Пульсирующие реактивные двигатели для авиамоделей. Реактивный двигатель для авиамоделей
Модельные турбо-реактивные двигатели. — Паркфлаер
Запуск первых модельных турбореактивных двигателей, рассказывает нам пионер этой техники в России Виталий Робертус, напоминал небольшой подвиг. Для запуска была строго необходима команда из четырех человек. Они обступали модель самолета, первый – держа в руках водолазный баллон со сжатым воздухом, второй – баллон с бытовым газом, третий – огнетушитель побольше, а четвертый, с пультом управления, был собственно пилотом. Последовательность запуска была следующей. Сначала сжатым воздухом дули на крыльчатку компрессора, раскручивая его до 3000 оборотов в минуту. Потом подавали газ и поджигали его, пытаясь получить устойчивое горение в камерах сгорания. После этого надо было умудриться переключиться на подачу керосина. Вероятность благополучного исхода была крайне мала. Как правило, в половине случаев случался пожар, вовремя не срабатывал огнетушитель, и от турбореактивной модели оставались одни головешки. Бороться с этим на первоначальном этапе пытались простыми методами – увеличив команду запуска еще на одного человека с дополнительным огнетушителем. Как правило, после просмотра видеозаписей таких подвигов энтузиазм потенциальных турбореактивных моделистов быстро испарялся.
Отец модельного ТРД.
Рождению модельных турбореактивных авиадвигателей, как, впрочем, и полноразмерных, мы обязаны германским инженерам. Отцом микротурбин принято считать Курта Шреклинга, создавшего простой, технологичный и дешевый в производстве двигатель еще лет двадцать назад. Примечательно, что он в деталях повторял первый немецкий турбореактивный двигатель HeS 3, созданный Пабстом фон Охайном в далеком 1939 году (см. статью на стр. 46). Одноконтурный центробежный компрессор, посаженный на один вал с одноконтурной же турбиной. Конструкция была сколь простой, столь и выдающейся. Шреклинг выбрал центробежный компрессор из-за простоты реализации и меньших требований по допускам – он обеспечивал вполне достаточное увеличение давления в 2,4–2,7 раза.
Крыльчатку компрессора Шреклинг делал из дерева (!), усиленного углеволокном. Самодельное колесо турбины было изготовлено из 2,5-миллиметровой жести. Настоящим инженерным откровением была камера сгорания с испарительной системой впрыска, где по змеевику длиной примерно в 1 м подавалось топливо. При длине всего в 260 мм и диаметре 110 мм двигатель весил 700 г и выдавал тягу в 30 Н! Это до сих пор самый тихий ТРД в мире, потому как скорость покидания газа в сопле двигателя составляла всего 200 м/с. Во все это верится с трудом – один человек в одиночку проделал путь, который на полстолетия раньше не могли осилить государства. Тем не менее двигатель Шреклинга был создан, на нем летали модели самолетов, и по лицензии производство наборов для самостоятельной сборки наладили несколько стран. Самым известным стал FD-3 австрийской фирмы Schneider–Sanchez.
Первыми полностью собранными серийными авиамодельными турбинами были JPX-Т240 французской фирмы Vibraye и японская J-450 Sophia Precision. Удовольствие было недешевым, одна «София» стоила в 1995 году $5800. И надо было обладать очень весомыми аргументами, чтобы доказать супруге, что турбина намного важнее, чем новая кухня, и что старое семейное авто вполне может протянуть еще пару лет, а вот с турбиной для самолетика ждать ну никак нельзя.
Почти космический корабль.
Вторую революцию в мини-турбиностроении произвела немецкая компания JetCat. «Году в 2001-м в каком-то западном авиамодельном магазине мне в руки попался каталог Graupner, – вспоминает Виталий Робертус, – в нем я наткнулся на описание JetCat P-80 – турбины с автоматическим запуском. ‘Щелкните выключателем на передатчике, через 45 секунд турбина сама раскрутится, заведется и передаст управление на передатчик’, уверял каталог. В общем, не поверив, но набрав необходимые $2500, я вернулся в Россию счастливым обладателем первого в стране модельного турбореактивного двигателя. Был счастлив несказанно, будто купил собственный космический корабль! Но самое главное – каталог не врал! Турбина действительно запускалась единственной кнопкой».
Умная турбина.
Главное ноу-хау немецкой компании – электронный блок управления турбиной, разработанный Херстом Ленерцем. Как же работает современная авиационная турбина?
JetCat добавила к уже стандартной турбине Шреклинга электрический стартер, датчик температуры, оптический датчик оборотов, насос-регулятор и электронные «мозги», которые заставили все это вместе работать. После подачи команды на запуск первым включается электрический стартер, который и раскручивает турбину до 5000 оборотов. Далее через шесть форсунок (тоненькие стальные трубочки диаметром 0,7 мм) в камеру сгорания начинает поступать газовая смесь (35% пропана и 65% бутана), которая поджигается обычной авиамодельной калильной свечой. После появления устойчивого фронта горения в форсунки одновременно с газом начинает подаваться керосин. По достижении 45 000–55 000 оборотов в минуту двигатель переходит только на керосин. Затем опускается на малые (холостые) обороты (33 000–35 000). На пульте загорается зеленая лампочка – это означает, что бортовая электроника передала управление турбиной на пульт радиоуправления. Все. Можно взлетать.
Последний писк микротурбинной моды – замена авиамодельной калильной свечи на специальное устройство, распыляющее керосин, который, в свою очередь, воспламеняет раскаленная спираль. Подобная схема позволяет и вовсе отказаться от газа при старте. У такого двигателя два недостатка: увеличение цены и потребления электроэнергии. Для сравнения: керосиновый старт потребляет 700–800 мАч аккумулятора, а газовый – 300–400 мАч. А на борту самолета, как правило, стоит литий-полимерный аккумулятор емкостью в 4300 мАч. Если использовать газовый старт, то перезаряжать его в течение дня полетов не потребуется. А вот в «керосиновом» случае придется.
Внутренности.
Реактивные самолеты стоят особняком в мире авиамоделизма, федерация реактивной авиации даже не входит в FAI. Причин много: и сами пилоты помоложе, и «входной билет» подороже, и скорости повыше, и самолеты посложнее. Турбинные самолеты маленькими не бывают – 2–2,5 м в длину. Турбореактивные двигатели позволяют развивать скорость от 40 до 350 км/ч. Можно и быстрее, но тогда непонятно, как управлять. Обычная скорость пилотирования составляет 200–250 км/ч. Взлет осуществляется на скорости 70–80 км/ч, посадка – 60–70 км/ч.
Такие скорости диктуют совершенно особые требования по прочности – большинство элементов конструкции в 3–4 раза прочнее, чем в поршневой авиации. Ведь нагрузка растет пропорционально квадрату скорости. В реактивной авиации разрушение неправильно рассчитанной модели прямо в воздухе – вполне обычное явление. Огромные нагрузки диктуют и специфические требования к рулевым машинкам: начиная от силы в 12–15 кгс до 25 кгс на щитках и закрылках.
Механизация самолета – отдельный разговор. Без механизации крыла скорость при посадке может составить 120–150 км/ч, что почти наверняка грозит потерей самолета. Поэтому реактивные самолеты оборудуют как минимум закрылками. Как правило, есть воздушный тормоз. На наиболее сложных моделях устанавливают и предкрылки, которые работают как при взлете-посадке, так и в полете. Шасси – разумеется, убирающееся – снабжается дисковыми или барабанными тормозами. Иногда на самолеты ставят тормозные парашюты.
Все это требует множества сервомашинок, которые потребляют массу электроэнергии. Сбой в питании почти наверняка приводит к катастрофе модели. Поэтому вся электропроводка на борту дублируется, дублируются и источники питания: их, как правило, два по 3–4 А. Плюс – отдельный аккумулятор для запуска двигателей.
Кстати, причиной гибели легендарной гигантской реактивной восьмимоторной копии B-52 были как раз неполадки электроники в полете. Десятки метров проводов внутри самолета начинают влиять друг на друга и вызывать паразитные наводки – полностью избежать их в такой сложной модели не удается.
Даже целая батарея сервомашинок не решает все самолетные проблемы: щитки, шасси, створки шасси и другие сервисные механизмы снабжены электронными клапанами, секвенсерами и пневмоприводами, которые запитываются от бортового баллона со сжатым воздухом в 6–8 атмосфер. Как правило, полной зарядки хватает на 5–6 выпусков шасси в воздухе.
На очень сложных и тяжелых моделях пневматика уже не работает – не хватает давления воздуха. На них применяют гидравлические тормозные системы и системы уборки шасси. Для этого на борту устанавливается небольшой насос, поддерживающий постоянное давление в системе. С чем так пока и не могут справиться моделисты, так это с постоянным подтеканием миниатюрных гидравлических систем.
Из коробки.
Реактивные авиамодели – хобби не для начинающих и даже не для продвинутых авиамоделистов, а для профессионалов. Слишком велика цена ошибки, слишком трудно ее не совершить. Виталий, например, за пять лет разбил десять моделей. А ведь он серебряный призер чемпионата мира!
Самостоятельное изготовление готовой модели – дело дорогое, долгое (около трех лет) и кропотливое. Это практически изготовление настоящего самолета: с чертежами, аэродинамическими трубами и экспериментальными прототипами. Как правило, делают копии хорошо летавших «взрослых» самолетов в масштабе от 1:4 до 1:9, тут главное – уложиться в конечный размер от двух до трех метров. Простая копия летать будет плохо, если вообще будет летать – в аэродинамике простое масштабирование не работает. Поэтому, сохраняя пропорции, полностью пересчитывают профили крыла, рулевые поверхности, воздухозаборники и т.д. – недаром многие из реактивных моделистов заканчивали Московский авиационный институт. Но даже тщательный расчет не спасает от ошибок – требуется разбить от трех до пяти прототипов, прежде чем модель будет «вылизана». Первый прототип теряют, как правило, из-за проблем с центровкой, второй – с рулевыми поверхностями, прочностью и т.д.
Впрочем, большинство авиамоделистов собирают модели не для того, чтобы их строить, а для того, чтобы летать. Поэтому очень удачные модели тиражируются на современных заводах и продаются в качестве наборов для самостоятельной сборки. Самый авторитетный производитель – немецкая компания Composite-ARF, на заводе которой корпуса и крылья изготавливают на самом настоящем конвейере с немецким же качеством. В тройку лидеров также входят германо-венгерский AIRWORLD и американский BVM Jets. Сделанные из самых современных материалов – стекло- и углепластика, – наборы для изготовления турбореактивных самолетов по стоимости на порядок отличаются от аналогичных наборов для поршневого авиамоделизма: цены стартуют от Є2000. При этом, чтобы из набора сделать летающую модель, надо затратить огромное количество сил – новичкам это просто не под силу. Но оно и понятно – это же самый настоящий современный самолет. На соревнованиях, например, уже никого не удивишь моделями с двигателями с отклоняемыми векторами тяги. В отличие, увы, от строевых воинских частей, где таких самолетов днем с огнем не сыщешь.
Наши чемпионы.
Реактивные авиамоделисты – это особая всемирная тусовка. Их главная организация, Международный комитет по реактивным моделям IJMC, раз в два года устраивает главное реактивное шоу – чемпионат мира. Впервые российская команда RUSJET принимала в нем участие в 2003 году в Южной Африке (50 участников). Потом была Венгрия-2005 (73 участника) и в этом году Северная Ирландия (100 участников).
IJMC, пожалуй, самая неформальная модельная ассоциация – кстати, не имеющая ничего общего с поршнево-планерной FAI. Попытка объединиться была, но после встречи стороны расстались без сожалений. «Реактивный комитет» более молодой и амбициозный, делает основной упор на шоу, «старенький» FAI – приверженец классики. Собственно, поэтому соревнования IJMC собирают свыше ста участников, а в некоторых древних дисциплинах FAI выступает пяток спортсменов. Но оставим разногласия федерациям, а сами вернемся к реактивной авиации.
Наиболее эффектный чемпионат мира по радиоуправляемым моделям-копиям проходит в два этапа, на каждом из них участник набирает 50% очков. Первый – это стендовая оценка модели, где судьи дотошно оценивают соответствие оригиналу, сравнивая выставленную модель с чертежами и фотографиями. Кстати, на последнем чемпионате мира, проходившем в Северной Ирландии с 3 по 15 июля 2007 года, наша команда RUSJET с копией BAe HAWK TMk1A 208 SQUADRON RAF Valley 2006 Display Team (таково полное название) на стенде набрала наибольшее количество очков. Но все, конечно, решают полеты. Каждый участник выполняет три зачетных полета, из которых два лучших идут в итоговый зачет. Не каждый самолет доживает до итогового зачета. В Африке разбились восемь моделей, в Венгрии – четыре, на нынешнем чемпионате – две. Кстати, RUSJET на своих первых двух чемпионатах потеряла модели как раз в катастрофах. Тем более значительным выглядит наше второе место в чемпионате мира этого года, где российским пилотам удалось перелетать немцев – непререкаемых авторитетов в малой реактивной авиации. «Это все равно что на ‘Формуле-1’ объехать Шумахера», – говорит пилот RUSJET Виталий Робертус.
Ну что, понравилось? А ведь еще существуют турбовинтовые модели самолетов и турбореактивные вертолеты. сайт первоисточник http://www.popmech.ru/article/2153-reaktivnaya-mikroaviatsiya/
Реактивная микроавиация: Турбо-модели | Журнал Популярная Механика
Многие конструкторы авиадвигателей были уверены, что построить настоящий турбореактивный двигатель для авиамоделей невозможно даже теоретически. Тем не менее такие двигатели не только существуют, но и летают более десяти лет.
МиГ-29 — один из самых популярных самолетов среди «реактивных» авиамоделистов. Эта любовь объясняется превосходной аэродинамикой прототипа
Самый сложный в мире набор для сборки реактивной модели МиГ-29 с двумя турбореактивными двигателями и гидравлической системой уборки шасси выпускает немецкая компания Composite-ARF. На разработку и доводку модели было потрачено три года. Цена набора без двигателей и радиоуправления — 8 500 евро. Точность изготовления моделей просто фантастическая! Скрупулезно имитируется все, вплоть до окалины на соплах истребителя
Jetcat P-160: серийный модельный турбореактивный авиадвигатель с отклоняемым вектором тяги и, собственно, тягой в 16 кг
Если бы не пилот рядом, реактивную модель на фотографии можно было бы легко принять за настоящий самолет
Самолет-легенда Blackbird SR-71
Накачка самолетной пневматической системы
Если бы не чемоданчики и люди на взлетной полосе, все это можно было бы принять за фотографию очереди самолетов на рулежной дорожке обычного аэродрома
Для управления реактивным самолетом используется аппаратура с максимальным количеством каналов. Многие моделисты конструируют такие пульты самостоятельно. Рекордсмен среди серийных пультов — 14-канальная Futaba
Легенда в мире реактивного моделизма, конструктор из Германии Питер Михель, прославился созданием многомоторных турбореактивных моделей-копий больших пассажирских авиалайнеров: Concorde, Ил-62, Boeing-747, Airbus A-380. Финансируют постройку этих дорогостоящих летающих моделей либо производители самолетов, либо пассажирские авиакомпании
Наши чемпионы: команда RUSJET со своим рекордным самолетом, завоевавшие «серебро» на Чемпионате мира 2007
Новейший сверхманевренный МиГ-29ОВТ застыл на взлетной полосе, слегка шевеля соплами двигателей с отклоняемым вектором тяги. Затем раздался свист турбин, и, присев, самолет начал стремительный разбег по взлетной полосе военного аэродрома. Взлет — и он свечой ушел в небо, после чего на глазах восхищенных зрителей начал крутить фигуры высшего пилотажа: кобру Пугачева, колокол, двойной кульбит и другие, названия которым даже еще не придуманы. Выполнив программу, истребитель зашел на посадку и плавно подкатил к лучшему шоу-пилоту Италии Себастьяно Сильвестре. Лишь тут стало видно, что МиГ хвостовым оперением едва достает пилоту до пояса.
Пионеры с огнетушителями
Запуск первых модельных турбореактивных двигателей, рассказывает нам пионер этой техники в России Виталий Робертус, напоминал небольшой подвиг. Для запуска была строго необходима команда из четырех человек. Они обступали модель самолета, первый — держа в руках водолазный баллон со сжатым воздухом, второй — баллон с бытовым газом, третий — огнетушитель побольше, а четвертый, с пультом управления, был собственно пилотом. Последовательность запуска была следующей. Сначала сжатым воздухом дули на крыльчатку компрессора, раскручивая его до 3000 оборотов в минуту. Потом подавали газ и поджигали его, пытаясь получить устойчивое горение в камерах сгорания. После этого надо было умудриться переключиться на подачу керосина. Вероятность благополучного исхода была крайне мала. Как правило, в половине случаев случался пожар, вовремя не срабатывал огнетушитель, и от турбореактивной модели оставались одни головешки. Бороться с этим на первоначальном этапе пытались простыми методами — увеличив команду запуска еще на одного человека с дополнительным огнетушителем. Как правило, после просмотра видеозаписей таких подвигов энтузиазм потенциальных турбореактивных моделистов быстро испарялся.
Отец модельного ТРД
Рождению модельных турбореактивных авиадвигателей, как, впрочем, и полноразмерных, мы обязаны германским инженерам. Отцом микротурбин принято считать Курта Шреклинга, создавшего простой, технологичный и дешевый в производстве двигатель еще лет двадцать назад. Примечательно, что он в деталях повторял первый немецкий турбореактивный двигатель HeS 3, созданный Пабстом фон Охайном в далеком 1939 году (см. статью на стр. 46). Одноконтурный центробежный компрессор, посаженный на один вал с одноконтурной же турбиной. Конструкция была сколь простой, столь и выдающейся. Шреклинг выбрал центробежный компрессор из-за простоты реализации и меньших требований по допускам — он обеспечивал вполне достаточное увеличение давления в 2,4−2,7 раза.
Крыльчатку компрессора Шреклинг делал из дерева (!), усиленного углеволокном. Самодельное колесо турбины было изготовлено из 2,5-миллиметровой жести. Настоящим инженерным откровением была камера сгорания с испарительной системой впрыска, где по змеевику длиной примерно в 1 м подавалось топливо. При длине всего в 260 мм и диаметре 110 мм двигатель весил 700 г и выдавал тягу в 30 Н! Это до сих пор самый тихий ТРД в мире, потому как скорость покидания газа в сопле двигателя составляла всего 200 м/с. Во все это верится с трудом — один человек в одиночку проделал путь, который на полстолетия раньше не могли осилить государства. Тем не менее двигатель Шреклинга был создан, на нем летали модели самолетов, и по лицензии производство наборов для самостоятельной сборки наладили несколько стран. Самым известным стал FD-3 австрийской фирмы Schneider-Sanchez.
Первыми полностью собранными серийными авиамодельными турбинами были JPX-Т240 французской фирмы Vibraye и японская J-450 Sophia Precision. Удовольствие было недешевым, одна «София» стоила в 1995 году $5800. И надо было обладать очень весомыми аргументами, чтобы доказать супруге, что турбина намного важнее, чем новая кухня, и что старое семейное авто вполне может протянуть еще пару лет, а вот с турбиной для самолетика ждать ну никак нельзя.
Почти космический корабль
Вторую революцию в мини-турбиностроении произвела немецкая компания JetCat. «Году в 2001-м в каком-то западном авиамодельном магазине мне в руки попался каталог Graupner, — вспоминает Виталий Робертус, — в нем я наткнулся на описание JetCat P-80 — турбины с автоматическим запуском. ‘Щелкните выключателем на передатчике, через 45 секунд турбина сама раскрутится, заведется и передаст управление на передатчик', уверял каталог. В общем, не поверив, но набрав необходимые $2500, я вернулся в Россию счастливым обладателем первого в стране модельного турбореактивного двигателя. Был счастлив несказанно, будто купил собственный космический корабль! Но самое главное — каталог не врал! Турбина действительно запускалась единственной кнопкой».
Умная турбина
Главное ноу-хау немецкой компании — электронный блок управления турбиной, разработанный Херстом Ленерцем. Как же работает современная авиационная турбина?
JetCat добавила к уже стандартной турбине Шреклинга электрический стартер, датчик температуры, оптический датчик оборотов, насос-регулятор и электронные «мозги», которые заставили все это вместе работать. После подачи команды на запуск первым включается электрический стартер, который и раскручивает турбину до 5000 оборотов. Далее через шесть форсунок (тоненькие стальные трубочки диаметром 0,7 мм) в камеру сгорания начинает поступать газовая смесь (35% пропана и 65% бутана), которая поджигается обычной авиамодельной калильной свечой. После появления устойчивого фронта горения в форсунки одновременно с газом начинает подаваться керосин. По достижении 45 000−55 000 оборотов в минуту двигатель переходит только на керосин. Затем опускается на малые (холостые) обороты (33 000−35 000). На пульте загорается зеленая лампочка — это означает, что бортовая электроника передала управление турбиной на пульт радиоуправления. Все. Можно взлетать.
Последний писк микротурбинной моды — замена авиамодельной калильной свечи на специальное устройство, распыляющее керосин, который, в свою очередь, воспламеняет раскаленная спираль. Подобная схема позволяет и вовсе отказаться от газа при старте. У такого двигателя два недостатка: увеличение цены и потребления электроэнергии. Для сравнения: керосиновый старт потребляет 700−800 мАч аккумулятора, а газовый — 300−400 мАч. А на борту самолета, как правило, стоит литий-полимерный аккумулятор емкостью в 4300 мАч. Если использовать газовый старт, то перезаряжать его в течение дня полетов не потребуется. А вот в «керосиновом» случае придется.
Внутренности
Реактивные самолеты стоят особняком в мире авиамоделизма, федерация реактивной авиации даже не входит в FAI. Причин много: и сами пилоты помоложе, и «входной билет» подороже, и скорости повыше, и самолеты посложнее. Турбинные самолеты маленькими не бывают — 2−2,5 м в длину. Турбореактивные двигатели позволяют развивать скорость от 40 до 350 км/ч. Можно и быстрее, но тогда непонятно, как управлять. Обычная скорость пилотирования составляет 200−250 км/ч. Взлет осуществляется на скорости 70−80 км/ч, посадка — 60−70 км/ч.
Такие скорости диктуют совершенно особые требования по прочности — большинство элементов конструкции в 3−4 раза прочнее, чем в поршневой авиации. Ведь нагрузка растет пропорционально квадрату скорости. В реактивной авиации разрушение неправильно рассчитанной модели прямо в воздухе — вполне обычное явление. Огромные нагрузки диктуют и специфические требования к рулевым машинкам: начиная от силы в 12−15 кгс до 25 кгс на щитках и закрылках.
Механизация самолета — отдельный разговор. Без механизации крыла скорость при посадке может составить 120−150 км/ч, что почти наверняка грозит потерей самолета. Поэтому реактивные самолеты оборудуют как минимум закрылками. Как правило, есть воздушный тормоз. На наиболее сложных моделях устанавливают и предкрылки, которые работают как при взлете-посадке, так и в полете. Шасси — разумеется, убирающееся — снабжается дисковыми или барабанными тормозами. Иногда на самолеты ставят тормозные парашюты.
Все это требует множества сервомашинок, которые потребляют массу электроэнергии. Сбой в питании почти наверняка приводит к катастрофе модели. Поэтому вся электропроводка на борту дублируется, дублируются и источники питания: их, как правило, два по 3−4 А. Плюс — отдельный аккумулятор для запуска двигателей.
Кстати, причиной гибели легендарной гигантской реактивной восьмимоторной копии B-52 были как раз неполадки электроники в полете. Десятки метров проводов внутри самолета начинают влиять друг на друга и вызывать паразитные наводки — полностью избежать их в такой сложной модели не удается.
Даже целая батарея сервомашинок не решает все самолетные проблемы: щитки, шасси, створки шасси и другие сервисные механизмы снабжены электронными клапанами, секвенсерами и пневмоприводами, которые запитываются от бортового баллона со сжатым воздухом в 6−8 атмосфер. Как правило, полной зарядки хватает на 5−6 выпусков шасси в воздухе.
На очень сложных и тяжелых моделях пневматика уже не работает — не хватает давления воздуха. На них применяют гидравлические тормозные системы и системы уборки шасси. Для этого на борту устанавливается небольшой насос, поддерживающий постоянное давление в системе. С чем так пока и не могут справиться моделисты, так это с постоянным подтеканием миниатюрных гидравлических систем.
Из коробки
Реактивные авиамодели — хобби не для начинающих и даже не для продвинутых авиамоделистов, а для профессионалов. Слишком велика цена ошибки, слишком трудно ее не совершить. Виталий, например, за пять лет разбил десять моделей. А ведь он серебряный призер чемпионата мира!
Самостоятельное изготовление готовой модели — дело дорогое, долгое (около трех лет) и кропотливое. Это практически изготовление настоящего самолета: с чертежами, аэродинамическими трубами и экспериментальными прототипами. Как правило, делают копии хорошо летавших «взрослых» самолетов в масштабе от 1:4 до 1:9, тут главное — уложиться в конечный размер от двух до трех метров. Простая копия летать будет плохо, если вообще будет летать — в аэродинамике простое масштабирование не работает. Поэтому, сохраняя пропорции, полностью пересчитывают профили крыла, рулевые поверхности, воздухозаборники и т. д. — недаром многие из реактивных моделистов заканчивали Московский авиационный институт. Но даже тщательный расчет не спасает от ошибок — требуется разбить от трех до пяти прототипов, прежде чем модель будет «вылизана». Первый прототип теряют, как правило, из-за проблем с центровкой, второй — с рулевыми поверхностями, прочностью и т. д.
Впрочем, большинство авиамоделистов собирают модели не для того, чтобы их строить, а для того, чтобы летать. Поэтому очень удачные модели тиражируются на современных заводах и продаются в качестве наборов для самостоятельной сборки. Самый авторитетный производитель — немецкая компания Composite-ARF, на заводе которой корпуса и крылья изготавливают на самом настоящем конвейере с немецким же качеством. В тройку лидеров также входят германо-венгерский AIRWORLD и американский BVM Jets. Сделанные из самых современных материалов — стекло- и углепластика, — наборы для изготовления турбореактивных самолетов по стоимости на порядок отличаются от аналогичных наборов для поршневого авиамоделизма: цены стартуют от Є2000. При этом, чтобы из набора сделать летающую модель, надо затратить огромное количество сил — новичкам это просто не под силу. Но оно и понятно — это же самый настоящий современный самолет. На соревнованиях, например, уже никого не удивишь моделями с двигателями с отклоняемыми векторами тяги. В отличие, увы, от строевых воинских частей, где таких самолетов днем с огнем не сыщешь.
Наши чемпионы
Реактивные авиамоделисты — это особая всемирная тусовка. Их главная организация, Международный комитет по реактивным моделям IJMC, раз в два года устраивает главное реактивное шоу — чемпионат мира. Впервые российская команда RUSJET принимала в нем участие в 2003 году в Южной Африке (50 участников). Потом была Венгрия-2005 (73 участника) и в этом году Северная Ирландия (100 участников).
IJMC, пожалуй, самая неформальная модельная ассоциация — кстати, не имеющая ничего общего с поршнево-планерной FAI. Попытка объединиться была, но после встречи стороны расстались без сожалений. «Реактивный комитет» более молодой и амбициозный, делает основной упор на шоу, «старенький» FAI — приверженец классики. Собственно, поэтому соревнования IJMC собирают свыше ста участников, а в некоторых древних дисциплинах FAI выступает пяток спортсменов. Но оставим разногласия федерациям, а сами вернемся к реактивной авиации.
Наиболее эффектный чемпионат мира по радиоуправляемым моделям-копиям проходит в два этапа, на каждом из них участник набирает 50% очков. Первый — это стендовая оценка модели, где судьи дотошно оценивают соответствие оригиналу, сравнивая выставленную модель с чертежами и фотографиями. Кстати, на последнем чемпионате мира, проходившем в Северной Ирландии с 3 по 15 июля 2007 года, наша команда RUSJET с копией BAe HAWK TMk1A 208 SQUADRON RAF Valley 2006 Display Team (таково полное название) на стенде набрала наибольшее количество очков. Но все, конечно, решают полеты. Каждый участник выполняет три зачетных полета, из которых два лучших идут в итоговый зачет. Не каждый самолет доживает до итогового зачета. В Африке разбились восемь моделей, в Венгрии — четыре, на нынешнем чемпионате — две. Кстати, RUSJET на своих первых двух чемпионатах потеряла модели как раз в катастрофах. Тем более значительным выглядит наше второе место в чемпионате мира этого года, где российским пилотам удалось перелетать немцев — непререкаемых авторитетов в малой реактивной авиации. «Это все равно что на ‘Формуле-1' объехать Шумахера», — говорит пилот RUSJET Виталий Робертус.
Ну что, понравилось? А ведь еще существуют турбовинтовые модели самолетов и турбореактивные вертолеты. Не верите? Я сам видел.
www.popmech.ru
Реактивные модели самолетов
Такие скорости диктуют совершенно особые требования по прочности — большинство элементов конструкции в 3−4 раза прочнее, чем в поршневой авиации. Ведь нагрузка растет пропорционально квадрату скорости. В реактивной авиации разрушение неправильно рассчитанной модели прямо в воздухе — вполне обычное явление. Огромные нагрузки диктуют и специфические требования к рулевым машинкам: начиная от силы в 12−15 кгс до 25 кгс на щитках и закрылках.
Механизация самолета — отдельный разговор. Без механизации крыла скорость при посадке может составить 120−150 км/ч, что почти наверняка грозит потерей самолета. Поэтому реактивные самолеты оборудуют как минимум закрылками. Как правило, есть воздушный тормоз. На наиболее сложных моделях устанавливают и предкрылки, которые работают как при взлете-посадке, так и в полете. Шасси — разумеется, убирающееся — снабжается дисковыми или барабанными тормозами. Иногда на самолеты ставят тормозные парашюты.
Все это требует множества сервомашинок, которые потребляют массу электроэнергии. Сбой в питании почти наверняка приводит к катастрофе модели. Поэтому вся электропроводка на борту дублируется, дублируются и источники питания: их, как правило, два по 3−4 А. Плюс — отдельный аккумулятор для запуска двигателей.
Кстати, причиной гибели легендарной гигантской реактивной восьмимоторной копии B-52 были как раз неполадки электроники в полете. Десятки метров проводов внутри самолета начинают влиять друг на друга и вызывать паразитные наводки — полностью избежать их в такой сложной модели не удается.
Даже целая батарея сервомашинок не решает все самолетные проблемы: щитки, шасси, створки шасси и другие сервисные механизмы снабжены электронными клапанами, секвенсерами и пневмоприводами, которые запитываются от бортового баллона со сжатым воздухом в 6−8 атмосфер. Как правило, полной зарядки хватает на 5−6 выпусков шасси в воздухе.
На очень сложных и тяжелых моделях пневматика уже не работает — не хватает давления воздуха. На них применяют гидравлические тормозные системы и системы уборки шасси. Для этого на борту устанавливается небольшой насос, поддерживающий постоянное давление в системе. С чем так пока и не могут справиться моделисты, так это с постоянным подтеканием миниатюрных гидравлических систем.
fishki.net
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель с системой зажигания от Hobbyking
Внимание!!! Данный двигатель следует эксплуатировать с предельной осторожностью, и постоянно помнить что он работает на взрыво и пожароопасном бензине. Обеспечьте безопасность себе и окружающим до, во время и после полетов модели с использованием данного двигателя!
Вы слышите это??? Нет, это не импеллерник. Шутки кончились, это настоящий реактивный двигатель!!!
Сама конструкция данного типа реактивного двигателя не нова, и успешно используется аж с середины прошлого века. Наиболее успешно его использовала Нацистская Германия для оснащения им своих ракет V-1 (она же Фау-1), которые за характерный звук работы прозвали «жужжащими ракетами».
Простота конструкции данных типов реактивных двигателей позволило легко внедрить их в любительское авиамоделирование, и первые рекорды полетов были поставлены именно с ними. Их стоит один раз услышать, и больше Вы их ни с чем не спутаете!
Данный двигатель из эпохи полной новаторства, экспериментов и новых конструкторских идей. Теперь и у Вас появилась возможность повернуть время немного вспять и почувствовать с чего все начиналось!
Но несмотря на солидный возраст этого типа РД, данный комплект обладает высоким качеством исполнения и поставляется со всем необходимым к запуску, кроме топлива (обыкновенного бензина) и насоса (например велосипедного), необходимо лишь подключить его к баку посредством топливной магистрали.
Приобретая данный двигатель, Вы либо хотите поностальгировать, либо сильно насолить своим соседям…)))
Характеристики:
Длина: 550мм
Диаметр: 64мм
Топливные каналы/перепропускные мембраны: 10
Вес: 460г
Тяга: 1.6кг
Топливо: бензин (добавление масла не обязательно)
Воспламенение: посредством внешнего блока зажигания напряжением 20kv (участвует только в воспламенении факела)
В комплекте:
- пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПВРД)
- запасные части (в том числе лепестковый клапан и свеча зажигания)
- монтажные скобы
- блок зажигания 20kv
Необходимо приобрести:
- 2-3 баночный аккумулятор литий-полимерный с разъемом XT60 (для зажигания)
- топливный бак и шланги для подачи топлива
- насос способный обеспечить давление в 2,79атм = 40psi (для запуска). Например велосипедный для накачки колес
- шумоизолирующие наушники
Более подробно с устройством данного типа РД Вы можете ознакомиться например на http://ru.wikipedia.org
www.parkflyer.ru
Авиамодельный реактивный двигатель на унитарном топливе
Мы уже писали о удивительном ракетном и поршневом "водном" топливе не требующем воздуха и разбавляемом обычной водой (АСК и АСКХ). И вот наконец наше собственное изделие для этого прекрасного и дешевого и (!!!) безопасного топлива!Этот крохотный реактивный двигатель вполне может поднять в воздух небольшую модель самолета, так как его тяга на стенде достигала 376 грамм при собственном весе 50 грамм. Но при определенных условиях, была достигнута тяга около 2 кг, правда затем топливный насос "затыкался" обратным давлением из двигателя и реакция в двигателе затухала. Видимо требуется специальный насосик типа дизельного...Двигатель работает на азотном топливе АСКХ-0.01 (водяной смеси азотных удобрений с тяжелым неорганическим катализатором в пропорции 0.01) которое вы можете получить от нас наложенным платежом по почте.Для его запуска требуется создать создать начальное давление во входном патрубке не меньше чем в несколько атмосфер и достаточно высокую температуру на калильной свече. Мы использовали такую свечу (см. картинку). 
Если свеча вообще не используется, можно разогреть сам двигатель до температуры не меньше 300 градусов паяльной лампой или миниатюрной газовой горелкой.Затем реакция будет поддерживаться автоматически.Следует учитывать, что в двигателе по сути идет не горение топлива а сложная цепная реакция его разложения в паро-газ.При этом объем увеличивается почти в 1000 раз, и сам двигатель сильно разогревается.Если температура разогрева превышает 500-700 градусов, начнут разрушаться латунные элементы воспламенительной и форсуночной системы. Тогда нужно еще немного разбавить топливо водой.При этом эффективность двигателя снизится незначительно, так как вода участвует в образовании реактивного паро-газа (рабочего тела).Устройство двигателя просто и понятно из схемы и фотографий.
Это разборный корпус состоящий из центральной части в которую вставлена топливно-воспламенительная система с форсункой и калильной свечей от авиамодельного двигателя. А так же еще из двух половинок. Причем задняя половинка переходит в сопло с проходным отверстием в несколько миллиметров (зависит от объема двигателя и производительности топливного насоса).Половинки надеты на центральную часть и фиксированы четырьмя винтами каждая.Главный распылитель имеет отверстие примерно в 1 мм и направлен на свечу зажигания, а так же еще одно такое же отверстие направленное в сторону заднего конца двигателя, находящееся посередине диаметра камеры двигателя.ВНИМАНИЕ: При запуске двигателя может развиться очень высокое давление и его может разорвать. Само топливо вне двигателя совершенно безопасно, и ни при каких условиях гореть не будет. Но при взрыве может выделиться большая механическая энергия. Будьте осторожны с размерами сопло, и толщиной стенок двигателя.Мы использовали хорошую сталь толщиной 1 мм, а центральная часть 3 мм.ВНИМАНИЕ: Хотя продуктами распада является вода и углекислый газ, но в топливе присутствует тяжелый катализатор, вдыхание паров которого не улучшит вашего здоровье. Поэтому всегда испытывайте двигатель только на свежем воздухе!
owalon.com
Реактивная тяга
В настоящее время по авиамодельному спорту регулярно проводятся чемпионаты Европы и мира, курируемые международными организациями. Всего в авиамодельном спорте более 60 дисциплин, разбитых на 5 категорий, каждая из которых содержит основные и дополнительные классы. Элитой авиамодельного спорта являются спортсмены, соревнующиеся в классе радиоуправляемых реактивных копий, а основной организацией, объединяющей моделистов-реактивщиков, выступает Международный комитет по реактивным моделям, который раз в два года проводит чемпионаты мира.
Чемпион мира в классе реактивных моделей-копий Виталий Робертус готовит к взлёту свой Як-130.
На первом этапе соревнований радиоуправляемых реактивных копий оценивается точность соответствия модели оригиналу по размерности, деталировке и окраске, что даёт 50% очков. Судейский коллектив из 3-5 человек сравнивает модель с предоставленным участником комплектом документов (чертежи оригинала и около полусотни высококачественных крупноформатных фотографий самолёта-прототипа в разных ракурсах, со всеми характерными деталями). Судьи принимают во внимание мельчайшие элементы: панели обшивки, люки, замки, заклёпки, точность цветовой гаммы, опознавательные знаки, маркировку и даже потёртости и повреждения, замеченные на самолёте-прототипе. Забегая немного вперёд, скажем, что у модели Як-130 действующего чемпиона мира в этой категории Виталия Робертуса даже миниатюрные жидкокристаллические экраны приборов во время полёта модели показывают те же самые цифры, что и экраны реального самолёта.
Вторую половину очков даёт оценка на втором этапе, где участники выполняют по три полёта, из которых два лучших идут в итоговый зачёт. По элементам лётная программа содержит фигуры, выбранные участником из стандартного набора, которые наиболее соответствуют полёту самолёта-прототипа. При этом пилотажные фигуры могут быть даже сложнее – некоторые модели способны выдержать перегрузки до 20 g, тогда как тренированный пилот сохраняет работоспособность лишь при перегрузках до 10 g. На этом этапе основной задачей пилота является управление машиной во время руления, взлёта и самого полёта таким образом, чтобы поведение модели было максимально похоже на прототип. Судьи оценивают не только скорость и плавность полёта, угловые скорости модели при маневрировании, но и даже звук двигателей.
Модель в полёте.
При постройке модели-копии важно сохранить внешние пропорции прототипа, а также его аэродинамические свойства. Учитывая вязкость воздуха и другие параметры, получается, что чем больше модель, тем лучше она летает. Поэтому выгодно делать модель максимально крупной. Однако по правилам соревнований масса модели без топлива не должна превышать 20 кг, при этом масштаб модели и её фактический размер не регламентируются.
За прототип, как правило, берут хорошо летающие самолёты и воссоздают их в масштабе от 1:3 до 1:9 таким образом, чтобы размеры модели составляли 2-3 метра. После выбора масштаба модели приступают к её самостоятельному изготовлению. Процесс занимает по времени несколько лет, требует кропотливой работы и умеренных финансовых затрат. Первый этап – построение чертежей и расчётов. Несмотря на то, что модель обязана повторять прототип внешне, она должна и уметь самостоятельно летать на очень высоких скоростях. Так как в аэродинамике простое масштабирование не работает, то, сохраняя пропорции, полностью пересчитывают отклонения рулевых поверхностей, положение центра тяжести и другие важнейшие параметры. Помимо этого необходимо правильно распределить вес летательного аппарата. В процессе строительства проводятся необходимые статические и лётные испытания, иногда бывает, что на этом этапе происходят аварийные посадки или полное разрушение экспериментальной модели. Всё это мало чем отличается от создания настоящего самолёта с чертежами, аэродинамическими трубами и экспериментальными прототипами.
Чемпионаты мира по авиамоделизму – соревнования зрелищные. Они всегда собирают много зрителей самого разного возраста.
Возник реактивный авиамодельный спорт, кстати, совсем недавно, и объясняется это вот чем. Самолёты с реактивными двигателями стали строиться в 1940-х годах, но создать аналогичный двигатель миниатюрного размера не удавалось ещё целых полвека. В какой-то момент даже считалось, что это невозможно в принципе, так как из-за закона квадрата-куба при изменении размеров двигателя меняются и КПД, и другие его характеристики. Например, если сделать точную копию автомобильного двигателя размером со спичечный коробок, то работать она не будет. Модельные турбореактивные авиадвигатели появились благодаря немецкому инженеру Курту Шреклингу, которому удалось создать простой, технологичный и дешёвый в производстве механизм, который во многом повторял первый немецкий турбореактивный двигатель HeS 3, созданный в 1939 году Пабстом фон Охайном. И это стало настоящим техническим прорывом. Радиальный, маленький и холодный центробежный компрессор был посажен на один вал с одноконтурной горячей турбиной. Шреклинг выбрал центробежный компрессор из-за простоты реализации и меньших требований по допускам, к тому же, он обеспечивал вполне достаточное увеличение давления в 2,4−2,7 раза. Деревянная крыльчатка компрессора была усилена углеволокном, а колесо турбины было изготовлено из 2,5-миллиметровой жести. Настоящим инженерным откровением стала кольцевая камера сгорания с испарительной системой впрыска, где по змеевику длиной примерно в 1 м подавалось топливо. При длине всего в 260 мм и диаметре 110 мм двигатель Шреклинга весил 700 г и давал силу тяги в 22 Н. Скорость покидания газа в сопле двигателя составляла 200 м/с. Этот двигатель до сих пор остаётся самым тихим в мире.
Разработки Курта Шреклинга способствовали созданию промышленных образцов двигателей. Различными фирмами были созданы и несколько вариантов наборов для самостоятельной сборки, самым известным из которых стал FD-3 австрийской фирмы Schneider-Sanchez.
Первыми полностью собранными серийными авиамодельными турбинами были JPX-Т240 французской фирмы Vibraye и японская J-450 Sophia Precision. Они были очень надёжными и несложными в эксплуатации, но имели плохие разгонные характеристики. Плюс к этому удовольствие было не из дешёвых – одна «София» стоила в 1995 году $5800 – почти как новый автомобиль. В дальнейшем происходило упрощение предложенной Шреклингом конструкции и технологии двигателя, а её цена падала.
В 1994 году была выпущена турбина Pegasus с фантастическими по тем временам показателями: мощность в 10 кг силы тяги, максимальные обороты – 105 000, степень сжатия – 3,5 при расходе воздуха 0,28 кг/с, скорость выхода газа – 360 м/с. Масса двигателя со всеми агрегатами составляла 2300 г, а сама турбина имела размер 120 мм в диаметре и 270 мм в длину.
В 1995 году в свет вышла книга Томаса Кампса «Модельный реактивный двигатель» с расчётами и подробными чертежами турбины для самостоятельного изготовления. Томас Кампс, экспериментируя с турбиной Шреклинга, создал микротурбину KJ-66, в которой объединил все достижения в этой области на тот период времени. По существу, все сегодняшние образцы копируют и повторяют в той или иной степени заложенные в этой турбине агрегаты. После издания книг этот тип двигателя стал доступным и мог быть построен любым человеком с техническим мышлением при помощи базовых инженерных приспособлений, например, таких как токарный станок.
Наконец, следующую революцию в мини-турбиностроении произвела немецкая компания JetCat. Главным её нововведением стал электронный блок управления турбиной, разработанный Херстом Ленерцем. JetCat добавила к турбине электрический стартер, датчик температуры, оптический датчик оборотов, насос-регулятор и электронные «мозги», которые заставили всё это работать вместе. После подачи команды на запуск первым включается электрический стартер, который раскручивает турбину до 5000 оборотов. Далее через шесть форсунок (стальные трубочки диаметром 0,7 мм) в камеру сгорания начинает поступать газовая смесь (пропан и бутан), которая поджигается авиамодельной калильной свечой. После начала устойчивого горения в соседние форсунки начинает подаваться керосин. По достижении 45 000−55 000 оборотов в минуту двигатель переходит только на керосин, затем опускается на малые (холостые) обороты (33 000−35 000). На пульте загорается зелёная лампочка – это означает, что бортовая электроника передала управление турбиной на пульт радиоуправления. Теперь можно взлетать.
Сравните: для запуска первых модельных турбореактивных двигателей было необходимо как минимум четыре человека – один пилот, один человек с баллоном со сжатым воздухом, один с огнетушителем, и ещё один с газом для розжига. Последовательность запуска была следующей. Сначала сжатым воздухом дули на крыльчатку компрессора, раскручивая её до 3000 оборотов в минуту. Потом подавали газ и поджигали его, пытаясь получить устойчивое горение в камерах сгорания. После этого надо было умудриться переключиться на подачу керосина. Как правило, три четверти таких попыток заканчивались неудачами, зачастую пожарами – для таких случаев и требовался человек с огнетушителем.
В 2001 году, будучи во Франции, российский авиамоделист Виталий Робертус увидел в авиамодельном магазинчике каталог Graupner с описанием JetCat P-80 – турбины с автоматическим запуском. Каталог уверял, что через 45 секунд после включения турбина сама раскручивается, заводится и передаёт управление на передатчик. Такое чудо техники с полностью автоматическим стартом стоило тогда $2500. Не поверив в фантастические возможности агрегата, но всё же собрав необходимую сумму, Робертус вернулся в Россию счастливым обладателем первого в стране модельного турбореактивного двигателя. По его словам, тогдашнее счастье было сравнимо разве что с покупкой собственного спутника на орбите Земли. Самое поразительное, что каталог не врал, и турбина действительно запускалась единственной кнопкой. Эта покупка положила начало зарождению реактивного авиамоделизма в России и спустя 10 лет сделала Виталия Робертуса чемпионом мира по реактивному авиамодельному спорту.
О создании чемпионской модели (прототип Як-130) нам рассказали Чемпион мира Виталий Робертус и исполнительный директор авиационного спортивного клуба RUSJET Павел Лапшов.
Слева направо: Виталий Робертус, мастер спорта, шеф-пилот авиационного спортивного клуба RUSJET, шестикратный чемпион России, четырёхкратный вице-чемпион мира, действующий чемпион мира по авиамодельному спорту в классе реактивных радиоуправляемых моделей-копий. Павел Лапшов, кандидат в мастера спорта, тренер сборной команды России, исполнительный директор клуба RUSJET. Максим Львов, техник команды.
– Чемпионская реактивная копия Як-130… Какова предыстория её создания?
Виталий Робертус (В.Р.): Як-130 – всего лишь часть нашей деятельности, одно из наиболее ярких достижений. Путь коллектива RUSJET начался десять лет назад с появлением в России первого модельного реактивного двигателя. К этому моменту у нас уже был накоплен неплохой багаж опыта, интеллекта, образования. Мы все выпускники авиационного института, все с детства занимались моделированием в его классическом понимании.
Павел Лапшов (П.Л.): Сейчас детское техническое творчество, особенно моделирование, загибается. В нашем детстве из куска фанеры, найденной на помойке, мы строили мечту. А сейчас мама приводит детей в авиамодельный кружок, через месяц приходит и спрашивает: «А где самолёт, который сделал мой сын?» Ей начинают объяснять, что надо сначала сделать вертолёт Мохова – это такой пропеллер на палочке, надо научить ребёнка пилить лобзиком… А потом мама приносит коробку с китайской посылкой с деталями, и на этом моделизм заканчивается.
А наше детское увлечение, дополненное опытом и знаниями, перешло в серьёзный спорт и работу. К моменту, когда Виталий в 2001 году привёз из Франции первый реактивный авиамодельный двигатель, мы активно занимались полётами на поршневых моделях. Покупка того реактивного двигателя стала переломным моментом и предопределила создание в будущем клуба RUSJET.
В.Р.: Первый полёт собственной реактивной модели состоялся летом 2002 года на Ходынском поле. Увы, его нельзя назвать удачным. Лишь к 2007-му году мы накопили багаж технических знаний, позволяющий просто безаварийно эксплуатировать технику. Означает это следующее. Ты приобретаешь турбину, ставишь её на самый дешёвый китайский планер, пытаешься завести. Сначала не заводится; потом заводится, но загорается. Учишься, чтобы не загоралось и, наконец, чтобы взлетело.
Сейчас мы, кстати, создали «школу реактивщика», записав полтора десятка обучающих роликов в помощь новичкам, потому что сегодня они набивают себе ровно те же самые шишки, которые в своё время получили мы. Среди видео есть и очень интересные кадры, например, то, как в 2003 году на первом для нас Чемпионате мира в ЮАР наш самолёт (модель Л-39) в первом же туре сгорел и упал в саванну. Организаторы разрешили нам отлетать остальные туры на дублёре, но вне зачёта, позволив собрать первые крупицы соревновательного опыта. Это дало мощнейший толчок в понимании того, что необходим системный подход как в подготовке к полётам, так и в строительстве модели соревновательного уровня. В том же году у меня состоялся важный разговор с Павлом, после которого стало понятно, что наши позиции очень близки, и объединение наших усилий сулит значительные выгоды. Павел выразил желание принимать непосредственное участие в строительстве и подготовке реактивных моделей для участия в соревнованиях самого высокого уровня. И это был уже почти клуб.
Первый для Виталия Робертуса чемпионат мира (ЮАР-2003) закончился относительно неудачно: от Л-39 (вверху) остались лишь обуглившиеся кусочки (внизу). Но первые важные крупицы соревновательного опыта были получены.
В начале 2004 года мы арендовали помещение на окраине Москвы, закупили необходимые инструменты и приступили к строительству моделей. И их было построено много. Мы летали, накапливали опыт, к нам приходило чёткое понимание как текущих возможностей, так и того, что ещё предстоит сделать. Познакомились с Алексеем Прохоровым – одним из лётчиков пилотажной группы «Стрижи». Благодаря его поддержке и тому, что он сумел донести до руководства авиабазы «Кубинка», что авиамоделисты влюблены в небо не меньше настоящих пилотов, мы получили уникальную возможность периодически совершать тренировочные полёты на полосе авиабазы. Большинство нештатных ситуаций, когда происходили отказы двигателей, заканчивались для моделей минимальными повреждениями, благодаря длинной бетонной полосе авиабазы.
Тогда RUSJET существовал уже практически в том самом виде, что и сейчас. Смысл названия RUSJET наиболее полно отражает сущность нашего клуба – российское реактивное движение.
П.Л.: Начало чемпионата мира 2005 года в Венгрии вышло неплохим: по итогам стендовой оценки мы занимали третье место, но во втором туре вновь разбили самолёт – он взорвался и сгорел. И лишь спустя 2 года в Северной Ирландии мы, сделав правильные выводы из предыдущих выступлений, добились первого серьёзного результата, заняв второе место.
После этого успеха мы были приглашены выставить стенд на Московском космическом салоне, где увидели один из первых предсерийных Як-130, присмотрелись к нему и решили выбрать его прототипом для своей следующей модели. Он, как и все учебно-тренировочные самолёты, имеет небольшой размер, так что его можно было сделать в масштабе 1:4. На выбор повлиял и тот факт, что это самолёт дозвуковой, у него маленькая стреловидность крыла, умеренная толщина профилей, перспективная аэродинамическая схема, и это влияло на конструкцию модели.
Оглядываясь назад, мы видим, что это был стопроцентно правильный выбор. Но в то время перед нами встало два очень серьёзных вызова. Первый связан с тем, что на тот момент все летали только с одним двигателем, а на Як-130 их было два. За время эксплуатации этой модели 20 с лишним посадок пришлось делать на одном двигателе, техника эта всё-таки потенциально отказоопасная. А второй вызов был связан с тем, что раньше мы использовали покупные модели. Это означает, что модель делается из того, что ты достаёшь из коробки. Потом мы стали их модернизировать, подняли на высочайший уровень «макетку» – копийное сходство вплоть до самых маленьких элементов. Мы делаем копию всего, что видно снаружи, и никто и никогда в жизни не отличит эту модель от настоящего самолёта. Мы сами по фотографиям не отличаем. А потом на мировом чемпионате поменяли правила и ввели дополнительный бонус для тех, кто сам является изготовителем модели. В 2008 году мы поняли, что на чужих самолётах нам ловить больше нечего. Это был переломный момент, надо было набраться смелости и решиться сделать его самим.
В это сложно поверить, но на взлётной полосе стоит не настоящий Як-130, а его очень искусная копия. Выглядит и летает она, впрочем, ничуть не хуже.
– С чего вы начинали работу над этой моделью?
В.Р.: Один из самых ответственных этапов – это сбор документации, информации. На Як у нас на данный момент собрано порядка девяти тысяч фотографий одного конкретного борта. Это результат недельного пребывания на аэродроме со всякими фотоаппаратами, рулетками, линейками. Обмеряли всё – каждый элемент, каждую звёздочку, каждую надпись. И это только графическая часть. Что касается инженерной части, то КБ Яковлева отнеслось к нам очень добродушно. Руководство дало зелёный свет, и нам предоставили данные даже не в бумажном, а в электронном виде! Теоретический контур самолёта нарезали на нужное нам количество сечений, дали чертежи общих видов, кинематические схемы. Мы были избавлены от необходимости что-то додумывать. К примеру, стойки шасси имеют сложную кинематику, и пытаться размещать оси навески методом подбора непродуктивно.
После этого около двух с половиной лет шла стадия материального воспроизведения. Нами были нарисованы 3D-модели всех элементов. По меркам моделизма мы применяли высокие технологии, тратя на ручную работу минимум времени, насколько это было возможно, конечно. Крупные детали фрезеровались. К примеру, основа мастер-модели фюзеляжа по 3D-модели фрезеровалась на станке ЧПУ. Это пятикоординатная машина три на пять метров, на которой делаются детали для реальных яхт и поездов.
После этого наступил сложный кропотливый момент – имитация. Большинство моделей в лучшем случае повторяют только внешнюю форму, но наш самолёт повторяет каждую заклёпочку, каждую утяжку металла. Ещё одна вещь, которой мы удивили – это абсолютно реалистичная текстура поверхности. Достигается она довольно сложно. На мастер-модели прошкуривается каждая утяжечка, каждая ямка и обклеивается фольгой. Это колоссальный объём работы – каждый лист металла вырезается по размеру из тонкой фольги и клеится на мастер-модель. Дальше с мастер-модели из композитных материалов делаются так называемые матрицы – это всё равно что формочка и куличик. И вот из формочки мы уже делаем свои изделия. Мастер-модель делается из плотного пластика, весит десятки килограммов, её даже втроём носить трудно. А лимит на вес готовой модели правилами соревнований определён в 20 килограммов.
Только на проектирование и изготовление модели уходит два-три года. После этого начинается этап лётных испытаний и доводка модели.
– Какие сложности возникали при создании модели?
П.Л.: Самое интересное начинается, когда делается внутрянка. Задача состояла в том, чтобы сделать технологичное изделие с максимальным количеством опций и уложиться при этом в нормативный вес. Мы не боялись использовать новые композитные материалы, которые применяются в авиации, но не в моделизме. Обычный внутренний набор – это фанера; мы же использовали сэндвич-панели из пенопласта и углепластика.
Другой пример – это шасси. В моделизме используются толстые резиновые колёса, которые держат свою форму за счёт толщины резины. Но они очень тяжёлые. На малых размерах применяются надувные конструкции, но тогда возникают технологические сложности с уплотнениями, прижимом, герметичностью и тому подобное. В нашем случае огромные (по нашим меркам) колёса надо было сделать лёгкими. Пришлось соорудить внутреннюю жёсткую пространственную раму, которая надевается на тонкий алюминиевый диск, дальше поставили прослойку микропористой резины и тонкую корку обычной резины. В таком сочетании она даёт и малый вес, и носкость – у нас ни одно колесо пока не износилось. И такого ещё не делал никто.
– Вы сами это разработали?
П.Л.: Да, сами. На соревнованиях ценится, когда самолёт стоит на стоянке, и у него, как у настоящего, промяты колёсики. Это тоже обеспечивается благодаря слойности. И подобных новшеств мы внедрили много.
Коммерческие компании стали делать клоны наших разработок, используя многие наши системы. Например, у нас интересная система привода стабилизатора – их там два, и работают они как тяни-толкай. Или система навески закрылков, которая повторяет параллелограммный механизм настоящего самолёта, но в совсем других объёмах.
Всё как у настоящего самолёта. Даже в маленьком пилоте без труда узнаются черты его очень близкого родственника – Виталия Робертуса.
– Чемпионат мира с Як-130 вам удалось выиграть два раза. В обоих случаях самолёт был одним и тем же?
В.Р.: Нет, это были разные модели. Первую мы сделали к 2011 году. По нынешнему видению это был гадкий утёнок, но его было достаточно, чтобы с гигантским отрывом победить всех. К 2013 году мы сделали вторую, усовершенствованную версию. Она облегчена и содержит много новых систем. В ней вся кабина светится, работают лампочки и мониторы, ручки управления двигаются в такт тому, как пилот пилотирует этот самолёт. Манекен пилота анимирован, все ниши детализированы, на рабочей вспомогательной силовой установке (маленькая турбинка в хвосте) открываются створочки, она раскручивается, гудит звукоиммитатор… Помимо «макетки» модель отличалась и новой конструкцией.
– А чего больше при создании такой модели – практического изготовления или теоретической части?
В.Р.: Как правило, традиционный моделизм несёт в себе малую теоретическую составляющую и много практического опыта. В нашем случае проводится много расчётов. К примеру, рассчитываются нагрузки стоек шасси, нагрузки на управляющие поверхности, строятся диаграммы усилий убирающих цилиндров. А вот конструкции из композиционных материалов считаются тяжело: давление в вакууме чуть-чуть изменилось или смолу неправильно развёл – и композит уже совсем другой.
Практическая часть тоже есть – делаются скоростные прогоны на разрушение рулевых поверхностей. У нас они выглядели забавно. Мы делали специальные установки на крышу машины, например, хвостовое оперение, киль, стабилизатор с приводами. Крепили всё на багажник. Машина ехала 180 км/ч. Так мы испытывали органы управления и механизацию крыла на разрушение при предельных нагрузках. Но и в процессе лётных испытаний самолёт тоже доводился.
П.Л.: Однажды после полётов в Кубинке проходил День открытых дверей, куда приехали многие ведущие лётчики. Лётчика-испытателя Як-130 Романа Таскаева пригласили посмотреть нашу модель, и мы рассказали ему про испытания, в частности про такую вещь: у самолётов есть отклоняющаяся передняя кромка крыла (носки), для настоящего Як-130 отклонение носков на посадке составляет 20 градусов, а мы после первых двух недель испытательных полётов поняли, что это слишком много, что модель ведёт себя неустойчиво, и уменьшили отклонение до 10 градусов. Он смотрит на меня и говорит: «Да мы три года летали, чтобы это понять». Оказалось, что они в настоящем самолёте табличные характеристики тоже изменили, просто это не прописалось в общих лётно-технических характеристиках.
С лётчиками мы сейчас очень хорошие отношения поддерживаем. Герой России Олег Олегович Кононенко, например, приглашал нас с моделью на свой 50-летний юбилей, где присутствовали ведущие лётчики и инженеры крупных КБ и лётно-исследовательского института им. М.М.Громова. Они были шокированы тем, что нам удалось сделать в таких размерах.
Это тоже Як-130, но уже в новом красном наряде. Мечта фотожурналиста.
– Помимо достижения спортивных результатов какие задачи вы ставите перед своим клубом?
В.Р.: Наш клуб – это некоммерческая организация, основная задача которой – популяризация авиамоделизма, восстановление сложившейся в советское время традиции, когда он был базой для развития авиации. Тогда многие авиамоделисты связывали свою жизнь с небом. Хотелось бы, чтобы то замечательное и хорошее, когда мы учились всё делать своими руками, присутствовало и сегодня. Несмотря на обилие технологий, которые используются сейчас, нужно, чтобы человек проделал всё руками, прочувствовал каждую деталь. Есть вещи, которые развивают пространственное воображение, мышление и ту же самую моторику. Развитие технологий сегодня, к сожалению, приводит к деградации человечества, мы идём обратно к обезьяне. Я часто вижу ситуацию, когда детям дают айпад, лишь бы не приставали, а у ребёнка начинается от него зависимость, потому что это очень яркая игрушка. Не нужно игнорировать все эти гаджеты, но позиционировать их надо по-другому. И самое главное – пытаться погрузить детей в реал: конструкторы, игры, книги. Сегодня дети перестают читать, потому что появилось много видеоконтента. Отсюда отсутствие воображения: хочешь – такую картинку, хочешь – другую. Всё есть, тебе не нужно ничего представлять.
С результатами всего этого я сталкиваюсь даже на своей основной работе (Виталий – руководитель подразделения крупной компании, прим.ред.). Приходят люди, приносят цифры, но совершенно их не понимают, не чувствуют. Мы, допустим, можем взглянуть на какую-то деталь, и сразу сказать, будет она работать или нет, выдержит ли требуемую нагрузку. Это потому, что мы всё пощупали своими руками, начиная от логарифмической линейки и заканчивая токарными станками. Мы понимаем, что и как работает. Но когда ко мне приходит человек, выдаёт какие-то результаты и говорит: «Это компьютер посчитал», – я просто его выгоняю: «Иди, выключи свой компьютер, возьми калькулятор, ручку, посчитай в столбик». И в этом большая беда. Средство стало вытеснять содержание.
– То есть ваш клуб – это ещё и кадровый проект?
В.Р.: В какой-то мере. Сначала мы просто занимались сами, а потом решили создавать сообщество вокруг, которое бы себя подпитывало и развивало. Одно дело заниматься одному, но всегда на три порядка интереснее, когда этим занимается много людей, и таких же увлечённых ежегодно появляется всё больше.
– Что для вас является драйвером развития и откуда у самих берётся интерес заниматься авиамоделизмом?
В.Р.: Есть спорт высоких достижений. Он и является драйвером всей этой деятельности. Чтобы победить, нужно быть лучшими во всём, начиная с мелочей. Для нас это хобби, мы все авиамоделисты-любители. Нам это нравится, и мы этим занимаемся. Но мы пытаемся быть профессионалами с точки зрения подхода – это должно делаться наилучшим образом с точки зрения материалов, технологий, инжиниринга создания модели. Всё только самое лучшее в мире. Это лучшее мы собираем по крупицам на выставках, соревнованиях, привнося что-то своё. Получается некая «Мона Лиза» с точки зрения инженерного искусства.
Но если делать это просто из любви к чистому искусству, то будет очень сложно. Здесь мощным стимулом является спорт. Звание чемпионов мира, с одной стороны, обязывает, а с другой – позволяет расширить взаимодействие, в том числе с коммерческой точки зрения. Смысл – не в звании, а в движении. Меняются правила, подходы в соревнованиях; задача – отслеживать всё это и побеждать при любых условиях.
– Кроме вашего участия в международных соревнованиях вы ещё как-то популяризируете то, над чем работаете?
П.Л.: Мы стараемся принимать участие во всех возможных мероприятиях. Ежегодно мы проводим массовые шоу, выступаем, делая целые программы, собираем единомышленников. Самое крупное шоу в Ростове ежегодно подтягивает около 10 тысяч зрителей. Мы были в Подмосковье, Киеве, Борисоглебске... Стараемся как можно больше показывать через Интернет, социальные сети, профессиональные сообщества. Мы используем все самые современные технологии, особенно если какую-то информацию нужно распространить максимально быстро. И мы всегда готовы помочь другим.
В.Р.: Мы запустили видеокурс «Школа реактивщика», поддерживаем Красногорский авиамодельный клуб, где занимаются дети. Когда я рос, то в каждом посёлке, в каждом городе были авиамодельные лаборатории, судомодельные лаборатории, куда ходили дети и занимались. А сегодня, общаясь с руководителем Дворца пионеров, я с сожалением узнаю, что дети стесняются того, что ходят в авиамодельный клуб. Это парадокс. Я помню, как гордился тем, что могу сделать своими руками. Сегодня это вызывает смех и непонимание – зачем тебе что-то делать, когда родители могут купить это в магазине?
В своём детстве мы даже мечтать не могли о том, что есть сейчас. Но многие уже понимают, что это потребительский, тупиковый путь, в том числе и для своих детей. То, что не сделано своими руками и не прочувствовано, никакой ценности не несёт. Модель, купленная в магазине, упала, разбилась, и ребёнок просто про неё забыл.
– Ваша деятельность направлена на изменение окружения?
В.Р.: Да, мы пытаемся изменить наше окружение, насколько это в наших силах. После наших проектов в мире появилось огромное количество заинтересованных людей. И для нас это новый вызов.
Мы хотим создать в России некое пространство, которое есть в мире. Мы можем многое, хотя и пережили определённый период времени, когда перестали верить в себя, гордиться страной. Когда в детстве мы смотрели хоккей, и наши всегда побеждали, у нас не возникало мысли по поводу того, что хорошо, а что – плохо. То чувство, которое ты испытываешь, когда стоишь на пьедестале, и играет наш гимн, я его назову – советский, – просто удивительно. Мы хотим снова вернуть это чувство людям. Вы не представляете, сколько народа болело за нас, когда мы выступали.
В нашей стране, я думаю, это должно давать плоды – в какой-то момент это будет конвертироваться в наше будущее поколение. Понятно, что чиновники отправляют своих детей учиться за границу. А я хочу, чтобы мои дети учились здесь. Я понимаю, что, может быть, глобально мы эту задачу не решим, но судя по той отдаче, которую получаем, мы делаем это не зря.
– Как вы видите развитие своей деятельности в будущем?
В.Р.: Выступать с Як-130 после 2015 года мы считаем неуместным, будем делать другие самолёты. Есть новые прототипы, которые сложнее и интереснее. Надо расти, и каждый новый самолёт – это другая аэродинамика, другая электроника и новый уровень «макетки». Возможно, сделаем Миг-29. Это уже сверхзвуковой самолёт, соответственно, в нём две аэродинамики. Есть идея реализовать его сверхманёвренным, с отклоняющимся вектором тяги. Может быть, возьмёмся за Т-50 – самолёт пятого поколения. Это вообще летающий компьютер, и традиционная аэродинамика там отсутствует.
Также есть желание освоить самолёт с вертикальным взлётом. Здесь мощный акцент идёт на пилотирование, управление, автоматику, конструкцию поворотного сопла. Но это проект не для соревнований, и если он когда-нибудь состоится, то однозначно будет очень долгим.
Ещё одно направление, куда можно уходить – это беспилотники. Своими силами может не получиться, тогда надо искать смежников. Это абсолютно независимая тема.
RUSJET никогда не останавливается на достигнутом, добиваясь совершенства даже в мелочах. Впереди – новые задачи, новые решения и новые высоты.
Понравился текст? Зайдите на eRazvitie.org – там много других интересных материалов. Подпишитесь на eRazvitie.org в Фейсбуке и ВКонтакте, чтобы не пропустить ничего нового.
erazvitie.org
Пульсирующие реактивные двигатели
Турбина авиамодели
Идея, что самый простой двигатель энтузиаст может сделать дома, является реактивным двигателем, будеткажьтесь странными для большинства людей - мы чувствуем реактивные двигатели как большое сложное подталкивание хитрых изобретениймногомиллионный самолет через небеса. Все же это абсолютно верно. В его самом основномформа – valveless pulsejet - реактивный двигатель может быть только пустым металлом, ламповой формы в aнадлежащий путь. Все, которые в состоянии сократить листовую сталь и присоединиться к металлическим деталям, могут построить один в гаражеили подвальная мастерская.Из-за специфических исторических обстоятельств, этот интересный факт убежал популярныйвнимание. Это не знакомо даже энтузиастам реактивного движения. Вы, очень вероятно, не будете видетьили услышьте реактивные двигатели, ревущие на задних дворах людей в воскресенье днем. Немногие, если любые людиможет быть замечен летающий самолет, приведенный в действие реактивными двигателями, которые они построили самостоятельно.Этот документ стремится помогать изготовить турбина авиамодели .Однако, это не учебник для начинающих с практическими рекомендациями. Это - попытка описать и объяснить valvelesspulsejet в принципе. Это также предлагает грубый эскиз удивительного разнообразия расположенийизобретатели и разработчики попробовали во время длинной, но неясной истории этого устройства.Моя цель состоит в том, чтобы вдохновить, а не преподавать. Моя цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что реактивная властьдоступный для всех в большом разнообразии простых путей. Если Вы находите вдохновение,много информации о практических шагах к реактивной власти будет доступно в другом месте.*
*Пример текста переведённого в Промте.
Год 2005
Язык Английский
Скачать книгу по авиамоделированию - Пульсирующие реактивные двигатели zip 500kb
xn--80ahduedo.xn--p1ai
