Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 05
А особый класс моделей — это, конечно, модели из упомянутых уже птичьих перьев. Они красивы и порою очень необычны на вид. А кроме того, предоставляют авиамоделисту огромную свободу действий.
Все авиамодели так или иначе повторяют облик больших самолетов и имеют одну и ту же выбранную сто с лишним лет назад аэродинамическую схему: два крыла и хвост. Ради прочности и компактности было бы желательно количество пар крыльев увеличить, расположив друг над другом или в ряд.
Такие самолеты-мультипланы строили не раз. Но их крылья всегда начинали сильно мешать друг другу, и схема теряла все свои преимущества. Те же проблемы возникали и при изготовлении моделей мультипланов. А вот модели из птичьих перьев могут иметь от двух до десяти пар крыльев (быть может, и больше!) и практически не влияют друг на друга.
Дело в том, что перо птицы «работает» в воздухе иначе, чем обычное крыло самолета, поскольку состоит из множества отдельных пластинок и проницаемо для воздуха, а подъемная сила, как показывают новейшие исследования, возникает в основном за счет «прилипания» потока воздуха к его верхней поверхности. Не будем сейчас вдаваться в физические тонкости процесса (если вам будет интересно, мы вернемся к нему в одном из последующих номеров), а перейдем к постройке ваших жар-птиц.
Модель с каркасом из сушеных стебельков травы и обтяжкой из тончайшей пленки, сравнимой по толщине с длиной световой волны, весит всего 3,5 г.
Первая в мире летающая модель вертолета с винтом из перьев и двигателем из китовою уса.
Первая удачно летавшая модель самолета имела винт из перьев куропатки.
Подберите несколько пар одинаковых маховых перьев из крыла курицы. Те, что крупнее, пойдут на крылья, остальные — на хвостовое оперение. Соединить их можно с помощью рамки из алюминиевой проволоки.
Перья хвостового оперения подрежьте так, чтобы открыть внутреннюю полость. Стержни перьев, предназначенных для крыльев, обрежьте, отступив от опахал примерно на 5 мм. Их внутреннюю полость очистите от рыхлой ткани на глубину 20 мм.
Приступаем к сборке.
Внутрь каждого пера пустите каплю клея, лучше резинового, и наденьте их на плечи рамки. Пока клей не засох, отрегулируйте наклон (угол атаки) крыльев и хвостового оперения. Чтобы перья хвоста не расходились, обмотайте их нитками с клеем. К носовой части рамки прилепите грузик из пластилина. Отрегулируйте его так, чтобы центр тяжести модели находился на первой трети хорды (ширины) крыла. Как только клей подсохнет, можно приступать к испытаниям. Мягкая алюминиевая проволока позволит вам произвести дополнительную регулировку модели.
Два крыла из куриных перьев на рамке из тонкой алюминиевой проволоки — вот вам и планер.
Два крыла один за другим — схема-тандем и…
…триплан — обычно летают плохо. Но с крылом из перьев они побивают все рекорды.
Вот еще один опыт. Сделайте рамку с парой дополнительных плечей в одной плоскости, и у вас получится модель стрекозы. Если дополнительные плечи расположить друг над другом, то получится модель планера-биплана.
Попробуйте оценить качество полета модели. Для этого выпустите ее из рук, легко подтолкнув, и замерьте, сколько она пролетела по прямой и насколько при этом снизилась от точки запуска. Поделив величину дальности полета на высоту снижения, вы получите величину, называемую аэродинамическим качеством. Она показывает, во сколько раз сила тяги, необходимая для горизонтального полета, меньше, чем вес. Этой величиной оценивают качество всех летательных аппаратов. Как правило, аэродинамическое качество моделей из перьев лежит в пределах от 7 до 15 и не зависит от числа и расположения крыльев.
У обычных авиамоделей такое качество достигается с большим трудом и только при условии, что они имеют схему моноплана. Если же их сделать по схеме стрекозы, биплана или мультиплана, то качество не превысит 3–5.
Вот схема модели микровертолета. Его фюзеляж сделан из ржаной соломинки с наружным диаметром 4 мм. Модель имеет два винта. Лопасти одного укреплены посередине на пенопластовой бобышке, закрепленной на фюзеляже. Другого — расположены внизу на такой же бобышке, закрепленной на валу резиномотора. В торец соломинки вклеена металлическая шайба с отверстием, через которое проходит вал.
Между шайбой и бобышкой нижнего винта на вал надета стеклянная бусинка диаметром 3–4 мм — «подшипник» резиномотора. Сам же резиномотор состоит из двух резиновых жилок сечением 1x1 мм (их можно вытянуть из бельевых резинок). В качестве лопастей винтов применены перья длиной 60–70 мм.
Вертолет работает так. При вращении его нижнего винта возникает реактивная сила, заставляющая фюзеляж вращаться в противоположном направлении. Но, поскольку оба винта сделаны зеркально-симметрично, они дают тягу, направленную вверх. Максимальная высота подъема этой модели 3–5 м. Полет ее происходит плавно и очень красиво.
Эта модель вертолета с винтом из перьев и корпусом из соломинки взлетает под потолок самой высокой комнаты.
Подробности для любознательных
Перо состоит из множества повторяющих форму друг друга элементов. Их принцип работы науке пока не понятен.
Лишь недавно ученые обратили внимание на странную закономерность в строении крыла птицы. Общий контур крыла поразительно напоминает контур отдельного пера. Но присмотритесь к перу! Оно состоит из тысяч отдельных пластинок такой же формы — каждая пластинка состоит из других аналогичных пластинок…
А. ИЛЬИН
Рисунки автора
ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ
Бои на паркетном полу
Недавно Николай Степанков из Самары прислал нам эскизы модели аппарата на. воздушной подушке (ABП), которую он сделал сам. Прежде чем рекомендовать читателям конструкцию Николая, мы собрали модель по прилагавшемуся описанию и получили неплохие результаты. От легкого толчка крошечный АВП способен проскользить по полу несколько метров. А значит, с несколькими такими моделями вполне можно устроить соревнование на меткость. Но прежде немного истории.
Многие полагают, что первый аппарат на воздушной подушке «Ховеркрафт», весивший 3,9 т, создал в 1959 г. англичанин У. Коккерель. Однако еще в 1941 г. в СССР уже имелся отряд из 12 боевых АВП («аэроглиссеров», как их тогда называли), весом от 8,6 до 11,3 т. Если максимальная скорость «Ховеркрафта» после установки на него турбореактивного двигателя с тягой 400 кг достигала 90 км/ч, то скорость АВП Л-5, весившего 11 300 кг, в 1937 г. достигала 131 км/ч. Аппарат имел два серийных авиадвигателя М-62 по 1000 л.с., вращавших два высоконапорных вентилятора, подававших воздух для создания воздушной подушки. Часть этого воздуха направлялась в специальные сопла для создания горизонтальной тяги. Л-5 парил над поверхностью воды или суши на высоте 0,2–0,3 м, легко преодолевал отмели, болота и прибрежный кустарник. Все эти аппараты были созданы в МАИ под руководством профессора В.И. Левкова (1895–1952).
Модель Николая чем-то похожа на один из аэроглиссеров Левкова. Состоит она из вентилятора от старой компьютерной платы и двух продуктовых пенопластовых поддонов. Работает модель от двух батарей «Крона», соединенных последовательно, и от легкого толчка, как сказано, скользит по полу несколько метров. Но траектория скольжения у нее дугообразная. Это вызвано реактивным моментом винта вентилятора.
В.И. Левков (1895–1952)
Соревноваться на меткость с такой моделью непросто, лучше модель, скользящая прямолинейно. Этого можно добиться по-разному. Можно, например, установить дополнительный тяговый вентилятор. По такой схеме работает «Зубр», — мощнейший в мире российский корабль на воздушной подушке. Но В.И. Левковым было установлено, что достаточную горизонтальную тягу можно получить отводом части воздуха вентилятора в реактивное сопло. Так и было сделано в одной из наших моделей.
Дополнительные очки должны присуждаться за внешнее оформление модели: установка кабины, пушек, ракет.
АВП Л-5 «Аэроглиссер», 1941 г.
Возможно, в литературе вы встречали описания моделей АВП, работающих от авиамодельных двигателей мощностью в сотни Вт, оснащенных самолетными винтами большого диаметра. Поэтому может вызывать удивление, что вентилятор компьютера, потребляющий всего 6 — 10 В и развивающий на валу примерно в два-три раза меньшую мощность, может поднять себя самого, две батареи да еще маршевый вентилятор. Секрет прост: вентилятор оснащен очень совершенным многолопастным пропеллером, сделанным по всем законам аэродинамики.
