заднем сиденье транспортного средства. Классически, RC самолёты стандартного размера имеют размах крыльев от 0.5 – 2м, поэтому доступность деталей для этого размера (двигатель, ESC, аккумулятор, сервоприводы и т.д.) очень хорошая.
Продолжительность полёта
Второй вопрос, который вы могли бы задать себе, это сколько времени самолёт должен оставаться в воздухе. Если вы планируете дистанционно управлять самолётом, стоит принять во внимание, что примерно через 20-30 минут пилотирования, большинство людей устают физически/умственно и стараются завершить полёт. Для долговременных полётов рекомендуется рассматривать планер с размахом крыла не менее 2 метров (с небольшой грузоподъемностью).
Применение
И третье соображение, конечно, является потенциальное применение. В списке распространённых: FPV полёт, картографирование, а также полностью автономный полёт с использованием сенсоров. Для автономного полёта вам необходим контроллер полёта с GPS, а также возможно добавление сенсоров.
Типы комплектов
Проектирование нестандартного самолёта редко является приоритетом для тех, кто хочет просто подняться в воздух для полёта от первого лица или автономного полёта, поскольку это, как правило, требует либо серьезного исследования, либо соответствующих знаний аэродинамики. По этой причине рамы, разработанные специально для FPV/БЛА, становятся все более и более популярными. Тем не менее, учитывая широкую популярность обычных RC самолётов, многие энтузиасты все еще обращаются к существующим RC моделям (не обязательно масштабным моделям) и адаптируют их для FPV/автономного использования.
RTF (Ready to Fly/Готов к полёту) – такой комплект включает в себя всё, что вам нужно, чтобы использовать изделие по назначению, и, как правило, в него входят полностью собранная рама (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться) с предустановленной рабочей начинкой (мотор, ESC, сервоприводы, закрылки и т.д.), а также передатчик и приёмник, аккумулятор и зарядное устройство. Обычно вы соединяете фюзеляж с крылом (или крыльями), заряжаете, устанавливаете и подключаете аккумулятор, и всё готово к полёту. Это самый быстрый способ попасть в воздух, но при этом такие комплекты не допускают последующего апгрейда.
BNF (Bind and Fly/Привяжи и лети) – беспилотник поставляется почти полностью собранным (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться). Комплект не включает приёмник/передатчик. Сборка очень быстрая, учитывая, что все детали уже смонтированы/собраны. Необходимо будет подключить приёмник к сервоприводам и силовой установке, установить аккумулятор и проверить CG (Center of Gravity/Центр тяжести), а затем пройти предполётный контрольный лист запуска, выполнить калибровку. Обратите внимание, что вероятно, потребуется настроить вашу аппаратуру управления для данной модели БЛА. Это второй самый быстрый способ попасть в воздух.
PNF (Plug and Fly/Подключи и лети) – самолёт в основном полностью собран (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться). Комплект включает ESC, пропеллеры и сервоприводы. Комплект не включает передатчик, приёмник, аккумулятор или зарядное устройство. Необходимо будет подключить приёмник к сервоприводам и силовой установке, выбрать и установить аккумулятор (проверить CG), а затем пройти предполётный контрольный лист запуска, выполнить калибровку. Обратите внимание, что вероятно, потребуется настроить вашу аппаратуру управления для данной модели БЛА.
PNP (Plug and Play/Подключи и играй) – такой же как PNF комплект.
ARF (Almost Ready to Fly/Почти готов к полёту) – изделия в такой комплектации обычно включают в себя раму и некоторое аппаратное обеспечение. Поставляются частично собранными практически со всеми частями/компонентами рамы необходимыми для её сборки. Может потребоваться некоторое склеивание. Пользователю нужно выбрать свой собственный передатчик, приёмник, мотор, ESC, пропеллер и сервоприводы, поскольку они не входят в комплект.
KIT – в наши дни KIT-самолёты включают планы сборки, но прежде чем самолёт станет достойным полёта пройдёт много времени. Рекомендуется иметь некоторый опыт пилотирования перед тем, как управлять KIT-самолётом, поскольку одна авария (обычно на первом вылете) может привести к многочасовому восстановлению БЛА.
DIY (Do It Yourself/Сделай сам или построенный с нуля) – что, говоря о самолётах, обычно означает совершенно нестандартную конструкцию, которую, возможно спроектировал пилот. Обычно конструктору необходимо выбрать все подходящие компоненты, и зачастую сборка осуществляется методом проб и ошибок.
Строительство
Существует множество различных материалов, используемых для создания рамы, крыльев и хвостового оперения RC самолётов/Дронов. Несмотря на то, что пилотируемые самолёты зачастую используют стекловолокно, алюминий и даже углеродное волокно, производители беспилотных летательных аппаратов пока не применяют таких материалов при изготовлении небольших судов. Ниже приведены наиболее распространенные материалы, которые вы найдёте в отрасли:
EPO (Expanded PolyOlefin/Расширенный полиолефин) – этот тип пены является лёгким, жёстким и более крепким, чем пенополистирол (EPS). При изготовлении форм позволяет добиться довольно гладкой поверхности. В случае аварии такая пена сжимается, а если усилие избыточно, разрушению будут подвержены самые слабые места. Как правило, детали исполненные из EPO остаются цельными, и если авария не серьёзная пострадавшие элементы можно впоследствии склеить.
EPP (Expanded PolyPropylene/Вспененный полипропилен) – этот тип пены является гибким и эластичным, и хотя он немного тяжелее EPO, он практически не поддается разрушению (для практических целей).
EPS (Expanded PolyStyrene/Вспененный полистирол) – этот тип пены обычно используется в качестве упаковочного материала для телевизоров, электрических приборов, при изготовлении шлемов, внутри ящиков со льдом и для дорожного и домашнего строительства. EPS содержит около 95-98% воздуха.
Balsa Wood (Бальса, бальза, бальзовое дерево, охрома) – в прошлом большинство RC самолётов использовали бальcу в качестве основного материала. Является невероятно лёгкой, но при этом показательно жесткой и легко обрабатываемой древесиной, оптимально подходящей для создания рам, крыльев и хвостового оперения. Невероятная осторожность и время должны быть вложены во время строительства, и даже самые лёгкие удары могут нанести серьезный ущерб раме (более серьёзные краши приводят к полному разрушению).
Выдувной пластик – процесс выдувного формования пластика включает закрытую матрицу, в которую выдувается полурасплавленный пластик, а затем охлаждается, чтобы сохранить её форму. На выходе получается прочная полая оболочка. Выдувной пластик чаще всего используется для создания фюзеляжа (в отличие от крыльев), после изготовления пользователь должен сделать соответствующие вырезы. Выдувные конструкции/комплект деталей также могут включать в себя предварительно вырезанную бальсу в качестве усиления. Выдувной пластик может противостоять ударам небольшой силы и имеет тенденцию вдавливаться, а не разрушаться.
Вакуумный пластик (Vacuumed Plastic) – процесс вакуум-формования листов включает нагревание тонкого пластикового листа до такой степени, что он становится гибким, но не совсем расплавленным, и размещение его на охватываемой матрице; пока он остаётся гибким, воздух между матрицей и листом удаляется (то есть выкачивается), что заставляет лист принять её форму. Пластик остывает, и трехмерная форма вырезается из окружающего материала. Существует много различных типов пластмасс, которые могут быть сформированы в вакууме, и их свойства могут варьироваться. Поликарбонат является хорошим компромиссом между весом и ударопрочностью.
Гофрированный пластик (Corrugated Plastic) – несмотря на то, что немногие самолёты используют его для фюзеляжа или крыльев, зачастую материал используется для придания жёсткости дверям или там, где требуются плоские поверхности. Гофрированный пластик выглядит как гофрокартон, только исполнен из пластика. Он очень устойчив к авариям и ударам, с ним легко работать без каких-либо специальных инструментов и он очень гладкий (аэродинамика).
Читайте также: