Топливный бак для авиамодели своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Любая разработка самолёта начинается с четкой постановки цели. Она и является основной направляющей силой всех расчетов и конструкторских работ. Для строительства я выбрал поршневой истребитель второй мировой войны. Именно поэтому мои исследования начались с изучения различных конструкций самолётов, чтобы найти пример для подражания. В этот список вошли P-51 Мустанг, Мессершмитт BF-109, P-40, Спитфайр, а также другие истребители второй мировой войны. Все эти самолёты были символами своего времени и максимально подходили для тех условий, в которых эксплуатировались.

В результате долгой подготовительной работы и процесса изготовления самолёта я написал инструкцию, в которой подробно рассказал про все стороны конструирования и изготовления авиамодели. В инструкции можно найти информацию по основным шагам по строительству авиамодели, по трудностям и их преодолению. Также можно найти информацию по тому как работать с деревом, как выполнять работы по стеклопластику, и по другим аспектам искусства авиамоделизма. Надеюсь, что инструкция даст всю необходимую информацию, и будет служить путеводителем в мир авиамоделирования.

Эта детальная инструкция начинается с момента выбора модели самолёта, потом рассматривается этап расчета авиамодели, определение веса и изготовление прототипа. Далее идут этапы, связанные с изготовлением отдельных частей модели: крылья, фюзеляж, оперение, моторный отсек. Не стал выкладывать фотографии каждого шага строительства, поскольку их много. Но зато подробно описал каждый этап изготовления и рад тому, что все желающие могут найти информацию, как продвинуться в деле изготовления своей авиамодели, а для меня это уже большая награда. Если у вас возникнут какие-то вопросы по технологии авиамоделирования, то буду рад ответить на них в комментариях после статьи.

Шаг 1. Цель создания самолёта

Первый шаг в создании самолёта всегда определяется целями, для которых будет использоваться самолёт. Примеры целей самолётов могут быть следующие:

Авиамодель тренер для обучения полётам

Авиамодель для акробатики

Авиамодель для гонок

Авиамодель для парения

Моделирование реальных моделей

Дополнительно также рассматривается размер модели, бюджет, сроки.
В моём случае выбор пал на масштабную модель английского истребителя Спитфайр. После чего я нарисовал эскизы моего самолёта в произвольном масштабе со всеми его деталями.

Шаг 2. Определение основных деталей самолёта

Эскиз самолёта в боковой проекции

Эскиз самолёта в виде сверху

Я стал анализировать объём работы, и насколько детальной у меня будет модель. И вот, что у меня получилось.

Уровень механизации крыльев:

Закрылки – плоскости управления внутренней секцией крыла, предназначенные для увеличения подъемной силы, создаваемой крыльями для координации траектории при взлёте и посадки
Элероны — поверхности управления наружной секцией крыльев для контроля крена
Руль высоты – управляющие плоскости горизонтального стабилизатора, используемые для управления тангажом
Горизонтальный стабилизатор – обеспечивает продольную устойчивость самолёту
Крылья сборные, состоят из лонжеронов и нервюр, на конце имеют законцовки

Уровень проработки фюзеляжа:

Емкость и уровень разряда батареи
Капот мотора – покрытие моторной части самолёта сразу же за обтекателем
Жалюзи мотора – покрывают верхнюю часть фюзеляжа за капотом
Ферменные конструкции внутри фюзеляжа, которые создают поперечное сечение, как каркас на корабле
Руль направления – орган управления вертикальным стабилизатором для управления по курсу

Также я решил сделать:

Хвостовое колеса – колесо, расположенное в хвостовой части самолёта, чтобы позволить ему маневрировать по земле. Обычно у радиоуправляемых самолётов это колесо привязано к хвосту.
Главное шасси – посадочное шасси, созданное для удержания веса самолётов на посадке
Обтекатель – носовая часть самолёта, которая одевается на карданный вал двигателя и пропеллера, чтобы придать носу обтекаемую форму

Шаг 3. Технология изготовления

Для изготовления используется такой материал, как стеклопластик, кевлар, либо стекловолокно. Позволяет делать очень легкие и прочные авиационные конструкции. Основной недостаток таких конструкции – это стоимость и время, требуемое для изготовления. Кроме того, эта технология требует специализированных инструментов и производственных процедур для создания форм и отливок деталей. Кроме того, такие материалы могут вызывать радиопомехи, которые могут поставить под вопросом использование даже 2,4 МГц передатчиков.

Обработка дерева требует применение стандартного набора инструментов для создания летательного аппарата. Трудоемкость может быть снижена благодаря простоте и легкости работы с деревом. Кроме того, поскольку эта технология является широко распространенной, то и информации на её счет легкодоступна.

Самолёт из пенопласта прочный и быстрый в постройке, однако, чаще всего самолёты тяжелее обычных аналогов, поскольку пена требует дополнительных усилений для того, чтобы противостоять летным нагрузкам.

Шаг 4. Расчет размера

Размер самолёта определяется несколькими критериями. Среди этих критериев есть технология изготовления, удобство транспортировки до места полётов, лётные характеристики (радиус полёта, ветроустойчивость), а также требования к посадочной площадке (вода, трава, газон и другие).

С этого места начинается подбор подходящего размера самолёта исходя из известных размеров компонентов модели, таких как электронное оборудование. Это может быть трудно сделать, поскольку лучше всего классифицировать компоненты, а затем работать над общей концепцией самолёта. Например, вес крыла может быть приближенно определен через вес материала, который будет использоваться для изготовления лонжерона, затем прикидывается количество листов бальзы, необходимой для строительства нервюр и обшивки крыла. В дополнение к этому следует учитывать также другие части самолёта, например, переднюю кромку. Также лучше всего держать под рукой некоторые материалы для точного измерения веса.

Шаг 5. Электроника

Вот подробный список всего перечня оборудования, входящего в состав модели:

Передатчик — это контроллер, используемый пилотом для трансляции радиосигналов на приёмник самолёта.
Приёмник — это устройство, которое получает сигналы от передатчика и передаёт их на сервоприводы и другие устройства.
Регулятор оборотов мотора управляет потоком энергии, идущим к электрическому мотору (приводам осей).
Система питания приёмника и приводов уменьшает напряжение от батареи до безопасного уровня для приёмника и другого оборудования.
Батарея — это источник питания на самолёте, питающий энергией двигатель и другое оборудование.
Бортовой аккумулятор — батарея, установленная независимо от источника питания, используемого только для питания приёмника и сервоприводов. Аккумулятор повышает уровень безопасности, поскольку он работает независимо от системы питания, которая может выйти из строя.
Наиболее распространены на RC – моделях бесщёточные моторы. Эти моторы имеют улучшенную эффективность над коллекторными моторами, поскольку у них уменьшенное трение и увеличенное кпд.
Старый тип моторов — это коллекторные двигатели, которые используются в основном в дешевых моделях начинающих авиамоделистов, малых размеров, таких как микро вертолёты.
Аналоговые сервоприводы дешевые и подходят для большинства случаев. Цифровые моторы имеют повышенную частоту кадров и могут обеспечить увеличенную скорость вращения, больший крутящий момент и точность. Однако, цена таких моторов находится в другом ценовом диапазоне, и требуется точно подбирать подходящую систему питания для установленного числа сервоприводов.

Шаг 6. Определение веса

Во-первых, начните перечислять компоненты, которые входят в вес самолёта, например, сервоприводы и приемники. Потом оцените полный вес самолёта, и разложите его по частям на вес крыла, хвоста, фюзеляжа, шасси и системы питания. На данном этапе будет видно, сколько потребуется питания для модели и какой у неё будет вес. Если вес самолёта окажется избыточным, то увеличится площадь крыла, а конструкцию самолёта нужно будет пересматривать. В дополнение на этом этапе нужно будет оценить, насколько быстро модель будет набирать взлетную скорость. Для этого используйте уравнение подъемной силы, приведенное на рисунке и в таблице, и подставьте в него значения аэродинамического коэффициента максимальное для вашего профиля, либо консервативное значение равное 1,1.

Шаг 7. Расчет элементов питания

Легкая и эффективная система питания лежит в основе любого самолёта. Для авиамодели с электрическим приводом лучшее решение – это бесщеточный мотор с литий-полимерным аккумулятором. Вот некоторые советы, которые я могу дать исходя из своего опыта.

Шаг 8. Проверка конструкции

Эскиз самолёта в боковой проекции

Эскиз самолёта в виде сверху

Эскиз самолёта в боковой проекции

Эскиз самолёта в виде сверху

Как только проектирование завершено, нужно проверить конструкцию. Для этого я сделал эскизы моей модели в масштабе 1:2. С помощью этого нового эскиза я сделал планерную версию своего самолёта из пенопластика. Изготовление прототипа началось с создания фюзеляжа в виде боковой проекции с рулем высоты. Затем в фюзеляже был вырезан паз под хвостовое оперение. Обратите внимание, что хвост установлен с отрицательным углом атаки, как и положено. Для стандартного исполнения самолёта с главным крылом впереди хвоста, это важно для устойчивости. Для того чтобы две части крыльев соединить вместе, я вклеил несколько частей провода в крыло и просунул его наполовину в противоположное крыло, а затем обвязал самолет упаковочной лентой и добавил кусок пластилина в носовую часть для баланса. Во время испытания модель показала себя хорошо, быстро выходила из сваливания и хорошо летала, поэтому я решил начать собирать полномасштабную модель.

В среде моделизма используются два основных вида топлива – бензин, смешанный с маслом для двухтактных двигателей (применяется для моделей с бензиновым ДВС), и метанол, или нитрометан, как его обычно называют (для моделей с калильным ДВС). С первым вариантом все понятно. Мы остановимся на последнем варианте и рассмотрим его более подробно.

Итак, топливо для калильных двигателей представляет смесь из метанола, касторового масла и, в качестве присадки, небольшой доли нитрометана.

Метанол позволяет получить на 10-15% больше крутящего момента и 7-10% мощности по сравнению с бензином, касторовое масло смазывает элементы двигателя, а нитрометан еще немного улучшает характеристики получившейся топливной смеси как присадка. Эта смесь упаковывается в герметичные металлические или пластиковые канистры различного объема (каждый производитель выпускает свой вариант) и далее попадает в руки к нам, моделистам.

В зависимости от процентного содержания нитрометана в метаноле, указанного на емкости (самые распространенные – 15-30%), характеристики топлива будут отличаться, об этом следует помнить и подходить к выбору весьма ответственно.

Как же понять, какое топливо использовать?

Для начала, обратиться к инструкции. Каждый производитель, исходя из специфики своих моделей и их двигателей, рекомендует определенное процентное содержание нитрометана. Если же, по какой-то причине, инструкции нет или там не указана эта информация, можно ориентироваться на топливо с содержанием в 20%. Это среднее универсальное значение, которое подойдет для практически всех автомоделей и температурных режимов. То есть, если у Вас нет точной информации по своей модели, 20% топливо не нанесет вреда двигателю, Вы можете смело использовать его.

Для чего же существуют 25%, 30%, 35% и более?

Как правило, техническая жидкость с подобным процентным содержанием используется в спортивных моделях автомобилей: высокий процент позволяет повысить показатели и улучшить характеристики. Но негативно сказывается на долговечности и ресурсе двигателя, что не имеет значения для спорта, т.к. там на счету каждая секунда и модель с двигателем готовятся под каждые соревнования.

Для самолетов и вертолетов с ДВС несколько другая история, т.к. большую часть времени двигатель на этих моделях работает на максимальную мощность и на максимальных оборотах. В данных моделях содержание нитрометана, как правило, не превышает 10%, однако пропорция масла увеличена. Это связано с условиями работы двигателей, чтобы обеспечить необходимый процесс и количество смазки. Это плавно подводит нас к выводу, что для каждого класса – авто или авиа – нужно выбирать только свое топливо.

Какой объем выбрать?

Зависит целиком и полностью от частоты и активности эксплуатации Вашей модели. Если планируется частое катание, имеет смысл взять большой объем – 2.5/3.8/5 л. Если же от случая к случаю, то лучше взять небольшой объем – 1 л будет вполне достаточно. Все дело в том, что топливо в уже открытой канистре постепенно теряет свои свойства, и чем дольше хранение, тем ниже его характеристики.

Отметим, что выбрать правильное топливо – половина успеха. Следует обязательно помнить, как с ним обращаться и как его хранить.

Метанол – весьма ядовитая субстанция , не следует его принимать внутрь, вдыхать пары и допускать попадания на кожу или в глаза. Последствия могут быть фатальными. Если же вдруг это произошло, срочно промойте водой, а при проглатывании – немедленно обратитесь к врачу.

Хранить канистру с топливом следует в местах, недоступных для детей и домашних животных, при плюсовой температуре, с минимальной влажностью, избегая попадания прямых солнечных лучей и нагрева. После каждого использования емкость следует плотно закрывать. И не следует оставлять топливо в баке модели, особенно при длительном хранении – после такого будет весьма проблематично ее запустить. В идеале – выкатать все топливо, чтобы модель заглохла, или же можно просто его слить, если выкатать не получилось. Повторно использовать такое топливо не следует.

Используя эти нехитрые рекомендации по выбору и хранению технической жидкости, Вы можете всегда быть уверены в том, что модель будет работать в оптимальном режиме.

Если же у Вас остались вопросы или сомнения – смело обращайтесь к нам! Опытные продавцы и мастера компании Хобби Центр помогут подобрать именно тот тип топлива, который подходит для Вашей модели и условий эксплуатации и, при необходимости, помогут обкатать и настроить ее.

Наполните топливный бак модели горючим, иглу регулировки смеси поставьте в рекомендованное производителем модели положение (для запуска ДВС).

Заслонку карбюратора нужно открыть полностью и прикрыть ее пальцем. Прокрутите 5-10 оборотов пропеллера, чтобы в мотор закачалось топливо. После этого прикройте заслонку карбюратора на ¼, убедитесь, что в плоскость вращения пропеллера не попадают провода и иные предметы. Подключите накал. Заведите мотор с помощью стартера, а при отсутствии стартера – резко прокручивайте пропеллер против часовой стрелки (смотреть со стороны мотора). Двигатель должен завестись. Дайте мотору прогреться, поработать несколько секунд, плавно откройте заслонку полностью. После этого можно отключать накал.

Поднимите модель пропеллером вверх и закручивайте иглу регулировки смеси до момента выхода ДВС на максимальные обороты. По достижению этой точки верните иглу на два щелчка назад. Это положение оптимально.

- Недостаточный накал на свече мотора. Проверить накал – при подключении спираль должна раскаляться до малинового цвета. Проверить накал на запасной свече.

- если топливо пенится и поступает с пузырьками воздуха в карбюратор, скорее всего у вас сильная вибрация бака (устранить прокладкой поролона).

Всегда контролируйте качество используемого топлива.

Некачественное горючее приводит к проблемам с запуском, невозможности правильной настройки, даже к поломкам мотора.

Рекомендуемое топливо: 80% метанола и 20% масла (специальная синтетика или касторовое масло). Для улучшения запуска используют 5-10% нитрометанола.

Помните! Всегда следует соблюдать максимальную безопасность, как при запуске мотора, так и при его настройке. Будьте очень внимательны и аккуратны. Не допускайте попадания в плоскость вращения винта предметов. Берегите руки! Травмы, полученные от вращающегося винта очень болезненны.

Читайте также: