Шасси, крылья, хвост

В комментариях к статье «Лето Мустангов» меня попросили рассказать о способе «увеличения крыла». На сегодняшний день у меня три самолета с увеличенным крылом. Это уже упоминавшийся Мустанг, тренер-низкоплан Focus EP 400 от Dynam, и пилотажка Formosa II от GWS (на снимках). Поразмыслив над тем, как ответить на этот вопрос, я решил, что стоит добавить немного другой полезной информации и сделать небольшую статью, которую и предлагаю вашему вниманию. Итак, по порядку.

Шасси

Давно думаю над тем, как сделать складывающееся шасси (речь идет о достаточно больших и тяжелых самолетах). Именно складывающееся, а не убирающееся в полете! Торчащие стойки основного шасси неудобны при транспортировке. Съемное шасси тоже не всегда удобно собирать в поле. Нужно сделать такое шасси, которое в транспортном положении сложено, а в поле безо всякой сборки-разборки за минуту приводится в летную конфигурацию. Более того, площадки крепления шасси, будь то в фюзеляже или крыле (особенно) являются слабым местом, и при ударе о какую-нибудь кочку при посадке выламываются начисто. Ремонт этих мест сложен и неприятен (мы говорим об основных стойках трехстоечного шасси с хвостовым колесом). Поэтому дополнительным требованием является «подламывающееся» шасси. Такое шасси при нормальной посадке должно быть жестким, а в аварийных ситуациях гасить удар, спасая узел крепления, а главное крыло или фюзеляж.

В результате размышлений пришел к такой схеме (см. рисунок). Основная идея здесь в том, что подкос выполнен из мягкой проволоки (очевидно, алюминий, из-за веса). То есть при нормальной посадке на три точки подкос работает на растяжение и способен выдержать огромную нагрузку. А при горизонтальном ударе о препятствие он работает на устойчивость и попросту согнется. Возможно произойдет посадка на брюхо (а так аварийно сажают даже пассажирские самолеты) и есть надежда обойтись без ремонта. Подкос выправляется, стойка становится на место и снова в полет!

Пока что на Формозе применена промежуточная схема. Штатные стойки шасси у Формозы ужасно хлипкие, а пластиковый узел крепления до смешного хрупкий. Для модели таких размеров (размах теперь 1200 мм и взлетный вес 1040 г), которая летает как из пушки, они выглядят как разъезжающиеся ножки новорожденной антилопы! При первой же посадке в сугроб (с третьего захода – не хочет садиться, далеко планирует – все же залетел за себя) этот пластиковый узел просто раскололся. Поэтому узел переделан (хотя дан запасной), площадки крепления выполнены из фольгированного стеклотекстолита, а к стойкам добавлены усиливающие подкосы (см. фото), которые легко откидываются, но выполнены из упругой стальной проволоки.

Фиксация подкоса со стойкой – обычный электротехнический разъем. То есть это шасси еще не подламывающейся схемы. Более того, подкосы можно было бы припаять наглухо, так как основные стойки все равно пока не откидываются. Сделал так только для проверки удобства фиксации. В задуманной модели того же класса будет испытана предложенная выше схема. На Фокусе шасси тоже очень хлипкое и на зиму снято.

Крылья

На всех трех упомянутых моделях крылья не наборные, а сплошные, из пенопласта разного качества (хуже всего на Формозе). На Мустанге (см. упомянутую статью – там видно на снимках) и Формозе крыло удлинено путем добавления законцовок. На Мустанге небольшая законцовочка штатного крыла, которая просто скругляет его трапециевидную форму, срезана, чтобы получить плоскость, и к ней приклеена гораздо бóльшая по размерам законцовка из пеноплекса. То есть она по форме как бы является продолжением геометрии крыла в плане. Она соответственно спрофилирована и становится частью крыла. Пеноплекс легко режется, шкурится, а для придания большей жесткости и окраски может быть зашпаклеван клеем Момент «Жидкие гвозди», слегка разжиженным водой. Законцовки приклеиваются встык, а для надежности в склеиваемые поверхности втыкаются зубочистки.

С Фокусом дело обстоит посложнее. Здесь нетронутым остался центроплан, являющийся стыковочным узлом крыла с фюзеляжем. Но обе консоли от него отрезаны. То есть крыло разрезано на три части. Далее между центропланом и каждой консолью вклеена вставка из того же пеноплекса, так же повторяющая профиль крыла. Итого получилось пять составных частей (центроплан, 2 вставки, 2 консоли). Для усиления такого составного крыла в него врезана трубка-лонжерон из жесткого прочного пластика от садовой вертушки-флюгера за 36 руб. Вместо одной сервы на элероны поставлены две. При приклеивании консолей стыки чуть сточены под наклоном, чтобы получить увеличенное V крыла. Получившееся крыло показано на фото. Вставки оклеены черным скотчем.

На следующем снимке показано откуда начинается новая законцовка крыла Формозы. Отрезанная законцовка штатного крыла показана там же (лежит сверху на крыле в том месте, где она была раньше). Новая законцовка получилась в форме уголка (оклеена красным скотчем).

Почему сделал именно так? Потому что размах крыла Формозы явно маловат для такой модели с очень развитым хвостовым оперением (ХО). Более того, производитель знает, что у самолета с таким большим плечом ХО (стабилизатор далеко от крыла) заведомо будет задняя центровка (многие владельцы на разных форумах на это жалуются) и поэтому вложил в набор кусок пластилина для догрузки носа! Батарея под крылом, и двигать ее некуда. Наконец, элерон, доходящий до самого конца консоли, не способствует улучшению срывных характеристик модели, так как срыв потока, как правило, начинается именно на концах консолей. В качестве защитной меры иногда даже делают отрицательную крутку крыла в районе законцовок. Ну и новая законцовка, помимо увеличения размаха и общей площади крыла, защищает элерон от нежелательных грубых контактов с различными предметами при транспортировке.

Хвост

Не многие моделисты, сами проектирующие самолеты, вероятно, задумываются над тем, как форма ХО самолета влияет на его летные характеристики. Я не буду излагать здесь сложные вещи, которые можно прочесть в специальных книгах, а обращу ваше внимание на некоторые простые, но не слишком очевидные моменты. А с ними нам приходится сталкиваться на практике, так как мы сами и управляем теми самолетами, которые строим.

Так вот, на приведенном здесь рисунке показаны три варианта конфигурации вертикального ХО (киль + руль направления). У них примерно равная площадь (рисовал на глаз), но отличаются они наклоном оси вращения руля направления (РН) к продольной оси самолета. На том же рисунке показано влияние этого наклона на поведение самолета при отклонении РН.

Почему так происходит? В конфигурациях (Б) и (В) при отклонении РН появляются составляющие аэродинамической силы, действующие на перо РН соответственно вниз или вверх. И чем больше наклон оси вращения РН, тем больше эта сила.

Конфигурацию (В) стоит применять в моделях с большим поперечным V крыла. Здесь отклонение РН приводит к тому, что внешняя по направлению разворота консоль крыла оказывается подставленной набегающему потоку. А из-за угла V она слегка приподнята, и поток на нее и давит. Получается как бы парус (или воздушный змей, если хотите) из этой внешней консоли крыла и поток стремится перевернуть самолет, еще более поднимая эту консоль вверх, одновременно немного задирая его нос. Поэтому аэродинамическая сила, действующая при этом на хвост тоже вверх, создает противоположную тенденцию к пикированию, компенсируя тем самым описанный выше эффект.

В конфигурации (Б) ситуация обратная. Такая конфигурация часто применяется в самолетах с небольшим поперечным V крыла, скоростных, склонных к сваливанию, ну и конечно в реактивных со стреловидным крылом и оперением.

Таким образом, в конфигурациях (Б) и (В) имеет место как бы аэродинамическое «микширование» РН и руля высоты, без всякой электроники!

А в конфигурации (А) ось поворота РН строго перпендикулярна продольной оси, и при его отклонении не возникает дополнительной силы, отклоняющей хвост самолета вверх или вниз. Такая конфигурация обычно применяется в пилотажных и 3D-моделях, чтобы исключить это самое нежелательное «микширование», искажающее четкость выполняемых фигур.

Чтобы закончить с «хвостом» замечу, что на Фокусе все хвостовое оперение изготовлено заново из двух слоев потолочной плитки с увеличенной площадью киля и особенно РВ (почти вдвое). Между двух слоев потолочки вклеены бамбуковые шпажки для жесткости. Для полетов с энергичными маневрами такое усиление крайне желательно!

Всем мягких посадок!

Юрий Арзуманян