Городской акробат "Spark"

[fed]

ГОРОДСКОЙ АКРОБАТ "SPARK"



Классический пилотаж / Экстрим 3D



показалось логичным разместить тему именно в этом разделе, если модераторы посчитают нужным, можно переместить в другой.





Предисловие



Авиамоделизм безбрежен по направлениям.

Исторически, за 38 лет заболевания, я был привержен ряду направлений, одинаково мощных по силе увлечения ими.

Это:

- Кордовые пилотажные F2B

- резиномоторные копии свободного полета

- комнатные самолеты

- RC копии F4C / полукопии / миникопии

- RC хоббийный пилотаж / воздушный бой

- экспериментальные модели



Каждое направление периодически блокирует все сознание, к сожалению, не всегда получается заниматься всеми направлениями одновременно.



Тема пилотажа всегда была для меня чрезвычайно интересной.

Занимаясь в юности кордовым спортивным пилотажем, был увлечен как собственно пилотированием, так и разработкой и дизайном своих моделей.

Все годы отслеживал тенденции развития и конструкций радиопилотажек F3A, хотя и не занимался плотно этим классом (но мечты остались)

Развитие в последнее десятилетие 3D пилотажа, и моделей для экстрим пилотажа, также было чрезвычайно интересным.



[attachment=114228:A-621_Stylus I.jpg][attachment=114229:A-623_Combat.jpg]

[attachment=114230:A-651_Beta.jpg][attachment=114231:A-653_Fakira.jpg]

[attachment=114232:A-655_Katana-F.jpg][attachment=114233:A-657_Stylus IV.jpg]

[attachment=114235:A-753.jpg] Периодически строились радиоакробаты для душевных полетов в удовольствие, хотя и были отдельные попытки системно освоить как классический пилотаж так и 3D.



Пилотаж привлекает меня почти в равной степени, как объект проектирования и дизайна (в большей степени), так и собственно пилотирование.

Наверно, если бы я был сугубо пилотом, то надо просто приобрести соответсвующий самолет. Но мне интересен путь с начала до конца.



В конце прошлого года возник очередной виток увлечения пилотажем, тем более, что это корреспондируется с текущими идеями проектов копий.

Тема зального пилотажа F3P давно привлекает как моделями, так и полетами, похожими на полеты без гравитации.



[attachment=114236:Як-55_4.jpg][attachment=114237:Як-55_2.jpg][attachment=114238:Як-55_3.jpg]

[attachment=114239:a-395.jpg]Было сделан ряд моделей для вхождения в этот класс. Но нужен стабильный доступ в зал для совершенствования летного мастерства. Хотя в хорошую погоду можно летать и на стадионе.



Давно созревало желание сделать городскую пилотажку, которая бы позволила совершать регулярные тренировочные полеты на городском стадионе или малых площадках для отработки классического пилотажа F3A и в то же время, способной к качественному 3D пилотированию. В идеале хочется иметь возможность совершать полет и в стиле F3P, но на стадионе, иметь тренер для отработки музыкального фристайла на F3M.



Технические требования.



В общем это некая сверхзадача – создать пилотажный аппарат с достаточно универсальными качествами.

Понятно, что идеальной универсальной техники не может быть, но хочется попытаться…



Главнейшее требование – это максимальная безопасность полетов для окружающего мира. Оно сочетается с надежностью и летучестью аппарата на минимальных скоростях.

Многолетняя практика полетов на стадионе говорит об удельной нагрузке на крыло не выше 30г/дм2. и размерах аппарата в пределах 1.2м при взлетном весе до 1кг. Естественно – электро-ДУ.



Такие параметры очень удобны по условиям транспортировки и зрительного восприятия в пространстве стадиона.

В идеале, хочется иметь уд.нагрузку в районе 23г/дм2, что обеспечит минимальную скорость уверенного пилотирования.

Кстати, это близко к значениям уд.нагрузок лучших кордовых пилотажек Юрия Сироткина.



Энерговооруженность должна быть чрезвычайно высокой, не менее 2ед. взлетного веса, что также обеспечит безопасность, надежность пилотирования и ветроустойчивость.

Понятно, что чем-то придется пожертвовать, и это будет ветрозащищенность. Мощная мотоустановка в какой-то степени поможет бороться с ветром. Но в нашей местности приоритет тихой погоды, да и жертвовать летными качествами аппарата, превращая его в беспощадный скоростной снаряд, совсем не хочется.

[fed]

Аналоги или прототипы.



В мире создано бессчетное количество пилотажных аппаратов с самыми разнообразными качествами.

Безусловно, любой новый аппарат – это компиляция существующих достижений, статистики, дизайна, понимания аэродинамики и прочности.

Не будет исключением и этот акробат.



Давно отслеживая развитие пилотажных классов, собралась большая библиотека чертежей, фотографий, описаний различных моделей F3A, Фан-флаев, F3P



Проектируя свои пилотажные модели (и летая на них), у меня сложилась определенная мировозренческая позиция на вопросы аэродинамики, учтойчивости, управляемости, дизайна ,конструкции, прочности и прочих аспектов, сопровождающих собственно процес конструирования и постройки.





[attachment=114240:Spark_3v_1.jpg]В качестве базового прототипа для будущего акробата была выбрана классическая, достаточно современная F3A пилотага "SPARK".

В сим. "Аэрофлай" была скачана с немецкого сайта ее виртуальная модель. Очень понравился ее стиль полета, внешний вид и визуальный вид в полете, что крайне важно для пилотажки.



Дизайн этой пилотажки в основе и лег в основу моей разработки, решено было оставить оригинальное название "SPARK", как дань уважения дизайнерам F3A-шного 2метрового прототипа.



Но были внесены изменения в геометрию, площади рулей в направлении универсальности и пригодности к 3D. И безусловно конструкция будет совершенно другая. Но об этом буду рассказывать постепенно, по мере отчета о постройке.



[attachment=114241:SPARK-1200.jpg][attachment=114242:SPARK-1200_COLOR.jpg]Были скомпилированы примерно такие чертежи и будущий предварительный эскиз раскраски.



[attachment=114243:spark_0_1.jpg][attachment=114244:spark_0_2.jpg]Незамедлительно были выведены плазы будущего акробата. Строить будем два таких самолета, традиционно с Борисом Гребенюком(weds). Они будут иметь некоторые различия как по геометрии, так и по конструкции для расширения поля эксперимента

[fed]

Конструкция и постройка



Акробат будет строится не по совсем традиционным технологиям F3A, вернее совсем не по технологиям современных F3A.



Одна из основных целей - это сделать экстремально лекгий, конечно прочный к пилотажным перегрузкам, ресурсный, ремонтопригодный самолет.

Долгие годы увлечения легчайшими моделями - резиномоторными копиями выработали у меня свое "трепетное" отношение к весу и прочности самолетной конструкции. Я часто применяю даже такой термин "по резиномоторным технологиям"!

Да, эта пилотажка именно так будет строится, ну и конечно, кордовое пилотажное прошлое не вычеркнешь, там тоже нужны все эти перечисленные качества. Но в мои молодые годы, бальза была вожделенна и практически недоступна, поэтому приходилось из липы, тополя и осины создавать легкие прочные самолеты, конкурентные бальзовым. Это сложнее, чем из бальзы, но зато какая конструкторская школа была!!!

А теперь бальза есть в полном доступе. Вот уж который год я никак не могу насладится ее обилием и доступностью.



Собственно закладка первой фермы произошла торжественно в канун Старого Нового года, в пятницу 13-го января сего года.





[attachment=114245:spark_0_3.jpg][attachment=114246:spark_0_4.jpg] носовая часть фермы "стеклится" шариковым упаковочным пенопластом толщ.4мм

Вес одной готовой фермы - 13гр.

[attachment=114247:spark_0_5.jpg][attachment=114248:spark_0_6.jpg] Что может сравнится с легкостью, прочностью классической фермы, которая ложится в основу фюзеляжа будущего акробата. Бальза на продольные лонжероны 8х4 мм, стойки - 4х4мм, раскосы 4х2 мм.



Вся склейка на "Момент-столяр" (аналог ПВА) Клеит просто зверски любые мелкие стыки конструкции.



[attachment=114249:spark_0_7.jpg] устанавливается носовой шпангоут и площадка под шасси

[attachment=114250:spark_0_8.jpg][attachment=114251:spark_0_9.jpg] сверху формируется гаргрот. Полушпангоуты из шарикового пенопласта

[attachment=114252:spark_0_10.jpg] а снизу формируется место под установку шасси

[fed]

Стойки шасси решено сделать "не традиционной ориентации"



[attachment=114253:spark_01_1.jpg]Они будут композитные, в смысле 1мм фанера+ бальза 2мм + 1мм фанера

[attachment=114254:spark_01_2.jpg]склеиваем "пирожок" на оправке.

[attachment=114255:spark_01_3.jpg] параллельно занимаемся глобальными деревянными работами по ваянию пуансона под громадный фонарь кабины

[attachment=114256:spark_01_4.jpg] Ну и теперь можно немножко примерить ножки...

[attachment=114257:spark_01_5.jpg] ... и рожки

[attachment=114258:spark_01_6.jpg] Немножко затачиваем стойки

[attachment=114259:spark_01_7.jpg] и теперь начинаем вживлять их в конструкцию фюза

[attachment=114260:spark_01_8.jpg] главное правильно и равномерно передать нагрузки от шасси на элементы конструкции. Стойки шасси органично становятся силовыми элементами фюзеляжа. Экономим на вес на площадке под шасси, крепеже, избавляемся от точечных концентраторов напряжения, получаем эстетически вживленные ноги.

[fed]

наращиваем косточки...

[attachment=114261:spark_2_1.jpg][attachment=114262:spark_2_2.jpg] стрингеры на верхний гаргрот и обозначаем нижний гаргрот

[attachment=114263:spark_2_3.jpg][attachment=114264:spark_2_4.jpg][attachment=114265:spark_2_5.jpg] Устанавливаем носовой силовой моторный шпангоут из 6мм фанеры. формируются обводы носовой части из бальзовых стрингеров



... а теперь немного мясца добавим



[attachment=114267:spark_2_6.jpg][attachment=114273:spark_2_7.jpg] формируется облик носовой части фюзеляжа



[attachment=114269:spark_2_8.jpg][attachment=114270:spark_2_9.jpg] А снизу будет воздухозаборник для забора воздуха на охлаждение регулятора и аккумулятора

[attachment=114271:spark_2_10.jpg][attachment=114272:spark_2_11.jpg] формообразование низа носовой части

[fed]

[attachment=114274:spark_3_1.jpg] Устанавливаем полушпангоуты нижнего гаргрота

[attachment=114275:spark_3_2.jpg] закладывается бальзовый ламинат на обводы киля и нижнего форкиля

[attachment=114276:spark_3_3.jpg] стрингерим нижний гаргрот и устанавливаем обводы киля и нижнего форкиля

[attachment=114277:spark_3_4.jpg][attachment=114278:spark_3_5.jpg] вот такой "енот" выстрогался ...

[іван]

Получається супер

[Nиколай]

Класс!



Но только сильно смущают стойки шасси. Не понял я эту идею с фанерой.

Изгибные нагрузки, при даже не очень жёсткой посадке на асфальт, фанера не выдержит. А ударные об кочки + скручивание назад, если садить на траву - тоже. Их стоило хотя бы стеклом армировать перед вживлением намертво в фюзеляж. Ремонтн и замена стоек теперь будет связана с большим хирургическим вмешательством в важную часть фюзеляжа.



Чем будет обшиваться фюзеляж?

С интересом ждём продолжения.

[Oleg_UA]

[attachment=114241:SPARK-1200.jpg][attachment=114242:SPARK-1200_COLOR.jpg]Были скомпилированы примерно такие чертежи и будущий предварительный эскиз раскраски.

Приветствую!



Какой решили использовать профиль крыла,стабилизатора?

[fed]

По шасси.

В какой-то степени - это эксперимент.

После установки осей, возможно стойки обтянутся тонкой стеклотканью.

У основания фюзеляжа стойка очень широкая. Если она там сломается, то остальной самолет можно даже не собирать по полю. Остальные сечениях - близки эпюре напряжений.

А вообще самолет расчитывается в том числе и на экстримный пилотаж на минимальной высоте, так что шансов его чинить будет достаточно

Посадка - наименьший из рисков.

Ну а садить надо душевно, конечно, я это дело как раз очень обожаю. Да и вообще 3D самолеты зачастую на заднюю стойку садятся прецезионно.

А преимущества есть у такой конструкции:

- эстетические : органичность втекания в фюзеляж (еще зализы будут), желаемая форма стойки широкая, хорошее сопряжение с обтекателями колес (надеюсь) Дюралевые не нравятся.

- весовые: минимальный вес.

- технологические: углекомпозит обладал возможно тем же весом и эстетизмом, но сложность оснастки... пока нет на это энтузиазма

- прочностные: стойки логично увязались с силовой схемой фюзеляжа. Насчет сломаться - ну скоро посмотрим... да вообще не проблема вклеить потом традиционную фанерную площадку и дюраль прикрутить. Я на эти вещи очень легко смотрю. То что он рано или поздно грохнется, и будет ремонтироваться - совершенно нормальный процесс интенсивной летной эксплуатации. Самолет надо как следует помутузить, грохнуть как следует, модернизировать, улучшить, и тогда уже можно уверенно летать многие годы Что должно сломаться - то сломается, что не сломалось - значит есть избыток веса Ну это я немного утрирую, но все близко к жизни.





По профилю.

Честно скажу. Этот профиль не строился по атласу профилей.

Я много очень самолетов за свою жизнь построил, в том числе и пилотажных. И пилотажные профили могу рисовать от руки очень близко к табличным значениям профилей серии NASA, Эплера. Кордовые пилотажки также имеют свои законы и очертания, которые были впитаны еще в юности.



Что сказать о примененном профиле.

Он несет черты и Nasa-вских профилей, и моего любимого Е-474 и кордовых пилотажек.

1. Профиль достаточно толстый (около 16%) Считаю, что применение тонких F3A с острой передней кромкой в моем случае не целесообразно. Они более скоростные и срывные. Я же хочу наоборот максимально затормозить самолет и обеспечить его несрывность на малых скоростях.

2. Большая толщина профиля также будет работать на прочность. Это позволит сделать более жесткое и легкое крыло.

3. Большой радиус по передней кромке традиционно используется в кордовом пилотаже, он позволяет снизить влияние порывов ветра на модель и менее срывной, чем с острым носиком.

4. Наполненность профиля в задней части - это также положительный опыт использования профилей типа Е-474, которые великолпено себя ведут на минимальных скоростях.

5. Толстая задняя кромка в месте подвески элеронов позволит увеличить жесткость всего крыла и затенит более тонкий элерон на малых отклонениях, что должно увеличить плавность пилотажа (из опыта кордового. Я ссылаюсь на кордовые, потому что режимы полета при экстримном 3D пилотаже очень близки.)



Стабилизатор на пилотажке должен быть ТОЛСТЫМ! Это также одна из аксиом. Увеличивается его эффективность. И конечно прочность и жесткость на кручение. Аналогично крылу, работает идея насчет затенения рулей при малых отклонениях.

Наверно он будет близок традиционным Nasa-вским порядка 12 - 14%