Памятка для сборки резиномоторного самолета
- Подготовьте чертеж и все необходимые материалы заранее.
- Используйте только качественную авиамодельную резину.
- Проверьте симметрию крыла и стабилизатора перед сборкой.
- Убедитесь, что все соединения надежно проклеены.
- Отбалансируйте модель строго по центру тяжести.
- Проверьте работу резиномотора на земле без пропеллера.
- Смажьте резиномотор силиконовой смазкой перед каждым запуском.
- Запускайте модель только в безветренную погоду.
- После полета ослабьте резиномотор, чтобы снять остаточное напряжение.
- Храните модель в сухом месте, защищенном от пыли.
- Регулярно проверяйте резину на наличие трещин и потертостей.
- При первых признаках износа заменяйте резиномотор новым.
ОТ СЛОВ – К ДЕЛУ!
Работы над двигателем продолжались более года, свидетельством чему стала эта ни на что не похожая конструкция. Но начну с «телеграфного» напоминания принципов действия ПуВРД. Бензо-воздушная смесь воспламеняется искрой в рабочей камере. Продукты сгорания выбрасываются через длинную выхлопную трубу, создавая реактивную тягу. Инерция потока газа приводит к тому, что он продолжает двигаться назад по трубе и после вспышки. Это создает разрежение в рабочей камере, которое открывает клапаны. Происходит всасывание свежей порции смеси, после чего цикл повторяется. Электрическая система зажигания требуется только при запуске. В камере работающего двигателя быстро появляются раскаленные (а в нашем двигателе – и тлеющие!) части, обеспечивающие дальнейшее зажигание.
Основная часть корпуса предлагаемого двигателя изготавливается из ватмана, после чего она оклеивается в 3-4 слоя обычной газетной бумагой на огнестойком силикатном клее. Конструкция вроде кажется устрашающей с точки зрения безопасности. Однако практика показала, что прочности такого корпуса более чем достаточно, чтобы выдерживать давление вспышки. А бесконтрольное горение в рабочей камере невозможно из-за малого количества находящегося там воздуха.
Остальные части конструкции опишу в порядке уже успешно решенных технических проблем.
СНАБЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ВОЗДУХОМ
Обратное движение клапанов плюс утечки из-за невысокой точности их изготовления приводят к тому, что при вспышке задняя часть каналов карбюраторов заполняется выхлопными газами. Поэтому импульс всасывания должен быть очень мощным, чтобы прокачать эту грязь и далее всосать свежую смесь в достаточном объеме. Поэтому длину выхлопной трубы пришлось сделать даже большей, чем у известных, более мощных конструкций. Зато импульс всасывания оказался настолько сильным, что если бы на входе не было суживающихся каналов карбюратора, то он бы деформировал клапаны (проверено!).
Классические конструкции двигателей используют для клапанов тонкую пружинную сталь, и я очень гордился тем, что нашел ее источник – лезвия для безопасной бритвы. Но такие клапаны, похоже, оказались «туговаты». Поэтому я перешел на их изготовление из стенок алюминиевых банок из-под напитков. При сборке двигателя клапаны сначала «прихватываются» клеем «Момент» за нижнюю поперечину к фанерной клапанной решетке, а затем, при установке клапанной решетки, заливаются там силикатным клеем.
Также довольно скоро я пришел к идее наклонной клапанной решетки. Ведь клапаны – это плоские пружины, а их недостаток – небольшое, по сравнению с длиной, перемещение. Наклонное расположение клапанной решетки также улучшает аэродинамику, как для потоков газа внутри двигателя, так и с точки зрения его внешних форм.
У основания клапанов имеется застойная зона, создающая завихрения и неопределенности в направлении течения смеси. Ее выключение с помощью выемки в корпусе дало благоприятные результаты.
Самодельный реактивный двигатель: I – бензобак (белая жесть); 2 – распылительная трубка; 3 – заливная горловина; 4 – верх входной части канала (бумага); 5 – канал карбюратора (белая жесть); 6 – клапанная решетка (фанера толщиной 3 мм); 7 – клапан (Al-жесть); 8 – рабочая камера (бумага); 9 – трубка наддува (термоусадочная трубка); 10 – выхлопная труба (бумага); II – патрубок наддува; 12 – уголок крепления патрубка (бумага); 13 – свеча зажигания; 14 – отражатель (фольга); 15 – выемка; 16 – внешняя стенка канала карбюратора
СНАБЖЕНИЕ РЕКАТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ БЕНЗИНОМ
Теоретически мною рассматривались несколько систем снабжения двигателя топливом, а именно: 1 – простейшие карбюраторы; 2 – естественное испарение бензина с развитой пористой поверхности; 3 – принудительное испарение бензина электрическим нагревателем; 4 – разбрызгивание бензина вращающимся от микромоторчика диском. Эксперименты проводились по первым трем пунктам, и ни один из них не оказался совсем уж безнадежным. Но я все же остановился на первом, так как в известных конструкциях двигателей применяется именно он. Кроме того, только этот вариант увеличивает подачу бензина, когда она нужна – при увеличении мощности и скорости модели.
Примитивных карбюраторов – два. Как я надеялся, это должно было облегчить «схватывание» двигателя после стартовой продувки одного из них. Также это должно было сделать работу двигателя более устойчивой в случае обратной вспышки в одном из карбюраторов.
Стоит отметить, что соприкосновение потока смеси с бумажными или фанерными деталями приводит к впитыванию некоторой части бензина, которая оказывается потерянной для рабочего процесса. Так как наклонные клапаны сильно отклоняют поток смеси вверх, я наклеил на верхнюю часть камеры отражатель из фольги. Это полезно и для ресурса двигателя (когда он заработает, конечно).
С этой же целью концы распылительных трубок загнуты строго горизонтально. А металлические стенки каналов карбюраторов было решено совместить со… стенками топливного бака. Таким образом, имеющая дело с бензином часть двигателя превратилась в компактный топливный модуль, собранный на пайке из белой жести. Распылительные трубки идут от дна бензобака прямо в канал карбюратора.
В известных двигателях каналы карбюратора имеют круглое сечение, что требует токарных работ. В «Саяке» каналы – прямоугольные. Более того, две из четырех стенок канала – еще и плоские. Представляете, как это упрощает технологию! Каналы имеют закраины, вставляющиеся в отверстия клапанной решетки, что фиксирует топливный модуль и уменьшает соприкосновение потока смеси с фанерой. И только верхняя часть каналов карбюраторов перед распылителями сделана из бумаги.
Наружные стенки каналов выполнены из 3-мм фанеры (можно использовать пластик). Благодаря тому, что верхние и нижние стенки каналов плоскопараллельные, наружные стенки можно двигать, изменяя сечение канала, а, следовательно, регулируя и состав смеси.
Обратный заброс некоторой части выхлопных газов через клапаны в карбюратор может привести еще и к вытеснению бензина из распылительных трубок, что дополнительно увеличивает требования к всасываемому объему. В большой авиации в таких двигателях применялись обратные клапаны в топливной системе. Но в наших микроскопических объемах они бесполезны, да и трудновоспроизводимы. Единственный выход – противопоставить давлению прорвавшихся газов… это же самое давление, но со стороны бензобака. Так в двигателе появился патрубок наддува на выходе, соединенный с верхней частью бака. Патрубок приклеивается уголками из бумаги в несколько слоев на силикатном клее.
Задержка давления на удвоенной длине двигателя приводит к тому, что импульс наддува поступает в бак не во время вспышки, а как раз тогда, когда и требуется подача топлива. Именно после этого усовершенствования топливо, наконец-то, стало поступать в достаточных количествах. Дугообразно изогнутые отрезки хорошо паяющихся металлических трубок можно приобрести в магазинах товаров для рукоделия. Для распылительных трубок используются заготовки диаметром 1,5 мм, для системы наддува – диаметром 2,5 мм. Заливной горловиной служит припаянная к отверстию в баке гайка М2,5. Бак заправляется шприцем, после чего в горловину вкручивается винт. Затем включается зажигание, к входу одного из карбюраторов приставляется резиновая груша и подается поток воздуха для запуска. Но, внимание! Не отпускайте грушу, не отведя ее от карбюратора, во избежание всасывания взрывоопасной бензовоздушной смеси.
РЕГУЛИРОВКА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ
Опытным путем мною был подобран диаметр распылителей в 0,4 мм. Делаются они просто – в конец трубки вставляется обмоточный провод соответствующего диаметра и обжимается плоскогубцами. Сечение каналов каждого из карбюраторов для двигателей данной размерности и конструкции не должно быть больше, чем 5×7 мм. иначе не произойдет подсасывания бензина. Наружные стенки каналов удобнее вклеивать на прозрачном «Моменте». Клей этот вязкий и хорошо герметизирует даже большие щели. Но в то же время он не очень прочный, так что переставить стенку будет нетрудно. Конечно, такая регулировка не очень удобна. Но можно использовать также пережатие трубки наддува для уменьшения подачи бензина.
Оптимальная смесь дает очень громкую и звонкую вспышку. Глухая вспышка с выбросом пламени на выходе двигателя – свидетельство переобогащенной смеси. А глухая вспышка без выброса пламени сообщает о том, что смесь нормальная, но плохо перемешанная (такое было характерно для систем с испарением бензина электронагревателем).
Щелчки искр зажигания также несут информацию. Звонкие звуки говорят, что камера двигателя заполнена воздухом. В заполненной смесью или выхлопными газами они глуше.
Судя по максимально достигнутому результату (о нем – ниже), система питания двигателя налажена удовлетворительно.
ЗАЖИГАНИЕ
Основой для системы зажигания послужила батарейная газовая зажигалка. Свечой же служит клинышек из стеклотекстолита, по краю которого проходит U-образная дорожка фольги. На конце его сделан пропил – это искровой промежуток. Экспериментально выявлено, что свеча может быть вставлена только в боковую стенку. Верхняя стенка быстро покрывается копотью или обугливается, что приводит к утечке искры на это углеродистое покрытие. Внизу же возможно попадание бензина с его протечкой наружу через прорезь для свечи и риском пожара.
Работа двигателя сильно зависит от положения свечи. Двинув ее вперед к клапанной решетке, мы увеличиваем вероятность «схватывания» двигателя даже при недостаточном всасывании. Но мощность вспышки уменьшится из-за того, что вспышка произойдет раньше, чем камера в должной мере заполнится смесью.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В одной из серий экспериментов мне удалось получить надежные вспышки при каждой прокачке воздуха. Однажды даже была повторная вспышка. Правда, слишком слабая, чтобы вызвать следующие. Но даже при этих одиночных вспышках двигатель ощутимо подавался вперед, что свидетельствует о потенциально высокой тяге. Общий вес же заправленного двигателя без системы зажигания составил феерические 40 граммов! Однако для дальнейшей самостоятельной работы двигатель «не схватывает».
По-видимому, конфигурация факела смеси при стартовой продувке и при самостоятельном всасывании сильно различаются и искровое зажигание в одной точке не обеспечивает работу во всех режимах.
Возможно, я поставил перед собой слишком высокую планку в смысле доступности и технологичности этого мотора, и для получения работоспособной конструкции требуется частичный возврат к более традиционным решениям. Но я надеюсь, что-то из моих идей и наработок пригодится, и авиамоделисты получат силовую установку неслыханной легкости, простоты в изготовлении и дешевизны. Предлагаю читателям, имеющим практический опыт эксплуатации и создания модельных ДВС, подключиться к этой работе.
Будем друзьями!
Categories Авто и мото Tags бумага, двигатель, модель, реактивный, своими руками
Часто задаваемые вопросы о сборке резиномоторных моделей самолетов
Вопрос: Какой материал лучше всего подходит для изготовления резиномотора?
Ответ: Лучше всего использовать специальную авиамодельную резину, так как она обеспечивает оптимальное соотношение упругости и долговечности.
Вопрос: Сколько витков резиномотора считается безопасным?
Ответ: Безопасное количество витков зависит от длины и сечения резины, обычно не более 80-90% от максимального расчетного значения.
Вопрос: Нужно ли смазывать резиномотор перед запуском?
Ответ: Да, рекомендуется использовать силиконовую смазку для уменьшения трения и продления срока службы резины.
Вопрос: Как правильно хранить резиномотор?
Ответ: Хранить резиномотор нужно в темном прохладном месте, в герметичном пакете без доступа воздуха и прямых солнечных лучей.
Вопрос: Какая оптимальная длина фюзеляжа для резиномоторной модели?
Ответ: Оптимальная длина фюзеляжа обычно составляет 60-80 см для начинающих, так как это обеспечивает хорошую устойчивость в полете.
Вопрос: Какой профиль крыла лучше выбрать для первой модели?
Ответ: Для первой модели лучше всего подходит плосковыпуклый профиль крыла, так как он прост в изготовлении и обеспечивает достаточную подъемную силу.
Вопрос: Как отрегулировать центр тяжести модели?
Ответ: Центр тяжести должен находиться на 25-30% хорды крыла от передней кромки, регулируется перемещением груза или изменением положения крыла.
Вопрос: Что делать, если модель пикирует после запуска?
Ответ: Если модель пикирует, необходимо увеличить угол установки стабилизатора или сместить центр тяжести назад.
Вопрос: Какой клей лучше использовать для сборки модели?
Ответ: Лучше всего использовать быстросохнущий клей для дерева или специальный модельный клей на основе цианоакрилата.
Вопрос: Сколько времени занимает полет резиномоторной модели?
Ответ: Время полета зависит от качества резиномотора и погодных условий, обычно от 30 секунд до 2 минут.
