/
Автор: Ермаков А.М.
Теги: спорт авиация летательные аппараты авиамодели издательство просвещение авиамоделирование
Год: 1984
Похожие
Текст
л
A M. ЕРМАКОВ
ПРОСТЕЙШИЕ
АВИАМОДЕЛИ
Ту-104
A M. ЕРМАКОВ
ПРОСТЕЙШИЕ
АВИАМОДЕЛИ
КНИГА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
5 — 8 КЛАССОВ
Под редакцией доктора технических наук
профессора Г. И. Житомирского
Scan AAW
МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1984
ЮББК 75.725
Е72
Рецензент:
Руководитель авиамодельного кружка СЮТ г. Электростали,
член редколлегии журнала «Моделист-конструктор»
В. С. Рожков
Ермаков А. М.
Е72 Простейшие авиамодели: Кн. для учащихся 5—8 кл. /Под ред.
Г. И. Житомирского.— М.: Просвещение, 1984.—160 с., ил.
Книга предназначена для юных авиалюбителей. В ней кратко рассказано об истории развития отечествен-
ной авиации, в доступной для учащихся форме изложены основы теории полета и устройство различных лета-
тельных аппаратов, подробно описаны конструкции моделей, технология их изготовления.
Приведенные рекомендации позволят учащимся самостоятельно конструировать модели летательных аппаратов.
4306021900-786 ББК 75.725
103(03)-84 6T.5
© Издательство «Просвещение», 1984 г.
Я часто вспоминаю свое детское
увлечение авиамоделизмом и давно
утвердился в мысли, что именно он дал
мне первый толчок в большую авиацию.
А. В. Филипченко,
летчик-космонавт СССР,
дважды Герой Советского Союза.
ОТ АВТОРА
Авиационный моделизм — это первая ступень овладения авиацион-
ной техникой, увлекательное и серьезное занятие. Из рядов юных авиа-
моделистов вышло много талантливых конструкторов и ученых, выдаю-
щихся советских летчиков и космонавтов. Среди них люди, чьими име-
нами гордится наша Родина,— генеральные авиаконструкторы А. А. Ту-
полев и О. К. Антонов, летчики М. М. Громов и А. И. Покрышкин,
космонавты Ю. А. Гагарин и Г. Т. Береговой.
Генеральному авиаконструктору А. С. Яковлеву принадлежат слова:
«Авиамоделизму я обязан многим. Постройка и запуск летающих мо-
делей определили мой путь в авиацию».
Современные летательные аппараты — это сложнейшие инженер-
ные сооружения. Для их создания нужна огромная армия исследова-
телей, научных работников, конструкторов — людей творческих, прокла-
дывающих новые пути в авиационной науке и технике. Авиамоделизм
может стать практической школой, воспитывающей людей такого склада
для самостоятельной творческой работы.
Летающая модель незаметно введет вас в круг авиационных понятий.
Строя летающие модели, вы научитесь чертить, работать различным
инструментом, ознакомитесь с устройством летательных аппаратов. За-
пуская модели, узнаете основы теории полета, поймете многие явления,
происходящие в атмосфере.
В предлагаемой вам книге рассмотрены почти все типы летательных
аппаратов и простейшие авиационные модели, в доступной и занима-
тельной форме изложены основы теории полета и устройство летатель-
ных аппаратов, история их развития. Рассказ о летательных аппаратах
ведется в той исторической последовательности, в какой они были созданы:
в глубокой древности — воздушный змей, затем шар, планер, самолет,
вертолет.
Модели, о которых вы узнаете из этой книги, несложны. Принцип
описания моделей — от простых к более сложным, причем технология
изготовления очередной модели повторяет элементы технологии, уже
изученные при постройке предыдущих.
В конце книги приведен перечень литературы, которой вы можете
пользоваться при более глубоком изучении авиации и авиамоделизма.
з
Глава 1. МАСТЕРСКАЯ АВИАМОДЕЛИСТА
КАК ОБОРУДОВАТЬ РАБОЧЕЕ МЕСТО
Летающая модель схематически повторяет все элементы реального лета-
тельного аппарата. Чтобы строить хорошие модели, нужно быть аккуратным
в работе и содержать в порядке рабочее место. Ни одна модель не будет хоро-
шо летать, если ее небрежно и неумело выполнить. Строить модели лучше все-
го сообща. Постарайтесь привлечь к работе над моделями одного-двух своих
товарищей.
Прежде всего надо оборудовать рабочее место (рис. 1). Для этого не-
обходимо иметь рабочий стол размером не менее 1,0X0,6 м. Лучше всего для
этих целей использовать канцелярский стол с тумбочкой или с ящиками. Чтобы
не портить крышку стола, его нужно накрывать листом фанеры, на котором
будет удобно вырезать ножом, вбивать мелкие гвоздики, красить, паять и т. д.
По окончании работы лист фанеры можно убирать.
Рис. 1. Рабочее место авиамоделиста.
4
Большое значение имеет пра-
вильное освещение рабочего места.
Дневной свет должен падать слева
спереди, электрический (лучше от
настольной лампы) должен быть
направлен на объект работы.
Перед началом работы надо при-
обрести необходимый минимальный
набор инструмента, который следует
постоянно пополнять. Инструмент
требует бережного обращения. Он
должен быть исправным, хорошо
заточенным, содержать его нужно в
порядке как во время работы, так и
при хранении (рис. 2). Недопустимо
сваливать инструмент в один ящик,
так как это приводит к его порче,
затуплению, к лишней трате времени
на его отыскание.
Для хранения инструмента, ма-
териалов и заготовок хорошо иметь
шкаф (см. рис. 1). Внутри шкафа
на полках укрепляют бобышки —
держатели инструмента или планки
с прорезями, в которых в опреде-
ленном порядке располагают инст-
румент. Оборудовать такой шкаф
совсем несложно. Прежде всего
надо вынуть полки из шкафа, раз-
ложить на них инструмент и каран-
дашом обвести его контуры. Затем
сделать и прикрепить гвоздями или
шурупами бобышки-ограничители,
которые будут фиксировать инстру-
мент и удерживать его на месте.
Оборудовав полки, их следует по-
ставить обратно в шкаф, причем же-
лательно не горизонтально, а нак-
лонно, что улучшит обзор.
Такой инструмент, как сверла,
метчики и надфили, хранят в само-
Рис. 2. Хранение напильников и сверл.
дельных колодках, сделанных из твердой древесины. Для этого в прямоуголь-
ной колодке сверлят глухие отверстия, соответствующие размерам хвостови-
ков инструмента. Отверстия должны иметь такую глубину, чтобы сверла хоро-
шо в них держались. Для удобства пользования верхнюю часть колодки целесо-
образно сделать скошенной.
Инструмент должен использоваться только по назначению. Нельзя, на-
пример, забивать гвозди напильником, завинчивать шурупы ножом или ста-
меской и т. д. Важно правильно выбирать инструмент для выполнения опреде-
5
ленных операций. Так, при обработке древесины первый наибольший слой
снимают рубанком, меньший — рашпилем, напильником и, наконец, послед-
ний — шкуркой. При обработке металла сначала снимают слой драчевым
напильником, потом личным и затем уже бархатным. Соблюдая эти правила,
можно уменьшить время обработки детали и обеспечить большой срок службы
инструмента.
По окончании работы следует убрать инструмент со стола, смести стружки,
опилки, ненужные обрезки дерева и металла.
Некоторые материалы, применяемые в моделизме, огнеопасны, например
нитрокраски и нитроклей, целлулоид и др. При работе с ними, а также при
пользовании электропаяльником и другими электрическими приборами нужно
соблюдать особую осторожность.
ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Примерный перечень необходимого готового инструмента
Столярные инструменты (рис. 3)
Ножовка по дереву 1 шт.
Лобзик ручной с пилками I шт.
Рубанок малый 1 шт.
Ножи или скальпели 1 —2 шт.
Бруски для заточки инструмента 1 —2 шт.
Рашпиль 1 шт.
Шлицовка 1 шт.
Слесарные и монтажные инструменты (рис. 4)
Молоток слесарный 1 шт.
Дрель ручная с набором сверл 1 шт.
Ножовка по металлу 1 шт.
Надфили 5 шт.
Напильники личные 1- —2 шт.
Напильники драчевые 1- —2 шт.
Круглогубцы 1 шт.
Плоскогубцы 1 шт.
Пассатижи 1 шт.
Кусачки 1 шт.
Тиски настольные малые 1 шт.
Отвертки 2- —3 шт.
Ножницы 1 шт.
Чертежные, разметочные и измерительные инструменты
Угольники деревянные (пластмассовые) 1—2 шт.
Лекала 4—5 шт.
Транспортир 1 шт.
Готовальня 1 шт.
Карандаши чертежные 2—3 шт.
Линейка металлическая 1 шт.
Угольник металлический 1 шт.
6
Рис. 3. Столярные инструменты.
Рис. 4. Слесарные и монтажные инструменты.
8
Рис. 5. Самодельные инструменты и приспособления.
Самодельные инструменты и приспособления (рис. 5)
Ножи — самые необходимые инструменты при постройке моделей. Наи-
более часто моделисты пользуются медицинскими скальпелями и самодельны-
ми ножами. Чтобы скальпель было удобно держать, к нему необходимо
сделать ручку из древесины. Для этого надо взять две деревянные пластинки,
одну из них выдолбить по форме ручки скальпеля, а затем обе половинки скле-
ить и обработать. Материалом для изготовления самодельных ножей различ-
ных форм и размеров может служить старый, пришедший в негодность ин-
струмент из качественной инструментальной стали: ножовочные полотна,
тонкие плоские напильники, сломанные ленточные пружины и др.
При заточке ножа на электроточиле следует обратить особое внимание
на условия его охлаждения. При заточке на песчаном точиле нужно охлаж-
дать инструмент водой.
Стамески используют для выдалбливания мелких деталей из дерева (пе-
редних профилированных кромок, реек-фюзеляжей схематических моделей,
концевых уервюр и др.). Стамески можно сделать из пишущих или чертежных
перьев. Перо и рукоятка должны прилегать друг к другу без зазора, иначе
между ними 'будет забиваться стружка. Плоские стамески разных размеров
изготавливают из старых*, сработанных надфилей.
Напильники (шкурилки), изготовленные самостоятельно, во многих слу-
чаях удобнее для обработки и доводки деталей, чем готовый инструмент. Сде-
лать их очень просто. На деревянные брусочки или палочки разных размеров
и формы наклеивают шкурку. Можно сделать шкурилки и со съемной шкур-
кой. Для лучшего прилегания и меньшего выкрашивания зерен шкурки грани
брусочков следует слегка закруглить.
Зажимы применяют при сборке и склейке деталей моделей. Для изготов-
ления зажимов используют рейки и резиновую нить. При отсутствии столяр-
ного верстака для выстругивания разных деревянных брусков и реек необхо-
дима упорная дощечка с клинообразным вырезом. Такую дощечку можно вы-
пилить из фанеры.
Приспособление для обработки реек представляет собой доску с рядом
желобков разной глубины. Рейки, заготовленные с припуском, кладут в под-
ходящий желобок и, держа левой рукой рубанок, правой тянут рейку на
себя. Рейку протягивают до тех пор, пока рубанок не перестанет снимать
стружку. После этого переходят к обработке другой стороны рейки. Эту ра-
боту лучше выполнять вдвоем: один держит рубанок, а другой протягивает
рейку.
Глава 2. ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ —
ПОЧЕМУ И КАК ОНИ ЛЕТАЮТ
ТРИ ПРИНЦИПА СОЗДАНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ
Летательные аппараты — это технические устройства, предназначенные
для выполнения определенных задач в воздушной среде. Летательными аппа-
ратами принято считать все аппараты тяжелее или легче воздуха, движущиеся
в атмосфере или в космическом пространстве под действием аэродинамиче-
ских и аэростатических сил, сил реакции или по инерции.
Характер выполняемых задач зависит от типа и назначения того или
иного летательного аппарата. Но условие для осуществления полета лета-
тельных аппаратов любого типа и назначения общее — они должны преодо-
левать силу земного притяжения, т. е. в процессе полета создавать подъем-
ную силу, равную силе притяжения Земли или превышающую ее.
Известны три основных принципа создания подъемной силы: аэростатиче-
ский, аэродинамический, и реактивный. Соответственно все летательные аппа-
раты можно разделить на три большие группы.
Летательные аппараты, у которых подъемная сила образуется по аэроста-
тическому принципу, образуют группу летательных аппаратов легче воздуха.
Аэростатический принцип создания подъемной силы можно объяснить, исполь-
зуя закон Архимеда, одинаково справедливый как для жидкой, так и для воз-
душной среды: «Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость
или газ тело, равна весу жидкости или газа в объеме этого тела».
Летательные аппараты, основанные на аэростатическом принципе, на-
зываются воздушными шарами или аэростатами (рис. 6). Стратостаты —
это аэростаты, предназначенные для полетов на большие высоты, в страто-
сферу. Они отличаются от обычных аэростатов наличием герметической ка-
бины. Управляемые аэростаты, оборудованные двигателями, называются
дирижаблями. Оболочка дирижабля удлиненной формы. Кроме гондолы, он
имеет силовую установку, создающую силу тяги, необходимую для переме-
щения его в воздухе, а также рули, с помощью которых можно по желанию
летчика изменять направление движения.
Основные достоинства аппаратов легче воздуха заключаются в том, что
оци могут подниматься и опускаться вертикально и даже неподвижно «висеть»
в воздухе без дополнительной затраты энергии. Недостатки этих аппаратов —
плохая маневренность и малая скорость полета.
У летательных аппаратов второй, наиболее многочисленной группы, подъ-
емная сила образуется по аэродинамическому принципу, при их перемещении
относительно воздуха. Это летательные аппараты тяжелее воздуха (рис. 7).
Прежде всего к ним относятся самолеты различного типа и назначения. Подъем-
ная сила создается несущими поверхностями, в основном крылом, при переме-
щении самолета относительно воздуха в результате работы двигательной уста-
новки. При этом сила тяги, создаваемая двигательной установкой, позволяет
н
Рис. 6. Летательные аппараты легче роздуха —
аэростаты:
а — свободный сферический; б — стратостат; в —
дирижабль.
самолету преодолевать сопротив-
ление воздуха. Планеры, в отличие
от самолета, не имеют двигатель-
ной установки, но подъемная си-
ла, так же как и у самолета, соз-
дается крылом при перемещении
планера.
К этой же группе относятся вер-
толеты и автожиры. У вертолетов
подъемная сила создается несущим
винтом, приводимым во вращение
двигательной установкой. У автожи-
ров подъемную силу создает специ-
альный винт, который вращается
от набегающего потока воздуха, а
поступательное движение осуществ-
ляется благодаря двигательной уста-
новке.
К летательным аппаратам, подъ-
емная сила которых создается по ре-
активному ракетному принципу, от-
носятся ракеты и космические ко-
рабли различного типа и назначения,
реактивные снаряды.
Авиационные модели — это то-
же летательные аппараты. В умень-
шенном виде они или копируют
прототип, или схематически воспро-
изводят его. Летающие модели, до-
пускаемые к соревнованиям, имеют
ограничения по площади несущих
поверхностей, полетной массе, рабо-
чему объему или массе двигателя.
12
Рис. 7. Летательные аппараты тяжелее воздуха-
а — самолет; б — планер; в — вертолет; г — ав-
тожир.
Рис. 8. Свободнолетающие модели:
а — планера; б — самолета с резиновым двига-
телем; в — самолета с поршневым двигателем
(таймерная модель); г — вертолета.
13
Рис. 9. Кордовые модели самолетов:
а — скоростная; б — гоночная; в — пилотажная;
г — для «воздушного бой»; д — модель-копия.
Рис. 10. Радиоуправляемые модели:
а — планера; б — самолета; в — вертолета.
14
Пдд несущей поверхностью летающих моделей подразумевается суммарная
площадь крыла и горизонтальной стабилизирующей поверхности. Площадь не-
сущих поверхностей должна быть не более 150 дм2, масса модели — не более
5 кг, рабочий объем двигателей внутреннего сгорания — не более 10 см3.
Летающие модели по характеру полета делятся на свободнолетающие,
кордовые и радиоуправляемые.
Свободным называется полет, во время которого между летающей моделью
и моделистом отсутствует всякая связь, кроме визуальной. Свободнолетаю-
щими являются модели планеров, самолетов с резиновыми и с поршневыми
двигателями (таймерные), вертолетов (рис. 8).
Полетом кордовой модели моделист, находящийся на земле, управляет
посредством нерастягивающихся нитей — тонкой стальной проволоки или
тросиков. Кордовыми моделями могут быть скоростные, гоночные, пилотаж-
ные, модели «воздушного боя» и копии реальных самолетов (рис. 9).
Во время радиоуправляемого полета моделист, находящийся на земле,
управляет моделью, подавая радиокоманды. Управляемыми по радио могут
быть летающие модели планеров, самолетов и вертолетов, а также модели-
копии этих летательных аппаратов (рис. 10).
ВОЗДУХ И ЕГО ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
Воздух кажется нам невесомым, но это не так. Он состоит из газов и, как
всякий газ, имеет массу, хотя по сравнению с твердыми телами и незначитель-
ную. Установлено, что один кубический метр сухого воздуха при баромет-
рическом давлении 760 мм рт. ст. (101,3 кПа) и температуре 4-15°С имеет
массу 1,25 кг й, соответственно, плотность 1,25 кг/м3.
Воздух представляет собой физическую смесь газов, составляющих атмо-
сферу. У поверхности земли сухой и чистый воздух (без влаги и пыли) содер-
жит по объему 78% азота, 21% кислорода и около 1% смеси других газов.
Воздух окружает весь земной шар слоем толщиной до нескольких сот кило-
метров. Весь этот слой воздуха называют атмосферой.
По мере удаления от поверхности земли плотность воздуха уменьшается,
при этом изменяется и его температура — она понижается на 6,5°С на f км
высоты. Таким образом, чем выше от земли, тем холоднее. Но такое понижение
температуры происходит не по всей толще атмосферы, а только до высоты
10—12 км в умеренных широтах, до 8—10 км в полярных областях и до 16—
18 км в тропиках. Нижний слой атмосферы с постоянно убывающей темпера-
турой называется тропосферой. Выше этой границы до высоты примерно 25 км
температура воздуха почти одинакова и составляет около —56°С, а на высоте
от 25 до 50 км она возрастает примерно до 0°С. Весь этот слой атмосферы,
лежащей выше тропосферы, называется стратосферой.
На высотах от 55 и до 80 км температура воздуха понижается в среднем
на 3—4°С на 1 км высоты. Выше 80 км она снова растет и на высоте 120 км
достигает 4-176°С, а на высоте 200 км — уже +1263°С.
Подобно всем веществам, имеющим массу, воздух притягивается к земле,
чем и объясняется атмосферное давление. Напомним опыт, который проделал
в 1648 году итальянский ученый Торричелли. Запаянную с одного конца стек-
лянную трубку длиной около 1 м наполняют ртутью. Затем, плотно зажав
пальцем открытый конец трубки, перевертывают ее, погружают этот конец в
15
чашку с ртутью и убирают палец. Оказывается, вся ртуть в чашку не выльет-
ся — уровень ее упадет только до некоторой определенной высоты. В верхней
же части трубки образуется сильно разреженное пространство, заполненное
парами ртути. Вся ртуть не выливается из трубки, потому что на поверхность
ее в чашке давит воздух.
Наблюдениями установлено, что на уровне моря при температуре + 15ОС
высота столба ртути в трубке обычно равна 760 мм. При уменьшении атмо-
сферного давления еще часть ртути из трубки выливается в чашку и высота
столба уменьшается, а при увеличении давления происходит обратное.
Атмосферное давление нетрудно обнаружить, проделав простой опыт.
Наполним стакан водой до краев, прикроем его листком плотной бумаги, а за-
тем, придерживая листок ладонью, быстро перевернем стакан вверх дном и
отнимем ладонь — листок как бы прилипнет к краям стакана, и вода не
выльется.
Атмосферное давление на одной и той же высоте изменяется в зависи-
мости от температуры и плотности воздуха. Однако эти изменения в общем
незначительны по сравнению с изменением давления при подъеме на высоту,
когда оно быстро уменьшается. Чем ниже находится слой воздуха, тем бо-
лее он сжат вышележащими слоями, а следовательно, больше и атмосфер-
ное давление. Например, на высоте 5 тыс. м оно уже почти в два раза меньше,
чем на уровне моря.
Воздух в нижних, лежащих у земной поверхности слоях атмосферы не
находится в состоянии покоя, а всегда движется. Прежде всего это происходит
потому, что земная поверхность нагревается солнечными лучами неравномерно.
Пашня, например, нагревается сильнее, чем луг, и много сильнее, чем водная
поверхность; горы без растительности — сильнее, чем покрытые лесом, а пес-
чаные пустыни, конечно, больше, чем степи. Ясно, что нижние слои воздуха,
находясь вблизи неравномерно нагретой земной поверхности, нагреваются то-
же неравномерно. Но так как теплый воздух легче холодного, то он поднимает-
ся вверх, а на его место притекает со стороны более холодный. Так создают-
ся восходящие и нисходящие потоки воздуха (рис. 11). Образующееся при этом
горизонтальное течение воздуха называется ветром.
Рис. 11. Создание восходящих и нисходящих потоков воздуха.
16
Основными факторами, характеризующими ветер, являются его направ-
ление и скорость. Направление ветра, как известно, принято обозначать на-
званием той стороны горизонта, откуда он дует. Простейшим прибором для
определения направления ветра может служить флюгер, который под действием
набегающего на него воздуха всегда устанавливается в плоскости ветра. Ско-
рость ветра можно определить с помощью специального прибора — анемо-
метра вращения.
ПОЧЕМУ И КАК ВОЗНИКАЕТ ПОДЪЕМНАЯ СИЛА
Почему могут летать птицы, несмотря на то что
они тяжелее воздуха? Какие силы поднимают ог-
ромный пассажирский самолет, который может ле-
тать быстрее, выше и дальше любой птицы, ведь
крылья его неподвижны? Почему планер, не имеющий
мотора, может парить в воздухе? На все эти и мно-
гие другие вопросы дает ответ аэродинамика — наука,
изучающая законы взаимодействия воздуха с движу-
щимися в цем телами.
В развитии аэродинамики у нас в стране выдаю-
щуюся роль сыграл профессор Николай Егорович Жу-
ковский (1847—1921) —«отец русской авиации», как
назвал его В. И. Ленин. Заслуга Жуковского состоит
в том, что он первый объяснил образование подъемной
силы крыла и сформулировал теорему для вычисле-
ния этой силы. Им была решена и другая проблема
теории полета — объяснена сила тяги воздушного
винта. Жуковский не только открыл законы, лежа-
Отец русской авиации Ни-
колай Егорович Жуков-
ский.
щие в основе теории полета, но и подготовил почву
для бурного развития авиации в нашей стране. Он связал теоретическую аэро-
динамику с практикой авиации, дал возможность инженерам использовать
достижения ученых-теоретиков.
В основанных Жуковским лабораториях и в созданных при них круж-
ках выросла целая плеяда ученых, исследователей и конструкторов, обога-
тивших своими трудами и открытиями не только русскую, но и мировую
науку. Под научным руководством Жуковского был организован под Москвой
Аэрогидродинамический институт. В этом институте удалось провести много
весьма ценных исследований.
Основным приспособлением, служащим для изучения законов движения
тел в воздухе, является аэродинамическая труба. Простейшая аэродинами-
ческая труба представляет собой профилированный канал (рис. 12). В одном
конце трубы установлен мощный вентилятор, приводимый во вращение электро-
двигателем. Когда вентилятор начинает работать, в канале трубы образуется
воздушный поток. В зависимости от диаметров канала трубы и воздушного
винта и мощности двигателя вентилятора можно получить различные скорости
воздушного потока вплоть до сверхзвуковых. Современные аэродинамические
трубы достигают гигантских размеров. В их каналах можно помещать для
исследования не только модели, но и реальные самолеты.
Важнейшими законами аэродинамики являются закон сохранения массы
17
Рис. 12. Схема простейшей аэродинамической
трубы:
/— решетка; 2— рабочая часть трубы; 3— вен-
тилятор; 4— электродвигатель.
Рис. 13. Наглядное изображение движения
струи воды через разные сечения.
(уравнение неразрывности) и закон
сохранения энергии (уравнение Бер-
нулли). Оба эти закона справедливы
и для движущегося газа (воздуха),
и для жидкости, поэтому проще
будет ознакомиться с ними на
примере движения воды. На рис. 13
изображена схема прибора, состоя-
щего из открытого резервуара с во-
дой, соединенного с трубкой, имею-
щей разные сечения. Согласно за-
кону постоянства массы через каж-
дое из этих сечений будет протекать
в одну секунду одинаковый объем
воды. Но если через неравные сече-
ния в единицу времени протекает
одинаковый объем воды, то, значит,
через эти сечения вода движется с
разными скоростями: чем меньше
сечение, тем больше скорость воды
(воздуха). В этом можно также убе-
диться, наблюдая за течением реки.
Там, где русло узкое, течение воды
быстрее.
Если к потокам жидкости в раз-
ных сечениях трубки подключить
манометры, то они покажут, что при сужении струи, т. е. при увеличении ско-
рости воды (воздуха), давление в струе уменьшается, и наоборот. Это явле-
ние, описанное математиком Бернулли, позволяет установить связь между
скоростью потока в данном сечении струи жидкости (газа) и давлением в
этом же сечении.
Описанное уравнением Бернулли явление позволяет объяснить возникно-
вение аэродинамических сил, а главное подъемной силы крыла. В литературе
это уравнение иногда называют законом Бернулли.
Уравнение Бернулли объясняет ряд явлений, долгое время казавшихся
противоестественными. Например, если два корабля движутся параллельно
на небольшом расстоянии друг от друга, они стремятся сблизиться, что мо-
жет привести к столкновению. Казалось бы, что вода, попадающая между
кораблями, должна действовать как клин и отталкивать их друг от друга, в
действительности же они притягиваются. Происходит это потому, что между
кораблями сжатие струй получается более сильным, чем у внешних их бортов.
Это ведет к увеличению скорости струй и уменьшению давления в струе между
кораблями. Поэтому давление воды на внешние борта судов становится
больше, чем на внутренние. Разность давлений и заставляет корабли сбли-
жаться.
Рассмотрим природу возникновения подъемной силы. Опыты, проведенные
в аэродинамических лабораториях, позволили установить, что при набегании
на тело воздушного потока частицы воздуха обтекают тело. Картину обте-
кания тела воздухом легко наблюдать, если поместить тело в аэродинами-
18
ческой трубе, в подкрашенном по-
токе воздуха, кроме того, ее мож-
но сфотографировать. Полученный
снимок называют спектром обте-
кания.
Упрощенная схема спектра об-
текания плоской пластинки, постав-
ленной под углом 90° к направле-
нию потока, изображена на рис. 14.
Из рисунка видно, что в этом случае
никакой подъемной силы не возни-
кает. Воздух впереди пластинки
создает подпор, плртность его струек
повышается, а сзади пластинки воз-
дух оказывается разреженным. По-
вышенное давление воздуха впереди
пластинки и разрежение позади нее
приводят к тому, что струйки воз-
духа с силой устремляются в раз-
реженное пространство, закручива-
ются и образуют сзади пластинки
те завихрения, которые мы и видим
на спектре.
На рис. 15 дано схематическое
изображение спектра обтекания пла-
стинки, поставленной под острым
углом к потоку. Под пластинкой
давление повышается, а над ней
вследствие срыва струй получается
разрежение воздуха, т. е. давление
понижается. Благодаря образую-
щейся разности давлений и возни-
кает аэродинамическая сила. Она
направлена в сторону меньшего дав-
ления, т. е. назад и вверх. Отклоне-
ние аэродинамической силы от вер-
тикали зависит от угла, под которым
пластинка поставлена к потоку. Этот
угол получил название угла атаки
(его принято обозначать греческой
буквой а — альфа).
Свойство плоской пластинки
создавать подъемную силу, если на
нее набегает под острым углом воз-
дух (или вода), известно уже с дав-
них времен. Примером тому служит
воздушный змей и руль корабля,
время изобретения которых теряет-
ся в веках.
Рис. 14. Упрощенная схема спектра обтекания
плоской пластинки, поставленной под углом
90° к потоку.
Рис. 15. Схематическое изображение спектра
обтекания плоской пластинки, поставленной
под острым углом к потоку.
19
Подъемная сила крыла (обозна-
чим ее У) возникает не только за счет
угла атаки а, но также и благодаря,
тому, что поперечное сечение крыла
представляет собой чаще всего не-
симметричный профиль с более вы-
пуклой верхней частью.
Крыло самолета или планера,
перемещаясь, рассекает воздух. Од-
на часть струек встречного потока
воздуха пойдет под крылом, дру-
гая— над ним (рис. 16). У крыла
верхняя часть более выпуклая, чем
нижняя, следовательно, верхним
струйкам придется пройти больший
путь, чем нижним. Однако количе-
ство воздуха, набегающего на крыло
и стекающего с него, одинаково. Зна-
чит, верхние струйки, чтобы не от-
стать от нижних, должны двигаться
быстрее. В соответствии с уравне-
нием Бернулли, если скорость воз-
душного потока под крылом мень-
Рис. 16. Схематическое изображение спектра
обтекания профиля крыла.
Рис. 17. Аэродинамические силы и центр дав-
ления крыла.
ше, чем над крылом, то давление под крылом, наоборот, будет боль-
ше, чем над ним. Эта разность давлений и создает аэродинамическую
силу R (рис. 17), одной из составляющих которой является подъемная сила
Y. Подъемная сила крыла тем больше, чем больше угол атаки, кривизна про-
филя (его несущие свойства), площадь крыла, плотность воздуха и скорость
полета vy причем от скорости подъемная сила зависит в квадрате. Но следу-
ет помнить, что угол атаки должен быть меньше некоторого критического зна-
чения акр, при превышении которого подъемная сила падает.
Развивая подъемную силу, крыло всегда испытывает и лобовое сопротив-
ление. Сила лобового сопротивления X направлена по потоку прямо против
движения и, значит, тормозит его. Подъемная сила всегда перпендикулярна
набегающему потоку. Из рисунка видно, что сила лобового сопротивления
X и подъемная сила Y являются составляющими силы R по направлению ско-
рости v и перпендикулярно ей. Сила R называется полной аэродинамической
силой крыла. Точку приложения полной аэродинамической силы называют
центром давления крыла (ЦД).
Подъемная сила летательного аппарата, уравновешивая его вес, дает
возможность осуществлять полет, лобовое же сопротивление тормозит его
движение. Отсюда ясно, что крылу надо придать такую форму, чтобы оно раз-
вивало как можно большее значение подъемной силы и в то же время давало
малое лобовое сопротивление. Число, показывающее, во сколько раз подъем-
ная сила больше лобового сопротивления, называется аэродинамическим
качеством и обозначается буквой /<.
А теперь подробнее рассмотрим природу возникновения сил сопротив-
ления. Во время купания вы все, конечно, замечали, что в воде двигаться труд-
нее. Это объясняется силой сопротивления воды. Как уже было сказа-
20
Рис. 18. Обтекание конусообразного тела (а) и тела наиболее выгодной аэродинамической фор-
мы (б).
но, воздух — газообразная среда, которая имеет определенную плотность и
массу. И, перемещаясь в воздухе, мы также встречаем его сопротивление.
Сила, которая мешает нам передвигаться в воздухе, называется силой сопро-
тивления воздуха.
Движется ли тело с некоторой скоростью в неподвижном воздухе или,
наоборот, тело неподвижно, а на него набегает поток воздуха с той же ско-
ростью, сила сопротивления воздуха в обоих случаях будет одинаковой. Все
дело в том, что воздух и тело движутся один относительно другого.
От каких же причин зависит сопротивление воздуха? Этих причин не-
сколько. На рис. 18 изображена картина обтекания круглой пластинки. Если
к этой пластинке спереди сделать конусообразную приставку, которая запол-
нила бы всю ту область перед пластинкой, где давление было повышено, то
спереди давление значительно сни-
зится. И хотя срыв струй и пониже-
ние давления позади составного те-
ла будут такими же, как и за пла-
стинкой, все же разность давлений
и лобовое сопротивление значитель-
но уменьшатся.
Чтобы избежать срыва струй,
следует сделать еще и кормовую
конусообразную приставку, запол-
нив ею всю область пониженного
давления за пластиной.
Одновременное использование
носовой и кормовой приставок оп-
ределенной формы позволяет резко
снизить лобовое сопротивление по
сравнению с лобовым сопротивле-
нием пластинки (примерно в 20—25
раз). Таким образом можно полу-
чить тело наиболее выгодной аэро-
динамической формы. В этом слу-
чае поток плавно разделяется перед-
ней частью тела, обтекает его и плав-
но стекает с кормовой части. Тела
подобной формы называет удобооб-
текаемыми. Они и получили наи-
большее распространение в авиации.
Рис. 19. Наглядное изображение миделевого се-
чения тела
21
Что касается влияния размеров тела на сопротивление воздуха, то ка-
жется ясным: чем больше тело, тем сильнее сопротивление. Однако здесь
надо уточнить следующее: основной величиной, связанной с размерами тела
и определяющей силу сопротивления при его движении, является наиболь-
шая площадь сечения тела, перпендикулярного к направлению движения. Та-
кое сечение называется миделевым (рис. 19).
Но еще большее влияние на сопротивление оказывает скорость движе-
ния тела в воздухе. При движении тела с небольшой скоростью это сопротив-
ление мало, а с ее увеличением быстро возрастает. При полете самолета на
дозвуковых скоростях сопротивление растет прямо пропорционально квадрату
скорости. Это значит, что если, например, скорость движения увеличить в
два раза, то сопротивление возрастет в четыре раза, если скорость увеличить в
три раза, то сопротивление возрастет в девять раз, и т. д. Аналогично, как
об этом говорилось выше, скорость влияет и на значение подъемной силы.
Однако для скоростей, близких к скорости звука (340 м/с или
1224 км/ч), из-за влияния сжимаемости воздуха характер обтекания тел
изменяется, сопротивление резко возрастает и этот закон уже не действует.
Таким образом, как и подъемная сила, сила лобового сопротивления за-
висит от угла атаки, формы профиля, плотности воздуха, площади сечения
и квадрата скорости, хотя эти зависимости и имеют свои особенности.
ЧТО ТАКОЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЛЕТА
И КАК ОНА ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ
Прежде чем говорить о силах, позволяющих сохранять устойчивость
полета самолета, планера или модели в воздухе, рассмотрим вкратце, что
такое устойчивость вообще.
Существуют три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безраз-
личное. При устойчивом равновесии тело, выведенное из положения равно-
весия какой-либо внешней силой, стремится вернуться в прежнее положение
после того как сила, нарушившая равновесие, перестанет действовать. Если
же при небольшом отклонении тело стремится еще больше отклониться от по-
ложения равновесия, то такое равновесие называется неустойчивым. Если
тело остается в равновесии в любом положении, в которое оно поставлено
внешней силой, то такое равновесие принято называть безразличным (приме-
ром может служить колесо, надетое на ось).
Как мы видим, устойчивость — это способность тела самостоятельно
возвращаться в прежнее положение равновесия, нарушенное какой-либо
внешней силой, после прекращения ее действия.
Устойчивость тел, в том числе и летательного аппарата, зависит от
взаимного положения центра тяжести тела и точек приложения действующих
на него сил.
Вспомним, что такое центр тяжести. Всякое тело мы можем предста-
вить себе состоящим из бесчисленного множества частиц, каждая из которых
с некоторой силой притягивается Землей к ее центру. Так как земной радиус
очень велик, то можно считать, что все эти силы параллельны. Равнодейст-
вующая их, направленная к центру Земли, и даст нам силу тяжести G, с ко-
торой Земля притягивает тело. Точка приложения этой равнодействующей
22
не меняет своего места, какое бы по-
ложение в пространстве тело ни за-
нимало (рис. 20). Эта точка и на-
зывается. центром тяжести (ЦТ).
Центр тяжести самолета, как и лю-
бого другого вида летательных ап-
паратов, должен лежать в плоскости
его симметрии (рис. 21).
Ясно, например, что автомобиль
должен быть очень устойчивым,
иначе на нем опасно будет ездить.
Обеспечение устойчивости самоле-
та — еще более важная задача. Сде-
лать устойчивым самолет труднее,
потому что воздушная среда очень
подвижна и в ней всегда есть поры-
вы ветра различного направления,
порождающие силы, которые нару-
шают устойчивое движение. Самолет
в воздухе под действием этих сил
может совершать различные слож-
ные вращательные движения вокруг
своего центра тяжести. Эти враща-
тельные движения могут происхо-
дить относительно каждой из свя-
занных с самолетом воображаемых
осей хх, уу и zz, проходящих
через его центр тяжести (рис. 22).
Соответственно существуют три вида
устойчивости: продольная — отно-
сительно оси zz\ поперечная, или бо-
ковая,— относительно оси хх; устой-
чивость пути — относительно оси уу.
Как для реальных самолетов,
планеров и других летательных
аппаратов, так и для их моделей
наиболее важна продольная устой-
чивость (рис. 23). Она обеспечи-
вается определенным положением
фокуса самолета относительно цен-
тра тяжести. Фокусом самолета на-
зывается точка приложения равно-
действующей приращений подъем-
ной силы крыла и горизонтального
оперения (приращение — дополни-
тельная сила). Центр тяжести ус-
тойчивого самолета должен нахо-
диться впереди фокуса. В этом слу-
чае, скажем при вертикальном поры-
Рис. 21. Центр тяжести лежит в плоскости
симметрии самолета.
Рис. 22. Оси, относительно которых может
вращаться самолет.
23
Рис. 23. Обеспечение продольной устойчивости
самолета.
ве, при увеличении угла атаки Да
возникает приращение подъемной
силы AY, которое создает восстанав-
ливающий момент Мвосст, направлен-
ный на уменьшение угла атаки и воз-
вращение самолета к исходному ре-
жиму.
Устойчивость летающей модели
должна обеспечиваться автомати-
чески без изменения положения ру-
лей. Для установившегося прямо-
линейного движения необходимо,
чтобы все силы, действующие на мо-
дель, находились в равновесии. Мо-
дель будет устойчива, если после
прекращения воздействия внешней
силы (например, ветра), нарушев-
шей равновесие, она автоматически
снова вернется в положение равнове-
сия. Этого можно достигнуть опре-
деленной центровкой модели, сме-
щением ЦТ вперед к носовой кром-
ке крыла и соответствующим подбо-
ром размеров, положения и углов
установки несущих и стабилизирую-
щих поверхностей.
Вопросы устойчивости мы рассмотрели в упрощенной форме. Для более
подробного их изучения можно рекомендовать, например, книгу Э. П. Смирно-
ва «Как сконструировать и построить летающую модель», с. 65—87.
Для того чтобы лучше понять вопросы устойчивости полета, проделаем
несложные опыты с бумажными крыльями. Сделаем крыло из бумаги. Но
полетит ли оно и как полетит (устойчиво или нет) будет зависеть от выпол-
нения перечисленных выше условий. Так, например, если мы возьмем лист
гладкой писчей бумаги, вырежем из него крыло (полоску длиной 12 и шириной
6 см) и бросим его в воздух, то наше крыло не полетит — оно, беспорядочно
кувыркаясь, будет падать вниз.
А теперь поступим иначе: вырежем из бумаги квадрат, каждая сторона
которого равна 12 см, и сделаем из него новое крыло. По одной стороне квад-
рата загнем полоску шириной около 1 см, а затем перегнем эту полоску 5 раз
(рис. 24). Сложенную таким образом часть квадрата прогладим, чтобы склад-
ки не раскрывались. По размерам и по форме новое крыло стало теперь таким
же, как и первое, только одну кромку (сторону) его мы сделали тяжелее. Будем
считать эту кромку передней. Теперь слегка перегнем середину крыла так,
чтобы оба его конца чуть поднялись вверх. Такой изгиб поперек крыла созда-
ет симметричное отклонение его обеих половин (концов крыла) от горизонталь-
ной плоскости, называемое углом поперечного V («ве»).
Возьмем крыло пальцами, поднимем его на высоту плеча и слегка толкнем
вперед. Крыло полетит далеко и плавно. Оно как бы заскользит по воздуху
утяжеленной передней кромкой вперед. Давайте разберемся, почему второе
24
крыло летает, а первое кувырка-
ется.
Установим первое, нелетавшее
крыло на кончиках двух пальцев.
Крыло уравновесится только тогда,
когда концы пальцев будут подпи-
рать его точно посередине. Второе
летавшее крыло уравновесится ина-
че: так как его передняя кромка тя-
желее, нужно сдвинуть крыло так,
чтобы пальцы расположились ближе
к передней кромке.
Наше второе крыло летает пото-
му, что в результате утяжеления пе-
редней кромки крыла центр его тя-
жести переместился от середины впе-
ред, а благодаря углу поперечного V
опустился вниз, и стало выполняться
рассмотренное условие. Если слиш-
ком увеличить груз (например, сде-
лать еще седьмой и восьмой сгибы).
то он потянет крыло сильнее и за
ставит его быстро падать носом впе
ред. Если же сделать меньше сги-
бов, облегчив тем самым переднюю
кромку, то крыло начнет падать
плашмя. Таким образом, для полета
крыла, модели, реального самолета
или планера нужна правильная цент-
ровка.
КРЫЛО И ЕГО
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Крыло — это основная часть са-
молета, планера и летающей модели.
От размеров и формы крыла в плане
и в поперечном сечении зависят лёт-
ные качества этих летательных аппа-
ратов.
Наибольшее расстояние между
концевыми точками прямого крыла
называется размахом крыла
(рис. 25). Поперечное сечение кры-
ла, т. е. сечение его плоскостью,
перпендикулярной размаху, назы-
вается профилем крыла. Разрабо-
Перегнём полоску пять раз
Плавным толчком пустим крыло
в полет
Правильная центровка на первой
Рис. 24. Летающие крылья.
25
Размах крыла!I)
Хорда
крыла(Ь)
кромка
Профиль крыла
Рис. 27. Абсолютная (максимальная) толщина
профиля.
Рис. 26. Основные формы профилей:
а — двояковыпуклый симметричный; б —дво-
яковыпуклый несимметричный; в — плосковы-
пуклый; г — вогнуто-выпуклый.
Рис. 28. Средняя линия и максимальная кривизна
профиля:
/— хорда профиля; 2— нижний обвод; 3— мак-
симальная вогнутость; 4— средняя линия; 5 -
верхний обвод.
гано много различных форм профи-
лей, но все они могут быть разделе-
ны на следующие четыре основных
вида: двояковыпуклые симметрич-
ные, двояковыпуклые несимметрич-
ные, плосковыпуклые и вогнуто-
выпуклые (рис. 26).
Наибольшую подъемную силу
дают вогнуто-выпуклые крылья. У
двояковыпуклых крыльев подъемная
сила несколько меньше, чем у вог-
нуто-выпуклых, но зато меньше и
лобовое сопротивление. Крылья с
плосковыпуклым сечением занима-
ют промежуточное место, т. е. подъ-
емная сила и лобовое сопротив-
ление у них меньше, чем у вогну-
то-выпуклых, но больше, чем у двоя-
ковыпуклых. Наименьшее лобовое
сопротивление имеют крылья сим-
метричных двояковыпуклых профи-
лей.
Передний край крыла, которым
оно набегает на воздух, называют
передней кромкой; задний край —
задней кромкой, а расстояние меж-
ду ними — хордой крыла или хор-
дой профиля.
Абсолютная толщина профи-
ля — это расстояние от верхней до
нижней поверхности профиля в се-
чении, перпендикулярном хорде
(рис. 27). Наибольшая толщина
обычно находится на расстоянии от
носка, равном 20—40% хорды. Отно-
сительная толщина профиля — это
отношение наибольшей толщины к
хорде. Ее выражают в процентах от
длины хорды. При относительной
толщине менее 8% профили считают
тонкими, от 8 до 12% — средними
и более 12% — толстыми. Чем толще
профиль, тем больше его лобовое соп-
ротивление, но зато, как правило,
больше и подъемная сила. И наобо-
рот, чем тоньше профиль, тем меньше
его лобовое сопротивление и меньше
подъемная сила.
Средняя линия профиля
(рис. 28) — это геометрическое мес-
то точек, расположенных посередине
отрезков, соединяющих верхнюю и
нижнюю части контура и перпенди-
кулярных хорде профиля.
Кривизной профиля f называют
стрелу прогиба средней линии отно-
сительно хорды профиля. Кривизна
меняется по хорде и наибольшее зна-
чение обычно имеет на расстоянии
от носка, равном 15—20% хорды.
Относительной кривизной назы-
вают отношение максимальной кри-
визны к хорде. Относительную кри-
визну профиля, как и относительную
толщину его, задают в процентах
хорды.
Кривизна симметричных профи-
лей равна нулю.
Формы крыльев в плане раз-
нообразны (рис. 29). Часто приме-
няются трапециевидные крылья с
закругленными концами, крылья
прямоугольной формы, реже — эл-
липтические крылья. У многих сов-
ременных самолетов крылья имеют
стреловидную форму, т. е. концы их
отнесены назад или вперед. Осо-
Рис. 29. Формы крыла в плане:
а — трапециевидная; б — прямоугольная; в —
эллиптическая; г — стреловидная; д — треуголь-
ная.
Рис. 31. Угол атаки летящего самолета.
27
бое значение имеет стреловидность крыла для скоростных самолетов, так
как в этом случае лобовое сопротивление самолета на сверхзвуковых ско-
ростях полета значительно меньше, чем у самолета с обычным крылом.
Углом атаки называют угол, заключенный между хордой крыла и направ-
лением набегающего потока воздуха. Этот угол определяет положение хорды
крыла относительно воздушного потока. Угол атаки считают положительным,
если воздушный поток набегает на нижнюю поверхность крыла, и отрицатель-
ным, если он набегает на верхнюю поверхность. Однако не следует смеши-
вать угол атаки крыла с углом его установки, т. е. с углом, под которым крыло
установлено относительно продольной оси фюзеляжа (рис. 30). Угол установки
крыла — величина постоянная, а угол атаки летчик за время полета может
изменять, отклоняя руль высоты самолета (рис. 31).
Как уже говорилось, аэродинамическим качеством крыла К называют
отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению при определенном
угле атаки. Это отношение показывает, во сколько раз подъемная сила боль-
ше лобового сопротивления. Максимального значения К достигает на наивы-
годнейшем угле атаки. Качество крыла зависит не только от угла атаки, но и
от так называемого удлинения крыла. Удлинением крыла называют отношение
/2
его размаха к хорде: Л= — (удлинение обозначают греческой буквой «лямб-
да»). Следует иметь в виду, что это равенство справедливо только для крыла
прямоугольной формы. Для крыльев иной формы К= где S — площадь
крыла.
Чем больше удлинение, тем выше качество крыла. Но при этом растет его
вес и труднее обеспечить необходимую прочность крыла. При более высоком
качестве самолет экономичнее. Он при том же запасе топлива может проле-
теть большее расстояние или взять больше груза. Это важно для грузовых
и пассажирских самолетов. Для планеров тоже характерны очень высокие
значения аэродинамического качества. Для скоростных маневренных самоле-
тов значения К меньше, чем для транспортных.
Глава 3. ВОЗДУШНЫЕ ЗМЕИ
ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ —
САМЫЙ ДРЕВНИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
Первые упоминания о воздушных змеях встречаются еще за два века
до нашего летосчисления. Змеи строились в виде рыб, птиц, бабочек, жуков,
которые раскрашивались в яркие цвета. Наиболее распространен был змей-
дракон, похожий на полукрокодила-полузмею (рис. 32). Возможно, назва-
ние «воздушный змей» связано с той формой, которую ранее ему чаще всего
придавали. В более позднее время воздушные змеи стали строить в виде пло-
ской рамки, обтянутой бумагой или тканью. Они уже ничем не напоминали
сказочного дракона или змея, но название сохранилось до наших дней. На
древних японских рисунках можно встретить изображение воздушных змеев
другой формы (рис. 33).
Любопытны старинные записи о том, как в 906 году киевский князь Олег
использовал воздушные змеи при взятии Царьграда. Летопись говорит, что
над неприятелем в воздухе появились «кони и люди бумажны, вооружены и
позлащены».
Однако долгое время воздушные змеи не находили широкого практического
применения. Только со второй половины XVIII века их начинают использовать
при научных работах. В 1749 году англичанин А. Вильсон с помощью змея
поднимал термометр для определения температуры воздуха на высоте. В 1752
году американский ученый Б. Франклин воспользовался воздушным змеем
для исследования молний. Открыв в результате этих исследований электри-
ческую природу молнии, Франклин изобрел громоотвод.
Рис. 32. Китайский змей-дракон.
29
a
5
Рис. 34. Змеи
конструкции Л Х'арграва:
а — 1894 г.. 6—1898 г.
Рис. 33. Японский
змей
Рис. 35. Змей конструкции С. А. Ульянина.
30
Запуская в воздух воздушные змеи, М. В. Ломоносов изучал верхние
слои атмосферы и природу молнии. 26 июня 1753 года Ломоносов «при
помощи змея извлек молнию из облаков». Он запустил воздушный змей в
грозу и по его бечевке, используемой как проводник, извлек разряд статиче-
ского электричества. Эти опыты едва не стоили ему жизни — Ломоносов слу-
чайно вышел из комнаты незадолго до сильного электрического разряда, а
находившийся там академик Рихман погиб.
С 1848 года много работ по подъему воздушных змеев провел командир
Охтенской пиротехнической школы К. И. Константинов. Он разработал систе-
му спасения судов, терпящих аварии вблизи берега: на судно с помощью воз-
душных змеев подавался сначала тонкий шнур, а затем уже крепкий канат.
Значительно усовершенствовал змеи австралийский ученый Л. Харграв,
применив конструкцию из двух сквозных коробок, соединенных между собой
(рис. 34}. Так появился воздушный змей, которому для устойчивого полета
уже не нужен был хвост.
К 90-м годам прошлого столетия относятся работы русских ученых —
председателя Русского технического общества М. М. Поморцева и академика
М. А. Рыкачева по применению воздушных змеев в области метеорологии.
Поморцев создал для этих целей ряд оригинальных змеев, а Рыкачев скон-
струировал специальные приборы. Начиная с 1894 года воздушные змеи систе-
матически использовались для изучения верхних слоев атмосферы.
На пороге XX века воздушные змеи помогли изобретателю радио А. С. По-
пову в усовершенствовании беспроволочной телеграфной связи — на змеях
поднималась в воздух антенна.
Вопросами полета змеев занимались не только ученые, ими интересова-
лись и военные ведомства. Так, в 1899 году на маневрах Киевского военного
округа группа солдат подняла в воздух с помощью лебедки поезд из несколь-
ких коробчатых воздушных змеев с кабиной для наблюдателя. Змеи коробча-
той конструкции были построены по проекту капитана С. А. Ульянина (рис. 35).
Лейтенант английской армии Коди видоизменил змей Харграва. Он уве-
личил его площадь, добавив боковые крылышки на всех углах коробок, уси-
лил прочность конструкции и ввел новый принцип сборки и разборки змея.
Работу над змеями Коди продолжил капитан французской армии Сакконей
(рис. 36).
Во время первой мировой войны войска различных стран широко при-
меняли воздушные змеи для наблюдательных постов, корректировавших огонь
артиллерии. При сильном ветре наблюдателя поднимали на высоту до 800 м.
Воздушные змеи не так-то легко было сбить. Кроме того, выход из строя от-
дельного змея воздушного поезда отражался только на высоте подъема на-
блюдателя, но не вызывал его падения. Применявшиеся в войну для этих же
целей воздушные шары были более уязвимыми мишенями.
Воздушные змеи использовались и на фронтах Великой Отечественной
войны. Например, с их помощью наши бойцы разбрасывали листовки.
В наше время воздушные змеи — увлекательное занятие для школьни-
ков. Но наряду с этим змеи еще часто применяются в области метеорологии
для исследований и наблюдений нижних слоев атмосферы. Коробчатые змеи
поднимают приборы, записывающие температуру, давление, влажность воздуха
и направление ветра на высоте. В далекой Антарктиде наши ученые широко
использовали змеи для изучения атмосферы до высоты примерно 1000 м.
31
ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ
Воздушный змей принадлежит к летательным аппаратам тяжелее воздуха.
Почему же змей поднимается и что удерживает его на высоте? Основное
условие для этого — движение воздуха относительно змея. Скорость и на-
правление ветра постоянно меняются. Не только горы, но и строения, мосты,
деревья отклоняют ветер у поверхности земли от его горизонтального направ-
ления.
Для облегчения понимания законов, влияющих на полет змея, можно
представить змей в виде прямоугольной плоской пластинки. Ведь даже са-
мые сложные конструкции воздушных змеев в большинстве случаев являют-
ся сочетанием таких пластинок, расположенных под различными углами друг
к другу, и леера (нитки или троса) для запуска змея. Чтобы воздух мог под-
нять пластинку, ее надо расположить под некоторым углом атаки к его потоку
(см. рис. 15).
Для того чтобы змей держался в воздухе, подъемная сила должна быть
равна силе тяжести змея вместе с леером. Если же подъемная сила меньше,
то змей опускается на землю. Причиной может быть неравномерность ветра,
изменение (уменьшение) его силы и направления.
ПЛОСКИЙ «РУССКИЙ ЗМЕЙ»
Простейшие воздушные змеи плоские. Небольшие плоские змеи можно
запускать на катушечных нитках № 10, а змеи площадью более 0,5 м 2 — на
крепких суровых нитках или на капроновой леске.
Плоский «Русский змей» хорошо известен школьникам. Изготовить его
просто (рис. 37). Змей состоит всего из трех планок: две из них служат диаго-
налями, а третья, верхняя, скрепляет их. Если змей имеет большие размеры
чем указаны на чертеже, то надо добавить посередине еще одну планку (на
рисунке она показана пунктиром). Диагональные планки скрепим в месте их
пересечения, а затем привяжем к ним нитками верхнюю планку. По контуру
змея натянем нитку, соединяющую все уголки, потом планку и нитки про-
мажем клеем и к ним приклеим бумажную обтяжку змея. Все края бумаги
подогнем вокруг нитки и подклеим. После того как клей подсохнет, верхнюю
планку слегка стянем ниткой в дугу. Такой змей имеет большую устойчи-
вость в полете.
Полет змея во многом зависит от того, насколько правильно сделана
уздечка змея. Уздечку сделаем из трех ниток. Верхняя (двойная) часть
уздечки должна быть такой длины, чтобы она точно укладывалась по диаго-
налям, а вершина ее, где находится узел, была расположена в центре змея.
Длину нижней части уздечки определяем так: если ее положить на змей, узел
должен попасть точно в середину верхней планки.
Уздечку хвоста также сделаем из ниток, утяжеленных бумажными гар-
мошками для устойчивого полета змея. Длина хвоста определяется при проб-
ных запусках змея. Но для начала возьмем ее в пределах 2—2,5 м. Если змей
будет раскачиваться в полете из стороны в сторону, то это значит, что хвост
короток и легок. При нормальной длине хвоста змей устойчиво держится
в воздухе, отклоняясь лишь при резких порывах ветра.
32
Рис. 37. Плоский «Русский змей».
2 Зак. 776 «Простейшие авиамодели»
33
ПЛОСКИЕ ЗМЕИ «ПЯТИГРАННИК» И «ЗВЕЗДА»
Основу змея «Пятигранник» составляет треугольник АВГ (рис. 38). Изго-
товим его из реек сечением 10X5 мм. В углах А, В, Г рейки соединим между
собой с помощью косынок из миллиметровой фанеры. Размеры косынок
указаны на чертеже. При отсутствии фанеры косынки можно изготовить
из тонкого, но плотного картона. Места соединения реек с косынка-
ми предварительно смажем клеем. Четвертую рейку (БД) сечением 10X5 мм
соединим с треугольником с помощью ниток и клея. Сделав в рейках неглу-
бокие вырезы (в точках Л, Б, В, Г и Д), натянем шпагат, соединяющий
между собой точки Л, Б, В и А, Д, Г. Обтяжку змея изготовим так же, как
для «Русского змея».
Конструкция змея «Звезда» отличается от «Пятигранника» только тем,
что его основу составляет другой треугольник — АЕЖ. На рисунке контуром,
соединяющим точки А, Б, В, Г, Д, показана прочная нить, предохраняющая
змей от коробления.
ПЛОСКИЙ «ИНДИЙСКИЙ ЗМЕЙ»
«Индийский змей» у нас в стране малоизвестен, хотя он имеет довольно
простую конструкцию. Благодаря большой несущей поверхности он легко
взлетает даже при сравнительно слабом ветре (рис. 39). В сложенном виде
змей представляет собой компактный сверток.
Обтяжку змея сделаем из легкой, но плотной ткани. Для каркаса змея
выстругаем четыре круглых рейки длиной 500 мм переменного сечения: диа-
метром с одного конца 12 мм, с другого 7 мм. Пятая рейка длиной 1500 мм
тоже должна иметь переменное сечение: ее диаметр в центре 12 мм, а на кон-
цах 7 мм. Каждую из горизонтальных реек БЕ и ВД собираем из двух утон-
чающихся реек, толстые концы которых соединим между собой легкими ме-
таллическими, лучше всего алюминиевыми, слегка изогнутыми трубками.
Вертикальная рейка АГ цельная, неразъемная. В обтяжку змея по его
периметру вошьем шпагат. Для удержания горизонтальных реек верхние
края обтяжки БЕ и ВД подошьем широким швом, чтобы в него можно было
свободно вставить горизонтальные рейки вместе с соединяющими их трубка-
ми. В торцах концов реек сделаем прорези, чтобы пропустить в них оканто-
вочный шпагат. Вертикальную рейку вставим между обтяжкой и специально
нашитыми с задней стороны полосками ткани.
Собрав змей, хорошо натянем окантовочный шпагат, пропустим его в
прорези всех реек и туго завяжем у вершины. Для крепления уздечки к
швам, в которые вставляются горизонтальные рейки, пришьем крепкие петли из
ткани. Уздечку сделаем по размерам, указанным на рисунке.
РОМБИЧЕСКИЙ КОРОБЧАТЫЙ ЗМЕЙ
Наиболее простой коробчатый змей — ромбический (рис. 40). Он неболь-
шой, не сложен по устройству, устойчив в полете и легко запускается.
Основу его составляют четыре продольные рейки (лонжероны) длиной 710 мм
и сечением 6X6 мм. Между ними вставлены две крестовины, каждая из
которых состоит из двух реек-распорок сечением 6X6 мм. Обтяжка змея изго-
34
a
Рис. 38. Плоские змеи «Пятигранник» и «Звезда»:
а — общий вид змея «Пятигранник»; б — его каркас; в — каркас змея «Звездаэ; г — хвост —
трапециевидные плоские змеи.
2*
35
Рис. 39. Плоский «Индийский змей»:
а — чертеж; б — узлы соединений; /— изогнутая трубка, соединяющая горизонтальные рейки;
2— утончающиеся части горизонтальной рейки; 3— петли из ткани для крепления уздечки;
4— полоска ткани, пришитая к обтяжке для крепления вертикальной рейки.
тавливается из двух полосок бумаги шириной 200 мм. Таким образом полу-
чаются две коробки — передняя и задняя.
Наш змей неразборный, потому что он небольшой. А большие змеи для
удобства транспортировки делают разборными.
* Постройку змея начнем с изготовления каркаса. Лонжероны и распорки
сделаем из сосны (липы или осины). Распорные рейки должны быть разной
длины: две из них длиной 700 мм, а две другие короче —470 мм. Выструганные
рейки прошкурим, чтобы они стали гладкими. Ножницами вырежем из жести
уголки размером 40X6 мм и прикрепим их нитками к каждому концу распор-
ных реек. Затем нитками соединим уголки с лонжеронами. Таким образом
у нас получится две перекрещивающиеся рамы. Распорные рейки соединим
друг с другом по центру нитками. Каркас змея готов, но он пока непрочен и мо-
жет легко покоробиться. Для того чтобы конструкция стала жесткой, лонже-
36
роны соединим друг с другом крест-накрест прочной ниткой (на чертеже эти
нитки показаны сплошной линией).
Теперь надо изготовить бумажную обтяжку. Для этого можно использо-
вать кальку, пергамент или миколентную бумагу. Хорошая обтяжка получит-
ся из лавсановой пленки. Обтяжку лучше всего сделать из одной длинной
полоски бумаги шириной 200 мм, но можно склеить полоску и из отдельных
листов. Теперь полоски бумаги приклеим к лонжеронам, так чтобы получились
две коробки.
Изготовим уздечку. Она состоит из трех ниток, длина которых указана
на рисунке. Две нитки привяжем к нижнему лонжерону перед передним
концом обтяжки и позади нее. Свободные концы ниток сведем в одну точку
и свяжем их между собой. Третью нитку привяжем к тому же лонжерону, но
перед передним концом задней обтяжки, а свободный конец этой нитки к узелку
первых двух ниток. От длины третьей нитки зависит угол установки змея отно-
сительно ветра (угол атаки) :чем длиннее нитка, тем меньше угол атаки. Сила
ветра непостоянна, при ее изменении меняется и подъемная сила. Для того
чтобы гасить порывы ветра, сделаем амортизатор. Это очень просто: парал-
лельно третьей нитке привяжем тонкую резиновую нить.
Коробчатые змеи запускают на леере. В зависимости от размеров змея для
этого используют нитки, шпагат, капроновую леску и др. Наш змей небольшой,
и его можно запускать на обычных катушечных нитках № 10 или 20 (чем толще
нитки, тем меньше их номер).
Рис. 40. Ромбический коробчатый змей:
а — общий вид, б — чертеж.
37
КОРОБЧАТЫЙ ЗМЕЙ ПОТТЕРА
А теперь построим ромбический коробчатый змей Поттера. От предыдуще-
го змея он отличается большими размерами и более сложной конструкцией.
Для увеличения подъемной силы имеет специальные открылки. Этот змей
можно построить в двух вариантах: неразборным и разборным (для удобства
его транспортировки).
Сначала ознакомимся с конструкцией неразборного змея (рис. 41). Он
состоит из четырех продольных реек (лонжеронов) и четырех парных попереч-
ных реек-крестовин, двух коробок и двух открылков.
Для постройки змея подготовим сосновые рейки сечением 8X6 мм дли-
ной 1000 мм 7 штук, длиной 600 мм —4 штуки, длиной 1500 мм —1 штуку.
Сначала из реек соберем раму размером 1000Х 1000 мм. На углы рамы и места
соединения лонжеронов с распорными рейками приклеим косынки из милли-
метровой фанеры.
Вторую раму соберем тем же способом, только один лонжерон укрепим
после того, как вторая рама будет вставлена в первую. Когда последний лон-
жерон будет укреплен, приступим к соединению крестовин. Для этого между
рейками вставим наклейки — квадратики из миллиметровой фанеры — и при-
бьем их мелкими гвоздиками. Места соединений предварительно смажем клеем.
Так скрепим все четыре крестовины, причем в первую очередь крайние кресто-
вины, а затем уже средние.
Рис. 41. Неразборный коробчатый змей Поттера:
а — общий вид; б — чертеж; в — каркас змея в собранном виде; г — конструкция уздечки.
38
Каркас змея готов. Теперь надо изготовить обтяж-
ку и открылки. Для этого возьмем легкую, но прочную
ткань и разрежем ее на полосы шириной 320 мм.
Примеряя такую полосу к змею, сделаем выкройку од-
ной из полос обтяжки змея. При этом ткань должна
выступать за контуры выкройки на 10 мм. Этот
припуск нужен для того, чтобы по контурам полосы для
прочности вшить или вклеить шпагат. Окончательно
примерим полосу обтяжки к змею, так чтобы ткань
не провисала и не коробила каркас из-за сильного
натяжения, а затем короткие стороны полосы сошьем
в кольцо. Второе кольцо изготовим аналогично пер-
вому. Готовые кольца соединим с лонжеронами змея
с помощью клея.
Далее изготовим открылки. В ткань открылков,
так же как и в обтяжку, вошьем шпагат, которым
привяжем открылок к большой распорной рейке и к
углам рамы. Затем пришлем к лонжерону примыкаю-
щую к нему сторону обтяжки.
А теперь о конструкции разборного змея (рис. 42).
Он отличается от неразборного тем, что распорные
рейки крепятся к лонжеронам не наглухо, а при по-
мощи лапок, имеющихся на концах распорок. Лапки
не дают распоркам соскакивать с лонжеронов. Лапки
можно вырезать из фанеры или из полосок дерева.
Размеры их показаны на рисунке. Готовые распорки
соединяют в кресты с'помощью резинки.
ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ КОРОБЧАТЫЙ
ЗМЕЙ КОДИ — САККОНЕЯ
Рис. 42. Детали конструк-
ции разборного змея:
а — соединение распор-
ных крестовин; б ~ рас-
порная рейка с лапкой;
в — соединение распорной
рейки с лонжероном.
Наш змей разборной конструкции. Его каркас
(рис. 43) состоит из четырех лонжеронов длиной
1320 мм и четырех распорных реек длиной 1160 мм.
Лонжероны и рейки имеют круглое сечение. Их диаметр
в центре 10—12 мм, а к концам плавно уменьшается
до 8—10 мм. Отпилим рейки квадратного сечения,
а затем округлим их с помощью рубанка. На концах
реек сделаем канавки, необходимые для привязывания
обтяжки.
Наиболее сложная работа — выкраивание и сшивание обтяжки змея. Под-
считав, сколько метров ткани потребуется для изготовления двух основных
полотнищ и восьми боковых открылков, сделаем выкройки и прострочим края
на швейной машинке. Боковые треугольные открылки пришьем к соответ-
ствующим местам полотнищ, а к внешним их углам пришьем маленькие проч-
ные карманчики. В эти карманчики будут с натяжением вставляться концы
распорных реек. Полотнища в местах, где пришиты открылки, прибьем мел-
кими гвоздиками (или пришьем) к лонжеронам. Для пропускания распорных
реек прорежем в полотнищах рядом с лонжеронами небольшие отверстия и
обмотаем их нитками. Точно подгоним длину распорных реек, так чтобы при
39
Рис. 43. Прямоугольный коробчатый змей Коди — Сакконея
а — общий вид; б — чертеж; в — выкройка обтяжки.
сборке змея не было сильных провисаний или разрыва ткани от перетяжки.
Концы лонжеронов должны выступать на 10 мм с каждой стороны. На этих
выступающих концах прорежем ножом неглубокие круговые канавки и при-
вяжем к ним концы шпагата. Свободные концы шпагата свяжем попарно
и сделаем уздечку, как показано на рисунке.
ВОЗДУШНЫЙ ПОЧТАЛЬОН
Воздушный почтальон — это несложный прибор, предназначенный для
сбрасывания небольших грузов с высоты. Ветер давит на парус и тянет при-
бор вверх (рис. 44). Дойдя до змея, почтальон наталкивается на небольшой
костылек (поперечину), привязанный к лееру на 2—3 м ниже змея. Таран
стержня с разбега ударяется о костылек, стержень сдвигается назад и откры-
вает замок. Со штыря замка срываются нанизанные заранее листовки или
иной груз, предназначенный для сбрасывания с высоты. Одновременно со
сбрасыванием груза соскальзывает и кольцо с оттяжкой, освобождая парус,
который свободно ложится по ветру, не создавая больше подъемной силы.
Освободившийся от нагрузки почтальон скатывается вниз по лееру.
Постройку почтальона начнем с изготовления корпуса тележки из сосно-
вой дощечки толщиной 12 мм. Размеры корпуса указаны на рис. 45. Особо тща-
тельно выполним вырез размером 16X16 мм впереди корпуса. В этот вырёз
40
потом будет вставлена перекладина
для крепления паруса (см. рис. 46).
Конструкция подвижного стерж-
ня показана на рисунке. Стержень
изготовим из сосны сечением
10X11 мм. В передней части стерж-
ня крепим таран. Щечки тарана вы-
пилим из фанеры толщиной 2—3 мм.
В хвостовой части стержня монтиру-
ем наконечник со шпилькой. Щечки
наконечника фанерные, а вкладыш
сосновый.
Стенки коробок вычертим в на-
туральную величину на фанере тол-
щиной 2—3 мм по размерам, ука-
занным на рис. 47. Каждый ролик
(всего их два) сделаем из четырех
фанерных дисков: двух радиусом
17 мм из фанеры толщиной 3 мм и
двух радиусом 27 мм из фанеры
толщиной 2 мм. Диски склеим меж-
ду собой и скрепим мелкими гвоз-
диками. В центре роликов просвер-
лим отверстия диаметром 3 мм.
А теперь стенки коробок укрепим на
корпусе тележки с помощью клея
и мелких гвоздиков. В коробки
вставим стержень. В места, пока-
занные на чертеже (поз. /), вклеим
сосновые вкладыши. Ролики вставим
в коробки и закрепим осями.
Перекладину для крепления па-
руса изготовим из соснового или
березового брусочка сечением
16X16 мм и длиной 100 мм. Соеди-
ним перекладину и корпус тележки
с помощью клея.
Детали паруса показаны на
рис. 46. Верхний и нижний лонже-
роны сделаем из сосны. Сначала
выстругаем квадратные рейки сече-
нием 10X10 мм, а затем скруглим
их. Диаметр верхнего лонжерона
должен быть равен 10 мм, а ниж-
него —8 мм. К верхнему лонжерону
Рис. 44. Воздушный почтальон:
а — общий вид (/—ролик; 2—подвижной стержень; 3—корпус тележки; 4—лонжероны пару-
са; 5—парус; 6—оттяжка); б — схема работы (/—замок; 2—стержень; 3—таран; 4—косты-
лек; 5— парус; 6— оттяжка).
41
Рис. 45. Детали парусной тележки:
/— корпус тележки; 2— наконечник подвижного стержня со шпилькой; 3— подвижный стер-
жень; 4— таран; 5— шпилька замка.
прикрепим крючки, С помощью которых парус будет соединяться с перекла-
диной. Крючки выгнем из стальной проволоки диаметром 1 —1,5 мм. К нижнему
лонжерону нитками привяжем проволочные скобки, в которые будут при сбор-
ке почтальона продеваться распорные рейки.
Распорные рейки также сделаем из сосны. Скруглим их так, чтобы с одной
стороны диаметр был равен 8, а с другой —6 мм.
Парус изготовим из тонкой ткани (или лавсановой пленки). Края его
должны быть подшиты или подклеены. Парус пришьем нитками (или при-
клеим) к верхнему лонжерону.
Сборку паруса проведем в следующем порядке. Распорные рейки тонки-
ми концами проденем в скобки нижнего лонжерона, так чтобы концы упира-
лись в карманчик.
В верхней части распорные рейки прикрутим резинкой к концам верх-
него лонжерона. После этого парус прикрепим к перекладине двумя шурупами.
К нижнему лонжерону привяжем прочную нитку с металлическим колеч-
ком на конце, которая будет служить оттяжкой, удерживающей парус при
подъеме почтальона.
42
Рис. 46. Детали паруса:
/— верхний лонжерон; 2— нижний лонжерон; 3— распорные рейки; 4— крючок подвески паруса.
43
Рис. 47. Фанерные детали тележки:
1— вкладыши коробок; 2— корпус тележки; 3—
перекладина
ЗАПУСК ЗМЕЕВ
Как уже говорилось, воздушные
змеи запускают на леере из кату-
шечных ниток, лески или шпагата.
Выбор леера зависит от размеров
змея. Но в любом случае леер дол-
жен быть прочным, иначе он может
разорваться от порывов ветра. Леер
удобно держать намотанным на са-
модельную лебедку, рогульку или
спиннинговую катушку (рис. 48).
Лучше всего запускать змей в
поле, желательно на возвышенности,
вдали от деревьев и особенно от про-
водов высокого напряжения. Следу-
ет помнить, что если влажный леер
коснется проводов высокого напря-
жения, запускающего может уда-
рить током.
Змей запускают в сухую пого-
ду при ветре 3—6 м/с. Перед за-
пуском нужно проверить правиль-
ность регулировки и прочность со-
единений разборных частей. Соби-
рать змей лучше всего в месте, защи-
щенном от ветра.
Змей запускают несколькими
способами. При запуске в одиночку
змей ставят передней плоскостью
против ветра. Запускающий отходит
назад, против ветра и, постепенно
раскручивая леер, удерживает змей
в вертикальном положении. Отойдя
метров на десять, он подтягивает
змей на себя и пробегает против
ветра небольшое расстояние. При
хорошем ветре змей быстро подни-
мется вверх.
Проще и лучше запускать змей
вдвоем. При этом помощник оста-
ется со змеем, держа его над голо-
вой против ветра, а запускающий с
леером уходит от него примерно на
50—100 м. Чем сильнее ветер, тем
дальше следует отойти от змея. По
сигналу запускающего помощник
выпускает змер вверх. Когда змей
поднимется на высоту, можно по-
44
Рис. 48. Приспособления для запуска змеев:
а — б — самодельные лебедки; в — спиннин-
говые катушки; г — самодельные рогульки;
д — приспособления для спуска змея.
степенно отпускать (травить) леер.
В случае внезапного порыва ветра
леер надо немного отпустить и тем
самым ослабить давление ветра
на змей. При затихании ветра, на-
оборот, надо подтянуть змей к себе.
На небольшой высоте ветер не-
равномерен и порывист. У земли
змеи обычно «козыряют», раскачи-
ваются и даже могут разбиться о
землю. Поэтому надо стремиться,
чтобы змей как можно быстрее на-
брал высоту, так как на высоте ве-
тер более равномерный.
Если из-за слабого ветра на
высоте змей начинает опускаться,
то надо идти с леером против вет-
ра. Тогда змей будет снова подни-
маться вверх. Так делают до тех
пор, пока змей не заберется на та-
кую высоту, где ветер более силь-
ный, тогда натяжение леера не будет
ослабевать.
45
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВЫСОТУ ПОЛЕТА ЗМЕЯ
Чтобы узнать высоту полета, сначала нужно определить угол подъема
змея с помощью самодельного транспортира (рис. 49). Транспортир вырезают
из фанеры в форме пистолета (для удобства пользования). На нем имеются два
визира А, В и грузик D, свободно подвешенный в точке С. Линию АВ тран-
спортира направляют на змей. Тогда вертикальная нить CD покажет
угол его подъема.
Для определения высоты полета нужно знать еще и длину отмотанного
(вытравленного) леера. Для этого перед подъемом змея через каждые 50
или 100 м делают отметку на леере.
Высоту подъема определяют по шкале Молчанова (рис. 50). В нашем
примере угол подъема 40°, а длина отмотанного леера 400 м. Проведя от точки
пересечения дуги (400 м) и луча (40°) горизонтальную линию влево, узнаем
высоту подъема змея —250 м.
Рис. 49. Способ определения угла подъема
змея.
Рис. 50. График определения высоты подъема
змея.
Глава 4. МОДЕЛИ ВОЗДУШНЫХ ШАРОВ
И ДИРИЖАБЛЕЙ
О ВОЗДУХОПЛАВАНИИ И ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЯХ
Люди давно заметили, что вверх поднимается не только дым, но и нагре-
тый воздух. Одними из первых, кто решил использовать нагретый воздух для
полетов, были французы Жозеф (1740—1810) и Этьенн (1745—1799) Монголь-
фье. Свои опыты братья Монгольфье начали проводить в 1782 году. Сначала
они пытались запускать вверх мешочки с водяным паром, копируя поднимаю-
щиеся облака, затем небольшие бумажные шары, наполненные горячим возду-
хом. И наконец, 5 июня 1783 года они продемонстрировали публике полет
воздушного шара диаметром 11,4 м. Шар был наполнен горячим воздухом и
поднялся на высоту 2 км (впоследствии такие воздушные шары стали назы-
вать монгольфьерами). Вслед за этим 19 сентября они подняли на воздушном
шаре первых воздухоплавателей: петуха, утку и барана. Убедившись, что
подъем в воздух не опасен для живых существ, на воздушных шарах стали
летать и люди.
Первый такой полет был совершен в Париже 21 ноября 1783 года. Аэро-
навты, как называли тогда воздухоплавателей, Пилатр де Розье и д'Арланд
поднялись на монгольфьере (рис. 51) на высоту приблизительно 1 км и пробыли
в воздухе более 20 мин. 1 декабря того же года французский физик Ж. Шарль
поднялся на высоту около 3 км на шаре из прорезиненной ткани, наполнен-
ном водородом (рис. 52).
Таким образом, 1783 год является решающим в истории воздухоплава-
ния. Именно Пилатр де Розье и Шарль доказали практическую осуществи-
мость полетов, и с этого времени началось широкое развитие воздухоплава-
ния.
Д. И. Менделеев известен всем как создатель периодической системы
элементов. Но не только исследованиями в области химии занимался великий
ученый. Он много внимания уделял также изучению атмосферы. 19 августа
1887 года Менделеев совершил выдающийся по своей смелости полет на
воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения.
Интересный полет с научной целью был совершен в 1891 году П. Н. Рыб-
киным, помощником изобретателя радио А. С. Попова. В этом полете на
аэростате проводилось практическое испытание первого в мире радиопере-
датчика. Находясь на земле, А. С. Попов разговаривал со своим помощни-
ком, летевшим в это время под облаками.
Шведский исследователь Арктики Соломон Август Андре в 1897 году
пытался на воздушном шаре достигнуть Северного полюса. Но неудачно —
шар совершил аварийную посадку на лед, Андре и два его спутника погибли.
С возрождением советского воздухоплавания началось широкое исполь-
зование полетов сферических аэростатов с научной целью. Первым из них был
полет двух аэростатов в день солнечного затмения 8 апреля 1921 года.
47
Рис. 51. Шар братьев Монгольфье.
Рис. 52. Аэростат Шарля.
К 30-м годам советское воздухоплавание шагнуло далеко вперед. С каждым
годом аэростаты поднимались все выше и выше. В 1925 году пилот П. Ф. Фе-
досеенко, выполняя полет для наблюдения физических явлений в атмосфере,
достигает высоты 7400 м. Но на пути аэронавтов стояли три барьера: холод,
недостаток кислорода и уменьшение атмосферного давления. В свое время
Д. И. Менделеев предложил совершать высотные полеты в герметической
кабине. Стратостаты, в которых была практически воплощена эта идея, нашли
применение лишь спустя много лет.
Так, 30 сентября 1933 года в нашей стране впервые взлетел стратостат
«СССР-1». Советские стратонавты поднялись в этом полете на высоту 19 км.
А спустя несколько месяцев другой советский стратостат — «Осоавиахим-1» —
достиг еще большей высоты —22 км. Но спуск этого стратостата происходил
очень быстро, и отважные воздухоплаватели пилот И. Ф. Федосеенко, науч-
ные работники А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин погибли при резком ударе
металлической гондолы стратостата о землю.
В Великую Отечественную войну аэростаты широко использовались в
качестве средств противовоздушной обороны городов и стратегически важ-
ных объектов. Служба аэростатов заграждения наряду с зенитной артилле-
рией и истребительной авиацией была одним из важных элементов противо-
воздушной обороны.
11 августа 1941 года при попытке бомбардировать Москву фашистский
самолет «Хейнкель-111» налетел на трос аэростата. Тросом была срезана по-
ловина крыла, и самолет упал в Москву-реку. Было еще несколько случаев,
когда фашистские самолеты сталкивались с тросами аэростатов заграждения
и разбивались на подступах к Москве.
48
Хотя воздушный шар и открыл путь в верхние слои атмосферы, однако
как аэростат, так и стратостат часто оказывались игрушкой стихии — они
летели туда, куда их нес ветер. Лишь через 70 лет после первого полета аэро-
стат удалось сделать управляемым. В 1852 году француз Анри Жиффар по-
строил и облетал сигарообразный аэростат с двигателем — дирижабль
(рис. 53). Но маломощная паровая машина не могла сообщить аэростату ско-
рость, необходимую для преодоления даже слабого ветра.
Создание практически пригодного управляемого аэростата связано с име-
нем проживавшего во Франции бразильца Альберто Сантос-Дюмона. Начиная
с 1898 года он строит один за другим двенадцать аэростатов с бензиновыми
автомобильными двигателями. Осенью 1901 года Сантос-Дюмон на своем
дирижабле № 6 совершает рекордный полет: поднявшись в предместье Пари-
жа, он пролетает над городом, огибает Эйфелеву башню и возвращается к
месту старта, затратив на все это 29 мин.
В 1908 году группой русских офицеров был построен первый отечествен-
ный дирижабль «Учебный» (рис. 54).
В 1926 году великий норвежский полярный исследователь Руаль Амунд-
сен на дирижабле «Норвегия» пролетел над Северным полюсом и опустился на
Аляске. В том же году итальянец Умберто Нобиле стартовал со Шпицбер-
гена на дирижабле собственной
конструкции «Италия», достиг Се-
верного полюса, но на обратном
пути потерпел аварию. Экипаж ди-
рижабля был спасен советским ледо-
колом «Красин».
Шестнадцать дирижаблей было
построено в нашей стране, послед-
ний — в 1947 году.
Самый крупный советский дири-
жабль «Осоавиахим СССР» В-6
(см. рис. 6, в) имел длину 104,3 м
и мог поднять 20 пассажиров. В ок-
тябре 1937 года этот дирижабль без
посадки и без пополнения горючим
пробыл в воздухе 130 ч 27 мин,
пролетев огромное расстояние —
свыше 4800 км. Это был мировой
рекорд продолжительности полета
дирижаблей.
Нельзя не сказать об использо-
вании советских дирижаблей в годы
Великой Отечественной войны. За
три года эксплуатации дирижабль
В-12 совершил 1280 полетов. В ос-
новном он перевозил грузы и водо-
род для фронтовых аэростатов.
Только за последний год войны этот
дирижабль перевез свыше 300 т
различных грузов.
49
Дирижабли могли бы хорошо послужить людям, летая над морями и океа-
нами. Но уж очень опасны были эти полеты — дирижабли часто загорались
из-за легковоспламеняющегося водорода, заполнявшего их оболочку. Погибло
много дирижаблей. Так, французский дирижабль «Диксмюнде», застигнутый
бурей, сломался над Средиземным морем. Американский дирижабль «Ше-
нандоа» погиб во время грозы. Английский дирижабль Р-101 разбился во
Франции, при этом погибло 50 человек. Наконец, самый крупный из построен-
ных в мире межконтинентальный дирижабль Цеппелина «Гинденбург» взор-
вался у причальной мачты в США. Вся эта серия катастроф произвела такое
сильное впечатление, что долгое время дирижабли не строили.
В последние годы вновь возрос интерес к летательным аппаратам легче
воздуха. Ведь такие аппараты не нуждаются в аэродромах, их подъемная
сила не зависит от тяги двигателя, мощность которого может быть в 14—16 раз
меньше, чем у двигателя самолета такой же массы. Кроме того, большая гру-
зоподъемность аппаратов легче воздуха (до нескольких сот тонн), радиус
действия в десятки тысяч километров при самой высокой для летательных
аппаратов экономичности, возможность зависания над местом погрузки и вы-
грузки открывают большие перспективы их использования.
При проектировании гигантских самолетов конструкторы столкнулись
с серьезными технологическими и эксплуатационными трудностями. Поэ-
тому взоры специалистов в последние годы все чаще обращаются к дири-
жаблям.
ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ АЭРОСТАТ
Всякое тело на поверхности нашей планеты находится под воздействием
земного притяжения. Для того чтобы подняться в воздух, человек должен
противопоставить силе земного притяжения равную или большую подъемную
силу.
Многие не раз наблюдали, как со дна стакана с водой поднимаются
пузырьки воздуха. Происходит это потому, что на пузырек воздуха со всех
сторон давит вода. Значение этого давления зависит от высоты столба воды.
Пузырек заполнен воздухом, удельный вес которого почти в 800 раз меньше,
чем воды. Сила же выталкивания, согласно закону Архимеда, равна весу
воды в'объеме пузырька, т. е. значительно больше.
Аэростат — это такой же «пузырек», но большего размера. К тому же
он плывет не в воде, а в воздухе, который стремится вытолкнуть аэростат вверх
тем сильнее, чем больше его объем и чем более легким газом он заполнен. Вот
почему конструкция аэростата должна быть возможно более легкой, а сам
аэростат наполнен легким газом (водородом или гелием). В воздушном
океане закон Архимеда действует точно так же, как и в океане водном, т. е.
если бы нам удалось полностью выкачать из шара воздух и не дать ему при
этом расплющиться (под давлением окружающей атмосферы), то такой шар
имел бы при равных условиях самую большую по сравнению с другими шарами
подъемную силу. Итак, принцип создания подъемной силы прост и ясен. Но
трудности начинаются при конструировании, когда сталкиваются такие про-
тиворечивые требования, как легкость и прочность. Ведь конструкция обяза-
тельно должна быть прочной, чтобы противостоять давлению извне.
Чем выше поднимается шар, тем меньше становится давление воздуха
50
на него снаружи. При подъеме на большую высоту газ распирает шар и обо-
лочка в конце концов может лопнуть. Вот почему воздухоплаватели в нижней
части шара вынуждены делать отверстие. Поднимаясь, шар выдавливает
из себя избыток газа через это отверстие. Но дело в том, что с утечкой газа
уменьшается подъемная сила шара и, чтобы продолжить полет, приходится
сбрасывать с аэростата балласт. В итоге расходуется газ, подходит к концу
балласт и полет заканчивается.
Успехи химии в последние годы позволили создать сверхпрочные пленки.
Это дало возможность делать из них герметически закрытые шары. В апреле
1961 года в Калифорнии первый подобный шар поднялся на высоту 21 км.
Он летал девять суток и спустился в Тихий океан. За первым шаром поднялись
следующие. Шары стали летать без балласта по 30 и более суток.
КАК УСТРОЕН АЭРОСТАТ
Сферический аэростат, предназначенный для свободных полетов, имеет
наиболее простую конструкцию. Он состоит из оболочки, строп и гондолы для
экипажа (рис. 55). Оболочку в виде шара изготавливают из газонепроницае-
мой ткани. На вершине оболочки имеется клапан, кото-
рый открывают, чтобы выпустить часть газа и начать
снижение. «Аппендикс» — короткий матерчатый рукав
внизу оболочки — позволяет расширяющемуся при
подъеме газу свободно выходить наружу. Этим устра-
няется опасность разрыва оболочки.
Разрывное полотнище служит для быстрого вы-
пуска газа при посадке. Это нужно для того, чтобы
аэростат не волочился по земле при сильном ветре. К
оболочке на стропах подвешена гондола — кабина для
размещения экипажа и оборудования. На первых сфе-
рических аэростатах кабина имела форму венециан-
ской лодки (гондолы), поэтому и получила такое на-
звание. Позднее в качестве гондолы аэростата стали
применять открытую корзину из ивовых прутьев.
Стратостат в принципе не отличается от сфери-
ческого аэростата, но его конструкция, а также старт
и пилотаж имеют ряд существенных особенностей.
Стратостат состоит из оболочки больших размеров и
герметической кабины (гондолы) с иллюминаторами
и люками. При старте оболочка наполняется газом
лишь частично и принимает удлиненную грушевидную
форму, а по мере подъема на высоту — все более пра-
вильную сферическую.
Как уже говорилось, дирижабль — это тот же аэ-
ростат, НО снабженный двигателями И рулями. Раз- Рис. 55. Схема сфериче-
личают три основных типа дирижаблей: мягкие, по-
лужесткие и жесткие. Дирижабли характеризуются
большой продолжительностью беспрерывного полета
(малые — до 12—15 ч, большие — свыше 100 ч) и
большой грузоподъемностью.
ского аэростата:
/— разрывное полотни-
ще, 2— клапан; 3—
«аппендикс», 4— под-
весные стропы; 5 —гон-
дола.
51
Рис. 56. Схема устройства дирижабля мяг-
кой системы:
/— рейки усиления носовой части оболоч-
ки; 2— оболочка; 3— разрывное полотнище;
4— диафрагма оболочки; 5— баллонеты; 6—
диафрагмы баллонетов; 7— стабилизаторы;
8— рули направления; 9— рули высоты; 10—
винтомоторная установка; 11— гондола; 12—
подвесные стропы.
Дирижабль мягкой системы (рис. 56) состоит из оболочки, которая на-
полняется газом, гондолы для пассажиров и экипажа, винтомоторной группы,
органов устойчивости (стабилизатора) и управления (рулей). Оболочка ди-
рижабля сшивается из продольных полотнищ трехслойной прорезиненной
материи, покрытой алюминиевой краской. Оболочка имеет «аппендикс» для
наполнения газом, клапан для его выпуска при маневрировании и разрыв-
ное приспособление для быстрого выпуска всего газа.
В оболочке расположены также особые матерчатые мешки — баллонеты с
воздухом. При подъеме на высоту газ расширяется, поэтому, чтобы сохранить
форму оболочки дирижабля ппежней, из баллонетов выпускают воздух. При
спуске же с высоты газ сжимается, и для сохранения формы дирижабля при-
ходится снова наполнять баллонеты воздухом. Внутри оболочки и баллонетов
устанавливают специальные перегородки — диафрагмы. Они препятствуют
перемещению газа (в оболочке) и воздуха (в баллонетах) при поворотах и
наклонах дирижабля в полете.
Гондола висит на стропах. На дирижабле мягкой системы обычно уста-
навливают один или два мотора воздушного охлаждения. В гондоле распо-
ложены баки для горючего. Балластом обычно служит вода, которая находится
в брезентовых мешках.
У дирижабля полужесткой системы (рис. 57) вдоль всей нижней части
проходит килевая металлическая ферма, к которой крепятся гондола и моторы.
Оболочка, разделенная на газовые отсеки, сшита из прорезиненной ткани.
Просторная гондола удобна для пассажиров — в полете они могут свободно
перемещаться.
Дирижабль жесткой системы (рис. 58) резко отличается по конструкции
от мягких и полужестких. Жесткий дирижабль имеет каркас, состоящий из ряда
Рис. 57. Схема устройства дирижабля полужесткой системы:
1— приспособление для причала (швартовки); 2— носовое усиление; 3— оболочка; 4— вертикаль-
ные диафрагмы; 5— газовый отсек, ограниченный диафрагмами, 6— вертикальные стабилизаторы;
7— горизонтальные стабилизаторы и рули высоты, 8— рули направления, 9— моторные гондолы;
10— баллонеты; И— килевая ферма, 12— гондола
52
Рис. 58. Схема устройства дирижабля жесткой системы:
1— швартовное приспособление; 2— оболочка каркаса; 3— главные шпангоуты, 4— стрингеры; 5—
вертикальные стабилизаторы; 6— рули направления; 7 — горизонтальные стабилизаторы;
8— рули высоты; 9— газовые баллоны в отсеках; 10— моторные гондолы, 11— гондола
расположенных друг за другом шпангоутов (поперечных многоугольных
ферм) — главных и промежуточных, а также стрингеров, соединяющих шпан-
гоуты между собой.
Снаружи каркас обтягивается специальной легкой и прочной тканью,
которая подвергается многократной предохранительной окраске.
Для улучшения аэродинамических качеств дирижабля всем его высту-
пающим частям придается удобообтекаемая форма. Силовая установка типич-
ного жесткого дирижабля содержит до пяти моторов. Длина дирижабля до
250 м, его диаметр до 40 м. Экипаж такого дирижабля состоит из 20—30 человек.
Он может совершать полеты продолжительностью свыше 100 ч на расстояние
до Л 4 тыс. км без посадки.
ПОСТРОЙКА ВОЗДУШНОГО ШАРА
Построить воздушный шар-монгольфьер (рис. 59) не сложно. Основной
материал для его изготовления — папиросная бумага.
Сначала склеим маленький шар диаметром 1,5 м из 12 полос бумаги.
Прежде всего изготовим шаблон одной полосы по размеру, указанному на
рисунке. Сделать его просто. Из плотной (чертежной) бумаги склеим полосу
длиной 2400 мм и шириной 400 мм. Посередине вдоль всей полосы проведем
осевую линию. Затем с помощью треугольника проведем перпендикулярно
осевой ряд линий на расстоянии 200 мм друг от друга. На этих линиях сделаем
засечки в соответствии с размерами на чертеже. Полученные точки соединим
между собой прямыми, а лучше плавными линиями с помощью большого ле-
кала. Работая вдвоем, можно вместо лекала использовать тонкую рейку, изо-
гнув ее по линии точек шаблона. Вырежем шаблон по полученному кон-
туру.
Заготовки для полос приходится обычно склеивать из отдельных листов
бумаги. Если есть бумага разных цветов, то шар можно сделать полосатым
или клетчатым. В первом случае делают одинаковое количество полос того и
другого цвета, во втором листы бумаги разных цветов чередуют в каждой из
полос. При этом меняют и расположение листов в смежных полосах. Напри-
мер, если в первой полосе листы чередуются так: цветной — белый — цветной —
белый, то во второй полосе наоборот: белый — цветной — белый — цветной.
Для ускорения работы по склеиванию полос отдельные листы бумаги
уложим «лесенкой» и промажем клеем все ее ступеньки, как показано на
53
Рис. 59. Воздушный шар-монгольфьер:
а — общий вид; б — шаблоны полос, А — шар диаметром 1,5 м (12 полос), Б — диаметром
2 м (16 полос), В — диаметром 2,5 м (24 полосы), Г — диаметром 3 м (32 полосы).
54
a
6
рис. 60, а. Намазанный край одно-
го листа приложим к намазанному
краю другого и прогладим рукой
место склейки. Склеив таким обра-
зом все 12 полос и дав подсохнуть
клею, положим полосы одна на
другую так, чтобы места склейки
отдельных листов бумаги совпали
друг с другом. Затем сверху прикре-
пим шаблон кнопками по осевой ли-
нии к столу или к ровной доске и
аккуратно обрежем ножницами бу-
магу точно по шаблону сначала с
одной, а затем с другой стороны
(рис. 60, б).
При резании ножницами сож-
мем края стопки бумаги левой ру-
кой, иначе листы расползутся И за-
готовки получатся разной формы.
Для большей точности эту работу
лучше проводить в два-три приема,
вырезая по четыре-шесть полос за
один прием. Склеивать полосы мож-
но двумя способами. Первый спо-
соб заключается в следующем: у
всех полос с одной стороны отогнем
кромку шириной не более 10 мм.
Затем возьмем две полосы и не-
Рис. . 60. Изготовление воздушного шара
а — подготовка листов бумаги для склейки; б — вырезание полос; в — способы склейки полос меж-
ду собой; г — склеивание кольца шара и приклеивание шляпки, д — вклейка продольных и попе-
речных ниток в оболочку большого шара.
55
отогнутый край одной приложим к отогнутому краю другой. Один моделист на-
мажет клеем неотогнутый край полосы, а другой пригнет к нему отогнутый край.
При склеивайии вторым способом кромки полос отгибать не будем, а, намазав
край одной полосы, приложим к ней другую. Склеивать полосы надо акку-
ратно. Ширина мазка кисти с клеем не должна быть больше 10 мм (рис. 60, в).
Каким бы способом мы ни соединяли полосы, все равно сначала надо
склеить их по две, потом по четыре, к четырем приклеить еще четыре и, нако-
нец, к восьми — последние четыре. Последний шов делают тем же способом,
каким склеивались первоначально полосы между собой. Причем если шар
склеивают вторым способом, то, прежде чем сделать последний шов, нужно
вывернуть оболочку шара, чтобы все швы оказались внутри. После соедине-
ния полос в верхней части шара остается отверстие, которое нужно заклеить
кружком папиросной бумаги диаметром 100—150 мм (рис. 60, г).
Внизу шара образуется отверстие (горловина). В него нужно вклеить
кольцо из чертежной бумаги. Кольцо изготовим из двух полос шириной 80—
100 мм и длиной 800 мм. Сначала намажем клеем одну полосу (с одной сто-
роны) и наложим ее на бортик горловины шара изнутри, а затем, намазав
вторую полосу, наклеим ее снаружи, так чтобы папиросная бумага оказалась
между ними.
Склеенный шар подвесим к потолку и просушим. Затем через горловину
заполним шар нагретым воздухом с помощью электрической сушилки для рук
или для волос (так же наполняют шар и перед запуском). При этом обнару-
жатся дефекты оболочки — мелкие отверстия и морщины. Отверстия сразу же
надо заклеить кусочками папиросной бумаги, а морщины разгладить.
Иногда в горловину шара продевают шпагат и перед пуском шара, на-
полненного горячим воздухом, затягивают ее, чтобы воздух внутри шара осты-
вал медленнее.
Шар лучше всего запускать в тихую погоду, так как сильный ветер мо-
жет наклонить его набок и часть нагретого воздуха выйдет из шара раньше
времени. Кроме того, сильный ветер может порвать оболочку шара.
Если шар небольшой, то один из запускающих держит его за кольцо,
т. е. за горловину, а двое других осторожно расправляют оболочку сверху.
Когда запускающие почувствуют, что шар стремится подняться в воздух,
они отпускают его. Шар начнет подниматься вверх и будет лететь до тех пор,
пока воздух внутри его не остынет и не потеряет своей подъемной силы.
Шары диаметром более 2 м могут поднять сравнительно большой груз.
Для их изготовления нужно большее количество полос (см. рис. 59). Склеивать
шары большого диаметра несколько сложнее: для прочности в швы вклеивают
суровую нитку (или тонкий шпагат) при склейке полос, а также поперек полос
между листами бумаги. Приклеенные таким образом нитки лежат по парал-
лелям и меридианам шара (рис. 60, д).
Запускать большой шар труднее, но зато он лучше летает. Чтобы под-
держивать шар при наполнении его горячим воздухом и запуске, в местах
пересечения ниток у экватора пришивают стропы из суровых ниток или тон-
кого шпагата. Если шар очень большой, то в начале наполнения горячим воз-
духом его поддерживают большой тонкой рейкой или удочкой за петлю, заранее
приклеенную на верхнем полюсе. Когда шар будет держаться сам, удочку
убирают и поддерживают его за стропы.
56
ВЫКРОЙКА ПОЛОС ВОЗДУШНОГО ШАРА
А теперь нам надо научиться производить расчеты,
чтобы сделать выкройку полосы шара. Для этого преж-
де всего необходимо рассчитать размеры шаблонов
продольной дольки. Определим длину окружности боль-
шого круга шара С=3,14Д где D — диаметр шара. Те-
перь узнаем длину шаблона продольной дольки: L = x/2 С.
Отложим в масштабе длину шаблона на оси (рис. 61).
Длину разделим на количество полос шара (на ри-
сунке она разделена на 12 частей).
Через полученные точки проведем линии, перпен-
дикулярные оси. Из центра радиусом, равным ‘/^L,
проведем дугу в четверть длины окружности и разделим
ее на 6 равных частей. Точки деления дуги соединим
радиусом с центром окружности. Из точек 1, 2, 3, 4, 5, 6
проведем линии, параллельные оси, до пересече-
ния с соответствующими прямыми. Точки пересечения
2', 3', 4', 5', 6', 7' (/ и Г совпадают) будут точками
нашего шаблона. Перенесем размеры на соответствую-
щие прямые нижней части оси. Все точки соединим
плавной кривой.
Для получения отверстия нижний конец выкройки
немного расширим. Точку а плавно соединим с общей
линией выкройки. Теперь нужно вычертить шаблон в
натуральную величину. Для этого все расстояния от
оси до соответствующей точки измеряем и с учетом
масштаба переносим на выкройку. После этого можно
перейти к постройке шара.
ПОСТРОЙКА МОДЕЛИ ДИРИЖАБЛЯ
По внешним очертаниям эта модель (рис. 62) напо-
минает первый русский военный дирижабль. Баллон
для модели можно взять готовый — детский надув-
ной шарик продолговатой формы. Чтобы модель хорошо
летала, нужно на гондоле установить два соосных вин-
та, вращающихся в разные стороны от одного рези-
нового двигателя (резиномотора).
Гондола с винтами и резиномотором должна
иметь жесткую подвеску к баллону и жестко соеди-
няться с горизонтальным и вертикальным оперением.
а
Рис. 61. Способ расчета
полосы монгольфьера.
Ферму мотогондолы
соберем из четырех половинок сухих стеблей травы, соединенных на эма-
лите тонкими бамбуковыми распорками сечением 0,25X0,5 мм. Ферма
должна иметь длину 200 мм, ширину 15 мм и высоту 18 мм. Спереди и сзади
нее укрепим нитками фигурные подшипники, выгнутые из тонкого бам-
бука. Внутри каждого подшипника поставим ленточки из тонкой жести или
фольги. Сквозь бамбуковые подшипники и жестяные ленточки пропустим
спереди и сзади оси воздушных винтов. Винты изготовим из тонких стеб-
57
350
310
бусина
(Ли и о для за
бодни рези -
номотори
Ромму, несущую на о еде мото
гондолу и оперение, согнуть из
дамдума ф0.5^
40
60
in
Резиномотор(адна
нить Ф1)
£5|25 __
^Мотогондола -
- дид сверху
Ферму мотогондалы
содрать из солом и
иол, расщепленных поло лап \
Розвертмо лопасти
бинта удам дум 00,3)
Стабилизатор
(рамно из бомбу-
на 0О.З);одтяж -
на -монденса
- торная или
папиросная
бумага
Рис. 62. Летающая модель дирижабля.
58
лей сухой травы или из бамбуковых реечек сечением 0,25X0,25 мм. Диа-
метр каждого винта 180 мм, ширина лопасти 22 мм, угол установки лопасти
около 45? Один винт должен быть правого вращения, другой левого. Ось каж-
дого винта изогнем из стальной проволоки диаметром 0,15—0,2 мм. Между сту-
пицей винта и подшипником поставим бисерные бусинки и две шайбочки, вы-
резанные из фотопленки. Лопасти винтов сверху обтянем конденсаторной
(или папиросной) бумагой.
Резиномотор сечением 1X1 мм состоит из одной нити длиной 180 мм.
Сверху фермы гондолы приклеим рейку из бамбука диаметром 0,5 мм,
образующую жесткие прямоугольные П-образные стропы. К верхней перемыч-
ке стропов прикрепим с помощью шелковых ниток и эмалита горизонтальное и
вертикальное оперение, выгнутое из тонких бамбуковых реек диаметром 0,5 мм,
и обтянем его конденсаторной (или папиросной) бумагой. Для жесткости
между горизонтальным оперением и килем приклеим эмалитом стойки —
распорки из бамбука сечением 0,25X0,25 мм.
Масса подвесной системы в полностью снаряженном виде не должна быть
больше 2 г.
Всю подвесную систему модели, состоящую из гондолы, жестких стропов
и оперения, прикрепим к баллону на кусочках клейкой ленты. Точку крепления
на баллоне выберем так, чтобы у всей модели в полете не было дифферента,
т. е. наклона на нос или на корму.
Резиномотор закрутим за передний винт, удерживая рукой задний винт
неподвижно. Когда весь резиномотор покроется «барашками» (это соответству-
ет 70—100 оборотам), отпустим одновременно оба винта и модель — дири-
жабль плавно взлетит.
Если модель в полете задирает нос кверху, следует либо на 1 —2 мм сместить
всю подвесную систему вперед, либо отогнуть заднюю кромку стабилизатора
книзу. После того как модель станет летать прямолинейно, заведем резино-
мотор на 200—300 оборотов.
Mf
О ПЛАНЕРАХ И ПЛАНЕРИСТАХ
Люди давно заметили, что птицы при полете не всегда машут крыльями,
существует и другой вид полета — парение. Птицы плавно скользят на распла-
станных крыльях, спускаясь вниз, но могут и взмывать вверх без затраты
мускульной силы, используя для этого энергию восходящих потоков воздуха.
Немецкий инженер Отто Лилиенталь (1848—1896) внимательно изучал
полет птиц. Уяснив в определенной степени законы парящего полета крупных
птиц, он в 1891 году изготовил планер — крылья из ивовых прутьев, обтяну-
тых тканью. Управление планером достигалось тем, что пилот, висевший на
руках в центре крыла, балансировал своим телом для сохранения равновесия4
планера в воздухе (рис. 63). Такие планеры получили название балансир-
ных. Последовательно, шаг за шагом, учился Лилиенталь обращаться со
своим планером. Он бегал с ним по наклонным спускам, прыгал с низких на-
сыпей, пытался скользить на крыльях. Постепенно он увеличивал высоту воз-
вышенностей, с которых сбегал. За период с 1891 по 1896 год бесстрашный
исследователь совершил около 2000 планирующих полетов. Но 9 августа 1896
года, совершая очередной полет, Лилиенталь погиб.
В самом начале нашего века продолжатели дела Лилиенталя значительно
усовершенствовали планер, использовав руль высоты для продольного управ-
ления аппаратом и искривление крыльев — для поперечного.
В России планирующие полеты пропагандировал профессор Н. Е. Жу-
ковский.
Одним из первых русских планеристов был К. К. Арцеулов. В 1907 году
он построил планер-балансир, на котором совершил небольшой полет с холма.
Однако первые опыты оказались неудачными — планер был разбит. После
этого Арцеулов построил еще три планера. На одном из них ему в 1912—
1913 годах удалось совершить довольно удачные полеты.
С началом первой мировой войны деятельность планеристов в России
прекратилась. По окончании войны, когда началась энергичная научно-иссле-
довательская работа в области авиации, планер опять привлек всеобщее вни-
мание. За короткий срок в ряде стран были достигнуты поразительные успехи
в усовершенствовании планеров и полетах на них. Обнаружилось, что на пла-
нерах можно не только летать с холмов, но и набирать большую высоту, поль-
зуясь восходящими потоками воздуха, часами парить в небе подобно птицам
и совершать полеты на значительные расстояния.
Советские планеристы добились выдающихся успехов в полетах на плане-
рах. Уже в 1921 году в Москве группа военных летчиков организовала кру-
жок «Парящий полет». В 1923 году было создано Общество друзей Воздуш-
ного флота (ОДВФ). В дальнейшем это общество было реорганизовано в
Авиахим, затем в Осоавиахим и в 1951 году в ДОСААФ.
60
Создание ОДВФ способствова-
ло быстрому развитию всех видов
авиационной деятельности в стране,
в том числе и массового планеризма.
В 1923 году в Крыму, вблизи Фео-
досии, были проведены первые Все-
союзные планерные соревнования,
в которых участвовало девять пла-
неров. Летные достижения, показан-
ные на этих соревнованиях, с совре-
менной точки зрения были не осо-
бенно выдающимися, но для того
времени имели большое значение.
Лучших результатов добился пилот
Л. Юнгмейстер, который продер-
жался в воздухе 1 ч 2 мин.
Если в первых соревнованиях
участвовали планеры, построенные
только в Москве, то с 1923 года
активную работу начали планеристы
и в других районах страны. В 1924
году в Крыму были проведены вто-
рые Всесоюзные соревнования, в ко-
торых участвовали планеристы из
21 города страны и был представ-
лен уже 51 планер. Последующие
годы стали годами массового разви-
тия планеризма и все новых дости-
жений советских планеристов.
В 1925 году пилот К. Яковчук
парил на планере 9 ч 35 мин. В
1927 году планерист В. Степанчо-
нок поставил новый советский ре-
корд продолжительности полета на
планере—10 ч 22 мин. В 1932 году
П. Голонин увеличил продолжитель-
ность полета до 14 ч 18 мин, а че-
рез два года И. Симонов парил в
воздухе уже 35 ч.
В 1937 году планерист В. Рас-
торгуев на одноместном планере
ГН-7 показал дальность 652 км, а 6
июля 1939 года О. Клепикова пре-
высила и этот рекорд, пролетев на
планере «Рот-Фронт» 749 км.
В юности увлекались планериз-
мом и создавали планеры такие из-
вестные авиаконструкторы, как
А. С. Яковлев, О. К. Антонов, глав-
Рис. 63. Планер Лилиенталя.
Рис. 65 Транспортно-десантный планер Гр-29.
61
ный конструктор советских космических кораблей С. П. Королев. Планер
его конструкции показан на рис. 64.
Но успешное развитие советского планеризма прервала война. Тысячи
планеристов пересели на боевые самолеты. Но и те, кто остался летать на пла-
нерах, тоже внесли свой вклад в дело победы над врагом. Они на огромных де-
сантных планерах доставляли в тыл врага к партизанам оружие, срочные гру-
зы, боеприпасы, медикаменты.
Во время войны у нас строились серийно десантные планеры трех образ-
цов: семиместные конструкции О. К. Антонова, одиннадцатиместные
В. К. Грибовского (рис. 65) и двадцатиместные Д. Н. Колесникова и
П. В. Цыбина.
Первый вылет в тыл врага на тяжелом планере совершил летом 1942 года
летчик-испытатель С. Анохин. Посадку он произвел в Брянских лесах на пло-
щадке, подготовленной действовавшими там десантниками. Затем на 2-м
Белорусском фронте была осуществлена большая операция. Старз^вав с аэро-
дромов, планерные поезда пересекли линию фронта и направились ^ белорус-
скому городку Бегомлю, который, как остров, находился в окружении фашист-
ских гарнизонов. В ходе этой операции к партизанам было переброшено более
200 т груза и около 300 человек — организаторов подпольной борьбы в тылу
врага, подрывников, радистов.
Кроме полетов в тыл врага, транспортные планеры использовали для до-
ставки срочных грузов и специальных воинских подразделений на передовую.
Так было под Сталинградом и при форсировании Днепра.
После войны спортивный планеризм в нашей стране пришлось возрож-
дать заново. Вся сеть планерных школ и кружков была разрушена. В 1950 году,
впервые после войны, были проведены Всесоюзные планерные соревнования.
Дальнейшее развитие планерного спорта потребовало коренного улучшения
материально-технического оснащения планеризма. Эта задача была успешно
решена: десятки рекордов установили советские планеристы.
ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ ПЛАНЕР
У планера нет источника тяги, поэтому самостоятельно он взлететь не мо-
жет. Чтобы планер начал свой полет, нужно его запустить. Наиболее прост за-
пуск планера с помощью амортизатора (рис. 66). В последние годы большое
распространение получил запуск планера с помощью автолебедки или букси-
ровки самолетом. Планер, взлетевший на буксире и предоставленный самому
себе, может только планировать. Планированием называют спуск планера по
наклонной к горизонту траектории. Угол 0, составляемый траекторией плани-
рования с линией горизонта, называется углом планирования (рис. 67).
На планер действуют два рода сил: силы тяжести и аэродинамические,
равнодействующие которых (в простейшем случае би/?) равны, приложены
к одной точке и направлены в противоположные стороны.
Разложим каждую из этих сил на две силы, направленные по траектории
полета и перпендикулярно к ней. Сила У, направленная перпендикулярно к
траектории полета, называется подъемной силой; сила X, направленная по
траектории против движения,— лобовым сопротивлением. Сила Gx—скаты-
вающая сила — равна силе X. Сила GY должна быть равна силе У, чтобы
сохранялась прямолинейность траектории. Рассмотрим эти четыре силы.
62
Рис. 66. Запуск планера-
fl — с помощью амортизатора, б — с по-
мощью автолебедки; в — с помощью самолета.
Подъемная сила Y не равна си-
ле тяжести G, а меньше ее. Она
уравновешивает только слагаемую
GY силы тяжести. Следовательно,
планер уже не может держаться в
воздухе, не теряя высоты, а будет
спускаться. Сила G направлена по
траектории полета. Она заменяет си-
лу тяги и сообщает планеру скорость,
необходимую для полета. Для этой
силы необходим наклон траектории.
Нетрудно заметить, что чем круче
планирование, тем меньше подъем-
ная сила Y и больше сила Gx, оп-
ределяющая скорость планирования.
Крутое планирование называется
пикированием.
Если планирование происходит
в одном направлении с некото-
рой высоты, то по горизонтали
планер перемещается на рас-
стояние, которое называют даль-
ностью планирования. Дальность
планирования тем больше, чем боль-
ше высота, с которой оно начинает-
ся. Наибольшая дальность планиро-
вания достигается в том случае,
если планирование происходит при
наивыгоднейшем угле атаки и со-
ответствующей ему наивыгоднейшей
скорости. При наивыгоднейшем угле
атаки планер имеет наибольшее
63
Рис. 67. Планирующий полет планера.
значение аэродинамического каче-
ства. Следовательно, наибольшая
дальность планирования получает-
ся при наивыгоднейшем угле ата-
ки — при максимальном значении
аэродинамического качества.
В спокойной атмосфере планер
летит по наклонной траектории вниз,
т. е. снижается, одновременно про-
двигаясь вперед. То расстояние, на
которое он снижается за 1 с, называ-
ется скоростью снижения. Однако,
всем известно, что на планере мож-
но и парить, т. е. летать без потери
высоты и даже набирая ее. При па-
рении планер тоже снижается, но
только относительно воздуха, а не
относительно земли. Восходящий по-
ток воздуха, в котором в этом слу-
чае происходит планирование, под-
нимается вверх и переносит вверх
планер (рис. 68).
У современных спортивных пла-
неров очень высокое аэродинами-
ческое качество и поэтому очень не-
большая скорость снижения (менее
1 м/с). Благодаря этому даже при
слабых восходящих потоках они уже
могут парить, а при мощных быстро
набирают высоту.
Рис. 68. Перелеты планеристов.
64
Наиболее мощные восходящие потоки — термики — наблюдаются летом
под кучевыми и грозовыми облаками. Перелетая от облака к облаку, планерис-
ты могут совершать дальние перелеты
КАК УСТРОЕН ПЛАНЕР
Планеры в зависимости от назначения делятся на учебные, спортивные,
десантно-транспортные.
Ознакомимся с устройством планера на примере наиболее простого по
конструкции учебного планера «Синица» (рис. 69), созданного литовским
авиаконструктором Б. Ошкинисом. Этот планер можно сейчас увидеть на
аэродромах аэроклубов нашей страны. Он очень прост и надежен в эксплу-
атации и поэтому завоевал широкие симпатии начинающих планеристов.
Планер состоит из следующих основных частей: крыла с органами по-
перечного управления — элеронами, фюзеляжа (фермы), оперения и посадоч-
ного устройства — шасси.
Крыло — важнейшая часть планера, создающая подъемную силу, необ-
ходимую для удержания его в воздухе. Крыло планера имеет простую кон-
струкцию: оно состоит из двух симметричных половин, которые крепятся к фер-
ме фюзеляжа за корневую часть лонжерона. Лонжерон — это мощный про-
дольный элемент набора крыла (оперения, фюзеляжа), предназначенный в
основном для работы на изгиб и частично на кручение.
Каждое полукрыло фиксируется подкосом, прикрепленным верхним кон-
цом к средней части лонжерона, а нижним — к ферме фюзеляжа. Силовой
набор полукрыла состоит из лонжерона, 17 нервюр, переднего и заднего стрин-
геров, концевой дуги и фанерной обшивки. Нервюры — это основные элементы
поперечного набора крыла (или оперения), которые обеспечивают заданную
форму и жесткость профиля крыла, а стрингеры — элементы продольного на-
бора, связывающие между собой нервюры.
Лонжерон крыла в поперечном сечении представляет собой коробку и со-
стоит из двух сплошных сосновых полок, оклеенных фанерой толщиной 1 мм.
Все нервюры имеют одинаковый профиль и хорду, но неодинаковы по кон-
струкции. Так, у корневых нервюр в месте крепления подкоса конструкция
усилена. Элероны подвесного типа, т. е. не врезаны в крыло, как обычно, а под-
вешены за крылом в трех точках. Один шарнир расположен на ферме фюзе-
ляжа, а два других на нервюрах в середине и в конце полукрыла. Каркас эле*'
рона подобно крылу состоит из лонжерона, набора нервюр, переднего и заднего
стрингеров. Крыло и элероны обтянуты специальной тканью и покрыты нитро-
лаком.
Фюзеляж — это корпус планера, соединяющий в одно целое все его части.
Планер «Синица» имеет фюзеляж в виде плоской силовой фермы из сосновых
брусков, к которой присоединена гондола. Гондола представляет собой короб-
ку обтекаемой формы, имеющую каркас из сосновых брусков. В передней час-
ти гондолы расположено сиденье пилота, а снизу находится буксировочный
крючок. Центральная стойка фермы фюзеляжа сварная из стальных труб.
Хвостовая ферма собрана из сосновых реек.
Оперение разделяется на горизонтальное и вертикальное. Горизонталь-
ное состоит из стабилизатора и руля высоты, вертикальное — из киля и ру-
ля направления. Оперение служит для уравновешивания сил, действующих
3 Зак 776 «Простейшие авиамодели»
65
Рис. 69. Конструкция учебного планера «Синица».
66
Рис. 70. Схема ручного и ножного управления.
на планер в полете, для обеспечения его устойчивости и управляемости.
Стабилизатор и киль закреплены на планере неподвижно. Они придают
ему продольную и путевую устойчивость, автоматически восстанавливая ре-
жим полета в случае его нарушения, например, при порыве ветра. Руль высо-
ты, руль направления, а также элероны на крыле служат для изменения тра-
ектории полета планера, т. е. являются органами управления.
Система управления (рис. 70) состоит из ручного и ножного управления.
Ручное (ручка) связано с элеронами и рулем высоты, ножное (педали)— с ру-
лем направления.
Система управления работает так. Ручка управления укреплена шарнир-
но на продольной трубе и может свободно отклоняться вперед и назад на крон-
штейне трубы и вправо и влево вместе с трубой. От трубы через рычаги и за-
крепленные на ней трубчатые тяги движение ручки «вправо-влево» передается
на элероны, а через тягу внутри трубы, качалки и тросы движение ручки «впе-
ред-назад» передается на рули высоты. При движении ручки «на себя» руль
высоты поднимается вверх, воздушный поток начинает давить на его верхнюю
поверхность; при этом хвост планера опускается, а нос поднимается, т. е. угол
атаки увеличивается. При движении ручки «от себя» руль отклоняется вниз,
планер начинает снижаться и угол атаки уменьшается.
При отклонении ручки влево левый элерон поднимается и подъемная сила
на левой половине крыла уменьшается, а на правой половине (где элерон
опущен), наоборот, увеличивается. Вследствие этого планер начинает кренить-
ся влево. Таким образом, при помощи элеронов летчик может накренять пла-
нер в ту или другую сторону, что необходимо при разворотах и на виражах.
3*
67
Если планер сам накренится, например, при сильном порыве ветра, то при по-
мощи элеронов летчик может устранить возникший крен.
Теперь рассмотрим, как летчик управляет рулем направления. Педали
ножного управления вращаются на вертикальной оси. Они соединены тросами
с рулем направления. Если летчик нажмет правую педаль, руль направления
отклонится вправо и нос планера начнет поворачиваться вправо, а если на-
жмет левую педаль, то руль отклонится влево и, соответственно, нос планера
начнет поворачиваться влево.
БУМАЖНЫЕ МОДЕЛИ ПЛАНЕРОВ
Простейшая модель планера
Сделаем из бумаги учебную летающую модель планера (рис. 71). Возь-
мем лист бумаги из тетради и сложим его вдоль пополам. Проведем на нем
Рис. 71. Учебная летающая модель планера:
а - общий вид модели; б — чертеж модели; в — процесс изготовления.
68
карандашом по линейке продольные и поперечные линии, так чтобы получи-
лось столько же равных квадратов, сколько на нашем чертеже. По квадратам
нарисуем чертеж модели и вырежем ее. Сложим выкройку так, как показано
на рисунке: сначала носовую часть модели, потом хвостовую и наконец крыло.
Прежде чем пускать модель, хорошенько распрямим крыло и стабилиза-
тор, проверим, нет ли перегибов и перекосов на крыле и на фюзеляже. Прове-
рим также правильность центровки: рукой возьмем модель снизу за фюзеляж
под крылом; легким толчком пустим ее прямо вперед— модель должна поле-
теть ровно и далеко. Испытаем действие рулей: отогнем слегка вниз руль вы-
соты (заднюю кромку стабилизатора) и пустим модель — она полетит вниз;
снова выпрямим руль высоты — модель будет летать ровно. Отгибая вправо
илй влево заднюю кромку киля (руль направления), заставим модель лететь
направо или налево.
Модель планера для фигурного полета
Сделаем из бумаги еще одну учебную модель — модель для фигурного
полета (рис. 72). Для ее изготовления нужны два листа бумаги, один сложен-
ный вдвое для фюзеляжа и второй для крыла. Начертим на бумаге квадраты
и нанесем контуры модели, как показано на чертеже. Вырежем фюзеляж; его
носовую часть сложим по штрих-пунктирным линиям, промажем клеем и дадим
ему подсохнуть. Затем вырежем крыло и вставим его в прорезь фюзеляжа.
Отогнем стабилизатор по штрих-пунктирной линии, как показано на ри-
сунке. Наша модель готова к полету. Она может совершать фигурные полеты и
выполнять «петлю Нестерова», названную так в честь русского летчика П. Нес-
терова, впервые в мире выполнившего эту фигуру высшего пилотажа.
Модель планера с подкосами
Как и настоящий планер, наша модель (рис. 73) имеет узкое длинное кры-
ло. Оно поддерживается дополнительными стойками — подкосами.
Приготовим листы плотной (чертежной) бумаги, клей и ножницы. Выре-
жем из бумаги отдельные части модели: крыло, фюзеляж с оперением, подкосы.
Для крыла возьмем полоску плотной бумаги размером 280x50 мм и разлинуем
ее на квадраты со стороной 2 см. По квадратам начертим половинку крыла, сло-
жим полоску бумаги вдвое и вырежем крыло ножницами. Фюзеляж и подкос
также вырежем из листов плотной бумаги, сложенных пополам. Вспомогатель-
ные квадраты и основные контуры будем наносить только на одну сторону лис-
та. Нарисуем и вырежем концы стоек фюзеляжа. Они должны быть на одном
уровне, иначе крыло установится неровно и модель будет плохо летать.
Груз для модели изготовим из двух полосок бумаги, перегнув их несколько
раз пополам, пока они в сложенном виде не станут равными по высоте носовой
части фюзеляжа.
Начнем собирать модель. Внутрь носовой части фюзеляжа уложим груз
(сложенные полоски бумаги), а затем поставим подкосы. Груз и носовую часть
подкосов промажем клеем и дадим ему просохнуть. После этого аккуратно под-
режем груз по форме носка фюзеляжа. Теперь нам надо приклеить крыло к стой-
кам фюзеляжа. Концы стоек отогнем по штрих-пунктирным линиям, отогнутые
концы промажем клеем и соединим с ними крыло. После того как клей подсох-
69
Рис. 72. Модель планера для фигурного полета:
а — общий вид; б — чертеж модели; в — процесс изготовления.
нет, приклеим к крылу боковые стойки (подкосы). Отогнем стабилизатор по
линии, указанной на чертеже.
Выверим готовую модель: устраним возможные вмятины и перекосы, при-
дадим крылу небольшой угол поперечного V. Проверим, ровно ли стоят стаби-
лизатор и киль.
Теперь можно пускать модель в полет. При запуске модель следует дер-
жать снизу за фюзеляж.
Модель планера со свободнонесущим крылом
Давайте сделаем еще одну модель планера, у которой крыло будет свобод-
нонесущим, без подкосов (рис. 74). Модель имеет такие детали (каждая из них
вырезается отдельно): крыло, фюзеляж, стабилизатор, киль, грузик, лонжеро-
ны крыла и фюзеляжа.
70
Рис. 73. Модель планера с подкосами:
а — общий вид; б — чертеж фюзеляжа, в — чертеж крыла; г — чертеж подкоса; д — процесс
изготовления.
71
Рис. 74. Модель планера со свободн©несущим крылом:
а — общий вид; б — изготовление крыла; в — изготовление частей модели.
72
Сначала сделаем крыло. Возьмем полоску плотной бумаги (чертежной)
длиной 320 и шириной 80 мм (поз. / на рис. 74), сложим ее пополам и разлину-
ем на клетки (поз. 2). По клеткам вычертим крыло и вырежем обе его половин-
ки (поз. 3 и 4). Переднюю кромку крыла подрежем (поз. 5) и загнем вниз под
крыло (поз. 6).
Фюзеляж, стабилизатор, киль и лонжерон фюзеляжа также вырежем из
сложенных пополам полосок бумаги, а заготовку для лонжерона крыла — из
несогнутой бумаги. Эту заготовку сложим мелкими складками восемь раз. Кон-
цы лонжерона заострим для удобства его установки. Для груза возьмем две
полоски бумаги длиной 150 и шириной 40 мм.
Соберем модель. Сборку начнем с крепления крыла: крыло с помещенным
в нем лонжероном фюзеляжа проденем снизу в прорезь в фюзеляже (поз. 1 на
рис. 75). При этом нужно следить, чтобы крыло было установлено прямо отно-
сительно фюзеляжа, без наклона вперед или назад.
Стабилизатор, как и крыло, вставим в прорезь в хвостовой части фюзе-
ляжа. Концы стабилизатора проденем в прорезь так, чтобы лонжерон лег
Рис. 75. Сборка модели.
73
между половинками стабилизатора. После этого установим киль «верхом»
на лонжерон. Места соединения стабилизатора, киля и лонжерона промажем
клеем.
Груз — полоску бумаги — перегнем несколько раз так, чтобы в сложенном
виде высота ее была равна высоте носовой части фюзеляжа. Склеим полоску,
а затем установим и вклеим груз между щечками носовой части фюзеляжа
(поз. 2). Выступающие концы груза подрежем по форме носовой части фю-
зеляжа.
Теперь отогнем обе половинки крыла так, чтобы они находились вровень
с верхней частью фюзеляжа (поз. 5), и установим лонжерон в крыло (поз. 4).
Для этого сделаем надрезы в верхней плоскости крыла, не задевая нижней.
Конец лонжерона вставим сначала в один надрез так, чтобы лонжерон поме-
стился внутри крыла, а затем второй конец лонжерона — в надрез другой
половины крыла. Установим лонжерон посредине крыла и закрепим его с по-
мощью клея. Прогладим крыло по передней кромке и придадим ему угол попе-
речного V, слегка согнув лонжерон. Отогнем стабилизатор (поз. 4).
Модель готова. Будем ее пускать сильным толчком вперед, держа за
фюзеляж под крылом.
Игры и соревнования с бумажными моделями
В играх и соревнованиях выявляется мастерство запуска и регулировки
моделей. Здесь мы проведем описание нескольких игр (рис. 76). По их образцу
можно самим придумать новые игры и соревнования.
«Посадка на аэродром». На расстоянии 8—10 м от линии старта нарисуем круг — аэро-
дром. Модели будем пускать по очереди. Каждый раз после очередного запуска модели играющий
занимает место в конце группы ожидающих. Выигрывает тот, чья модель первой совершит по-
садку на аэродром, или тот, чья модель чаще других совершала посадки на аэродроме.
«Петля Нестерова». Модели также пускают по очереди. Выигрывает тот, чья модель, сде-
лав «петлю Нестерова», совершит посадку на аэродром.
«Дальность полета». Каждый участник выходит на линию старта и в порядке очереди за-
пускает свою модель. Дальность полета измеряется в метрах только по прямой линии от места
старта до места посадки модели. Каждый участник может пустить модель три раза и ему засчи-
тывается лучший результат из трех полетов.
«Дальний перелет». Одно дело запускать модели в помещении, а другое — на открытом
воздухе, на спортивной площадке или стадионе. Здесь на полет сильно влияет ветер. В этом случае,
запуская модель, каждый должен рассчитывать и направление броска и его силу, тем более
что за всю дистанцию будет подано всего три сигнала. Интервалы между сигналами примерно
2—3 мин. Первый сигнал — начальный старт. Каждому участнику надо пустить модель как
можно дальше.
Если модель села в стороне, нужно быстро поднять ее и снова пустить в направлении фини-
ша. Каждый бросок — это одно очко. Например, модель одного из участников долетела до пер-
вого промежуточного финиша за три броска — это значит, он получит три очка; другому потре-
бовалось для этого пять бросков — ему будет начислено пять очкой и т. д.
Когда будет пройден первый финиш, подается второй сигнал. После третьего, последнего
сигнала подсчитывают очки.
Кто наберет меньше очков, тот и победитель.
74
Рис. 76. Игры с бумажными моделями.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА «КОЛИБРИ*
Так называется наша модель потому, что она лишь схематически, в общих
чертах, воспроизводит планер. Как видно из рисунка 77, а, на заднем конце
рейки-фюзеляжа находится оперение, состоящее из стабилизатора и киля.
Рис. 77. Схематическая модель планера «Колибри»:
а — общий вид; б — чертеж; в — конструкция.
76
Примерно на первой трети рейки крепится крыло, а на переднем ее конце по-
мещается грузик.
Полет модели зависит в первую очередь от того, насколько качественно
она выполнена. Чтобы успешно построить модель, надо внимательно прочитать
ее описание, уяснить, из какого материала и каким инструментом изготов-
ляются детали модели, работать точно по чертежам и пользоваться исправ-
ным и острым инструментом.
В первую очередь нам надо выполнить рабочие чертежи в натуральную
величину. Для этого возьмем большой лист бумаги, карандаш, угольник и
линейку с делениями.
Крыло вычертим так. Проведем прямую линию и разделим ее на восемь
частей (рис. 77, б). Полученные отрезки определяют расстояние между нер-
вюрами будущего крыла. Параллельно линии положим линейку и с помощью
треугольника проведем перпендикулярные линии против каждого отрезка. На
крайних перпендикулярах отложим длину нервюр. У нашей модели все
нервюры имеют одинаковую длину 120 мм. Поэтому полученные точки соеди-
ним линией, параллельной первой прямой. Чертеж стабилизатора и киля вы-
чертим так же, как и крыло.
Закончив выполнение рабочих чертежей, приступим к изготовлению мо-
дели. Конструкция ее показана на рис. 77, в.
Постройку модели начнем с изготовления стабилизатора и киля. Стабили-
затор представляет собой прямоугольную рамку, собранную из реек сечением
3X3 мм. Возьмем две рейки длиной 240 мм и две длиной 90 мм и соединим
их в рамку с помощью четырех металлических уголков размером 20X3 мм.
Эти уголки вырежем ножницами из тонкой жести (можно использовать про-
волоку канцелярских скрепок). Чтобы собрать рамку, готовые уголки привя-
жем нитками сначала к длинным, а потом к коротким рейкам. Ниток не должно
быть много, наматывать их нужно ровно, с небольшим натяжением. Места сое-
динений промажем клеем. Соединение деталей нитками будет довольно часто
встречаться при постройке моделей, поэтому надо сразу научиться делать это
аккуратно, ровно.
Закончив постройку стабилизатора, приступим к изготовлению киля. Он
может быть трапециевидным, как в нашей конструкции, или треугольным (по-
казан пунктиром на рис. 77, б). Длина реек указана на рис. 77, б, их сечение
3X3 мм. Киль соберем так же, как и стабилизатор, с помощью металлических
уголков и ниток.
Крыло представляет собой прямоугольную рамку, состоящую из продоль-
ных передней и задней кромок — лонжеронов и поперечных планочек — нер-
вюр. Для кромок нужны рейки длиной около 700 мм и сечением 4X4 мм. За-
конновками крыла могут быть как прямые рейки сечением 4X4, так и нервюры.
Рамку крыла соберем с помощью металлических уголков размером 30X4 мм.
Нервюры крыла имеют изогнуту^о, обтекаемую форму (по профилю кры-
ла). Для того чтобы все нервюры бв^ли одинаковыми, нам нужно изготовить
несложное приспособление — станочекХдля их изгибания. Станочек надо из-
готовить особенно тщательно, так как от этого зависит точность формы нер-
вюр. Он пригодится и при постройке других моделей. На рис. 78 показаны ста-
ночки двух типов: для массового изготовления нервюр и индивидуальный. Рас-
скажем сначала, как сделать первый из них. Возьмем сосновый (или из другой
древесины) брусок шириной 140 и длиной около 200 мм.
77
Металлический уголок
Нервюра
Рис. 78. Станочки для изгибания нервюр.
Верхняя часть бруска должна
иметь форму верхнего обвода профи-
ля крыла — ее нужно изготовить
особенно тщательно. Для того чтобы
выполнить эту работу как можно
точнее, надо сделать два фанерных
шаблона профиля крыла и прибить
их гвоздиками к торцам бруска. Те-
й^рь можно приступить к выструги-
ванию верхней части бруска. Выст-
руганную сторону бруска тщательно
прошкурим и покроем нитролаком.
К продольным сторонам бруска шу-
рупчиками привинтим два металли-
ческих уголка, как показано на ри-
сунке. Лучше всего сделать эти
уголки из дюралюминия, но можно и
из полосок кровельного железа. Хо-
тя у нашего планера все нервюры
одинаковой длины 120 мм, станочек
мы сделаем с большей хордой, что-
бы его можно было использовать
при постройке других моделей.
Индивидуальный станочек отли-
чается от описанного только тем,
что он имеет меньшие размеры. Изго-
товить его легче: уголок можно сде-
лать из жести; второго уголка нет,
его заменяет металлическая ско-
бочка.
Для нервюр заготовим реечки
длиной 140 мм и сечением 3X2 мм.
Сначала выстругаем рейки, которые
у нас есть, по всей длине, чтобы по-
лучить сечение 3X2 мм. Затем раз-
режем их на рейки длиной по 140 мм.
Пачку этих реек распарим в горячей
воде в течение 10—15 мин. После
этого они станут гибкими и их можно
будет вставить в станочек. Только
тогда, когда нервюры хорошо высох-
нут, можно приступать к сборке
крыла.
Собранную рамку крыла нало-
жим на рабочий чертеж и каранда-
шом отметим места установки нер-
вюр на кромках. Есть два способа
установки нервюр: накладной с по-
мощью ниток и торцовый. Выбира-
78
ем лучший способ — торцовый, хо-
тя он несколько труднее. На кромках
в местах установки нервюр сдела-
ем небольшой отверткой проколы —
гнезда (рис. 79). Эту работу надо
выполнять очень осторожно, иначе
можно расколоть кромку. Порядок
работы следующий: рамку поставим
на стол вертикально, левой рукой
вставим отвертку в отметку на кром-
ке и легким ударом небольшого мо-
лотка сделаем прокол. Торцы нер-
вюр заострим лопаточкой, как пока-
зано на рисунке, и вставим в гнез-
да на кромках. Места соединений
промажем клеем.
Крыло почти готово, надо толь-
ко для устойчивости в полете при-
дать ему угол поперечного V. Для
этого в центре крыла на передней и
задней кромках сделаем небольшие
надрезы, затем к кромкам сверху и
снизу в местах надреза привяжем
нитками полоски из жести размером
30X4 мм, надломим крыло в мес-
тах надреза и придадим ему нуж-
ный угол поперечного V, равный
8—10° с каждой стороны. Прома-
жем нитки клеем и дадим крылу
просохнуть.
Стоечка для крепления крыла к
рейке-фюзеляжу («кабанчик») мо-
жет быть двух видов. Возьмем рейку
длиной 160 мм и сечением 5X4 мм.
Прикрепим ее нитками в центре пе-
редней и задней кромок крыла, при-
чем под переднюю кромку подложим
сосновый брусок высотой 7—10 мм.
Это придаст крылу установочный
угол. При изготовлении стойки вто-
рым способом вместо брусочка ста-
вят подкос из полоски тонкого алю-
миния или проволоки, предваритель-
но выгнув ее, как показано на
рис. 74, в.
Теперь нам надо изготовить фю-
зеляж: рейку и грузик (носовую
часть). На бумаге по клеткам вы-
чертим шаблон грузика, вырежем
Рис. 80. Обтяжка модели.
79
его ножницами и нанесем по шаблону контуры грузика на дощечку или фанеру
толщиной 5 мм. Выпилим грузик лобзиком и обработаем его торцы напильни-
ком и шкуркой. Рейку длиной 700 мм и сечением 5X9 мм изготовим из пря-
мослойной сосны. Грузик прикрепим к рейке с помощью клея и трех тонких
гвоздиков. Затем нитками привяжем к рейке стабилизатор и киль.
Приступим к обтяжке крыла, стабилизатора и киля (рис. 80). Перед об-
тяжкой всю модель полезно собрать (привязать резинкой крыло), чтобы убе-
диться в правильности изготовления всех ее частей и проверить, нет ли ко-
робления крыла и оперения. Крыло и стабилизатор обтянем папиросной бума-
гой только сверху, а киль — с двух сторон. При обтяжке крыла оклеим сна-
чала одну, а затем другую его половину, тщательно расправляя морщины,
образовавшиеся на бумаге. Дав клею просохнуть, аккуратно срежем ножом
лишнюю бумагу.
Определим центровку модели. Для этого установим рейку-фюзеляж (с
прикрепленными стабилизатором и килем) на лезвие ножа так, чтобы передняя
и задняя части были в равновесии. Точку равновесия отметим карандашом.
Крыло поставим поверх рейки так, чтобы граница первой трети его ширины
приходилась над отмеченной точкой. В этом положении прикрепим резинкой
к рейке выступающие концы планки крепления крыла. Установим крыло,
вновь проверим центровку всей модели. Изменять ее мы можем, сдвигая кры-
ло вперед или назад.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА «СИНИЧКА»
Эта модель является усовершенствованным вариантом модели «Колибри».
«Синичка» имеет плавные закругления крыла, стабилизатора и киля (рис. 81).
Такая форма повышает летные качества модели. Кроме того, все соединения
деталей выполнены на клею, без применения металлических уголков. Благодаря
этому «Синичка» легче, чем «Колибри», что также улучшает ее летные ка-
чества. И наконец, крыло этой модели приподнято над рейкой-фюзеляжем
и крепится с помощью проволочных стоек. Такое устройство повышает устой-
чивость модели в полете.
Работу над моделью начнем с вычерчивания рабочих чертежей. Как
это делать, вы уже знаете.
Фюзеляж модели состоит из рейки длиной 700 мм и сечением в носовой
части 10X6, а в хвостовой 7X5 мм. Для грузика нужна дощечка тол-
щиной 8—10 и шириной 60 мм из сосны или липы.
Грузик вырежем ножом и обработаем его торцы напильником и шкур-
кой. В уступ в верхней части грузика войдет передний конец рейки.
Теперь приступим к изготовлению крыла. Обе его кромки должны быть
длиной 680 и сечением 4X4 мм. Два концевых закругления для крыла сделаем
из алюминиевой проволоки диаметром 2 мм или из сосновых реек длиной
250 мм и сечением 4X4 мм. Рейки перед изгибанием вымочим в горячей
воде в течение 15—20 мин. Формой для изготовления плавных закруглений
могут служить стеклянные либо жестяные банки или бутылки нужного диа-
метра. В нашей модели формы для крыла должны иметь диаметр 110 мм, а для
стабилизатора и киля —85 мм. Распарив рейки, каждую из них плотно обо-
гнем вокруг банки и концы свяжем между собой резинкой или ниткой. Изо-
80
Рис. 81. Модель планера «Синичка»:
а — общий вид; б — чертеж; в — шаблон грузика.
гнув таким образом нужное количество реек, оставим их для просушки
(рис. 82, а).
Закругления можно сделать и другим способом. Начертим на отдель-
ном листе бумаги закругление и поместим этот чертеж на доску. По контуру
закругления вобьем гвоздики. Привязав распаренную рейку к одному из гвоз-
диков, начнем осторожно изгибать ее. Концы реек свяжем между собой ре-
зинкой или ниткой и оставим до полного высыхания.
Концы закруглений соединим с кромками «на ус». Для этого срежем
соединяемые концы на расстоянии 30 mW от каждого из них, как показано
на рис. 82, б, и тщательно подгоним их /фуг к другу, так чтобы между ними
не было просвета. Место соединения промажем клеем, аккуратно обмотаем
ниткой и сверху еще раз промажем клеем. Следует иметь в виду, что чем длиннее
соединение «на ус», тем оно прочнее.
Нервюры для крыла изогнем на станочке. Места их установки точно раз-
метим согласно чертежу. Крыло после каждой операции (установка закруг-
81
Рис. 82. Изготовление крыла:
а— получение закруглений; б— соединение «на
ус».
лений, нервюр) будем накладывать
на чертеж, чтобы убедиться в пра-
вильности сборки. Затем посмотрим
на крыло с торца и проверим, не
выступает ли какая-либо нервюра
над другой «горбом».
После того как клей в местах
стыка нервюр с кромками просох-
нет, необходимо придать крылу
угол поперечного V. Перед изгиба-
нием середину кромок крыла размо-
чим под краном струйкой горячей
воды и нагреем место изгиба над
огнем спиртовки, свечи или над
паяльником. Нагреваемую часть бу-
дем передвигать над пламенем, так
чтобы от перегрева рейка не слома-
лась. Изгибать рейку будем до
тех пор, пока место нагрева будет
оставаться горячим, и отпустим ее
только после того, как оно остынет.
Угол поперечного V проверим, при-
ложив крыло торцом к чертежу.
Изогнув одну кромку, точно так же
изогнем другую. Проверим, одина-
ков ли угол поперечного V у обеих
кромок — он должен составлять 8°
с каждой стороны.
Крепление крыла состоит из
двух V-образных стоек (подкосов),
изогнутых из стальной проволоки
диаметром 0,75—1,0 мм и сосновой
планочки длиной 140 мм и сечением
6X3 мм. Размеры и форма подко-
сов показаны на рис. 83. Подкосы
крепятся к кромкам крыла нитками
с клеем. Как видно из рисунка, пе-
редний подкос выше заднего. Вслед-
ствие этого образуется установоч-
ный угол крыла. Он должен со-
ставлять около 4~2°. Планочка кре-
пится к рейке резинкой.
Стабилизатор изготовим из двух реек длиной по 400 мм, а киль — из
одной такой рейки.
Рейки распарим и изогнем их, используя в качестве формы банку диамет-
ром 85—90 мм. Для того чтобы крепить стабилизатор на рейке-фюзеляже,
выстругаем планку длиной НО мм и высотой 3 мм. Переднюю и заднюю
кромки стабилизатора в центре привяжем нитками к этой планке. Кон-
цы закругления кил^ заострим, в планке рядом с кромками стабилизатора
82
Рис. 83. Крепление крыла.
сделаем проколы-гнезда и вставим
в них заостренные концы киля
(рис. 84).
А теперь можно приступить к
обтяжке модели папиросной бума-
гой. Крыло и стабилизатор оклеим
только сверху, а киль — с двух сто-
рон.
Сборку модели начнем с опере-
ния: стабилизатор наложим на зад-
ний конец рейки-фюзеляжа и обмо-
таем резинкой передний и задний
концы соединительной планки вместе
С реЙКОЙ. Рис. 84 Оперение.
Для запуска модели на леере из-
готовим из стальной проволоки два
крючка и привяжем их нитками к рейке-фюзеляжу между передней кромкой
крыла и центром тяжести модели. Первые запуски модели осуществим с перед-
него крючка.
Убедившись, что запуск проходит успешно, можно запускать модель и со
второго крючка.
Следует иметь в виду, что в ветреную погоду лучше запускать модель с
переднего крючка, а в тихую — с заднего.
83
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА «ЧАЙКА»
Конструкции моделей «Чайка» и «Синичка» во многом сходны. Но «Чайка»
больше по размерам и имеет крыло с двойным углом поперечного V (рис. 85)*.
Эта модель обладает высоким^ летными качествами и может быть с успехом
использована для участия в соревнованиях. Но она несколько сложнее в изго-
товлении. Постройку модели начнем, как обычно, с изготовления рабочих
чертежей.
Фюзеляж модели состоит из двух частей: грузика и рейки. Длина рейки
850 мм; сечение в носовой части 10X6, а к хвосту плавно уменьшается до
8X5 мм. Грузик выпилим лобзиком из фанеры толщиной 5—6 мм или
выстругаем из дощечки толщиной 6 мм. В носовой части грузика выпилим
лобзиком отверстие, как показано на рис. 85, в, и закроем его с обеих сто-
рон щечками из плотной бумаги (ватмана). Таким образом получится каме-
ра с отверстием сверху. Дело в том, что крыло этой модели закрепляется не-
Рис. 85. Модель планера «Чайка»:
а — общий вид; б — чертеж, в — детали модели — подкосы крепления крыла и носовая часть
фюзеляжа.
84
подвижно, а нужная центровка достигается путем загрузки дроби в камеру.
Процесс изготовления крыла модели такой же, как и у «Синички», с той
лишь разницей, что изгибы крыла для создания угла поперечного V делаются в
трех местах. Сечение передней и задней кромок крыла в центре 7X4, на кон-
цах 5X3 мм. Грани кромок следует сострогать рубанком или сточить напиль-
ником так, чтобы они были овальными. Сечение кромок стабилизатора и киля
4X2 мм. Их грани также надо скруглить.
Сборка модели и регулировка ее полета за исключением центровки такие
же, как и предыдущих моделей.
МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА «СОКОЛ»
Фюзеляж, стабилизатор и киль этой модели, как и схематических моделей,
построенных нами ранее, сходны по конструкции, а крыло имеет существен-
ные отличия (рис. 86). Каркас крыла состоит из набора нервюр, лонжерона,
Рис. 86. Модель планера «Сокол»:
а — общий вид, б — чертеж
85
передней и задней кромок. Лонжерон, расположенный в наиболее толстой части
профиля крыла, воспринимает поперечные силы и изгибающий момент, дейст-
вующий на крыло в полете. Двенадцать нервюр создают и поддерживают
заданный профиль крыла. Их делают из фанеры толщиной 1 мм или из липового
шпона.
Крыло требует точного изготовления. Особенно строго нужно выдержи-
вать профиль крыла, т. е. его форму в сечении. От того, насколько точно бу-
дут выполнены нервюры, в значительной степени зависят летные качества
модели планера. Поэтому предварительно изготавливают шаблон профиля
крыла. Профилей существует очень много, они различны по форме и
аэродинамическим характеристикам. Существует специальный атлас профилей
для самолетов (планеров). Для нашей первой модели выберем профиль
CLARK-V. Он обладает достаточно высокими аэродинамическими характери-
стиками, а изготовить крыло/ такого профиля достаточно просто.
Профиль крыла нужно7вычертить особенно точно. На чертежах летаю-
щих моделей обычно дается таблица с размерами нервюры в разных ее
сечениях, но не в миллиметрах, а в процентах хорды — линии, соединяющей
носок и хвостик профиля. Это очень удобно, так как дает возможность вы-
чертить нервюру любого размера, предварительно выполнив несложные вы-
числения.
На рис. 87 показан профиль крыла, размеры которого отложены по двум
осям: по оси абсцисс — горизонтальной оси % и по оси ординат — вертикаль-
ной оси у. Длину хорды откладываем по оси х и делим ее на 10 равных частей (по
10%), а первый отрезок — на отрезки, соответствующие 2,5 и 5% (рис. 87, а).
Из полученных на оси абсцисс точек восстанавливаем перпендикуляры и на
них откладываем отрезки — ординаты в процентах от хорды профиля, приня-
той за 100% (табл. 1).
Таблица 1
х, % 0 2,5 5,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
У< % верхней точки 3,49 6,50 7,87 9,63 11,35 11,73 11,40 10,52 9,18 7,52 5,54 3,22 0,25
нижней точки 3,49 1,46 0,94 0,40 0,04 0 0 0 0 0 0 0 0
Для того чтобы определить ординаты точек в миллиметрах, надо длину
хорды, выраженную в миллиметрах, умножить на значение ординаты в про-
центах, взятое из таблицы, и разделить на 100. Покажем это на примере. Хорда
нервюры нашей модели равна 130 мм. Из таблицы видно, что на оси х в точке
0 ордината соответствует 3,49% хорды нервюры. Произведем вычисление:
130-3,49:100=4,537 мм. Примем округленное значение 4,5 мм (рис 87. б).
Для точки соответствующей 10% хорды: 130- 9,63:100=12,519 мм. Для 30%
хорды: 130-11,73:100= 15,249 мм.
Для точек по оси х 2,5; 5; 10; 20% хорды нужно определять по два зна-
чения ординаты (верхняя и нижняя точки). Ординаты нижних точек, лежащих
в пределах от 30 до 100% по оси %, равны нулю, т. е. нижний обвод профиля
представляет собой прямую линию.
86
Рис. 87. Расчет профиля для крыла модели планера:
а — деление хорды, выраженное в процентах; б — построение ординат профиля; в — готовый
профиль крыла; г — шаблон нервюры крыла.
Вычислив все ординаты, мы определим ряд точек для верхнего и нижнего
обводов профиля. Соединив их плавной кривой при помощи лекала, получим
форму профиля нервюры при ее длине 130 мм (рис. 87, в).
Теперь мы можем изготовить шаблон нервюры (рис. 87, г). Эту работу
надо выполнить очень внимательно и точно, так как по шаблону мы будем
делать все 12 нервюр крыла. Сначала полоску бумаги с вычерченным профи-
лем наклеим на фанеру толщиной 1 —1,5 мм. Лобзиком выпилим шаблон с
87
небольшим припуском относительно контура профиля. Затем напильником
осторожно сточим этот припуск. Торец шаблона аккуратно обработаем шкур-
кой.
Приступим к изготовлению нервюр. Шаблон наложим на лист фанеры
или на полоску шпона. Левой рукой прижмем шаблон, а правой карандашом
очертим нервюру. Повторим эту операцию 12 раз. Теперь выпилим лобзиком
все 12 нервюр с небольшим припуском на каждую. Далее все нервюры и шаб-
лон соединим между собой двумя проволочными штырями, зажмем весь комп-
лект в тиски и напильником удалим оставленный нами припуск (рис. 88, а, б).
Обработав таким образом верхний обвод профиля, перевернем пачку нервюр
и повторим те же операции на нижнем обводе. Затем шлицовкой сделаем
пропилы в нервюрах для лонжерона и передней кромки (рис. 88, в).
Лонжерон, переднюю и заднюю кромки выстругаем из сосны. Они имеют
одинаковое сечение 3X8 мм. Конструкция, крыла показана на рис. 89.
Перед сборкой крыла приложим к его чертежу лонжерон, переднюю и
заднюю кромки и карандашом отметим на них места установки нервюр. На
задней кромке в тех точках, где с ней будут соединяться нервюры, ножовоч-
ным полотном сделаем пропилы глубиной 3 мм. Но прежде чем устанав-
ливать нервюры в заднюю кромку, надо укоротить задние кончики нервюр на
4—5 мм.
Приступим к сборке крыла. Чертеж поместим на ровную доску и закрепим
на нем лонжерон и заднюю кромку с помощью булавок или тонких гвоздиков.
Нервюры наденем на лонжерон и вставим в прорези задней кромки. Собрав
таким образом каркас крыла, вставим в прорези нервюр переднюю кромку.
Законцовки крыла выпилим лобзиком из пластинки липы.
Проверив результаты сборки, промажем клеем все места соединения и
дадим время клею высохнуть. Теперь нам надо придать крылу угол попереч-
ного V. Центральная часть крыла нашей модели плоская, вверх подняты толь-
ко концевые его части («ушки»). Отпилим лобзиком концевые части в местах,
показанных на чертеже модели (см. рис. 86). Торцы лонжеронов и кромок
подгоним (подточим) и соединим концевые части с центропланом с помощью
металлического уголка, привязанного нитками к лонжерону (см. рис. 89).
Концевые части установим под углом 25° к центроплану. Переднюю и заднюю
кромки подгоним и соединим в торец на клею.
Наше крыло готово. Но прежде чем приступить к обтяжке, его надо тща-
тельно прошкурить — устранить шкурилкой части лонжеронов и кромок, вы-
ступающие за контуры нервюр. Кроме того, переднюю кромку следует закруг-
лить по форме носка профиля.
Крыло оклеим цветной миколентной бумагой: сначала центроплан, а затем
концевые части. Слои бумаги будем располагать вдоль лонжерона и кромок.
Обшивку приклеим к лонжерону, а затем к кромкам и к нервюрам.
Для прочности и влагонепроницаемости всю обтяжку 2—3 раза покроем
жидким нитролаком (эмалитом), струйкой стекающим с кисти.
Для улучшения аэродинамического качества крыла, а следовательно,
и летных данных модели можно построить модель с выпукло-вогнутым про-
филем крыла NACA-6412 (рис. 90 и табл. 2), а также установить между нер-
вюрами носки нервюр, как это показано сплошной линией на рис. 86. Для
уменьшения веса крыла можно сделать облегчения в нервюрах, т. е. лобзиком
выпилить лишнюю часть фанеры (или пластинки), как показано на рис. 90.
88
Рис. 88. Обработка нервюр в пачке:
а — сборка нервюр в пачку’ на проволочных штырях; б — обработка нервюр в тисках; в — вы-
пиливание шлицовкой паза для лонжерона.
Рис. 89. Конструкция крыла.
Рис. 90. Профиль для крыла NACA-6412 и об-
легченный шаблон нервюры.
89
Таблица 2
X, % 0 2,5 5,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90. 100
У<% верхней точки 0 3,8 5,36 7,58 10,34 11,65 11,8 11,16 9,95 8,23 6,03 3,33 0
нижней 1ОЧКИ 0 -1,64 — 1,99 — 1,99 — 1,25 — 0,38 0,2 0,55 0,78 0,85 0,73 0,39 0
Носовую часть фюзеляжа изготовим из сосновой дощечки размером
280X65 и толщиной 7 мм. В передней части грузика выпилим лобзиком от-
верстие для дроби, как мы это делали для модели «Чайка». Для фюзеляжа
возьмем сосновую рейку длиной 510 мм. Сечение рейки в передней части
10X6 мм; к хвостовой части оно плавно уменьшается до 6X4 мм.
На фюзеляже сверху сделаем площадку для установки крыла из полоски
фанеры длиной 130 и шириной 20 мм. Для прочности по бокам полоски при-
клеим сверху реечки сечением 2X2 мм. Площадка крепится к фюзеляжу на
клею и трех тонких гвоздиках. Снизу на фюзеляже закрепим крючок для за-
пуска модели из стальной проволоки диаметром 1—2 мм. Один его конец
забьем в фюзеляж^ аг среднюю часть, обмотанную нитками, приклеим к до-
щечке.
Конструкция стабилизатора такая же, как у схематических моделей.
Переднюю и заднюю кромки, а также распорки изготовим из сосновых реек
сечением 4X3 мм. На месте стыковки распорок с рейками приклеим неболь-
шие уголки из плотной бумаги. Можно поставить и жестяные уголки, как r
модели «Колибри». Стабилизатор съемный; перед полетом его надевают на
киль сверху и фиксируют с помощью тонкой резинки.
Киль собираем из сосновых реек сечением 3,5X2 мм. Верхнюю и нижнюю
законцовки изготовим из пенопласта (можно использовать планочки из липы).
Киль наглухо закрепим на хвостовой рейке с помощью клея.
Стабилизатор и киль обтянем папиросной бумагой с двух сторон и один
раз покроем жидким эмалитом.
Все детали планера готовы. Соберем его. Крыло привяжем резинкой к
площадке на фюзеляже, спереди — за штырек, а сзади — вокруг рейки; наде-
нем и закрепим стабилизатор. Теперь проверим центровку. Хвост сразу пере-
весит, поэтому начнем загружать камеру дробью до тех пор, пока центр тя-
жести не переместится на 1/3 хорды крыла. После этого приступим к регу-
лировке модели в полете.
МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА «ЧИБИС»
Эту модель планера специально сконструировал для начинающих авиа-
моделистов чемпион мира москвич А. Аверьянов. Она обладает высокими
летными качествами, а сделать ее несложно.
Изготовление модели начнем с фюзеляжа. Перенесем с чертежа на
фанеру (рис. 91) контуры носовой части фюзеляжа и выпилим ее. В носке про-
пилим лобзиком отверстия для балласта. Концы сосновых реек сечением
90
Рис. 91. Модель планера «Чибис».
3X6 мм обработаем так, чтобы к хвосту сечение плавно уменьшилось до
1,5X6 мм. Рейки плотно вставим в пазы носка и приклеим. Затем боковые
пластинки из липы соединим с фанерным носком.
Киль и руль направления изготовим из пластинки липы или из фанеры
толщиной 1 —1,5 мм. Руль направления прикрепим к килю полосками из тон-
кой ткани.
91
ки леера отклоняться.
Рис. 92. Окраска бумаги.
На фюзеляже сделаем пропилы
для опоры крыла.
Стабилизатор изготавливают
аналогично крылу. Материал для
нервюр — фанера толщиной 1 мм.
Крепление стабилизатора имеет ог-
раничитель полета, конструкция ко-
торого была описана ранее. Цент-
ральную часть крыла соберем пря-
мо на рабочем чертеже. Каждую
концевую часть крыла изготовим
по чертежу. Внизу центроплана, в
месте расположения центральных
нервюр, приклеим пластинку из ли-
пового шпона или из фанеры тол-
щиной 1 мм.
Модель, отцепленная от леера,
должна летать кругами. Для этого у
руля направления есть специальный
механизм, состоящий из нитки с коль-
цом, которое перед взлетом на-
девается на крючок.
При этом руль направления при
взлете должен находиться в нейт-
ральном положении, а после отцеп-
92
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЦВЕТНОЙ БУМАГИ ДЛЯ ОБТЯЖКИ МОДЕЛЕЙ
Часто моделисты используют для обтяжки моделей цветную бумагу фаб-
ричного изготовления. Но можно самим покрасить бумагу анилиновыми кра-
сителями для хлопчатобумажных или шерстяных тканей. Такие красители в
виде порошка продаются в магазинах хозяйственных, строительных и моска-
тельных товаров.
Пакет краски высыпем в ванночку (в фотографическую кювету или в
самодельную ванночку из жести), нальем в нее 1—2 л воды (желательно
подогретой) и тщательно размешаем раствор. Неокрашенную бумагу нарежем
полосами, ширина которых должна быть немного уже ванночки, а длина около
1 м. Окраску лучше всего производить вдвоем. Бумагу одним концом погрузим
в раствор, сверху положим на нее проволочную скобку и начнем протяги-
вать (рис. 92). Во время окраски надо следить за тем, чтобы раствор все время
покрывал бумагу сверху. После того как весь лист будет покрашен, лишний
раствор удалим с помощью проволочной скобки, как показано на рисунке.
Окрашенные листы аккуратно развесим для просушки на заранее натя-
нутый шпагат и закрепим канцелярскими скрепками или бельевыми зажима-
ми. Не забудьте положить на пол бумагу (старые газеты), на которую будут
стекать излишки раствора. Высохшую бумагу прогладим утюгом.
РЕГУЛИРОВКА И ЗАПУСК МОДЕЛЕЙ
Построенную модель надо испытать в полете. Первые запуски лучше
всего делать в спортивном зале школы или в безветренную погоду на откры-
том воздухе — на стадионе или на поляне.
Если модель симметрична, то недостатком ее полета может быть либо
излишне крутой спуск — пикирование, либо взмываний — кабрирование
(рис. 93). Первые запуски производят с рук: правой руко^й модель поднима-
ют над головой и, слегка наклонив ее носовую часть, легким плавным тол-
чком пускают модель вперед. Если модель при этом взмывает вверх, то надо
или передвинуть крыло назад, или догрузить камеру свинцовой дробью. При
крутом спуске, наоборот, крыло двигают вперед или выгружают немного
дроби. Делать это надо понемногу, каждый раз проверяя модель в запуске.
Хорошо отрегулированная модель планирует с некоторым углом наклона
к горизонту и плавно опускается. Но следует иметь в виду, что нужную
силу толчка можно определить только практически, несколько раз повторяя
запуск модели. Иногда модель взмывает вверх не потому, что неправильно
установлено крыло, а потому, что от аильного толчка она получает слишком
Рис. 93. Регулировка модели.
93
Рис. 94 Запуск модели планера с помощью леера
большую скорость. В этом случае
нужно повторить запуск с меньшей
силой толчка. Если модель все-та-
ки летит неправильно, можно начи-
нать регулировку — передвигать
крыло или загружать камеру дробью.
Полет модели в сторону обычно
вызывается перекосом крыла. Этот
недостаток легко обнаружить и уст-
ранить.
Когда будут достигнуты удов-
летворительные результаты при за-
пуске с рук, можно запускать мо-
дель с возвышенности.
Лучших результатов полета
можно добиться, запуская модель с
помощью леера длиной до 50 м.
Такие запуски проводят в поле,
вдали от строений, деревьев и обя-
зательно вдали от проводов элект-
ропередачи. Леером могут служить
тонкая рыболовная леска или обыч-
ные катушечные нитки: к одному
концу нитки привязывают проволоч-
ное кольцо и флажок (визир) из
цветной тонкой ткани. Визир помо-
гает определить момент отцепки
леера от модели.
Модель запускают так же, как
змей, с той лишь разницей, что
леер отцепляют, когда модель будет
забуксирована на высоту (кольцо
соскальзывает с крючка и модель
продолжает свободный полет)
(рис. 94).
Запускать модель удобнее вдво-
ем при слабом ветре. Порядок за-
пуска следующий. Помощник наде-
вает кольцо леера на крючок моде-
ли (сначала на первый) и подни-
мает модель над головой, а запу-
скающий отходит навстречу ветру на
расстояние, равное длине леера. За-
тем по команде запускающий и по-
мощник начинают бежать против
ветра. Помощник, пробежав нес-
колько шагов, выпускает планер из
рук, а запускающий продолжает
бежать.
94
Глава 6. МОДЕЛИ САМОЛЕТОВ
О САМОЛЕТАХ И ЛЕТЧИКАХ
Первые попытки создать самолет стали предприниматься в XIX веке. К
числу наиболее интересных опытов по проектированию и постройке самолета
относятся работы русского военного моряка А. Ф. Можайского (1825—1890).
Созданию самолета предшествовала большая исследовательская работа изо-
бретателя, которой он посвятил поЧти половину своей жизни. Можайский дол-
гое время изучал полет птиц, ставил многочисленные опыты с моделями птичь-
их крыльев, определяя их подъемную силу и лобовое сопротивление.
Много пользы принесли ему опыты с воздушными змеями. Летом 1876 года
он несколько раз поднимался в воздух на построенном им большом воздушном
змее, буксируемом тройкой лошадей. Затем он перешел к постройке летающих
моделей с воздушными винтами, которые вращались при помощи часовых пру-
жин.
В результате многолетней работы Можайский разработал проект кон-
струкции летательного аппарата (рис. 95) и паровых двигателей для него. Ле-
том 1882 года самолет был построен в натуральную величину и начались его
испытания, которые продолжались несколько лет. При одном из испытаний са-
молет отделился от земли, но после взлета накренился набок и поломал крыло.
Тем не менее это было событие большого исторического значения — самолет
с человеком на борту впервые в мире оторвался от земли. Но дело осталось не-
завершенным — смерть оборвала творческий путь Можайского.
В начале XX века во многих странах мира изоб-
ретатели стали создавать крылатые летательные ма-
шины. Это стало возможно в связи с изобретением
сравнительно легкого и мощного двигателя внутрен-
него сгорания. Особенных успехов добились американ-
ские конструкторы и летчики братья Уилбер (1867—
1912) и Орвилл (1871 — 1948) Райт.
Первые свои опыты братья Райт начали с построй-
ки планера. Но прежде чем испытать планер в полете,
они изготовили две модели планера и проводили опы-
ты, запуская их на привязи, как воздушный змей. За-
тем они приступили к испытанию планера и добились
На нем планирующих полетов дальностью до 100 м.
Осенью 1902 года на новом планере Райты совершили
около тысячи полетов, причем иногда полет длился
40—60 с. После этого они приступили к постройке
самолета. 17 декабря 1903 года их самолет, оснащен-
ный бензиновым мотором, поднялся в воздух и за
12 с пролетел 32 м (рис. 96). Это был первый устойчи-
Александр Федорович Мо-
жайский
95
вый, управляемый полет летательно-
го аппарата тяжелее воздуха, приво-
димого в движение мотором. Во
время четвертого полета их самолет
продержался в воздухе уже 59 с и
пролетел 280 м.
Самолетостроение стало бурно
развиваться во многих странах. На
самолетах, похожих на воздушные
змеи, в воздух поднимались Фар-
ман, Сантос-Дюмон, Блерио, Кер-
тисс, Уточкин, Ефимов, Российский
и др.
Самолет русского конструктора
Я. М. Гаккеля в 1911 году уже мог
преодолевать расстояние до 100 км
без посадки. Его скорость —
92 км/ч — более чем на 30 км/ч пре-
восходила возможности конкурировав-
ших с ним французских аэропланов.
25 июля 1909 года француз Луи
Блерио за 37 мин впервые в истории
перелетел на самолете пролив Ла-
Манш.
6 июля 1913 года совершил по-
лет первый в мире четырехмоторный
самолет «Русский витязь» конструк-
ции И. И. Сикорского. В том же
году им была закончена постройка
четырехмоторного бомбардировщика
«Илья Муромец» с размахом кры-
ла 32 м (рис. 97). 12 февраля на
этом самолете состоялся полет с
шестнадцатью пассажирами. В то
время это был самый крупный в мире
самолет, который побил все рекор-
ды грузоподъемности и дальности
полета.
Рис. 95. Самолет А. Ф. Можайского. 12 февраля 1914 ГОДЭ произошло
событие, вошедшее в историю ми-
ровой авиации. Русский военный
летчик Петр Николаевич Нестеров совершал свой очередной эксперименталь-
ный полет над Киевским аэродромом. Люди, стоявшие на земле, увидели,
что самолет Нестерова вдруг опустил нос и устремился вниз. Казалось, летчи-
ка ждет неминуемая гибель. Однако на высоте 600—700 м самолет резко за-
драл нос и, описав круг в вертикальной плоскости, плавно пошел на посадку.
Так впервые в мире была выполнена «мертвая петля».
Во время первой мировой войны Нестеров много раз летал над располо-
жением войск врага, производя воздушную съемку. В то время самолеты не
96
имели вооружения и воздушных сражений фактически не было. Но вот
однажды бой разыгрался. Нестеров догнал вражеского разведчика и ударил
сверху по его машине колесами своего самолета. Оба самолета рухнули на
землю. Это был первый в мире воздушный таран. Так в воздушном бою отдал
свою жизнь за Родину основоположник высшего пилотажа П. Н. Нестеров.
Становление и развитие советской авиации связано с именем В. И. Ле-
нина. 10 ноября 1917 года по его личному распоряжению было создано Бюро
комиссаров авиации и воздухоплавания, сформированы первые авиационные
отряды, положившие начало Красному воздушному флоту. За период 1918—1920
годов советская авиация совершила 12 тыс. самолетовылетов. Для того вре-
мени это была огромная цифра.
Окончилась гражданская
война. Партия и правительство
прилагали все усилия к тому,
чтобы создать в нашей стране
авиационную промышленность,
строить свои собственные са-
молеты. Успешное осуществле-
ние программы индустриализа-
ции страны дало возможность
создать хорошую техническую
базу для развития отечественной
авиации.
Советские летчики, полу-
чившие первоклассные самолеты,
совершенствовали свое летное
мастерство. Их замечательные
рекордные полеты стали извест-
ны всему миру.
В 1934 году советской авиа-
ции пришлось выдержать серь-
езный экзамен. Из холодных
просторов Арктики пришла ра-
диограмма. 13 февраля в Север-
ном Ледовитом океане затонул
ледокол «Челюскин». На помощь
были направлены летчики. В
жестоких условиях Севера они
спасли на самолетах всех челюс-
кинцев.
Семи летчикам: А. В. Ляпи-
девскому, С. А. Леваневскому,
В. С. Молокову, Н. П. Камани-
ну, М. Т. Слепневу, М. В. Во-
допьянову и И. В. Доронину,
особо отличившимся при спасе-
нии челюскинцев, было впервые
в стране присвоено звание Героя
Советского Союза. Рис 97. Самолет «Илья Муромец».
Рис. 96. В полете самолет братьев Райт.
Зак, 776 «Простейшие авиамодели»
97
Всего несколько месяцев прошло после возвращения героев Арктики в
Москву, а советская авиация уже одержала новую победу. Над Москвой
появился воздушный корабль «Максим Горький». Таких самолетов еще не
знала история авиации: он был оснащен восемью двигателями и мог поднимать
в воздух 8 членов экипажа и 72 пассажира.
В июле 1936 года мир узнал о выдающемся достижении экипажа в составе
В. П. Чкалова, Г. Ф. Байдукова и А. В. Белякова. На одномоторном само-
лете АНТ-25 они совершили беспосадочный перелет из Москвы на Дальний
Восток. Пролетев за 56 ч свыше 9 тыс. км, экипаж Чкалова совершил посадку
на песчаной косе острова Удд (Охотское море). А еще через год самолет АНТ-25,
управляемый Чкаловым, впервые в истории авиации пролетел через Северный
полюс. Он стартовал в Москве 18 июня и совершил посадку (в Портленде) в
США 20 июня. На большей части огромного маршрута были плохие погодные
условия, но героический экипаж с честью выполнил задание Родины, проле-
тев за 63 ч расстояние свыше 8 тыс. км. Полет Чкалова через Северный полюс
был значительным событием в истории авиации.
Не успел экипаж этого советского самолета вернуться на Родину, как
через Северный полюс был совершен еще один перелет. М. М. Громов вместе с
А. Б. Юмашевым и С. А. Данилиным пролетели по прямой около 10 300 км,
на тысячу с лишним километров превысив прежний мировой рекорд дальности
полета.
Среди наиболее прославленных летчиков «героической эпохи полетов» в
30—40-е годы были и женщины-пилоты, изумлявшие мир своим мужеством и
мастерством. Советские летчицы В. С. Гризодубова, П. Д. Осипенко и
М. М. Раскова на самолете АНТ-37 «Родина» совершили в 1938 году бес-
посадочный перелет из Москвы на Дальний Восток протяженностью почти
6 тыс. км, побив при этом рекорд дальности полета для женских экипажей.
Неувядаемой славой покрыли себя советские летчики в годы Великой
Отечественной войны. В жестоких боях они разбили хваленую фашистскую
авиацию. Даже практически безоружные, с израсходованным боезапасом, на
горящих машинах, советские летчики оставались страшными для врага. Уже в
первый день войны летчик Дмитрий Кокарев, обнаружив, что в пулеметах не
осталось патронов, яростно устремился на врага. Подойдя вплотную к фа-
шистскому «мессершмитту», он винтом своего самолета отрубил ему хвост.
Летчик В. В. Талалихин, охраняя небо Москвы, ночью таранил фа-
шистский бомбардировщик, а Герой Советского Союза Б. Ковзан за время
войны четыре раза таранил фашистских стервятников.
Эскадрилья капитана Н. Ф. Гастелло получила приказ разбомбить вра-
жеский аэродром. Во время бомбежки в самолет Гастелло попал вражеский
снаряд. Самолет загорелся. Нужно было выбрасываться на парашютах. Но
внизу была вражеская территория. Советских летчиков ожидал плен. Они
предпочли смерть бесславному концу. Гастелло направил объятый пламенем
самолет на скопление вражеских автомашин и бензоцистерн.
За годы войны звания Героя Советского Союза было удостоено свыше
2000 летчиков, а 65 летчикам это звание было присвоено дважды. Двое из них
носят на груди по три Золотых Звезды Героя. Имена их известны всему миру —
это А. И. Покрышкин и И. Н. Кожедуб.
Уже на второй день войны Александр Покрышкин открыл счет сбитым
самолетам врага. Бесстрашный летчик участвовал во многих воздушных боях,
98
Валерий Павлович Чкалов.
Александр Иванович По-
крышкин.
Иван Никитович Кожедуб.
в том числе и в памятном сражении на Кубани весной 1943 года, которое по-
ложило конец фашистскому господству в воздухе. Высота — скорость — ма-
невр — огонь — эта формула воздушного боя, разработанная Покрышкиным,
была в совершенстве освоена многими летчиками-истребителями. Всего за
годы войны прославленный мастер воздушного боя совершил 550 боевых вы-
летов, провел 137 воздушных боев и сбил 59 вражеских самолетов.
Иван Кожедуб до войны отлично закончил аэроклуб и как лучший
летчик был оставлен инструктором при клубе. Началась война. Кожедуб го-
товил летчиков длй фронта. И только в 1943 году ему самому удалось попасть
на фронт. Смелость, точный расчет, инициатива, уменй< быстро разгадать
замысел врага — эти качества военного летчика были присущи Кожедубу.
Менее чем за два года отважный летчик сбил 62 вражеских Самолета. Он со-
вершил 330 боевых вылетов, участвовал в 120 воздушных боях. Последний
сбитый им самолет упал на поверженный Берлин.
Герои-летчики громили врага на фронтах, а героические труженики со-
ветского тыла создавали самолеты — орудие победы. «Все для фронта! Все
для победы!»— таков был лозунг тех дней.
Каждый советский боевой самолет внес свой вклад в победу над врагом.
Авиационная промышленность за годы войны дала фронту свыше 100 тыс:
боевых самолетов: истребителей Яковлева и Лавочкина, штурмовиков Илью-
шина, бомбардировщиков Петлякова, Ильюшина, Туполева (рис. 98).
На фронтах Отечественной войны самой широкой известностью пользо-
вался наш штурмовик Ил-2. Это был бронированный самолет для действий на
малой высоте против живой силы и техники противника — самолет поля боя.
От всех существовавших самолетов Ил-2 отличался прежде всего тем, что его
экипаж и все жизненно важные части машины защищались бронированным
корпусом. В любую погоду штурмовики пробивались сквозь заслон зенитного
огня и громили противника, осыпая укрепления, танки и автомашины бомбами,
ракетами, снарядами. «Черной смертью» называли фашисты Ил-2.
Самолеты конструкторского бюро А. С. Яковлева Як-1, Як-3, Як-7, Як-9
составляли основной парк нашей истребительной авиации. Их отличительными
4*
99
Рис. 98. Основные самолеты Великой Отечественной войны:
1— бомбардировщик Ил-4; 2— бомбардировщик Ту-2; 3— пикирующий бомбардиров-
щик Пе-2; 4— штурмовик Ил-2; 5— истребитель Ла-5; 6— истребитель Як-3.
100
качествами были меньшая, чем у других машин такого же назначения, масса,
хорошее вооружение и простота пилотирования. Самолет Як-3— самый легкий
истребитель Отечественной войны. На таких истребителях воевали и француз-
ские летчики полка «Нормандия — Неман».
Летом 1942 года на фронте появился новый истребитель — Ла-5 кон-
струкции С. А. Лавочкина. В сражениях под Сталинградом истребительные
полки на самолетах Ла-5 добились крупных успехов. На этом самолете в
сражениях на Курской дуге открыл счет боевых побед И. Н. Кожедуб. Все 62
фашистских самолета были сбиты огнем пушек его «Лавочкина».
Основным фронтовым бомбардировщиком в годы войны был Пе-2. Он
наносил сокрушительные бомбовые удары по технике и живой силе противника.
По скорости он превосходил фашистские бомбардировщики более чем на
100 км/ч.
В годы войны советские самолетостроители освоили серийное производство
самолетов Ту-2. По своим летным качествам он был лучшим бомбардировщи-
ком времен Великой Отечественной войны. Ту-2 имел большую бомбовую
нагрузку и мощное оборонительное вооружение, обладал высокой живучестью
в бою.
Могучие удары по врагу наносила авиация дальнего действия. На ее
вооружении находились ночные бомбардировщики Ил-4. На самолетах Ил-4
морские летчики 7 августа 1941 года нанесли первый бомбовой удар по столице
фашистской Германии Берлину.
После окончания Великой Отечественной войны в нашей стране развер-
нулись работы по созданию реактивной авиации. Уже в 1946 году успешно
прошли летные испытания первые реактивные истребители конструкции
А. И. Микояна и А. С. Яковлева. И сейчас наряду с истребителями других
конструкторов современные «Миги» стоят на страже священных рубежей
нашей страны.
В послевоенные годы бурное развитие в нашей стране получила граж-
данская авиация.
В 1956 году на воздушные трассы вышел пассажирский реактивный са-
молет Ту-104. Вскоре были сданы в эксплуатацию турбовинтовые пассажир-
ские самолеты Ил-18, Ан-10 и Ан-24. В 60-е годы появилось новое поколение
самолетов гражданской авиации. Межконтинентальный лайнер Ил-62 имеет
дальность беспосадочного полета свыше 9 тыс. км. Самолет Ту-154 соединяет
лучшие качества самолетов предыдущего поколения — дальность Ил-18 и ско-
рость Ту-104— и поднимает до 170 пассажиров.
Широкофюзеляжный самолет-аэробус Ил-86 — представитель нового по
коления отечественных пассажирских лайнеров. Он предназначен для пере-
возки 350 пассажиров на расстояние до 4000 км с крейсерской скоростью
900—950 км/ч.
В декабре 1977 года прошел летные испытания турбореактивный само-
лет Як-42. Созданный в конструкторском бюро А. С. Яковлева самолет может
перевозить 120 пассажиров на расстояние до 1850 км и со скоростью 820 км/ч.
Советский Союз по праву называют великой авиационной державой.
Ее воздушные трассы пролегли более чем в 90 зарубежных государствах,
связав между собой почти 4000 городов и населенных пунктов.
101
ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ САМОЛЕТ
Основные закономерности, объясняющие почему и как летает самолет,
были рассмотрены в главе 2. Здесь мы остановимся лишь на тех вопросах,
которые непосредственно связывают рассмотренные ранее закономерности с
полетом моделей самолетов и особенностями их изготовления.
Мы выяснили, что при движении крыла со скоростью v на угле атаки а
на него действует аэродинамическая сила /?, составляющими которой являются
подъемная сила Y и сила лобового сопротивления X. Причем чем больше v
и а, тем большие значения сил X и Y. В зависимости от соотношения зна-
чений подъемной силы Y и силы тяжести самолета G самолет будет лететь
горизонтально или под углом к горизонту, набирая или теряя высоту. А соот-
ношение силы тяги силовой установки Р и силы лобового сопротивления X
определяет, летит ли самолет с постоянно установившейся скоростью или с
ускорением (замедлением).
Рассмотрим основные режимы полета самолета.
Самолет может лететь по прямолинейной или криволинейной траектории,
с постоянной или переменной скоростью, по горизонтальной траектории и
по траектории, наклонной к горизонту, т. е. при подъеме или спуске (рис. 99).
Полет с постоянной скоростью называют установившимся.
Рассмотрим установившийся горизонтальный полет (рис. 99, а). Пусть
самолет летит прямолинейнсг по горизонтальной траектории с некоторой по-
стоянной воздушной скоростью при некотором угле атаки. В этом случае на
самолет действует полная аэродинамическая сила R. Разложим эту силу по
правилу параллелограмма на две составляющих: перпендикулярно направ-
лению полета — У и по полету — X. Подъёмная сила крыла У будет направ-
лена вертикально, так как самолет летит горизонтально, а сила лобового
сопротивления всего самолета X направлена прямо против движения. На са-
молет действует сила тяжести G, приложенная в центре тяжести и направ-
ленная вертикально вниз. По величине силы У и G должны быть равны,
иначе самолет не будет лететь горизонтально.
Наконец, на самолет действует сила тяги винта Р, которая направлена в
общем случае по направлению движения самолета. Эта сила уравновешивает
силу лобового сопротивления. Итак, при установившемся горизонтальном
полете подъемная сила крыла равна силе тяжести самолета, а тяга винта —
лобовому сопротивлению. При отсутствии равенства этих сил движение бу-
дет или неравномерным, или криволинейным.
Рассмотрим теперь, какие силы действуют на самолет при установившем-
ся подъеме (рис. 99, б). Подъемная сила У направлена перпендикулярно дви-
жению самолета, сила лобового сопротивления X — прямо против движения
(их равнодействующая на рисунке не показана), сила тяги Р — по движе-
нию и сила тяжести G — вертикально вниз. Все эти силы, как мы уже знаем,
должны находиться в равновесии. Так как подъемная сила перпендикулярна
направлению движения, то при подъеме она не будет совпадать с направле-
нием силы тяжести и, следовательно, не может ее уравновешивать (как это
было в горизонтальном полете).
Разложим силу тяжести G на две составляющих G\ и G2 (последняя
направлена по линии действия силы X). Мы видим, что подъемная сила урав-
новешивает только одну составляющую — силу Gi. Другую же составляю-
102
тую — силу G2— вместе с силой
лобового сопротивления X должна
уравновешивать сила тяги двигате-
ля Р. Таким образом, при подъеме
самолета тяга двигателя частично
выполняет роль подъемной силы.
Нетрудно заключить, что чем больше
будет угол подъема, тем большую
часть силы тяжести должна будет
уравновешивать тяга двигателя.
При подъеме самолет, двигаясь
поступательно, одновременно наби-
рает высоту. Та высота, которую са-
молет набирает за 1 с, называется
вертикальной скоростью подъема.
Вертикальная скорость будет тем
больше, чем больше избыток мощ-
ности винтомоторной группы.
Установившееся планирование
самолета — это равномерное его дви-
жение с задросселированным дви-
гателем по прямолинейной нисходя-
щей траектории (рис. 99, в). Плани-
рование характеризуется непрерыв-
ной потерей высоты. В летной
практике под планированием принято
понимать все случаи пологого пря-
молинейного равномерного сниже-
ния самолета, когда тяга двига-
теля меньше минимальной потреб-
ной тяги для установившегося го-
ризонтального полета.
Угол 0, составляемый траекто-
рией планирования с горизонтом,
называется углом планирования.
При планировании (если пренебречь
силой тяги задросселированного дви-
гателя) на самолет действуют две
силы: сила тяжести G, приложен-
ная, как всегда, в центре тяжести
и направленная вниз, и полная аэро-
динамическая сила R. Сила R долж-
на уравновешивать силу G, т. е.
должна быть равна ей и на-
правлена вертикально вверх. Разло-
жим силу R по правилу паралле-
лограмма на подъемную силу Y и
силу лобового сопротивления X. Та-
ким же образом разложим силу G на
Рис. 99. Основные режимы установившегося по-
лета самолета:
а — горизонтальный полет, б — подъем; в —
спуск (планирование).
103
силы Gi и G2. Составляющая силы тяжести G2 является единственной силой,
направленной в сторону полета. Благодаря действию этой силы, уравновеши-
вающей лобовое сопротивление X, и возможно планирование самолета.
В полете самолет все время преодолевает сопротивление воздуха. Эту
работу выполняет его силовая установка. В качестве силовой установки
используют либо двигатель и воздушный винт, либо реактивный двигатель.
Здесь мы расскажем только о работе воздушного винта, потому что на боль-
шинстве летающих моделей устанавливают двигатель и воздушный винт,
так как реактивные двигатели для летающих моделей наша промышленность
пока не выпускает.
Итак, при вращении воздушного винта его лопасти набегают на поток
воздуха под некоторым углом атаки и отбрасывают его назад, а сами стремят-
ся двигаться вперед в соответствии с третьим законом Ньютона (тела дей-
ствуют друг на друга с силами, направленными по одной и той же прямой,
равными по абсолютному значению и противоположными по направлению).
Воздушный винт при этом развивает силу, которая тянет самолет вперед
и поэтому называется силой тяги или просто тягой винта. Тяга винта урав-
новешивает лобовое сопротивление самолета и сообщает ему необходимую для
полета поступательную скорость.
Воздушный винт состоит из лопастей и соединяющей их центральной
части — ступицы. Силу тяги развивают лопасти винта. Сечение лопасти (про-
филь) имеет форму,, подобную форме профиля крыла. Профиль лопасти пере-
менный: у конца лопасти тонкий, а к оси постепенно утолщается.
Ребро лопасти, которое при вращении набегает на поток воздуха, назы-
вается ребром атаки или передней кромкой, а заднее — ребром обтекания
или задней кромкой.
Основной геометрической величиной, характеризующей‘воздушный винт,
является его диаметр, т. е. диаметр окружности, описываемой при вращении
винта концами его лопастей. Еще одна важная характеристика воздушного
винта — его шаг. Теоретический шаг воздушного винта — это расстояние,
которое движущийся поступательно с определенной скоростью винт должен
был бы пройти за один полный оборот, если бы он двигался в воздухе, как в
неподатливой среде. При полете самолета воздушный винт вследствие подат-
ливости воздуха продвигается за один оборот на расстояние, обычно несколь-
ко меньшее теоретического шага. Это расстояние называют действительным
шагом винта или его поступью. Разность между теоретическим шагом и
поступью называется скольжением винта.
Работа лопастей воздушного винта подобна работе крыла. Но движение
винта сложнее. В отличие от крыла лопасти винта в полете не только движут-
ся вперед, но еще и вращаются. Как же возникает сила тяги воздушного
винта? Выделим на лопасти маленький элемент, ограниченный двумя сече-
ниями (рис. 100, а). Его можно рассматривать как маленькое крыло, кото-
рое в полете движется по винтовой линии. Следовательно, элемент лопасти,
подобно крылу самолета, создает аэродинамическую силу R. Эту силу мы
можем разложить на две силы — параллельную оси винта и перпендикулярную
ей. Сила, направленная вперед, будет силой тяги элемента лопасти; вторая,
меньшая сила, направленная против вращения винта,— тормозящей силой.
Сила тяги винта в значительной степени зависит от скорости полета: с
увеличением скорости она уменьшается. Почему это происходит и какое зна-
ки
чение имеет для полета? Когда са-
молет стоит на земле и силовая уста-
новка работает, то лопасти винта
имеют только одну скорость — ок-
ружную. Значит, воздух набегает на
лопасть по направлению стрелки А
в плоскости вращения винта. Угол
между направлением набегающего
потока и хордой профиля лопасти
будет углом атаки. Как мы видим,
при неподвижном воздухе он равен
углу установки лопасти к плоскости
вращения.
Иная картина получается в по-
лете, когда винт не только враща-
ется, но и движется вперед. Эти дви-
жения складываются, и в результа-
те лопасть движется по винтовой
линии (рис. 100, б), а угол между
набегающим потоком воздуха и
хордой профиля лопасти (угол ата-
ки) уменьшается и становится мень-
ше угла установки лопасти. Чем
больше скорость полета, тем мень-
ше углы атаки лопастей, а следова-
тельно, меньше и сила тяги.
Сила тяги винта зависит от его
диаметра, от ширины лопасти винта,
от угла атаки, под которым ло-
пасть встречает поток воздуха, и от
скорости, с которой вращается винт,
т. е. от частоты вращения. Для по-
лучения определенной силы тяги
можно или малую массу воздуха
отбрасывать с большой скоростью
(малый диаметр винта и большая
частота вращения), или большую массу воздуха отбрасывать с малой ско-
ростью (большой диаметр винта и малая частота вращения). Во втором слу-
чае затраты энергии меньше. Отсюда следует, что выгоднее применять вин-
ты большого диаметра. В то же время винты большого диаметра громоздки.
Для каждого сечения лопасти окружная\скорость вращения различна:
около оси она равна нулю, а на конце лопасти наибольшая. Поэтому угол
наклона (установки) лопасти должен уменьшаться от ее центра к концам.
Наклон лопасти связан с расстоянием, которое проходят разные точки сече-
ния винта за один оборот. Чтобы лопасть работала одинаково по всей длине
и углы атаки всех сечений были примерно одинаковыми и равными углу, соот-
ветствующему наибольшей тяге, нужно закручивать лопасть винта, придавая
ей в разных сечениях разный наклон. Эти важные особенности мы будем учи-
тывать при изготовлении винтов для силовых установок наших моделей.
Рис. 100. Представление о силе тяги воздушно-
го винта и - угле атаки лопасти при работе
винта:
а — на месте; б — в полете.
105
КАК УСТРОЕН САМОЛЕТ
Все современные самолеты можно разделить на гражданские и военные.
Первые входят в состав гражданской авиации (ГА), вторые — в состав
Военно-Воздушных Сил (ВВС).
Гражданский воздушный флот используется для перевозок воздушным
путем людей и различных грузов. О летных данных современных пассажир-
ских самолетов можно судить по следующим данным (табл. 3).
Таблица 3
Название самолета Год выпуска Количество пассажиров Скорость полета, км/ч Дальность полета, км
Поршневые самолеты
Ан-2 1947 1 12 1 180 830
Ил-14М 1950 1 36 1 320 1750
Турбовинтовые самолеты
Ил-18Д 1957 122 650 6500
Ан-10 1957 100 630 4000
Ту-114 1957 170 750 8400
Ан-24 1959 50 450 2000
Реактивные самолеты
Ту-104 Б 1955 100 800 3110
Ту-134А ! 1963 80 850 3000
Ил-62 1963 186 850 9200
Як-40 1967 32 550 1500
Ту-154 1968 164 900 3850
Ил-86 1976 350 950 4000
Як-42 1977 120 820 1850
По характеру выполняемых задач, летно-тактическим данным и воору-
жению можно выделить такие группы самолетов ВВС: бомбардировщики,
истребители-бомбардировщики, истребители, разведчики, военно-транспорт-
ные, санитарные самолеты, самолеты связи и др.
Бомбардировщик — это самолет, предназначенный для нанесения ударов
по наземным и морским целям. Обычно бомбардировщик имеет большие раз-
меры и полетную массу, чем истребитель, несколько двигателей, экипаж из
нескольких человек и большую боевую нагрузку. Скорость бомбардировщика,
как правило, меньше, чем истребителя, а дальность полета больше.
Истребитель предназначен для уничтожения пилотируемых и беспилотных
средств в воздушном бою. Истребители обладают высокими летно-тактическими
качествами, высокой скоростью полета, хорошей маневренностью, мощным
вооружением, большой высотой полета.
Истребитель-бомбардировщик используется для нанесения ударов по
наземным объектам и имеет соответствующее оборудование и вооружение,
высокие летно-тактические характеристики.
106
Самолет-разведчик служит для ведения воздушной разведки. Кроме обыч-
ного оборудования и вооружения боевого самолета самолет-разведчик должен
иметь еще и специальное разведывательное оборудование (в частности, аэро-
фотооборудование) .
Военно-транспортные самолеты выбрасывают воздушный десант, пере-
возят войска и оазличные грузы.
Вспомогательные самолеты включают самолеты санитарной авиации, свя-
зи и др. Санитарный самолет предназначен для перевозки раненых и больных.
Он имеет специальное медицинское оборудование. Задачи самолетов связи
могут выполняться в принципе любыми легкими учебными, учебно-трениро-
вочными и другими самолетами. Основная их масса входит в состав Граж-
данского воздушного флота.
Рассказать о всех современных самолетах в этой книге невозможно. Всех
желающих более широко ознакомиться с современными самолетами можно
отослать к рекомендованной в конце книги литературе.
В принципе все современные самолеты имеют сходные по назначению и
устройству основные агрегаты и системы. Поэтому, чтобы получить общее
представление об устройстве самолета, ознакомимся с одним из них, а именно
с учебно-тренировочным самолетом Як-18 конструкции А. С. Яковлева
(рис. 101).
Крыло — главная часть самолета, поскольку оно создает подъемную
силу, необходимую для поддержания самолета в воздухе. На самолете Як-18
крыло свободнонесущее, т. е. не имеющее подкосов. Оно состоит из центро-
плана, соединенного с фюзеляжем, и двух отъемных плоскостей, называемых
консолями. Форма консолей трапециевидная, с закругленными концами. Каркас
крыла имеет двухлонжеронную конструкцию, т. е. состоит из двух мощных
продольных балок — лонжеронов и набора нервюр. Нервюры образуют про-
филь крыла и служат для передачи на лонжероны тех усилий, которые вос-
принимаются обшивкой крыла.
Элероны — это небольшие отклоняющиеся части крыла, расположен-
ные у задней его кромки. Они обеспечивают самолету поперечную управля-
емость.
Фюзеляж является основой самолета и служит для крепления крыла,
моторамы, оперения, шасси и других частей самолета, а также для размеще-
ния кабин летчиков.
Самолет Як-18 двухместный. Кабины инструктора и ученика расположены
одна за другой. Место инструктора находится впереди, а ученика — сзади,
так как с заднего сиденья ему легче определять положение самолета в воз-
духе, а следовательно, и учиться управлять самолетом. На самолете двойное
управление, т. е. все рычаги управления полетом самолета и двигателем, а
также приборы, необходимые для тюнтроля работы двигателя и пилотиро-
вания самолета, имеются в обеих кабинах.
Оперение состоит из стабилизатора, руля высоты, киля и руля направ-
ления. Стабилизатор и руль высоты составляют горизонтальное оперение,
а киль и руль направления — вертикальное. Стабилизатор служит для созда-
ния продольной устойчивости самолета. В отличие от крыла стабилизатор
имеет двояковыпуклый симметричный профиль. Руль высоты служит для
продольного управления самолетом.
Киль играет ту же роль, что и киль лодки,— он обеспечивает путевую
107
Рис. 101. Учебно-тренировочный самолет Як-18:
/— воздушный винт; 2— двигатель, 3— маслобак; 4— противопожарная перегородка; 5— фонарь;
6—сиденье инструктора; 7—сиденье курсанта; 8— антенна радиостанции, 9— бензобак, 10—
приемник воздушных давлений; 11 — главная опора шасси; 12— посадочная и рулежная фары;
13— передняя опора шасси; 14— жалюзи капота.
устойчивость. Киль укреплен неподвижно в плоскости симметрии самолета.
Руль направления предназначен для изменения курса самолета.
Винтомоторная силовая установка представляет собой сочетание двига-
теля (мотора) и воздушного винта и служит для преобразования энергии
топлива в силу тяги. Для закрепления двигателя на самолете служит подмо-
торная рама. Воздушный винт на самолете двухлопастный, металлический,
тянущего типа.
Шасси — взлетно-посадочное устройство самолета. Оно служит и для
передвижения самолета по земле. Шасси самолета Як-18 трехколесное, с
носовым колесом. Для уменьшения лобового сопротивления самолета шасси
убирается в полете.
В зависимости от типа самолета и его назначения количество приборов
на самолете может быть различным. В одних случаях достаточно иметь
пять-шесть, в других — десятки приборов. Одни из них служат для контроля
режима полета и облегчения пилотирования самолета, особенно при полете
ночью или в облаках,— это пилотажные приборы; другие нужны для ведения
самолета по заданному курсу — аэронавигационные приборы; третьи дают
возможность контролировать работу винтомоторной группы и систем само-
лета.
108
ПРОСТЕЙШИЙ ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ «МУХА»
Воздушный винт — наиболее сложная деталь мо-
дели самолета. С первого раза сделать винт для модели
самолета довольно трудно, поэтому для начала сде-
лаем простейший винт «Муха» (рис. 102).
«Муха» состоит из двух деталей — двухлопастного
воздушного винта и оси, на которую он насажива-
ется. Лучший материал для винта—липа. Она лег-
ко поддается обработке ножом и прочна. Заменить ее
можно осиной или тополем.
Для изготовления винта подготовим брусочек раз-
мером 140X22X8 мм и сосновую рейку длиной 200 мм
и сечением 5X5 мм. На плотной бумаге вычертим
шаблон винта, затем наложим этот шаблон на ши-
рокую часть брусочка и обведем карандашом снача-
ла одну лопасть, а затем, повернув шаблон, вторую.
Аккуратно вырежем ножом заготовку точно по линии об-
вода. Дальше начинается самая ответственная часть
работы — вырезание лопастей. Обработку каждой ло-
пасти начнем, срезая верхний правый край заготовки
сначала у одной лопасти, а затем у другой. Поверх-
ности лопастей плоские, поэтому будем срезать лишнюю
часть древесины по диагонали бруска, как показано на
рис. 102, г.
Лопасти готового винта должны быть тонкими:
чем легче винт, тем лучше будет летать «Муха». Обраба-
тывать лопасти надо осторожно, ведь чем тоньше стано-
вятся лопасти, тем легче их сломать или испортить
грубым движением ножа.
В центре винта просверлим тонкое отверстие, про-
денем в него тонкую проволоку и проверим, уравно-
вешены ли лопасти. Если какая-либо лопасть переве-
шивает, ее нужно подчистить напильником и шкур-
кой. Центральное отверстие рассверлим до диаметра
4 мм. Приготовленную для оси рейку сделаем круглой
(диаметром 4 мм). Затем вставим ось в центральное от-
верстие винта. Она должна входить туго. Если ось не
входит в отверстие или входит слишком туго, то не на-
до заколачивать ее молотком — можно сломать палочку
или расколоть винт; лучше всего ее немного прошку-
рить.
Запускают «Муху» так. Зажав палочку между ла-
донями, как показано на рисунке, резкими движения-
ми заставим винт закрутиться, а затем выпустим
«Муху» из рук: она, вращаясь, взлетит, как бы ввинчи-
ваясь в воздух. Полет «Мухи» можно направлять. Так,
если при запуске ее ось расположить вертикально, то
«Муха» полетит вверх; если ось наклонить, она будет
Рис. 102. Простейший
воздушный винт «Муха»:
а — общий вид; б —
расчерчивание заготов-
ки; в — заготовка, выре*
занная по шаблону; г —
вырезание лопасти; д —
готовый винт.
109
лететь наклонно. Таким образом, изменяя направление оси, мы можем зада-
вать определенное направление полета.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА «ЧИЖИК»
На рис. 103 приведен общий вид модели и ее чертеж с основными разме-
рами. На листе бумаги вычертим в натуральную величину крыло, стабили-
затор и киль модели.
Постройку модели начнем с изготовления воздушного винта (рис. 104)
из гладко выструганного липового бруска размером 240X26X15 мм. На
обеих широких сторонах бруска вдоль и поперек него проведем точно посере-
дине прямые линии. В точке пересечения этих линий просверлим отверстие
для оси. Оно должно пройти точно через пересечения линий на обеих сторо-
нах бруска. В случае даже небольшого отклонения отверстия в сторону бру-
Рис. 103. Модель самолета «Чижик»:
а — общий вид; б — чертеж модели; в — чертеж крыла; г — чертеж стабилизатора.
110
Рис. 104. Чертеж винта:
а — боковой шаблон; б — верхний шаблон.
сок будет негоден и его придется заменить новым. Ось изготовим из проволоки.
Винт должен быть насажен на нее плотно. Поэтому отверстие для оси лучше
сделать по диаметру проволоки.
Сделаем из плотной бумаги шаблоны лопасти винта. Установим верхний
шаблон на бруске так, чтобы средние линии на шаблоне и на бруске совпали
(рис. 105, а). Очертим сначала одну лопасть, а затем, повернув шаблон вокруг
оси, вторую. Точно так же вычертим шаблоны винта и на оборотной стороне
бруска.
Прежде чем приступить к срезанию лишних частей древесины, сделаем
на бруске ножовкой пропилы, как показано на рисунке. Это облегчит работу
по изготовлению винта.
Аккуратно вырежем ножом винт по контуру. Места обработки зачистим
напильником. На боковых сторонах каждой лопасти обрисуем боковой шаблон
(рис. 105, б) и срежем лишнюю часть древесины (рис. 105, в).
Дальше начинается самая ответственная работа — вырезание лопастей
винта. Обработку кромок начнем, срезая верхний правый угол сначала одной
лопасти, а затем другой. Нижняя поверхность лопасти плоская, поэтому сре-
жем лишнюю часть древесины по диагонали бруска (рис. 105, г). А теперь
верхней части лопасти придадим форму верхнего обвода профиля. Форма се-
чений лопасти видна из рис. 105, д, е.
Вырезав лопасти винта ножом, обработаем их напильником и шкуркой.
Обработку надо вести до тех пор, пока толщина лопастей у втулки не будет
равна примерно 2,5 мм, уменьшаясь к концам лопасти до 1 мм. Обе лопасти
должны иметь одинаковую форму.
Готовый винт центрируют. Надев его на тонкую стальную проволоку, да-
дим лопастям легкий толчок — винт должен «замирать» в горизонтальном по-
ложении. Если одна из лопастей опустится вниз, то это значит, что она тяже-
лее. Ее следует зачистить шкуркой в тех местах, где она на ощупь кажется тол-
ще другой лопасти, и добиться равновесия. Готовый винт покроем нитролаком.
Ш
Рис. 105. Процесс изготовления винта:
а — расчерченная заготовка; б — заготовка, вы-
резанная по верхнему шаблону; в — заготовка,
вырезанная по боковому шаблону; г — выре-
зание лопасти (/—срезать верхний правый
край бруска; 2— срезать по диагонали нижнюю
поверхность лопасти; 3— придать верхней части
лопасти форму верхнего обвода профиля); д —
готовый винт; е — сечения лопасти винта.
Рис. 106. Подшипник и крючки для установки
резиномотора:
а — изготовление подшипника; б — задний крю-
чок резиномотора.
112
Теперь сделаем рейку-фюзеляж. Ее длина 950, ширина 6 и высота 9 мм.
Под стабилизатором рейка плавно утончается до сечения 6X6 мм. Поверх-
ность рейки зачистим шкуркой.
К передней части рейки снизу крепится подшипник, назначение которого
удерживать ось винта и обеспечить его легкое вращение. Вырежем ножницами
полоску жести шириной 6 и длиной 50 мм. Отступая 12 мм от каждого конца,
просверлим небольшие сквозные отверстия, чтобы ось винта свободно входила
в них. Плоскогубцами согнем полоску так, как показано на рис. 106, а. Изгиб
нужно сделать точно, чтобы высота, на которой находятся отверстия, была
одинаковой на обеих половинках подшипника.
Вырежем ножом брусочек (вкладыш) и установим его точно между согну-
тыми концами подшипника. Вдоль нижнего края сделаем желобок, в котором,
не задевая его стенок, будет вращаться ось винта.
На переднем конце рейки сделаем для подшипника вырез глубиной 1 мм.
Подшипник вместе с вкладышем вставим в этот вырез, туго примотаем нитками
и промажем нитки клеем. Прикрепив подшипник, установим на место винт.
Для этого один конец оси изогнем по форме крючка, проденем ось в подшип-
ник, наденем на нее две жестяные шайбочки и вставим ось в отверстие ступицы
винта. Конец оси изогнем плоскогубцами, как показано на рисунке.
Установив винт, проверим, легко ли он вращается, не погнута ли ось. При
вращении винт не должен качаться из стороны в сторону.
На заднем конце рейки, под килем, укрепим второй крючок для резино-
мотора. Форма крючка и его крепление к рейке показаны на рис. 106, б.
Приступим к изготовлению кры-
ла. Передняя и задняя кромки кры-
ла одинаковы. Изготовим их из сос-
новых реек длиной 600 мм. Длина
кромок меньше полного размаха
крыла, так как к их концам еще бу-
дут крепиться закругления. В сере-
дине крыла кромки толще (4X3 мм),
к концам — тоньше (3X2 мм.) На-
пильником и шкуркой придадим кра-
ям кромок овальное сечение. Заго-
товленные ранее прямые кромки сле-
дует изогнуть. Каждую из них пере-
гнем у середины. Для проверки пра-
вильности изгиба наложим кромки
на чертеж (сначала на вид сверху,
а затем на вид спереди). Придадим
кромке угол поперечного V. Изгибать
кромки будем над огнем спиртовки
(свечи или электропаяльника), пред-
варительно вымочив середины кро-
мок в течение 15 мин.
Оба концевых закругления сде-
лаем из одной сосновой или бамбу-
ковой рейки шириной 7—8 и толщи-
ной 2 мм. Согнутую рейку надколем
113
Рис. 108. Конструкция крепления крыла.
посередине в нескольких местах и затем расколем на два закругления. Каж-
дое из закруглений зачистим напильником. Сечение после зачистки должно
быть 3X2 мм. Закругления соединим с кромками «на ус». Места соедине-
ний обмотаем нитками, которые затем промажем клеем.
Нервюры (рис. 107) имеют ширину 3 и толщину 1 мм. Они различны как
по длине, так и по форме, так как крыло сужается от середины к концам. Про-
нумеруем нервюры на одной половине крыла, начиная от средней, которую бу-
дем считать нулевой. На кромках крыла разметим карандашом места крепле-
ния нервюр, сделаем в этих местах проколы-гнезда и вставим на клею нер-
вюры. Устанавливая'Нервюры, нужно проверять, не скошены ли они, одинако-
ва ли их высота.
Изготовленный каркас крыла прикрепим нитками к стойке и планке
(рис. 108). Установочный угол крыла должен быть в пределах +3°. Планку
прикрепим к рейке-фюзеляжу с помощью хомутиков, вырезанных из жести, или
привяжем резинкой.
Проверим точность изготовления крыла: все ли нервюры установлены ров-
но, нет ли выступающих «горбом». Замеченные неисправности устраним до
обтяжки.
Сначала одну, а затем вторую половину крыла обтянем папиросной бума-
гой. Полоски бумаги возьмем с припуском 2—3 см по длине и ширине крыла.
Нужно добиться очень ровного натяжения бумаги на крыле. Смазав клеем то-
лько среднюю нервюру, наложим на нее конец бумажной полосы. Затем, сма-
зав клеем верхнюю поверхность остальных нервюр половины крыла, кромки
и закругление, наложим бумагу, аккуратно расправляя ее по крылу. Затем
проделаем такую же операцию и на второй половине крыла. Припуски бу-
маги не следует подвертывать под кромки крыла; их надо срезать ножом или
сошкурить (после полного высыхания клея).
Процесс изготовления стабилизатора подобен процессу изготовления за-
круглений крыла. Разница только в том, что берется более широкая рейка, что-
бы сделать сразу три закругления: два для стабилизатора и одно для киля. Две
половинки рейки для стабилизатора соединим между собой «на ус». Изогну-
114
тую рейку для киля укоротим так,
чтобы йысота киля была 100 мм.
Роль нервюры посередине стабили-
затора будет выполнять планочка.
К ней прикрепим стабилизатор и
киль, как показано на рис. 109. Ста-
билизатор привяжем к рейке-фюзе-
ляжу резинкой.
Оперение обтянем папиросной
(или конденсаторной) бумагой: ста-
билизатор — только сверху, а
киль — с двух сторон.
Рис. 109. Конструкция оперения модели
РЕЗИНОМОТОР ДЛЯ МОДЕЛИ САМОЛЕТА
В качестве резиномотора для моделей чаще всего используется специаль-
ная резиновая нить: круглая диаметром 1 —1,2 мм или плоская сечениями 1 ХЗ
и 1X4 мм. Для изготовления резиномотора сделаем простое приспособление:
в доску вобьем два гвоздя на расстоянии друг от друга, равном 90% расстояния
между крючками для крепления резиномотора на модели (размер А на рис. НО).
Резиновую нить обмотаем вокруг гвоздей без натяжения. Затем те части нити,
из которых надо сделать ушки жгута, растянем и обмотаем толстой ниткой,
изоляционной лентой или узкими полосками лейкопластыря. Обмотанный
участок жгута сложим вдвое, снова обогнем вокруг гвоздя и обмотаем
нитками шейку ушка. Размеры ушка должны быть минимальными.
Готовый резиномотор промоем теплой водой с мылом и, стряхнув воду,
высушим в закрытом помещении при комнатной температуре. Вытирать и вы-
носить на открытый воздух мокрую резину не рекомендуется. Только что сде-
ланный резиномотор не следует сразу закручивать, так как резина может лоп-
нуть.
Рекомендуется следующая технология подготовки резиномотора.
Готовый резиномотор густо смажем касторовым маслом и только через
несколько дней произведем первую закрутку. Сначала резиномотор вытянем
два-три раза, постепенно увеличивая длину вытяжки. Затем резиномотор закру-
тим на несколько оборотов. После раскрутки повторим закручивание, но число
Рис. 110. Изготовление резиномотора
1 15
оборотов увеличим, затем повторим эти операции еще 2 раза. После каждой
раскрутки резиномотор будем густо смазывать касторовым маслом, так как во
время обработки смазка частично выдавливается и разбрызгивается. Для опре-
деления максимально допустимого числа оборотов испытаем запасной резино-
мотор, доведя его до разрыва.
Наилучшие характеристики крутящего момента получаются при исполь-
зовании для закручивания резиномотора ручной дрели с передаточным чис-
лом 1:2 или 1:2,5. Это дает возможность ускорить подготовку модели к за-
пуску.
СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА МОДЕЛЕЙ САМОЛЕТОВ
К сборке модели мы подготовили рейку-фюзеляж с винтом, резиномотор,
обтянутые бумагой крыло, стабилизатор и киль. Проверим, не погнута ли ось
винта, не покороблены ли обтянутые бумагой части модели. От перемены тем-
пературы и влажности воздуха крыло и оперение, изготовленные из тонких ре-
ек, могут изогнуться. Из-за возможных искривлений крыла и оперения углы
установки половинок крыла или стабилизатора становятся неодинаковыми, а
это приводит к неправильному полету модели.
Все замеченные неисправности устраним до сборки модели. Незначитель-
ные изгибы исправить просто: место, подлежащее исправлению, изогнем ру-
ками несколько раз. Но делать это надо очень осторожно! Если таким способом
исправить деталь невозможно, то место изгиба нагреем над горячей плиткой
(но не над огнем) и выпрямим деталь. Если и в этом случае перекосы не устра-
няются, то придется снять обтяжку со всей половинки крыла или стабилизато-
ра, выпрямить изгиб над электроплиткой и держать исправляемую часть в нуж-
ном положении до ее остывания. Зачистив деталь от остатков бумаги и клея,
обтянем ее вновь.
Сборку, т. е. установку оперения и крыла проведем так же, как и сборку
схематической модели планера. Сначала нитками (без клея и гвоздей) или ре-
зинкой прикрепим стабилизатор с килем. Перед установкой крыла найдем центр
тяжести модели с надетым на крючки резиномотором (рис. 111). Крыло ус-
тановим так, чтобы первая треть его ширины находилась над отмеченным
местом.
Приступим к регулировке модели. Сначала проверим, как модель плани-
рует, т. е. как она летит без работающего мотора. От легкого толчка рукой мо-‘
дель должна пролететь, медленно и плавно спускаясь, 10—12 м. В таком полете
мы определим наилучшее расположение крыла, а также проверим, не имеет ли
модель перекосов.
Рис. Ill. Определение центра тяжести модели.
I Hi
Модель самолета должна хорошо планировать. Резиномотор работает
около минуты, и за это время модель обычно поднимается на некоторую высоту.
Задача заключается в том, чтобы добиться дальнейшего хорошего планирова-
ния модели. Для регулировочного запуска на планирование возьмем модель
со свободно провисающим резиномотором одной рукой снизу за рейку-фюзе-
ляж, между крылом и стабилизатором или под крылом. Не сильным плавным
движением руки толкнем модель, направляя ее носовую часть слегка вниз
(рис. 112). При грубых ошибках в установке крыла или оперения модель резко
поворачивает в сторону, пикирует или круто взмывает вверх — кабрирует.
Разберем эти случаи.
Поворот модели возможен по двум наиболее часто встречающимся при-
чинам: неровно стоит киль или неодинаковы углы установки правой и левой по-
ловины крыла. Внесем требуемые исправления. Проверим, не искривлена ли
рейка-фюзеляж. Искривленную рейку лучше заменить новой, так как исправить
ее трудно.
Пикирование тоже обычно вызывается двумя причинами: неправильным
углом установки крыла, т. е. таким положением крыла, при котором передняя
его кромка располагается ниже, чем задняя, или наклонным положением ста-
билизатора. Угол установки стабилизатора исправим так. Освободив креп-
ление задней части стабилизатора, подложим под соединительную планку
бумажные клинышки и вновь примотаем стабилизатор.
Кабрирование вызывается причинами, обратными тем, которые могли
вызвать пикирование, а именно: слишком большим установочным углом крыла
или неверной установкой стабилизатора, при которой задняя кромка значи-
тельно выше передней.
Если при первых пробных запусках модели замечены лишь незначитель-
ные отклонения от ровного пологого планирования, то их можно устранить
уточнением центровки модели. Добившись хорошего планирования, испытаем
модель в полете с небольшим заводом резиномотора. Возьмем модель левой
рукой за рейку-фюзеляж около винта, а правой закрутим резиномотор, вра-
щая винт по часовой стрелке. В первый раз заведем резиномотор не более
чем на 60 оборотов.
Задача такого пробного запуска — проследить за правильностью тяги
винта. Нам уже известно, что модель планирует хорошо, поэтому если при
моторном запуске в полете появились отклонения от прямой линии, то они
чаще всего вызваны неверным положением оси винта. Внимательно осмотрим
подшипник и, заметив погрешности, устраним их. Добившись ровного полета
модели при заводе резиномотора на малое число оборотов, можно увеличить
его завод.
Рис. 112. Регулировка модели самолета на планирование.
117
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА «ПЧЕЛКА*
Конструкция и основные размеры модели показаны на рис. 113. Возьмем
сосновую рейку сечением 6ХЮ мм и длиной 1080 мм. На переднем ее конце
сделаем шип, на который будет надеваться подшипник. К заднему концу
рейка должна утончаться до сечения 6X6 мм. Задний крючок изогнем из
стальной проволоки диаметром 1 мм и укрепим его на расстоянии 70 мм от
конца рейки-фюзеляжа.
Подшипник (рис. 114) изготовим из жести. Заготовку подшипника обож-
мем плоскогубцами на стальной проволоке диаметром 1,5 мм и таким спосо-
бом получим втулку. Спаяем места соединений, затем на металлической
прямоугольной оправке сделаем коробочку и вновь спаяем места соединений.
Воздушный винт (рис. 115) изготовим из сухого липового брусочка раз-
мером 260X31X18 мм. Процесс изготовления винта уже был подробно опи-
сан. Винт этой модели имеет специальный механизм, называемый автоматом
Рис. 113. Схематическая модель самолета «Пчелка»:
а — общий вид; б — чертеж модели; в — чертеж стабилизатора и киля.
118
Рис. 114. Подшипник модели-
fl — общий вид; б — развертка; в — процесс изготовления.
Рис. 115. Чертеж воздушного винта-
fl — верхний шаблон; б — боковой шаблон
свободного хода винта, который позволяет винту свободно вращаться, после
того как раскрутится резиномотор и модель перейдет в планирующий полет.
Устройство автомата свободного хода винта несложно (рис. 116). Работаю-
щий резиномотор сжимает пружинку, надетую на ось винта. После того как
резиномотор раскрутится, пружинка, разжавшись, освободит винт и он начнет
свободно вращаться.
К ступице винта спереди и сзади прикрепим нитками с клеем две пластинки
из жести с двумя отверстиями—для оси и для конца крючка (оси). Винт
установим на ось таким образом, чтобы при раскрученном резиномоторе пру-
жина, разжимаясь, выдвигала конец крючка из отверстия пластинки и винт
после этого мог бы свободно вращаться.
Переднюю и заднюю кромки крыла изготовим из сосновых реек длиной
610 и сечением 2,5X3,5 мм. Концевые закругления сделаем из бамбука.
Возьмем заготовку длиной 350 мм и шириной 7—8 мм сразу для двух закруг-
лений. Изогнем ее над пламенем спиртовки так, чтобы глянцевая сторона
бамбука находилась с внешней стороны закругления. Изгибая бамбук, не сле-
дует долго держать над пламенем одно и то же место — заготовка может пере-
греться и лопнуть. Изгибаемую часть надо перемещать над пламенем посте-
119
Рис. 116. Автомат свободного хода винта:
а — в момент работы резиномотора; б — по
окончании работы резиномотора.
Передний подкос Задний подкос
пенно, по мере нагревания придавая
заготовке нужную форму. Проводя
эту работу, нужно все время срав-
нивать форму закругления с данны-
ми чертежа. Изогнув заготовку, по-
держим ее в руках, пока бамбук не
остынет — только в этом случае co-v
хранится необходимая форма за-
кругления. Затем расколем заготовку
на две равные части и обработаем
их таким образом, чтобы получить
сечение 3,5X2,5 мм. Закругления
соединим с кромками «на ус».
Нервюры изготовим из бамбука,
определив их длину по чертежу.
Крыло крепится с помощью двух
подкосов, изогнутых из стальной про-
волоки диаметром 1 мм, и сосновой
планочки. Размеры и форма подкосов
показаны на рис. 117. Прикрепим
подкосы к кромкам крыла и к пла-
Рис. 117. Крепление крыла.
120
ночке нитками с клеем. Как видно из чертежа, передний подкос выше заднего;
этим создается угол установки крыла.
Стабилизатор изготовим из бамбука. Изогнув заготовку, расколем ее на
две части, обработаем и соединим половинки «на ус». Сечение кромок стаби-
лизатора 3X2 мм. К стабилизатору привяжем сосновую планочку размером
140X3X1 мм. Для изготовления киля возьмем бамбуковую заготовку разме-
ром 350X3X2,5 мм, изогнем ее и, обрезав лишнее, придадим ей в сечении
овальную форму.
Обтяжка модели такая же, как и у предыдущих моделей.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА «ЛАСТОЧКА»
На рис. 118, а, б приведен общий вид модели и ее чертеж с основными
размерами. Эта модель отличается от предыдущих тем, что несущей поверх-
ностью у нее является не только крыло, но и стабилизатор, создающий допол-
Рис. 118. Схематическая модель самолета «Ласточка»:
а — общий вид; б — чертеж; в — нервюры крыла (/) и стабилизатора (2).
121
Задняя кромка
Стабилизатор
Центральная
нервюра
Передняя
кромка
Примотать
ниткой
Проволоч-
ный крю-
чок
a
Упорная
рейка
Бамбуковый
штырёк
Рейка-срюзеляж
Площадка (сранера М
нительную подъемную силу. Поэтому
стабилизатор имеет профиль, подоб-
ный профилю крыла (рис. 118, в).
Кроме того, модель имеет специаль-
ное посадочное приспособление
(рис. 119), возвращающее ее на
землю в том случае, если она, по-
пав в сильный восходящий поток,
начнет исчезать из поля зрения.
Принцип работы такого приспособ-
ления не сложен. Через определенное
время (зависящее от длины тлеюще-
го фитилька) стабилизатор отклоня-
ется на угол 40—50°, нарушая ре-
гулировку модели, и она начинает
вертикально снижаться.
Воздушный винт этой модели
складывающийся (рис. 120). Это
имеет большое значение для умень-
шения лобового сопротивления мо-
дели. После того как кончится
завод резиномотора, лопасти винта
складываются по направлению по-
тока воздуха. Диаметр винта срав-
нительно большой. Винт такого раз-
мера и мощный резиномотор позво-
ляют модели за время моторного
полета набирать значительную высо-
ту, где она легко попадает в восхо-
дящие потоки воздуха.
Облегченную рейку-фюзеляж
(сечением 8Х 10 мм) склеим из двух
заранее выдолбленных реек
(рис. 121). Чтобы такая рейка не
изгибалась под воздействием заве-
денного резиномотора, поставим
сверху мачту и расчалку из ниток
(см. рис. 118).
Конструкция крыла модели та-
кая же, как у моделей, построенных
нами ранее: крыло имеет переднюю
и заднюю кромки сечением 3X4 мм,
нервюры из сосновых реек, бамбуко-
вые закругления сечением 2X3 мм.
Для прочности в центральной части
Рис. 119. Устройство посадочного приспособления модели:
а — крепление проволочного крючка к стабилизатору, б — упорная площадка на рейке-фюзеляже;
в —автомат заряжен, г - автомат сработал.
122
крыла поставим лонжерон длиной
460 мм из сосновой рейки. В цент-
ре крыла сечение лонжерона
5X2,5 мм, а к концам постепенно
уменьшается до 3X2,5 мм. Снизу
лонжерон закруглим, так чтобы в
сечении был полукруг, плоская сто-
рона которого соединяется с нервю-
рами. Крыло прикрепим к рейке-
фюзеляжу с помощью проволочных
подкосов и планки такой же конст-
рукции, как у модели «Пчелка».
Киль изогнем из бамбука сече-
нием 2X1,5 мм. Концы киля заост-
рим и, смазав клеем, вставим в про-
рези-гнезда на рейке-фюзеляже.
Стабилизатор тоже сделаем из
бамбука: кромки сечением 2X1,5,
нервюры сечением 1,5X1 мм. Сле-
дует помнить, что нервюры стаби-
лизатора имеют небольшой изгиб.
Теперь нам надо сделать поса-
дочное приспособление (см. рис.119).
Для этого в центре задней кромки
стабилизатора к средней нервюре
Рис. 120. Воздушный винт модели:
а — устройство механизма складного винта,
б — боковой шаблон; в — верхний шаблон; г —
сечение заготовки и профиль винта.
Рис. 121. Способы изготовления облегченных
реек-фюзеляжей.
123
привяжем проволочный крючок. Для установки стабилизатора на рейке-фю-
зеляже за килем приклеим небольшую фанерную площадку с реечкой впереди,
которая будет служить упором для стабилизатора.
На рисунке схематично показана работа этого механизма. Перед запуском
модели стабилизатор устанавливают в горизонтальное положение, для чего
натягивают резинку, а затем стягивают ниткой крючки. Между нитками встав-
ляют фитиль — обычный шнурок, предварительно пропитанный в растворе
марганцовки и просушенный. Если фитиль поджечь, то он будет медленно
тлеть и через определенное время пережжет нитку, удерживающую стаби-
лизатор в горизонтальном положении, и механизм сработает. Длина фитиля
выбирается (тарируется) опытным путем до запусков модели. Отклонение
стабилизатора фиксируется ниткой, привязанной к двум крючкам.
Винт изготовим из липового брусочка размером 300X37X28 мм. Разме-
ры шаблонов показаны на рис. 120. Процесс изготовления винта мы уже
освоили. Следует только обратить внимание на то, что этот винт имеет вы-
пукло-вогнутый профиль. Это обеспечивает повышенную тягу воздушного,
винта.
Механизм складывания винта нам еще не известен. Его конструкция вид-
на из рисунка. Воздушный винт имеет стопор, предназначенный для склады-
вания лопастей в определенное положение. Чтобы стопор работал, установим
между ступицей винта и подшипником пружинку. Шарнир складывания лопа-
стей состоит из двух металлических щечек, привязанных к ступице нитками.
До установки щечек просверлим два отверстия для осей шарнира, а затем
лобзиком отпилим лопасти от ступицы. После этого соберем весь механизм
и промажем нитки клеем.
ШАССИ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ
Для чего служат шасси, вы уже знаете. Самолеты, взлетающие с земли,
имеют колесное шасси, которое зимой может быть заменено лыжами; гидроса-
молеты — поплавковое шасси.
Правила соревнований позволяют запуск моделей как с рук, так и с зем-
ли. Для желающих построить к своим моделям шасси опишем устройство
колесного шасси, лыж и поплавков.
Стойки для колесного шасси (рис. 122) бамбуковые, они имеют капле-
образное сечение 5X3 мм у рейки-фюзеляжа и 4X2 мм у колес. К нижним
концам стоек прикрепим нитками оси колес из стальной проволоки диаметром
1 мм. Для того чтобы оси были сделаны заподлицо со стойками шасси, сде-
лаем в стойках желобки, в которые и вставим оси колес. А для того чтобы ось
не выскакивала и не вращалась, конец ее изогнем под прямым углом, заострим
напильником и затем вобьем в желобок стойки. После этого место соединения
обмотаем ниткой и промажем клеем. Стойки шасси привяжем резинкой к
рейке-фюзеляжу.
Колеса состоят из облегченных дисков, втулок и конусов. Диск изгото-
вим из фанеры толщиной 1 мм, втулки и конус — из чертежной бумаги. Чтобы
изготовить конусы, вырежем из бумаги четыре круга диаметром 40 мм, над-
режем эти круги до центра, затем наложим края каждого конуса друг на друга
и склеим их.
124
0
Рис. 122. Колесное шасси:
а — общий вид; б —
стойки шасси; в —
устройство колеса.
Рис. 123. Передние поплавки-
а — чертеж поплавка и шпангоутов; б — кон-
струкция; в — крепление поплавков.
125
Теперь о поплавковом шасси. Два передних поплавка (рис. 123, б) состоят
из продольных реек (стрингеров) и поперечных перегородок (шпангоутов).
Стрингеры изготовим из бамбука (или сосны) сечением 1X1 мм. Длину
стрингеров определим по чертежу (рис. 123, а). Шпангоуты выпилим лобзиком
из фанеры толщиной 1 мм. В углах каждого шпангоута сделаем ножом вы-
резы. Бобышки изготовим из пробки (или пенопласта).
Сборку поплавков начнем с крепления стрингеров на одной из бобышек.
Рис. 124. Вариант конструкции передних по-
плавков.
Затем с помощью ниток прикрепим
шпангоуты к стрингерам, а свобод-
ные концы стрингеров — ко второй
бобышке.
Для крепления поплавков к
стойкам ко второму и пятому шпан-
гоутам прикрепим нитками с клеем
липовые планочки размером 22X4X
Х4 мм. В центре каждой планочки
просверлим отверстия, в которые
будут входить оси стоек. Поплавки
крепятся с помощью двух крестооб-
разных стоек и одной перекладины
(рис. 123, в). Стойки изготовим из
бамбука размером 200X5X2,5 мм и
соединим их между собой с помощью
крестовин, изготовленных из жести.
Поперечную перекладину сделаем из
бамбука длиной 75 мм и сечением
5X2,5 мм. К концам поперечины
примотаем нитками два штырька из
проволоки диаметром 1 мм. Для то-
го чтобы поплавки не вращались и не
выскакивали из своих гнезд, концы
проволоки подогнем (как мы это де-
лали у осей шасси).
Можно изготовить поплавки
другой конструкции (рис. 124).
Задний поплавок (рис. 125) со-
стоит из стрингеров, шпангоутов, пе-
редней и задней бобышек. Стринге-
ры сделаем из бамбука сечением
1X1 мм и длиной НО мм; шпан-
гоуты — из фанеры толщиной 1 мм.
Сборка заднего поплавка легче, чем
переднего, так как стрингеры хорошо
держатся в прорезях. Поплавок кре-
пится двумя стоечками из проволоки
диаметром 1 мм.
Поплавки обтянем папиросной
бумагой и покроем 2—3 раза эма-
литом.
126
Рис. 125. Задний поплавок и его крепление к
рейке-фюзеляжу.
Рис. 126. Лыжа модели.
Зимой модель можно установить на лыжи. Лыжи изготовим из фанеры
толщиной 1 мм (рис. 126). Концы лыж закруглим и передний конец загнем
кверху. Из липы сделаем треугольные брусочки и приклеим их к лыжам. В
верхней части брусочков просверлим отверстия для осей и наденем лыжи на
оси. Выступающий конец отогнем вниз.
ФЮЗЕЛЯЖНАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА
«ВОРОБЕЙ»
На рис. 127 приведены общий вид и чертеж модели с основными разме-
рами. Фюзеляж модели состоит из двух трубок: носовой и конусообразной
хвостовой. Обе трубки склеены из двух слоев чертежной бумаги. В качестве
оправки для выклеивания носовой части фюзеляжа мржно использовать ку-
сок трубы диаметром 25—27 мм. Хвостовую часть выклеим на конусообраз-
ной оправке, выструганной из соснового брусочка.
Для усиления носовой части фюзеляжа сделаем фанерное кольцо. Заготов-
ку для кольца шириной 10 мм вырежем из фанеры толщиной 1 мм, так что-
бы наружные слои фанеры были расположены поперек пластинки. Заготов-
ку распарим в горячей воде, плотно обернем вокруг оправки, примотаем ре-
зиновой нитью и оставим для просушки. Высохшую заготовку снимем, концы
срежем «на ус», подгоним друг к другу, а затем, промазав клеем, вставим
кольцо внутрь трубки.
В хвостовой части трубки установим штырь для крепления резиномотора.
Места установки штыря надо усилить, подклеив в них целлулоидные колечки.
Штырь изготовим из дюралюминиевой трубки диаметром 5 мм или из бамбука.
Киль собираем из реек сечением 4X2 мм. Руль направления вырежем
из шпона толщиной 0,5 мм.
Крыло неразъемное, однолонжеронное. Лонжерон сделаем из сосновой
рейки сечением 3X5 мм, нервюры — из липового шпона толщиной 1 мм. Для
127
Рис. 127. Общий вид (а) и чертеж (б) фюзеляжной модели самолета «Воробей»
128
Рис. 128. Профиль крыла модели NACA-6409 {а) и стабилизатора модели CLARK-6% (б).
нервюр крыла выберем профиль NACA-6409 (рис. 128, а). Его координаты
возьмем из табл. 4. Процесс изготовления шаблона, вырезание и обработка
нервюр нам уже знакомы по постройке модели планера «Сокол». Переднюю
(сечением 3><2 мм) и заднюю (сечением 8X2 мм) кромки изготовим из сосно-
вой рейки. В задней кромке сделаем пропилы глубиной 2 мм, в которые
войдут хвостики нервюр.
Таблица 4
„ о/ X, /0 0 1,25 2,5 5 7,5 10 15 20 25
11 °/ У* /о верхней точки 0 2,06 2,96 4,30 5,42 6,31 7,78 8,88 9,56
нижней точки 0 —0,88 — 1,11 — 1,18 — 1,08 —0,88 —0,36 0,17 0,69
Продолжение
V °/ X, /о 30 40 50 60 70 80 90 95 100
и % У' /о верхней точки 10,13 10,35 9,81 8,78 7,28 5,34 2,95 1,57 0,09
нижней точки 1,05 1,65 1,86 1,92 1,76 1,36 0,74 0,35 —0,09
Сборку крыла выполним целиком, т. е. одновременно соберем его централь-
ную и концевые части («ушки»). После того как все крыло будет собрано
и клей высохнет, отпилим «ушки» лобзиком или шлицовкой. Они стыкуются
с центропланом под углом 25° с помощью металлических уголков.
Стабилизатор состоит из передней (сечением 2X2 мм), задней (сечением
5X2 мм) кромок, лонжерона (сечением 3X2 мм) и нервюр.
Стабилизатор этой модели по конструкции отличается от тех, которые мы
строили раньше. Для увеличения жесткости он имеет перекрещивающиеся
нервюры (см. рис. 127, б). Координаты профиля стабилизатора CLARK-6%
(рис. 128, 6) возьмем из табл. 5.
5 Зак 776 «Простейшие авиамодели
129
Таблица 5
Y °/ /О 0 2,5 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
у. % верхней точки 1.25 3,25 3,93 4,81 5,64 5,86 5,70 5,26 4,59 3,76 2,77 1,61 0,12
нижней точки 1.25 0,73 0,47 0,20 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0
Процесс изготовления шаблона и нервюр для стабилизатора такой же,
как и для крыла.
Однако пазы для лонжерона вырезать пока не нужно. Это мы выполним
тогда, когда вставим и вклеим нервюры. В задней кромке сделаем пропилы
для хвостиков нервюр. Сначала вклеим один ряд нервюр, а после того как
клей высохнет, вклеим перекрещивающиеся нервюры, предварительно разре-
занные пополам; затем сделаем в нервюрах прорези для лонжерона и вклеим
его в них (рис. 129).
Крыло крепится к фюзеляжу с помощью подкосов, выгнутых из стальной
проволоки диаметром 1,5—2 мм. Передний подкос должен быть выше заднего
на 3—5 мм. Каждый подкос обмотаем нитками и приклеим -к фюзеляжу.
Продольные рейки лучше всего сделать из бамбука.
Модель обтянем цветной длинноволокнистой бумагой, располагая ее
слои вдоль лонжеронов и кромок. Сначала приклеим нижнюю обшивку крыла.
Следует помнить, что некачественное клеевое соединение нижней обшивки
может привести к ее отрыву от каркаса крыла после покрытия эмалитом. Всю
обтяжку покроем эмалитом 2—3 раза. Сушить крыло и стабилизатор жела-
тельно в стапеле (или на ровной доске).
Винтомоторная группа модели состоит из резиномотора и воздушного
Рис. 129. Сборка стабилизатора:
а — установка целых нервюр; б — установка разрезанных нервюр; в — установка законцовок и
лонжерона.
130
Рис. 130. Воздушный винт модели:
а — устройство; б — верхний и боковой шаблоны; в — д — процесс изготовления.
винта. В целях снижения лобового сопротивления модели лопасти винта в
конце моторного полета складываются, откидываясь назад под действием
воздушного потока. Для этой цели они соединены со ступицей шарнирно
(рис. 130, а). Винт имеет стопор, назначение которого останавливать винт
всегда в одном положении. Чтобы стопор работал, между ступицей винта и
бобышкой установлена пружина, Когда натяжение резиномотора в конце мо-
торного цолета ослабнет, вал винта под воздействием пружины переместит-
ся вперед. При этом хвостовая часть крючка зацепится за стопор и лопасти
винта сложатся.
5*
131
Винт изготовим из липового брусочка. Модели можно сделать с винтами
разного диаметра: 350 или 400 мм. Размеры для вычерчивания заготовки винта
возьмем из табл. 6 и рис. 130, б. Готовый винт распилим лобзиком на три
части: на две лопасти и ступицу (рис. 130, в).
Таблица 6
Диаметр винта а\ 02 bi b2 0,1Р '/ 2b У
400, 48 32 28 9,2 40 14
350 42 28 24,5 8,0 35 12
Примечание. Все размеры приведены в миллиметрах.
Шарнир складывания лопастей состоит из двух щечек, приклеенных к
ступице, двух скобочек, вмонтированных в комель лопастей, и двух осей. Щечки
изготовим из листового дюралюминия толщиной 1,2 мм и приклеим их к сту-
пице клеем БФ-2. Просверлим два отверстия диаметром 3 мм и вставим в
них на клею два бамбуковых штырька. В комель лопасти вставим скобки из
алюминия толщиной 1 мм (рис. 130, г) или целлулоидные щечки (рис. 130, д).
Бобышку выточим из липового брусочка. Вал винта сделаем из стальной про-
волоки диаметром 2 мм.
Пружину стопора изогнем из стальной проволоки диаметром 1 мм. На
кольцо вала наденем хлорвиниловую трубочку. В качестве упора стопора
используем шуруп. Ввертывая или вывертывая этот шуруп, отрегулируем
весь механизм стопорения так, чтобы лопасти складывались в тот момент,
когда до полной раскрутки резиномотора останется 15—20 оборотов.
Сборку модели начнем с установки резиномотора в фюзеляже. Его удобно
устанавливать с помощью специальной рейки с проволочной рогулькой
(рис. 131).
При отладке модели планирую-
щий полет будем регулировать изме-
нением угла установки стабилизато-
ра и отклонением руля направления,
а моторный полет — изменением на-
клона оси винта вниз и вбок. Если
на планировании модель разворачи-
вается слишком круто, то надо из-
менить отклонение руля направле-
ния. Добившись нормального пла-
нирования, приступим к регулиров-
ке моторного полета.
Первый запуск сделаем с мото-
ром, закрученным на 50 оборотов.
Легким плавным толчком пустим мо-
дель из рук. Она должна лететь го-
ризонтально — прямо или с неболь-
Рис. 131. Установка резиномотора.
132
шим разворотом вправо. Если мо-
дель с работающим мотором кабри-
рует, то вал винта следует опустить
вниз. Регулировку модели будем
продолжать, увеличивая каждый
раз закрутку резиномотора на 50
оборотов, но только в том случае,
если предыдущие полеты прошли
хорошо.
КОРДОВАЯ МОДЕЛЬ
САМОЛЕТА «ЯСТРЕБОК»
Кордовые модели самолетов со-
вершают полеты по кругу и управ-
ляются с помощью стальных нитей —
корд.
Управляя кордой, запускающий
может заставить модель лететь го-
ризонтально или выполнять в поле-
те различные эволюции.
Кордовые модели оснащаются
двигателями внутреннего сгорания.
Аэродромом для них служит ровная
площадка диаметром 40—50 м, рас-
положенная в парке или на ста-
дионе.
На рис. 132 приведены общий
вид и чертеж модели с основными
размерами. Модель рассчитана под
серийный компрессионный микро-
двигатель МК-17 с рабочим объ-
емом цилиндра 1,5 см .
Как всегда, сначала вычертим
рабочие чертежи модели, а затем
приступим к ее изготовлению.
Постройку начнем с крыла.
Прежде всего изготовим шаблон
профиля крыла. Для нашей моде-
ли лучше всего подойдет профиль
CLARK-10% (рис. 133, а). Нижний
обвод этого профиля плоский, поэ-
тому крыло с таким профилем про-
ще изготовить начинающему моде-
листу. Но для этой же модели мож-
но выбрать и пилотажный профиль
NACA-0012 (рис. 133, б). Данные
профилей возьмем из табл. 7.
Рис. 132. Общий вид (а) и чертеж (б) кор-
довой модели самолета «Ястребок».
133
Таблица 7
г °/ •*» /О 0 2,5 5,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Профиль CLARK-10%
- верхней точки 1,25 5,56 6,75 8,20. 9,72 10,00 9,75 9,00 7,82 6,28 4,44 2,39 0,10
нижней точки 1,25 1,20 0,8 0,36 0,03 0 0 0 0 0 0 0 0
Профиль NACA-0012
и °/ 5/» /о верхней точки 0 2,62 3,56 4,68 5,74 6,0 5,8 5,29 4,56 3,66 2,62 1,45 0,13
нижней точки 0 —2,62 —3,56 —4,68 —5,74 —6,0 -5,8 -5,29 -4,56 —3,66 —2,62 — 1,45 —0,13
Нервюры крыла изготовим из полосок липового шпона толщиной 1,5 мм.
Такой шпон можно напилить циркулярной пилой в школьной мастерской.
Сначала отпилим пластинки толщиной 2—2,5 мм, а затем, прибив к доске
две дюралюминиевые полоски толщиной 1,5 мм и положив между ними пластин-
ки липы, сошкурим лишнюю часть древесины до толщины 1,5 мм. Нервюры
можно изготовить и из фанеры толщиной 1,5 мм.
Теперь 12 полосок шпона (по количеству нервюр) соберем в пачку, заж-
мем ее в тиски и обработаем торцы нервюр напильником так, чтобы все они
были одинаковыми и соответствовали шаблону.
Не вынимая пачку нервюр из тисков, сделаем надфилем пропил для
верхней полки лонжерона. Перевернем пачку, обработаем нижний обвод про-
филя и сделаем пропил для нижней полки лонжерона. Затем обрежем носок и
хвостик нервюр.
Заднюю кромку крыла сечением 15X4 мм и обе полки лонжерона сече-
нием 6X2 мм выстругаем из сосны. Переднюю кромку сечением 8ХЮ мм
после сборки крыла сточим, придав ей форму носка нервюры. В передней
и задней кромках сделаем ножовкой неглубокие пропилы, в которые войдут
носок и хвостик нервюр. Глубина пропилов должна быть одинаковой. Перед-
нюю кромку желательно облегчить, выбрав полукруглой стамеской лунку с
134
тыльной стороны. Выполняя эту
операцию, будьте осторожны, так
как соскользнувшей стамеской мож-
но поранить руку.
Приступим к сборке крыла.
Сначала вставим носки нервюр в
прорези передней кромки, а затем
хвостики в прорези задней. Далее в
нижний пропил вставим нижнюю
полку лонжерона. Наложив каркас
крыла на рабочий чертеж, проверим
правильность сборки и устраним
возникшие неточности. В верхний
пропил вставим верхнюю полку лон-
жерона. Прежде чем проклеивать
места стыков, нужно прикрепить
булавками или гвоздиками переднюю
и заднюю кромки крыла к доске —
стапелю — или положить на каркас
тяжелые предметы, например на-
пильники, резцы и др. Промазав
клеем места стыков нервюр с кром-
ками и лонжероном, оставим крыло
до полного высыхания.
К внешней торцовой нервюре
между полками лонжерона при-
клеим груз (из свинца) массой 20 г
для уравновешивания массы корды
в полете.
Просохшее крыло тщательно
прошкурим, т. е. сточим те части лон-
жеронов и кромок, которые выступа-
ют за контуры профиля крыла. Об-
точим переднюю и заднюю кромки:
передняя должна иметь форму но-
ска, а задняя — форму хвостика нер-
вюры. Средний, узкий отсек крыла
сверху и снизу оклеим полоской
чертежной бумаги.
К левой (если смотреть сзади)
торцовой нервюре приклеим направ-
ляющую пластинку для корды (см.
рис. 136, в), выпиленную лобзиком
из фанеры толщиной 1 —1,5 мм.
Фюзеляж изготовим из двух ли-
повых (или сосновых) дощечек тол-
щиной 8—10 мм и длиной 500 мм.
Контуры фюзеляжа перерисуем с
чертежа на дощечки, а затем ножом
Рис. 134. Стойка шасси и костыль.
Рис 135. Топливный бачок.
135
срежем лишнюю часть древесины. В
верхней дощечке сделаем вырез для
крыла. Эту работу нужно выполнять
очень внимательно, примеряя шаб-
лон крыла.
В носовой части фюзеляжа будет
крепиться микродвигатель МК-17.
Для его установки сделаем на фю-
зеляже вырез. Двигатель должен
входить в этот вырез плотно. Для
обеих сторон носовой части фюзе-
ляжа выпилим щечки из фанеры тол-
щиной 1 мм. Крыло и стойку шасси
(рис. 134) вставим в прорези. После
этого торцы дощечек смажем кле-
ем, соединим между собой, свяжем
резиновой нитью и оставим до пол-
ного высыхания.
Стабилизатор, киль и руль вы-
соты вырежем из липовых пласти-
нок толщиной 2—3 мм. Приклеим
стабилизатор и киль к фюзеляжу, а
затем щечки носовой части фюзе-
ляжа.
Топливный бачок (рис. 135)
сделаем из жести (можно использо-
вать банку из-под кофе). Сначала
изготовим шаблон бачка — деревян-
ную оправку. Полоску жести согнем
по оправке. Места стыков пропаяем,
применяя паяльную кислоту. Ее
можно приготовить самим: в соля-
ную кислоту будем опускать кусоч-
ки цинка до тех пор, пока он не пере-
станет растворяться. Следует иметь
в виду, что паяльная кислота вы-
зывает ржавление, поэтому готовый
бачок надо тщательно промыть во-
дой.
Для изготовления топливопро-
водов лучше всего использовать
медную трубку с внутренним диамет-
ром 1 —1,5 мм. Впаяем трубки в
бачок, как показано на рисунке.
Припаяем к нему маленькие ушки,
Рис. 136. Детали системы управления полетом модели:
а — чертеж качалки; б — крепление качалки к крылу, в — направляющая пластинка для кор-
довых нитей; г—кабанчик на руле высоты; д — крепление руля высоты к стабилизатору.
136
с помощью которых бачок будет
крепиться к фюзеляжу.
Система управления полетом
модели состоит из качалки, кабан-
чика на руле высоты, соединяющей
их тяги и направляющей пластинки
для нитей корды (рис. 136). Качал-
ку выпилим лобзиком из дюралю-
миниевой пластинки толщиной 1 —
1,5 мм и прикрепим ее к крылу с по-
мощью болта диаметром 3 мм.
Между гайками поставим шайбы.
Качалка должна вращаться свобод-
но (но не болтаться).
Кабанчик вырежем из дюралю-
миниевой полоски толщиной 1 мм.
Согнем полоску под прямым углом
и с помощью одной-двух заклепок
прикрепим к рулю. Такие заклепки
нетрудно сделать самим из алюми-
ниевой проволоки диаметром 2 мм.
Заклепки можно заменить болтика-
ми диаметром 2 мм.
Руль высоты прикрепим к стаби-
лизатору на шарнирах — полосках
ткани, приклеенных в шахматном
порядке. Качалка и кабанчик соеди-
няются между собой тягой. Тягу
можно сделать целиком из сталь-
ной проволоки диаметром 2 мм, но
лучше использовать деревянную
круглую палочку с проволочными
ушками на концах. К концам ушек
припаяем шайбочки.
Нам осталось установить на мо-
дель колеса. Можно взять готовые
пластмассовые колеса из авиамо-
дельных наборов или же от дет-
ских игрушек.
Обтянем модель цветной мико-
лентной бумагой. Фюзеляж, стаби-
лизатор с рулем, киль и крыло по-
кроем один-два раза эмалитом. За-
тем обтяжку крыла покроем эмали-
том еще раз. Для обтяжки крыла
можно использовать лавсановую плен-
ку. Пленку приклеим к каркасу клеем
БФ или «Момент» и прогладим го-
рячим утюгом, чтобы она натянулась.
Рис. 137. Принадлежности для запуска кордо-
вой модели
137
Теперь окончательно оформим модель: наклеим на обтяжку вырезанные
из цветной бумаги буквы, цифры и т. п. Не рекомендуется наносить надписи
кистью — в большинстве случаев это получается неаккуратно.
Корду изготовим из стальной проволоки ОВС толщиной 0,25 или 0,3 мм.
Концы корды нужно хорошо заделать. Для этого конец корды сложим в петлю,
сдвоенное место обмотаем тонкой медной проволокой и пропаяем. Для соеди-
нения корды с тягами управления модели (или с качалкой) применяют застеж-
ки из стальной проволоки диаметром 0,5 мм (рис. 137).
Корду необходимо аккуратно хранить и эксплуатировать, так как ее не-
исправность обычно приводит к аварии модели. Для хранения корды изготовим
фанерные катушки диаметром 150 мм из трех дисков. Перед полетами корду
надо протирать чистой тряпочкой.
Достаточное натяжение корды — важнейшее условие успешного полета
модели. Существует несколько способов увеличения натяжения корды. Так,
руль направления, повернутый во внешнюю сторону, создает силу, которая в
полете поворачивает модель в направлении «из круга». Отклонение руля долж-
но быть в пределах 8—10°. Смещение оси двигателя относительно оси модели
в направлении «из круга» позволяет получить дополнительную силу, которая
также увеличивает натяжение корды.
Следует иметь в виду, что при передней центровке модель хорошо вы-
полняет горизонтальный полет, но проигрывает в маневренности. Для пер-
вых полетов модели нужна центровка в пределах 10—15% от носка хорды.
Натяжение корды зависит также от скорости полета модели. При уменьше-
нии скорости в два раза центробежная сила уменьшится в четыре раза, т. е.
в четыре раза уменьшится натяжение корды.
КОРДОВАЯ МОДЕЛЬ ИСТРЕБИТЕЛЯ ЯК-3
Прежде всего вычертим рабочие чертежи: вид модели сбоку, крыло и
стабилизатор. Наша модель контурная — вид ее фюзеляжа только сбоку дает
представление о самолете Як (рис. 138).
Для фюзеляжа нужна дощечка из липы длиной 570 мм, шириной 100 мм и
толщиной 8 мм. Если дощечки такой ширины нет, то ее можно склеить из
двух по 50 мм клеем ПВА или казеиновым. После того как клей высохнет, до-
щечку простругаем и зачистим шкуркой. Затем через копировальную бумагу
перенесем с чертежа на дощечку контуры фюзеляжа и выпилим его лобзи-
ком. К носовой части фюзеляжа приклеим подмоторную раму, состоящую
из двух брусочков твердой древесины (граба, бука или березы) размером
90X10X8 мм. Фюзеляж сделаем облегченным. Свободное пространство за-
полним пенопластом или, если его нет, поставим сосновые или липовые
рейки. Снизу фюзеляжа по контуру нервюры приклеим пластинку из фанеры
толщиной 1,5 мм размером 190X35 мм, предварительно закрепив ее 4—6
мелкими гвоздиками. К ней будет крепиться крыло. Слои фанеры должны
быть расположены так: два слоя перпендикулярно фюзеляжу и один, средний,
вдоль фюзеляжа.
Киль модели лучше всего сделать из пенопласта, а если его нет, то из
пластинки липы толщиной 2—3 мм. Руль направления приклеим так, чтобы
он был отклонен на 4—5° влево при виде спереди.
138
Рис. 138. Общий вид (а) и конструкция (б) кордовой модели истребителя Як-3
139
Рис. 140. Кордовая модель штурмовика Ил-2
Рис. 139. Кордовая модель истребителя Ла-5.
Стабилизатор и рули высоты изготовим из пластинок липы толщиной
2 мм. Соединяются рули со стабилизатором с помощью приклеенных полосок
ткани, расположенных в шахматном порядке.
Кабину пилота выпилим лобзиком из плексигласа или склеим из'целлу-
лоида.
Для крепления крыла сделаем два бамбуковых штырька диаметром 5 мм
и вклеим их в фюзеляж перед передней и задней кромками крыла.
Приступая к изготовлению крыла, прежде всего сделаем шаблон централь-
ной нервюры симметричного профиля (см. табл. 7 и рис. 133).
Лонжероны и кромки крыла изготовим из сосны: лонжероны сечением
3X4 мм, переднюю кромку —3X5 мм, а заднюю —ЗХ 10 мм. Законцовки сде-
лаем из пенопласта или из пластинок липы. Нервюры выпилим из фанеры
толщиной 1 —1,5 мм и только нервюры № 3 из фанеры толщиной 3 мм — к
ним будут приклепываться стойки шасси. Колеса прикрепим к стойкам болти-
ками диаметром 3 мм.
Модель обтянем миколентной бумагой, всю обшивку покроем 3—4 раза
140
эмалитом, а затем окрасим из пульверизатора разведенной нитрокраской.
Крыло и стабилизатор сверху зеленые, снизу голубые, фюзеляж зеленый.
Звезды можно сделать из бумаги красного цвета.
На модель устанавливают микролитражные двигатели МК-17, МК-12,
ЦСТКАМ-2,5 или «Ритм».
Для авиамоделистов, желающих построить модели-копии самолетов, уча-
ствовавших в Великой Отечественной войне, приводим чертежи, общий вид
и основные размеры моделей двух легендарных самолетов—истребителя
Ла-5 (рис. 139) и штурмовика Ил-2 (рис. 140). Конструкция моделей и про-
цесс их изготовления точно такие же, как и у истребителя Як-3. На эти модели
устанавливают микродвигатели с рабочим объемом цилиндра 2,5 м3 (МК-12,
ЦСТКАМ-2,5, «Ритм»).
О ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Чтобы создать надежный авиационный двигатель, нужно учесть много
противоречивых требований. Он должен быть мощным и иметь малый вес,
должен быть легким и достаточно прочным. Ведь ни в какой другой м.ашине
так не опасна даже мелкая поломка, как в авиадвигателе, где она может гро-
зить безопасности полета. Кроме того, авиадвигатель должен быть очень
экономичным. Это необходимо прежде всего потому, что нельзя загружать
самолет чересчур большим количеством топлива. Ведь задача самолета пере-
возить по воздуху пассажиров и грузы, а не топливо для собственных дви-
гателей.
Двигатель первого самолета, поднявшегося в воздух в 1903 году, развивал
мощность всего лишь 12 л. с. (1л. с. = 735,5 Вт). Этот двигатель имел четыре
цилиндра, расположенных в ряд. Такие двигатели назвали рядными.
В процессе работы двигатель нагревается. Чтобы избежать перегрева, его
охлаждают. Рядные двигатели охлаждаются жидкостью, поэтому их и называют
двигателями жидкостного охлаждения. Однако жидкость для охлаждения,
которую приходится возить на самолете, уменьшает полезную нагрузку.
Инженеры решили использовать для охлаждения воздух, обтекающий двига-
тель в полете. Длц того чтобы двигатель отдавал как можно больше тепла,
его цилиндры располагают не вдоль направления полета, а поперек, в виде
лучей звезды. Отсюда и название — звездообразные двигатели. Для улучше-
ния охлаждения поверхности на цилиндрах звездообразного двигателя де-
лают специальные ребрышки.
С развитием авиации возрастали требования к скорости самолетов, а
следовательно, нужны были все более мощные двигатели. Число цилиндров
двигателей увеличивалось — их стали располагать в два ряда в виде латин-
ской буквы V (V-образные). Появились двухрядные и многорядные звездо-
образные двигатели. Но, несмотря на все старания конструкторов, каждая
единица дополнительной мощности вызывала, как правило, увеличение веса
двигателя. Так продолжалось до тех пор, пока в практику самолетостроения
не вошли реактивные двигатели — двигатели небольшого веса, развивающие
значительную тягу.
Двигатели, используемые в авиационных моделях, относятся к микро-
литражным и имеют всего один цилиндр. Это поршневые двигатели; они
работают на жидком топливе и входят в группу так называемых карбюра-
141
Рис. 141. Устройство компрессионного микродвигателя МК-17:
1—обтекатель; 2— воздушный винт; 3— коленчатый вал; 4—картер; 5—шатун; 6—поршень;
7— цилиндр; 8— контрпоршень; 9— головка, 10— винт регулировки степени сжатия; //—
игла регулировки подачи топлива; 12— штуцер подвода топлива; 13— диффузор (всасываю-
щий патрубок); 14—золотник.
Рис. 142. Рабочий процесс двухтактного двигателя внутреннего сгорания:
/ — первый такт: всасывание горючей смеси в картер, сжатие рабочей смеси в цилиндре,
// — второй такт: сгорание рабочей смеси, рабочий ход, выпуск отработанных газов, сжатие
горючей смеси в картере и перепуск горючей смеси в цилиндр.
142
торных двигателей. Карбюраторными их называют потому, что горючая смесь
образуется в специальной части двигателя — карбюраторе. Широкое исполь-
зование поршневых двигателей для моделей объясняется тем, что они уни-
версальны, просты по конструкции и в эксплуатации.
Компрессионный (компрессия — сжатие) микродвигатель для моделей
(рис. 141) состоит из поршневой группы (поршень и цилиндр) и кривошип-
ного механизма, в который входят коленчатый вал и шатун, преобразующий
поступательное движение поршня во вращательное движение вала. Все эти
детали монтируются в корпусе, называемом картером.
Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех
циклов: впуска горючей смеси, ее сжатия, сгорания рабочей смеси и выпуска
продуктов сгорания.
Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактные и двухтактные.
Для авиационных моделей используются двухтактные.
Рассмотрим процесс работы двухтактного двигателя (рис. 142). При
перемещении поршня в верхнее крайнее положение, называемое верхней мерт-
вой точкой (ВМТ), в полости под поршнем создается разрежение. Создавае-
мая таким образом разность давлений способствует наполнению полости кар-
тера горючей смесью.
При движении поршня вниз рабочая смесь сжимается и по перепускно-
му каналу проходит через перепускное окно гильзы в цилиндр над поршнем,
где испытывает дальнейшее сжатие движущимся вверх поршнем (рис. 142, /).
Сжатая до определенных пределов, рабочая смесь самовоспламеняется. Сго-
ревшие газы, расширяясь, с силой давят на поршень и заставляют его дви-
гаться вниз, поворачивая коленчатый вал двигателя. Так происходит рабочий
ход поршня. Во время движения поршня вниз сначала открывается выпускное
окно, а затем перепускное, или продувочное. Отработанные газы выходят
через выпускное окно, а через продувочное окно рабочая смесь под давлением
движущегося поршня устремляется в рабочий объем над поршнем и помо-
гает выходу отработанных газов (рис. 142, //).
Таким образом, в двухтактном двигателе в течение одного такта, т. е.
при переходе поршня от нижней мертвой точки (НТМ) к верхней, над порш-
нем происходит сжатие рабочей смеси, а под поршнем всасывание горючей
смеси в картер двигателя. В течение другого такта, т. е. при ходе поршня от
ВМТ к НМТ, над поршнем осуществляется рабочий ход и продувка, а под
поршнем предварительное сжатие рабочей смеси.
Карбюратор приготовляет рабочую смесь, дозирует и распыляет топливо.
Воздух, всасываемый в картер через всасывающий патрубок в месте располо-
жения жиклера (в наиболее узком месте), создает разрежение, под действием
которого топливо из бака устремляется в жиклер и вытекает через отверстие,
регулируемое иглой. В патрубке оно распыляется и смешивается с воздухом,
образуя горючую смесь, которая при дальнейшем движении заполняет кар-
тер двигателя.
Вращая иглу 11 (см. рис. 141), можно менять проходное сечение жиклера,
а следовательно, и количество топлива, поступающего в патрубок карбю-
ратора, обогащая или обедняя горючую смесь топливом. Вращая винт 10
регулировки степени сжатия и меняя количество поступающего топлива,
можно изменять частоту вращения вала двигателя и воздушного винта и доби-
ваться желаемой скорости их вращения.
143
Если отрегулированный на земле режим работы
двигателя в полете изменяется в худшую сторону^, то
это значит, что происходит обеднение или обогащение
смеси в режиме подачи топлива. В этом случае регули-
ровать режим подачи топлива следует изменением угла
среза дренажной трубки на топливном баке (рцс/ЦЗ}
по отношению к набегающему потоку, т. е. изменением
поддавливания топлива на входе в двигатель. При
обогащении смеси угол среза необходимо уменьшить
при обеднении — увеличить.
Топливный бак — важный- элемент в топливной
системе двигателя. Баки бывают разных конструкций и
изготавливаются из разных материалов. Для изготов-
ления жестких баков (их конструкция показана на ри-
сунке) используют жесть, латунь, для мягких — элас-
тичную резину или пластмассы, стойкие к воздействию
топлив.
Приступая к составлению топливной смеси для
двигателя, нужно помнить следующее. Для смеси сле-
дует подготовить чистую посуду с герметическими проб-
ками. Готовую смесь надо отфильтровать. Компоненты
смеси для компрессионных двигателей соединяют в та-
ком порядке: касторовое и минеральное масло раство-
ряют в эфире, затем добавляют керосин или соляровое
масло, и, в последнюю очередь — присадки. Присад-
ки— это вещества, способствующие * повышению мощ-
ности двигателя. Для компрессионных двигателей в
качестве присадок используют амилнитрит и нитробен-
зол.
Рецепты топливных смесей:
1. Масло минеральное 33%
Эфир этиловый 33%
Керосин ;И%
2. Масло касторовое 28%
Эфир этиловый 22%
Керосин 50%
3. Масло касторовое 25%
Эфир этиловый 35%
Масло соляровое 40%
4. Масло касторовое 28,5%
Эфир этиловый 41%
Керосин 28,5%
Амилнитрит 2%
Рис. 143. Жесткие топливные баки:
I, 2, 3—соотношения между сторонами бака
Глава 7. МОДЕЛИ ВЕРТОЛЕТОВ
О ВЕРТОЛЕТАХ И ВЕРТОЛЕТЧИКАХ
Вертолет — это летательный аппарат тяжелее воздуха, подъемная сила
которого создается несущим винтом, приводимым во вращение силовой уста-
новкой. Вертолет имеет много преимуществ перед самолетом. Для того чтобы
самолет держался в воздухе, необходимо постоянное поступательное движение:
он не может висеть в воздухе неподвижно. Посадка самолета и его взлет тре-
буют большого умения. Кроме того, и это наиболее важно, самолет нужда-
ется в дорогостоящих аэродромах, расположенных обычно далеко от города.
У вертолета нет этих недостатков. Машина поднимается с места без разбега,
по вертикали и может неподвижно висеть в воздухе.
Первое упоминание об аппарате с винтом, имеющим вертикальную ось,
содержится в записях Леонардо да Винчи. В архивах были обнаружены
рисунки аппарата, приводимого в действие мускульной силой человека. Но
первым реальным проектом вертолета был проект М. В. Ломоносова.
На конференции Российской Академии наук 4 февраля 1754 года предстоя-
ло рассмотреть вопрос, связанный с исследованием строения верхних слоев
атмосферы. В своем докладе М. В. Ломоносов рассказал тогда об изобре-
тенной им специальной машинке, названной им «аэродромической машин-
кой» (т. е. «воздухобежной»), способной подниматься вертикально. Идея ее
проста: два небольших винта должны вращаться в разные стороны относи-
тельно одной общей вертикальной оси.
Предложение Ломоносова было принято. И спустя четыре месяца он по-
строил такую машинку (рис. 144) и представил ее Академии наук. Машинку
подвесили на небольшом шнуре, перекинутом через два блока. На другом конце
шнура прикрепили груз. Вес груза был подобран с таким расчетом, чтобы он
полностью уравновешивал машинку. Стоило только завести пружину, которая
служила двигателем, как машинка за счет вращающихся винтов начинала
подниматься вверх. Так впервые в истории была доказана возможность осу-
ществления вертикального полета с помощью горизонтально вращающихся
винтов.
Идея полета с помощью вращающихся крыльев была настолько заман-
чивой, что после Ломоносова многие изобретатели стремились использовать ее.
В 1869 году А. Н. Лодыгин (впоследствии известный изобретатель лам-
почки, накаливания) представил в Главное инженерное управление тщатель-
но продуманный проект вертолета. Свою машину изобретатель назвал «электро-
летом». «Если к какой-нибудь массе,— писал Лодыгин.— приложить работу
архимедова винта, то, когда сила винта будет больше тяжести массы, масса
двинется по направлению силы».
«Электролет» (рис. 145) представлял собой длинный металлический ци-
линдр, заканчивавшийся с одной стороны конусом, а с другой — полушарием.
145
Рис* 144. «Аэродромическая машинка»
М. В. Ломоносова.
Рис. 146. Вертолет Б. Н. Юрьева.
Рис. 145. «Электролет» А. Н. Лодыгина (пред-
полагаемый вид).
Такая форма машины обеспечивала ее обтекаемость. На полушарии был
помещен винт, отклонявшийся влево и вправо и служащий рулем поворота.
Второй, горизонтальный винт находился вверху электролета и предназначался
для подъема в воздух. По мнению Лодыгина, этот несущий винт при уменьше-
нии числа его оборотов содействовал бы плавной и безопасной посадке ма-
шины. В качестве двигателей изобретатель предполагал использовать электро-
моторы, питаемые особыми аккумуляторами. Но из-за отсутствия денежных
средств этот интересный проект так и не был осуществлен.
Академик М. А. Рыкачев, выдающийся русский метеоролог, в 1870—1871
годах провел исследования горизонтально вращающихся винтов для вертолета
на установке, которая позволяла определить тягу винта и потребную мощность
для его вращения.
1910—1911 годы стали поворотными в истории вертолетостроения. Они
ознаменовались созданием Н. Е. Жуковским и его учениками Б. Н. Юрьевым,
В. II. Ветчинкиным и Г. X. Сабининым классической теории воздушного
винта, которая применяется и до наших дней. К этому же времени относятся
их работы по определению силы тяги воздушных винтов с различными форма-
ми лопастей и различным их количеством в зависимости от числа обо-
ротов.
Все это дало возможность Б. Н. Юрьеву (впоследствии академику)
разработать оригинальный научно обоснованный проект вертолета (рис. 146).
Впервые в мире в этом аппарате разрешены основные задачи управления,
безопасности спуска и поступательного движения. Машина была снабжена
двумя винтами: одним большим, несущим, и вторым хвостовым для napnpQ-
вания реактивного момента несущего винта. Если бы на вертолете был толь-
ко один несущий винт, то вертолет в полете вращался бы вокруг своей вер-
тикальной оси; малый хвостовой винт устранял возможность подобного враще-
ния.
146
Машина управлялась специальным автоматом-перекосом конструкции
Юрьева. Это устройство дало возможность изменять плоскость вращения ло-
пастей несущего винта. Например, в случае крена летчик мог с помощью
автомата-перекоса выровнять машину. Сейчас без такого устройства не мо-
жет обойтись ни один вертолет.
Проект вертолета Юрьеву пришлось переделывать несколько раз. И все
же машина была создана и показана на Международной воздухоплаватель-
ной и автомобильной выставке в Москве в 1912 году. Автор проекта был на-
гражден золотой медалью. После закрытия выставки начались практические
испытания аппарата. К сожалению, не все теоретические достижения могли
быть использованы. Двигатель оказался слишком маломощным. На продол-
жение опытов не было средств.
Над проблемой создания вертолета работали и зарубежные конструкторы.
Так, испанский инженер X. Сиерва предложил заменить крылья самолета
большим винтом, расположив его ось вертикально над кабиной самолета.
Все остальные части самолета он оставил без изменений. Форма несущего
винта была выбрана так, что он раскручивался от набегающего потока воз-
духа, создавая подъемную силу вместо крыла. Свой аппарат испанец назвал
автожиром.
Автожир стал новым видом винтокрылых летательных аппаратов. Он
отличается от вертолета тем, что поступательное движение его, как и на са-
молете, обеспечивал тянущий винт. Идея Сиервы быстро нашла практиче-
ское применение. Сам он создал несколько конструкций, доведенных до серий-
ного производства.
Несколько лет спустя советские конструкторы также разработали ряд
оригинальных конструкций. Первый советский автожир был построен Н. И. Ка-
мовым и Н. К- Скржщкким в 1928 году. Позже конструкторами И. П. Бра-
тухиным, В. А. Кузнецовым и другими были построены автожиры ЦАГИ-2-ЭА,
ЦАГИ-4-ЭА и А-6. В 1934 году было закончено строительство большого
автожира А-7 конструкции Камова (рис. 147). При испытании автожир пока-
зал хорошие результаты: он развивал скорость 220 км/ч, а запаса горючего
хватало на 4 ч полета.
Создать надежный и достаточно совершенный автожир оказалось проще,
чем создать вертолет. Прежде всего автожир не нуждался в сложном механи-
ческом приводе, ведь несущий винт этого аппарата вращался* свободно от на-
бегающего потока воздуха. При снижении в случае отказа двигателя винт
(ротор) продолжал вращаться (авторотировать) и подъемная сила противо-
действовала силе тяжести, т. е. тормозила снижение, делая спуск медленным
и плавным, как на парашюте.
Конструкция автожиров посте-
пенно изменялась. Для сокращения
разбега перед взлетом несущий винт
стали раскручивать принудительно с
помощью мотора. В конце концов
автожир стал взлетать без разбега —
прыжком. Теперь буквально один
шаг отделял автожир от вертолета.
И конструкторы сделали этот шаг.
Проектирование, постройка, ис-
Рис. 147. Советский автожир А-7.
147
Рис. 148. Вертолет ЦАГИ-1-ЭА в полете
Рис. 149. Вертолет «Омега» И. П. Братухина и
Б. Н. Юрьева.
Рис. 150. Легкий вертолет конструкции Н. И. Ка-
мова
I 18
пытание и доводка автожиров очень
помогли конструкторам и инжене-
рам в работе над созданием верто-
летов.
В 1932 году в СССР постро-
енный под руководством профес-
сора А. М. Черемухина вертолет
ИАГИ-1-ЭА (рис. 148) достиг высо-
ты полета 600 м и продержался в
воздухе 18 мин, что было рекордным
достижением того времени. Аппарат
имел один четырехлопастный несу-
щий винт диаметром 11 м, приводи-
мый в движение двумя двигателями.
Реактивный момент уравновешивал-
ся при помощи хвостовых винтов с
изменяемым в полете шагом.
В 1939—1940 годах советские
конструкторы И. П. Братухин и
Б. Н. Юрьев построили вертолет
«Омега», показавший высокие лет-
ные данные (рис. 149).
После войны, в 1945 году, авиа-
конструктор Н. И. Камов начал про-
ектировать свой первый соосный вер-
толет К-8, который в 1949 году был
показан на воздушном параде. Вин-
ты этой машины вращал форсирован-
ный мотоциклетный мотор. Аппарат
мог сесть в кузов едущего грузовика
или опуститься на воду (рис. 150)*
Затем были построены вертолеты
Ка-10, Ка-15, Ка-18, Ка-26. Они от-
личались друг от друга полетной мас-
сой, модификацией двигателей и наз-
начением. Совершенствовались и
формы камовских машин.
В 1946 году к работе над верто-
летом обратился известный конструк-
тор самолетов А. С. Яковлев. Он
создал вертолет Як-24 «Летающий
вагон» (рис. 151), способный подни-
мать до 4 т груза.
В конце 1947 года было органи-
зовано конструкторское бюро по вер-
толетостроению, которое возглавил
М. Л. Миль. Первым вертолетом
этого конструкторского бюро был
вертолет Ми-1, построенный в 1943
Рис. 151. Вертолет «Летающий вагон» кон-
струкции А С Яковлева.
году и поступивший в эксплуатацию
в 1950 году. Вертолет Ми-1 был соз-
дан по одновинтовой схеме с одним
хвостовым винтом (рис. 152). По ско-
рости и высоте полета он в то время
намного опередил иностранные одно-
винтовые вертолеты.
В конце 1952 года в серийном
производстве появились новые со-
ветские десантно-транспортные вер-
толеты Ми-4. Вертолет- Ми-4 имел
специальный загрузочный люк, поз-
воляющий погрузить внутрь фюзеля-
жа автомашину типа «Волга» или
артиллерийское орудие.
В 1957 году на воздушном па-
раде в Тушино впервые был показан
турбовинтовой вертолет-гигант Ми-6
(рис. 153). В октябре 1957 года на
этом вертолете был установлен ре-
корд грузоподъемности: вертолет
поднял 12 т груза на высоту 2400 м.
Впоследствии на базе Ми-6 построи-
ли два вертолета: Ми-10 «Летающий
кран» и пассажирский вертолет
Ми-8.
Рис. 153. Вертолет Ми-6 транспортирует фер-
му линии электропередачи.
Рис. 152. Вертолет Ми-1—первая машина кон
структорского бюро М. Л. Миля.
149
Рис. 154. Самый гр узо подъемный в мире вертолет В-12 конструкторского бюро М. Л. Миля.
Спустя 10 лет, в 1967 году, два 35-метровых винта подняли в воздух самый
большой в мире вертолет — исполин В-12, созданный в конструкторском бюро
Миля (рис. 154). Этот вертолет по полезной нагрузке .может конкурировать с
современными крупнейшими самолетами — способен поднимать в воздух до 40 т
груза.
Появившись значительно позже самолетов, вертолеты прочно заняли свое
место в современной авиации. Ведь вертолет может сесть везде, а если посадку
произвести невозможно, то повиснуть над водой, над землей или горной верши-
ной, спустить почту, посылку, человека.
Значительное применение имеют вертолеты в военном деле. Переброска
десантных сил, «охота» за подводными лодками, радиолокация и воздушная
разведка — все это выполняют военные вертолеты. Появились также верто-
леты-штурмовики. Вытянутый фюзеляж, убирающееся шасси, целый арсенал
бортового вооружения — таковы основные признаки боевых вертолетов.
ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ ВЕРТОЛЕТ
Подъемная сила и тяга для поступательного движения у вертолета создает-
ся с помощью несущего винта. В работе несущего винта вертолета и воздушного
винта самолета есть много общего, но имеются и отличия. Сравнивая их работу,
можно заметить, что при одинаковой мощности двигателя тяга несущего вин-
та вертолета всегда больше, благодаря тому что диаметр несущего винта вер-
толета во много раз больше диаметра воздушного винта самолета. Тяга несу-
щего винта в значительной степени зависит от его диаметра и числа оборотов.
Так, при увеличении диаметра винта вдвое тяга его увеличивается приблизи-
тельно в 16 раз; при увеличении числа оборотов вдвое — примерно в 4 раза.
Несущий винт вертолета обладает исключительно важным свойством —
способностью создавать подъемную силу в режиме самовращения (авторота-
ции) в случае остановки двигателя, что позволяет вертолету совершать без-
опасный планирующий или парашютирующий (вертикальный) спуск и посадку.
При висении и при вертикальном подъеме несущий винт (ротор) вертолета
150
работает подобно воздушному винту.
При поступательном полете ось его
вращения наклоняется вперед и он
работает в режиме косой обдувки
(рис. 155).
Когда лопасти вращаются,
подъемная сила заставляет их под-
ниматься, в то время как центробеж-
ная сила препятствует их чрезмер-
ному закидыванию вверх, поэтому
диск ротора принимает коническую
форму.
Скорость движения лопасти от-
носительно воздуха неодинакова.
Она меньше у оси вращения и боль-
ше у конца лопасти и, кроме того,
меняется в зависимости от положе-
ния лопасти по отношению к направ-
лению полета. Так, при вращении
винта скорость лопасти, движущей-
ся вперед, слагается из скоростей от
ее вращения и поступательного дви-
жения вертолета. Для лопасти же,
движущейся назад, скорость будет
определяться разностью между ско-
ростью от вращения винта и посту-
пательного движения всей машины.
Из-за меньшей скорости у лопасти,
движущейся назад, будет меньше и
подъемная сила. Чтобы этого не
произошло, увеличивают ее угол
атаки для сохранения равновесия.
При остановке мотора вертолет
становится автожиром. В этом слу-
чае ротор вращается без подвода
мощности в результате действия аэ-
родинамических сил. Последние обе-
спечивают необходимую тягу ротора
и поддерживают его вращение. Но
это превращение зависит от многих
факторов. Основной из них — на-
правление обдувки ротора воздуш-
ным потоком. При моторном полете
воздушный поток набегает на ротор
вертолета сверху, в режиме авторо-
тации — снизу. Для обеспечения
авторотации необходима определен-
ная скорость потока (прямого или
косого), т. е. вертолет должен пере-
Рис. 155. Обтекание несущего винта вертолета
воздухом:
а — режим косой обдувки; б — пропеллерный ре-
жим.
Рис. 156. Уравновешивание реактивного момента
тягой .хвостового винта.
151
мешаться относительно потока. Так, для безопасной авторотирующей посад-
ки с режима висения аппарат должен иметь запас высоты.
По числу несущих винтов современные вертолеты принято классифициро-
вать на одновинтовые, двухвинтовые и многовинтовые.
Наиболее распространена одновинтовая схема. Кроме несущего, одно-
винтовой вертолет обычно имеет хвостовой винт. Основное назначение хво-
стового винта состоит в том, что он гасит реактивный момент, который стре-
мится развернуть вертолет в полете в сторону, противоположную вращению
несущего винта. Чтобы понять это явление, представим себе человека, плы-
вущего на плоту (рис. 156). При попытке развернуть плот он стремится по-
вернуться в сторону, противоположную направлению движения весла.
Для того чтобы вертолет в полете не вращался, необходимо приложить
к нему такой же момент, как и к несущему винту, но противоположного
направления. Такой момент относительно центра тяжести вертолета и создает
хвостовой винт. Момент равен произ-
ведению силы на плечо, поэтому хво-
стовой винт стараются расположить
на хвосте так, чтобы увеличить пле-
чо приложения силы, развиваемой
этим винтом.
Вторая функция хвостового вин-
та — путевое управление вертолетом.
Это достигается путем изменения
установочных углов лопастей хво-
стового винта, приводимого во вра-
щение из кабины пилота с помощью
ножных педалей. С изменением уг-
лов установки меняется тяга руле-
вого винта и нарушается равновесие
реактивного момента и момента тя-
ги хвостового винта, действующих
на вертолет, что позволяет поворачи-
вать машину в нужном направлении.
Двухвинтовые вертолеты под-
разделяются на несколько подгрупп.
К ним относятся вертолеты соосной
схемы (рис. 157, а), при которой
на одной оси расположены один
над другим два несущих винта, вра-
щающихся в противоположные сто-
роны; вертолеты продольной схемы
(рис. 157, б) с расположением несу-
щих винтов на концах фюзеляжа;
вертолеты поперечной схемы
(рис. 157, в) с расположением двух
несущих винтов по бокам фюзеляжа.
Рис. 157. Двухвинтовые вертолеты: При ДВУХВИНТОВОЙ схеме верТО-
а — соосной схемы; б — продольной схемы, в - лета реактивные моменты ОДИНЭКО-
поперечной схемы. вых несущих винтов взаимно урав-
новешиваются, потому что винты
вращаются в противоположные сто-
роны с одинаковой скоростью (поэто-
му на таких вертолетах нет хвосто-
вых винтов).
Вертолеты многовинтовой схемы
могут иметь три, четыре и более несу-
щих винтов. Они обладают большой
грузоподъемностью. Однако подоб-
ные вертолеты строят очень редко
из-за сложности системы управле-
ния и устройства трансмиссии.
Горизонтальный полет является
основным режимом полета вертолета,
так как он обычно занимает наи-
большую часть времени полета.
Необходимая тяга для поступатель-
ного горизонтального или наклонно-
го движения вертолета создается
наклоном плоскости вращения винта.
При этом соответственно наклоня-
ется и равнодействующая аэродинамических сил R на винте. В горизонталь-
ном полете вертикальная составляющая силы R дает подъемную силу У, урав-
новешивающую силу тяжести G, а горизонтальная составляющая — тягу Р
для движения по горизонту, уравновешивающую лобовое сопротивление X
вертолета (рис. 158).
КАК УСТРОЕН ВЕРТОЛЕТ
Устройство современного одновинтового вертолета показано на рис. 159.
В качестве силовых установок вертолетов применяют поршневые двига-
тели воздушного охлаждения или турбовинтовые реактивные двигатели.
Основными органами управления вертолетом в кабине летчика (рис. 160)
являются ручка управления, педали ножного управления, рычаг управления
общим шагом и корректор газа (рычаг «Шаг-газ»). Ручка управления распо-
ложена перед сиденьем летчика и связана с автоматом-перекосом.
Отклонением ручки от нейтрального положения вперед достигается наклон
вертолета на пикирование и движение его вперед; отклонением назад— наклон
вертолета на кабрирование и движение его назад; вправо—наклон верто-
лета вправо и движение его вправо; влево — наклон вертолета влево и дви-
жение его влево.
Педали ножного управления расположены впереди сиденья летчика. На-
жимая педали, летчик изменяет шаг рулевого винта, осуществляя тем самым
путевое управление вертолетом.
Рычаг управления общим шагом расположен обычно слева от сиденья
летчика. С его помощью летчик управляет одновременно изменением шага
(установочного угла) всех лопастей несущего винта. Движение рычага вверх
соответствует увеличению шага и подъему вертолета. Изменение положения
рычага общего шага одновременно вызывает и изменение частоты вращения
двигателя.
Рис. 158. Схема сил, действующих на вертолет
при горизонтальном полете:
А — плоскость вращения винта при висении;
Б — при горизонтальном полете.
153
Рис. 159. Устройство одновинтового вертолета:
/—лопасть несущего винта; 2—втулка и автомат-перекос; 3—главный редуктор; 4—соеди-
нительный вал; 5— промежуточный редуктор; 6-
вал, идущий к хвостовому винту; 7— хвостовой
винт; 8— редуктор хвостового винта; 9—^
опора; 10— хвостовая балка; 11— бак для
бензина; 12— вентилятор; 13— основное шас-^
си; 14— выхлопной коллектор с глушителем;
15—бак для масла; 16—двигатель; 17—
передняя стойка шасси; 18— приборная
доска; 19— сиденья летчиков.
Рис. 160. Кабина вертолета:
1— доска приборов; 2— ручка управления;
3— педали; 4— рычаг «Шаг-газ»; 5— ручка
тормоза несущего винта; 6— ручка управле-
ния муфтой сцепления; 7— пульт управле-
ния; 8— сиденья пилотов; 9— сиденья пасса-
жиров.
Лопасти несущих винтов сов-
ременных вертолетов имеют шарнир-
ную подвеску к втулке винта, кото-
рая позволяет им совершать пово-
роты трех видов: вокруг продоль-
ной оси, изменяя свой установочный
угол <р, называемый также шагом
лопасти (рис. 161, а); вокруг гори-
зонтального шарнира, совершая ма-
ховые движения (рис. 161, б),
154
Рис. 162. Автомат-перекос:
1, 12— поводки тяг поперечного и продольного
управления; 2, 13— оси: 3— вращающееся коль-
цо, 4— шарики; 5,6— невращающиеся кольца;
7, 8— рычаги шлиц-шарнира; 9— ползун; 10
и //— поводок и тяга осевого шарнира лопастей;
14— вал ротора; 15— рычаг общего шага.
Рис. 161. Схема возможных поворотов лопастей
несущего винта:
а — вокруг продольной оси; б — вокруг горизон-
тального шарнира; в — вокруг вертикального
шарнира.
причем взмах вверх и вниз конструктивно ограничен упорами (нижний упор
ограничивает свисание лопасти при стоянке вертолета); вокруг вертикаль-
ного шарнира (рис. 161, в).
В настоящее время управление несущим винтом большинства вертолетов
осуществляется с помощью автомата-перекоса, изобретенного Б. Н. Юрьевым.
На рис. 162 схематически показано устройство автомата-перекоса.
На вращающемся валу 14 несущего винта (ротора) имеется ползун 9,
который не вращается, но может двигаться вверх и вниз. На ползуне с по-
мощью универсального шарнира с осями 2 и 13 подвешено кольцо 5. Через
шарики 4 невращающееся кольцо 5 связано с вращающимся кольцом 5,
155
т. е. кольцо 5, шарики 4 и кольцо 3 образуют шарикоподшипник. Кольцо 3
с помощью шлиц-шарнира (рычаги 7 и 8) соединено с валом несущего винта
и вращается с такой же, как и вал частотой.
Через тяги 11 вращающееся кольцо соединено с поводками 10 осевых
шарниров лопастей. При движении ползуна 9 вверх угол установки лопастей
будет увеличиваться, а при движении ползуна вниз— уменьшаться.
Чтобы понять, как влияет изменение шага лопастей на полет вертолета,
рассмотрим вертикальный полет. Вертикальный полет достигается изменением
общего шага лопастей. При этом
угол атаки всех лопастей одновре-
менно возрастает или уменьшается
на одинаковую величину, что соот-
ветствует увеличению или уменьше-
нию подъемной силы, а следователь-
но, подъему или снижению вертолета.
Из рисунка видно, что если рычаг
общего шага 15 поднять вверх, то
поднимутся вверх и оба кольца —
невращающиеся и вращающееся;
шаг лопастей увеличится, в резуль-
тате чего вертолет будет подни-
маться. Если же рычаг опустить
вниз, то вертолет будет снижаться.
Рис. 163. Конструкция модели вертолета «Ба-
бочка».
МОДЕЛЬ ВЕРТОЛЕТА
«БАБОЧКА»
Построим самую простую по
конструкции модель вертолета
(рис. 163). Изготовление начнем с
фюзеляжа, который состоит из двух
вертикальных реек, двух бобышек и
крылышек. Рейки длиной 200 мм и
сечением 3X2 мм выстругаем из
сосны. Верхнюю и нижнюю бобышки
размером 30X7X5 мм изготовим
из сосны или липы. Ножовкой сде-
лаем в бобышках пропилы и вста-
вим в них концы реек. Крючок для
резиномотора изогнем из стальной
проволоки диаметром 0,7—0,8 мм и
вделаем его в нижнюю бобышку. В
верхней бобышке проволокой такого
же диаметра проколем отверстие
для оси верхнего крючка резиномо-
тора.
Крылышки вертолета сделаем из
сосновых реек сечением 2X2 мм.
Концы реек заострим, придав им
156
форму лопаточек, и вставим в бобышки, сделав в них предварительно пропи-
лы. Обтянем крылышки папиросной бумагой.
Воздушный винт изготовим из брусочка липы размером 200X22X12 мм.
Чертежи верхнего и бокового шаблонов даны на рисунке. А процесс изготовле-
ния винта точно такой же, как и для моделей самолетов. Между бобышкой
и винтом на ось наденем две-три шайбочки из жести — они уменьшат трение.
Резиномотор изготовим из резиновой нити. Длина резиномотора 200 мм,
количество нитей — от 10 до 16. Сначала возьмем 10 нитей, а если скорость
подъема будет недостаточной, то до-
бавим еше несколько.
Резиномотор закрутим рукой на
30 оборотов и, держа вертолет вер-
тикально, пустим его в полет. При
последующих запусках будем по-
степенно увеличивать количество
оборотов.
МОДЕЛЬ ВЕРТОЛЕТА
«СТРЕКОЗА»
Изготовление модели (рис. 164)
начнем с рейки-фюзеляжа. Сначала
выстругаем рейку длиной 400 мм и
сечением 3X3 мм. К одному ее концу
прикрепим с помощью ниток и
клея подшипник (сосновый брусо-
чек) длиной 8 мм и сечением 3X6 мм
для верхнего пропеллера-ротора.
Второй конец рейки, начиная с се-
редины, состругаем на конус, се-
чение которого на самом конце
1X1 мм. Крючок для резиномотора
изогнем из стальной проволоки диа-
метром 0,8 мм и прикрепим его к
середине рейки.
Теперь нам надо изготовить два
винта-ротора. Диаметр верхнего ро-
тора 350 мм, нижнего —400 мм.
Передние кромки винтов можно сде-
лать из сосновых или бамбуковых
реек. Сечение их в центре 3X3 мм,
а -к концам плавно уменьшается до
размера 1,5X1.5 мм. Передние
кромки изогнем по чертежу.
Установим в каждую лопасть
по две нервюры. Для этого заострим
один конец каждой нервюры и вста-
вим его в щель, проделанную кон-
Рис. 164. Конструкция модели вертолета «Стре-
коза».
157
цом ножа в передней кромке. Желательно изогнуть нервюры, придав им
профиль крыла.
Чтобы получить заднюю кромку винта, натянем нитку, соединив концы
передних кромок и хвостиков нервюр. Крючок для резиномотора изогнем из
стальной проволоки диаметром 0,8 мм и прикрепим его в центре верхнего
винта. Проденем крючок через подшипник и наденем одну-две шайбочки
для уменьшения трения.
Обтяжку винтов изготовим из конденсаторной бумаги.
Теперь мы должны придать винтам необходимую форму и прежде всего
угол поперечного V. Для этого в центре винта согнем переднюю кромку, при-
дав ей угол поперечного V, равный 5—10°. То же сделаем и на втором винте.
Ближе к центру винта установочные углы лопастей должны быть в пре-
делах 30—40°, а к концам лопастей уменьшаться в 1,5—2 раза. Нужно ста-
раться, чтобы закрутка лопастей получилась одинаковой.
Второй винт с помощью ниток прикрепим к рейке-фюзеляжу, расположив
его на 30—50 мм выше нижнего крючка для резиномотора.
Резиномотор сделаем из 4—6 круглых резиновых нитей.
Наша модель готова. Закрутим верхний винт на 30 оборотов и выпустим
модель в полет. Если закрутка лопастей получилась одинаковой, а сама мо-
дель легкой, то она плавно и почти вертикально взлетит вверх. Если же взлет
происходит неровно или только по горизонтали, то надо к концу рейки-фюзе-
ляжа приклеить небольшое оперение из плотной бумаги. Размеры и форма
оперения показаны на рисунке.
Еще раз проверим закрутку, определяя на глаз равенство углов на ло-
пастях.
Для того чтобы улучшить летные данные модели, можно рекомендовать
верхний ротор сделать двухлопастным, как у нашей модели, а нижний —
четырехлопастным.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
АнощенкоН. Д. Воздухоплаватели. М., 1960.
Арлазоров М. С. Конструкторы. М., 1975.
Вайсберг Дж. Метеорология/ Пер. с англ. Л., 1980.
Гаевский О. К. Авиамоделирование. М., 1964.
Г а й Д. И. Вертолеты зовутся Ми. М., 1973.
Д у з ь П. Д. История воздухоплавания и авиации в СССР. М., 1960.
Ермаков А. М. Авиамодельный спорт. М., 1969.
Загордан А. М. Элементарная теория вертолета. М., 1960.
Иллюстрированный авиационный словарь для молодежи. М., 1964.
История гражданской авиации СССР / Под общ. ред. Б. 11. Бугаева. М., 1983.
Лети, модель/ Сост. М. С. Лебединский; Под общ. ред. Б. Л. Симакова. М., 1970.
М и л ь М. Л. Вертолеты. М., 1957.
Модельные двигатели/ Зуев В. П., Камышев Н. И., Качурин М. Б., Голубев Ю. А. М.,
1973.
Основы теории полета самолета/ Ефимов А. Н., Пархута А. Н., Тилевич И. А. и др.
М., 1957.
Самолеты страны Советов / Сост. П. С. Старостин, Под общ. ред. Б. Л. Симакова. М.,
1974.
Смирнов Э. П. Как сконструировать и построить летающую модель. М., 1973.
Яковлев А. С. Советские самолеты. М., 1975.
Яковлев А. С. Цель жизни. М., 1969.
Журналы: Авиация и космонавтика,
Крылья родины,
Моделист-конструктор,
Юный техник (с приложениями),
Техника — молодежи.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора..............................................3
Глава 1. Мастерская авиамоделиста ............................. 4
Глава 2. Летательные аппараты — почему и как они летают. ..11
Глава 3. Воздушные змеи ............................... 29
Глава 4. Модели воздушных шаров и дирижаблей • 47
Глава 5. Модели планеров.....................................60
Глава 6. Модели самолетов ..................................«95
Глава 7. Модели вертолетов..................................|45
Алексей Михайлович ЕРМАКОВ
ПРОСТЕЙШИЕ АВИАМОДЕЛИ
Зав. редакцией Т. С. Дагаева
Редактор В. В. Чибирева
Младший редактор Т. Н. Клюева
Художники Ю. В. Назаров, В. А. Сайчук
Художественный редактор Л. Г. Бакушева
Технический редактор Е. Н. Зелянина
Корректоры Л. А. Ежова, М. Ю. Сергеева
ИБ № 7775
Сдано в набор 06.03.84. Подписано к печати 10.10.84. А 12411 Формат 70 X 90*/i6 Бумага книжно-журнальная. Гарнитура
литерат. Печать офсетная. Усл. печ. л. 11,70-4-0.29 форз Усл. кр. отт. 12.73 Уч.-изд л. 12,38 4-0.53 форз. Тираж 362000 экз.
Заказ № 776 Цена 60 коп
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение» Государственно!о комитета РСФСР по делам изда-
тельств, полиграфии и книжной торговли. 129 846. Москва. ГСП-110, 3-й проезд Марьиной рощи, 41
Смоленский полиграфкомбинат Росглавполиграфпрома Государственного комитета РСФСР по делам издательств, поли-
графии и книжной торговли. Смоленск-20, ул. Смольянинова, I
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
SHEBA.SPBPU/ZA
Хочу всё знать (теория)
ЮНЫЙ ТЕХНИК (ПРАКТИКА)
ДОМОВОДСТВО (УСЛОВИЯ)