Лопасти несущего винта

Серьёзным элементом конструкции модели вертолета являются лопасти несущего винта. Их весовые и аэродинамические характеристики определяют летные качества модели. На данный момент компании предлагают широкий ассортимент лопастей несущего винта, оптимизированных для определенного различных видов и типа моделей полета ( высшего пилотажа, авторотации, перевернутого и т.п.).

Фирменные лопасти владеют единственным недочётом — громадной ценой для моделистов из бывших советских республик (на один набор лопастей может потребоваться среднемесячная заработная плат). Как показывает опыт, моделисты, в особенности начинающие, смогут в летный сезон вывести из строя до десятка пар лопастей. Кроме того умелые моделисты не застрахованы от поломки лопастей.

При любой неточности в пилотировании либо при отказе матчасти модели прежде всего страдают лопасти несущего винта. Исходя из этого конечно желание многих моделистов самостоятельно освоить разработку изготовления лопастей несущего винта модели вертолета.

На первых радиоуправляемых моделях вертолетов использовались лопасти, изготовленные всецело из дерева. Сейчас такие лопасти используются, в большинстве случаев, на тренировочных моделях. Главным материалом фирменных лопастей на данный момент есть углепластик- и стекло.

Лопасти из для того чтобы материала самостоятельно дома изготовить сложно. Для обеспечения нужной центровки эти лопасти загружаются дополнительным балластом. При неправильном размещении данный груз, под действием центробежной силы (в лопасти несущего винта эта сила достигает пара сотен килограмм), может вылететь и привести к тяжёлым последствиям для окружающих и моделиста.

Исходя из этого самостоятельно лучше изготавливать лопасти из дерева, при балансировке которых фактически не требуется применять балласт. Помимо этого, при разрушении древесные лопасти прекрасно гасят энергию удара, предохраняя от поломки элементы привода модели и головки ротора. По форме профиля лопасти бывают симметричные и плосковыпуклые. Симметричные профили используют для лопастей спортивных моделей, делающих верховный пилотаж.

Плосковыпуклые профили используют на лопастях хоббийных моделей. направляться подчернуть, что дома несложнее изготовить лопасти с плосковыпуклым профилем, постоянным на всей протяженности. Как показывает опыт, для таких лопастей прекрасно подходит профиль Clark-Y.

Геометрические размеры лопастей определяются особым аэродинамическим расчетом. Но методика расчета довольна сложна и выходит за рамки настоящей статьи. Для практики целесообразно пользоваться данными, взятыми, к примеру, при измерениях фирменных лопастей.

В большинстве случаев, для моделей 30 класса используют лопасти длиной 450-500 мм, шириной 49-50мм. Для 40 класса — 520-550 мм, шириной — 49-50 мм. Для 60 класса- 620-680 мм, шириной — 55-61 мм.

К примеру, для вертолета Хеликс, упоминавшемся в ранних статьях, при весе модели около 4,3 кГ с двигателем 10 см 3, при диаметре несущего винта, равном 1400 мм, лопасти имеют длину 625 мм и ширину 55 мм.

Не считая геометрических размеров ответственное значение имеет верная поперечная и продольная балансировки лопастей. При несоблюдении условий балансировки, в большинстве случаев, появляется сильная вибрация всего вертолета, разрушение рулевых и тяг машинок управления шагом, кроме того разрушение и флаттер лопастей.

Для избежания флаттера и громадных динамических нагрузок на органы управления точка крепления лопасти к головке ротора обязана пребывать на таком же расстоянии от передней кромки, как и центр тяжести лопасти. Помимо этого, центр тяжести лопасти обязан пребывать ближе к передней кромке, чем фокус профиля ( центр приложения подъемной силы). Для исполнения последнего условия в носик стекло- и углепластиковых лопастей несущего винта загружают балласт.

Для древесных же лопастей с целью этого переднюю часть изготавливают из жёсткой и тяжелой древесины (бук, дуб), а заднюю — из бальзы средней плотности либо из легкой липы а также жёсткого пенопласта. Для избежания коробления и повышения прочности переднюю кромку лопасти делают не из цельного куска бука, а из склеенных на протяжении волокна отдельных брусков, ориентированных в различные стороны. Дерево должно быть прекрасно высушенным и не иметь сучков и других недостатков.

Для примера разглядим разработку изготовления древесных лопастей (рис.1) несущего винта модели вертолета Хеликс (издание Моделист — конструктор №4 за 1984 год), которая удачно использовалась его коллегами и автором в течении последних шести лет.

…По большей части из-за упрощения обработки лопасти имеют на всей собственной длине постоянный профиль светло синий-Y, геометрическая крутка отсутствует — установочный угол однообразен для всех сечений. Передняя добрая половина каждой пластины буковая, задняя из бальзы средней плотности. Так как начинающему вертолетчику пригодится несколько набор лопастей, лучше изготовить сходу пара пар, да и из громадного количества заготовок несложнее выбрать пары однообразной массы.

Единая заготовка склеивается из бальзовой пластины (толщина 30мм, протяженность 650 мм, ширина — максимально дешёвая) и трех буковых таких же размеров, но толщиной 8 мм, на эпоксидной смоле. На ленточной либо циркулярной пиле заготовка разрезается на бруски толщиной 10 мм, после этого обрабатывается по профилю лопасти. Эту операцию лучше выполнить особой фигурной фрезой по окончании фугования нижней плоскости.

Ручная же обработка верней поверхности по шаблонам трудоемка, долга и менее правильна, чем механическая. Да и вероятный разброс подробностей по массе при ручном методе больше. По окончании окончания работ заготовки пара раз покрывают эмалитом, шпаклюются нитролаком с замешанной в нем детской присыпкой. Корневая часть каждой лопасти обтягивается узкой стеклотканью на эпоксидной смоле, а на всю поверхность накладывается длинноволокнистая бумага на эмалите.

Поочередным вышкуриванием и лакировкой получают получения несильного ровного блеска, после этого направляться основательная сушка…. Затем приступают к окончательной обработке и статической балансировке лопастей.

Простейшее приспособление для фугования лопастей возможно изготовить на базе деревообрабатывающего станка Умелые руки (рис.2).

Для этого изготавливают из страницы дюральки (2-3 мм) подвижный столик (выделен черным цветом на рисунке), один финиш которого крепится к станку посредством кусочков рояльных навесов. Иначе столик упирается в винт, поворачивая что, мы можем поменять зазор между фрезой и столиком.

В качестве фрезы возможно применять древесную заготовку, обработанную на токарном станке по шаблону профиля, на поверхность которой наклеивают под углом 45 0 к торцу три-четыре полосы крупнозернистой наждачной бумаги. Как показал опыт, оптимальнеенаждачную бумагу приклеивать простым канцелярским клеем, при фиксации финишей на торце фрезы маленькими гвоздями. Другие клеи не выдерживали из-за сильного нагрева бумаги на протяжении работы станка.

Возможно изготовить пара фрез с разной зернистостью наждачной бумаги. Фрезу с более небольшой наждачной бумагой возможно применять для окончательной доводки поверхностей лопастей. Процесс фрезерования лопастей многократный, с постепенным поднятием столика. Фрезерование за один проход не окажется из-за малой мощности станка.

Вместо бальзы возможно применять легкую липу. В этом случае отфрезерованные лопасти лаком и полировались. Оправдало использование и твёрдого пенопласта, но в этом случае всю лопасть нужно обтягивать пленками.

Современные пленки возможно использовать и при применении бальзы.

Главную сложность при изготовлении лопастей воображает процесс балансировки лопастей. Не вдаваясь в теорию, напомним, что лопасти будут статически и динамически сбалансированы, если они имеют однообразный их центры и вес тяжести находятся на однообразном расстоянии от точки крепления к втулке и от передней кромки. Иными словами, лишь при исполнении в один момент этих двух условий лопасти не будут вызывать дополнительной вибрации.

Существует множество способов балансировки лопастей несущего винта. Они отличаются используемыми методами и средствами измерений и координат центра и сравнений массы тяжести лопастей.

Так, к примеру, для Хеликса предлагается .. отбирать пары лопастей с разбросом по массе не более 5 г (громадные устранить через чур сложно).Уже на данном этапе пригодятся лабораторные весы с точностью взвешивания не меньше 0,1 г. Методом вывешивания на ребре дюралюминиевого уголка для каждой лопасти отыскивают положение центра тяжести по длине (радиусу ротора). В случае если эта величина окажется однообразной для данной пары, возможно заняться довешиванием более легкой лопасти методом нанесения на всю ее поверхность нескольких слоев жидкого лака с последующей шкуровкой.

Но вероятнее, положения центров тяжести не совпадут. Совместить их оптимальнеена счет высверливания двух-трех отверстий диаметром 4-5 мм в буковом концевом, более массивном торце на глубину до 70 мм. Сверловка в корне нежелательна — существенно ослабляет самый нагруженные участки важной подробности.

По окончании продольной балансировки снова направляться калибровка по массе каждой пары … и т.п. В приведенной методике требуются достаточно правильные весы, каковые имеется не у каждого моделиста.

Создатель пользуется пара другой методикой балансировки, без применения точных вывешивания и весов лопастей на уголках. В данной методике используются балансировочные аптекарские весы (рис.3) и измеритель момента (рис.4). Посредством балансировочных весов получаем равенства массы лопастей (методом нанесения лака либо шлифования на всей протяженности лопасти и т.п.).

После этого на измерителе моментов контролируем поочередно каждую лопасть. В случае если показания измерителя однообразные, то это говорит о том, что статический момент, т.е. произведение массы на расстояние от точки крепления до центра тяжести каждой лопасти, кроме этого однообразен. В случае если моменты от силы тяжести лопастей однообразны при равенстве их весов, то и расстояние до центра тяжести каждой лопасти будет кроме этого равным.

Иными словами, лопасти будут статически и динамически сбалансированы. В случае если же показания измерителя моментов отличаются, т.е. одна из лопастей по сравнению с другой формирует больший либо меньший момент от сил тяжести, то, при равенстве их весов, это говорит о несовпадении расстояний от точки подвески до центра тяжести лопастей.

Для лопасти, которая формирует больший статический момент относительно точки подвести нужно переместить центр тяжести ближе к точке подвески, т.е. уменьшить концевую часть лопасти. Либо напротив, для второй лопасти утяжелить концевую часть. Нужно не забывать, что каждая такая операция (нанесение определенного количества лака либо кусочков изоляционной ленты на финиши лопастей, высверливанием в их торце отверстий и т.п.) изменяют массу лопастей.

Исходя из этого нужно возвратиться к выравниванию весов лопастей на балансировочных весах. Для данной цель создатель, к примеру, прикрепляет к лопастям, подвешенные к балансировочным весам, однообразные по массе куски изоляционной ленты. После этого на лопасть, которая формирует больший момент, один из этих кусочков изоленты крепится конкретно около корня её.

На измерителе моментов находим точку крепления на другой лопасти второго кусочка изоленты, что снабжает равенство моментов от сил тяжести обеих лопастей. В случае если при таковой балансировке количество изоленты получается большим, то направляться предварительно облегчать либо утяжелять финиши лопастей вторыми способами, к примеру, нанесением лака либо шпаклевки и шлифованием.

Высверливание отверстий в торце, как продемонстрировала практика, достаточно трудоемкая и неотёсанная операция, и к ней направляться прибегать лишь в крайних случаях. Но никаких железных балансиров (винтов, шурупов, кусков олова и т.п.) на финишах лопастей устанавливать запрещено.

направляться подчернуть, что при применении лаков и шпаклевок нужно иногда контролировать балансировку лопастей, потому, что со временем эти компоненты изменяют собственные вес.

Возможно использовать и другие методики балансировки. К примеру, для выравнивания моментов от сил тяжести м ожно применять головку ротора с прикрепленными лопастями. Для этого снятую головку с лопастями устанавливают на уголок и получают уже обрисованными способами равенства моментов, т.е. строгого горизонтального положения ротора.

Но и в этом случае нужно получать равенства не только моментов, но и весов лопастей.

Как показывает опыт, исполнение этих условий разрешает скоро совершить последнюю балансировку всего ротора на трудящемся вертолете, которую мы детально разглядим в следующих статьях.

Напоследок напомним, что приведенная методика разрешат скоро изготовить лопасти, пригодные для простого пилотажа и начального обучения. Для других видов полета лопасти должны иметь, в большинстве случаев, специальные утяжелители и симметричный профиль для увеличения весо-динамических черт. Но это тема требует отдельного беседы.

Игромир

Лопасти несущего винта

Рандомные статьи:

Управляемые лопасти несущего винта

Похожие статьи, которые вам понравятся: