Бутылочные импеллерники (бойцовки и не только)
На Су-9 двигатели под крылом. Разная картина обтекания делает свое дело.
Так во-о-от, я об этом-то и толкую, что скорее всего дело в этих дурындах под крылом:
с первым вроде всё более-менее понятно – повинны в этом, скорее всего, массивные мотогондолы на относительно маленьком крыле
я так полагаю, что именно они настолько портят всю картину обтекания, что это и провоцирует эти самые кувыркания.
Кувыркания может провоцировать как турбулентный след за крылом, связанный с обтеканием столь громоздкой конструкции, так и струей от импеллеров, удлиняющией этот след.
А может просто площади стабилизатора не хватает? Вроде плечо не большое и длинный нос спереди сьедает запас устойивости. И профиль моментный ко всему.
Да запросто. Именно об этом я подумал изначально, ещё изучая чертежи. Да, стабилизатор мелковат. И я его немного увеличил относительно чертежа (2см по размаху и добавил по 1см хорды). Киль у Су-9 изначально несколько переразмеренный - видать, конструкторы в КБ Сухого сразу поняли, что две эти мандулы под крыльями серьёзным образом повлияют на путевую устойчивость, вот и подстраховались:
Да, и плечо небольшое, и нос длинный. Всё работает против нас.
Дмитрий, а что такое “моментный” профиль? Впервые услышал.
Шутинг стар летит из-за стреловидности- она добавляет ему путевой устойчивости и срывов меньше. Срыв есть комплексная проблема- не только крыла. Когда начинали строить бойцовки ACES -со срывами боролись сначала методом тыка, не совсем понимая почему всё это происходит. С годами выработался комплекс приёмов борьбы, а заодно и понимание сущности процесса. Например, всегда в моде было раздувание в рамках правил крыла, чтобы площадей добавить и удельную нагрузку снизить. А оно что-то всё равно срывается… Потом пришло озарение, что увеличивая крыло, мы не трогаем хвостовое оперение, уменьшаем заданные конструкторами пропорции. Стали раздувать стабилизатор и , особенно, киль. Результаты превзошли все ожидания!
Потом пришло озарение, что увеличивая крыло, мы не трогаем хвостовое оперение, уменьшаем заданные конструкторами пропорции. Стали раздувать стабилизатор и , особенно, киль. Результаты превзошли все ожидания!
Да, а как иначе? чтоб всё прахом не пошло, площадь хвостового оперения надо увеличивать пропорционально увеличению площади крыла. И то, очень аккуратно всё это делать, без фанатизма, сохраняя основную геометрию.
Шутинг стар летит из-за стреловидности- она добавляет ему путевой устойчивости и срывов меньше.
У “Шута” прямое крыло:
что такое “моментный” профиль?
Ну создающий момент на пикирование, если кратко. S-образный профиль безмоментный, там цд не перемещается относительно цт. У остальных при изменении угла атаки он гуляет : чем кривее профиль, тем больше.
S-образный профиль безмоментный, там цд не перемещается относительно цт. У остальных при изменении угла атаки он гуляет
В корне не верно. ЦД не "гуляет только на симметричных профилях (в районе 25% хорды). У S-образных перемещаетмя вперед с увеличением угла атаки, у остальных - смещается назад.
Каюсь. По центровкам и устойчивости всем теоретикам сюда rcopen.com/forum/f1/topic8384
Лучше бы разобрались, что заставляет такой маленький самолет летать носом к верху и не сваливаться…
Ой, извините, зарапортовался…������
Неделю назад попытался решить обе обозначенные проблемы (с неустойчивостью самолёта) установкой вот такой приблуды:
Это такой дешёвенький трёх-осевой стабилизатор. На три оси он работает неважно, рывками, а на две – уже сносно.
Особо его не отстраивал (чувствительность), просто проверил покачиваниями самолёта – вроде работает, как-то рулями в противоположную сторону реагирует, ну и полетел. Ни хрена, всё как было, так и осталось: и кувыркание, и невозможность оттримировать по тангажу.
Вообще, надо сказать, что-то подобное у меня уже было с блинчиком-«Скиммером» - во время определённых режимов его вдруг самопроизвольно опрокидывало на спину, что неплохо видно на данном видео 2014 года:
Смотреть на 0.55 и на 1.13. Еле-еле успевал его выхватывать.
На данном видео «Скиммер» летает пока без стабилизатора. Так вот там этот оранжевый стабилизатор оказался весьма кстати – как только я его поставил, все эти кувыркания сразу же прекратились.
В случае же с Су-9 не совсем понятно – что может положительно повлиять на ситуацию? Может, увеличь чувствительность по осям стабилизации?
И ещё такая мысля: если бы пропорции планера самолёта были иные, то было бы улучшение ситуации?
Ведь если посмотреть на пропорции, скажем, Арадо-234, то мы видим, что имея точно такие же по размерам гондолы, он и длиннее, и размашистее:
[url=https://radikal.ru]
Изображение на картинках не совсем “в масштабе”, но суть ясна?
Размах у Су-9 – 11,2 метра, у Арадо – 14,1 метр. Длина, соответственно, - 10,55, и 12,6м. Вот сделать бы Арадо и проверить… А что? Болванка на гондолу уже есть…
Далее.
Все эти бутылочные импеллерники изначально задумывались, как бойцовки, а посему вопрос защиты крыльчатки импеллера от «засоса» ленты в воздухозаборник встал сразу же. На первых самолётах (Як-15, МиГ-15 и Вампир) эта проблема не была решена.
Потом пришло решение, которое предложил Володя Громоздов – перед крыльчаткой импа поставить простейшую решётку, хотя бы из тонкой лески. Я эту идею несколько видоизменил, заменив леску тонкой медной проволокой (её легче клеить к бутылке). Сделать сетку с очень мелкой ячеей дело хлопотное, поэтому на практике размер ячеи получается 6…8мм. Надеюсь, достаточно, чтобы задержать VHS-ленту.
Вот как это выглядит, к примеру, у Шутинг Стара:
А вот так на Хе-162 и Су-9:
хорошо видно, что решётка у Су-9 гораздо ушатаннее, чем на Хейнкеле. Оно и понятно – у Не-162 она на горбу, и практически не контактирует с землёй, а Су-9 бьётся гондолами при каждом приземлении. Гондолы деформируются, проволочка рвётся…
Но, как оказалось при реальной эксплуатации, врагов у импеллера и без VHS-ленты хватает. Это крупный песок, камешки, льдинки и всякие палочки-веточки – всё то, что может засосать в воздухозаборник. Толчком к действию послужил случай. У Су-9 обе мотогондолы – внизу. Вот он одной из гондол камешков и хапнул… В этот момент импеллер ещё работал. Результат – минус крыльчатка.
Стало понятно, что решётка с крупной ячейкой (6…8мм) – не панацея. Нужна какая-то более мелкая сеточка. Нашёл у себя противомоскитную сетку, но она не очень прочная, и влетевший на скорости камешек теоретически её может порвать. Пришло решение – сделать из сетки некое ситечко и опереть его на уже имеющуюся в канале решётку. Дополнить, так сказать…
Начать решил с Су-9 и Не-162 – там попроще добраться до решётки. Сочинил из стальной проволоки колечки, растянул сетку и моментом наклеил на неё колечки:
Вырезал, вклеил поверх проволочной решётки:
Получилось хоть и грубо, но, надеюсь, теперь от мелких камешков и крупного песка эта защита должна работать.
С питанием ещё не всё устаканилось. Подобные 45мм импеллеры у меня стоят на Як-15 и на Не-162.
Достоинство у них одно – они лёгкие (по 36 грамм), а вот эффективность у них невелика – около 1,6 грамм/ на ватт.
Кв у моторов на этих импах – 6000, что считаю, выбрано не совсем оптимально, на двух банках мотор явно не добирает оборотов – потребление в этом случае около 14…15А, а на трёх – уже перебор, около 30А. А на моторчик 22 ампера заявлены, как максимум (моторец-то хиленький, около 20 грамм весу). Як-15 на двух банках хоть и летает, но крайне вяло – тяги явно не хватает, а Не-162 с его куцыми крылышками я на 2-х банках даже и пробовать не решился.
А вот Су-9 решил всё же попробовать на 2-х банках, и не прогадал. В сумме на двух импеллерах получается 30А. Тяговооружённость около 1. Но летает не особо шустро, МиГ-15 и «Шутинг Стар» порезвее. Ну там и потребление 24…25А на 3-х банках.
Надо проводить эксперимент, пусть Су-9 полетает и на 3-х банках, что получится… думаю, что будет значительно резвее. Батарейный отсек у Су-9 изначально был сделан достаточно объёмистым, туда даже 2300 мА/ч 3S влезает спокойно, ещё и место остаётся:
И вроде докопался я до причины, почему Су-9 никак не получалось оттримировать по тангажу. Дотошный осмотр выявил заметный люфт в сочленении тяги и кабанчика на руле высоты! А почему стразу не увидел? А люфт хитрый оказался – не свободно болтающийся, а с трением. Тяга была немного перекошена, и люфт таким образом как бы поджимался сбоку.
Как выявил? Поставил самолёт, включил пульт. Для точности прилепил на Р.В. зубочистку, поставил пластину пенопласта, и пока руль в нейтрали, напротив кончика зубочистки поставил метку:
(Да, меточка не совсем напротив кончика зубочистки, но суть эксперимента это не нарушает)
Берём ручку на себя до максимума, возвращаем в нейтраль:
Отдаёт ручку от себя, возвращаем в нейтраль:
Хорошо видно, что руль не возвращается в нейтраль, а телепается туда-сюда на ± 1-2 градуса. А это и есть тот самый «поджатый с трением» люфт. И этих 1-2 градусов как раз и достаточно, чтобы не дать оттримировать самолёт.
Осталось проверить на практике…
эффективность у них невелика – около 1,6 грамм/ на ватт.
Для импеллера это нормальная эффективность. Бывает меньше.
Не пробовали померять тягу с сеткой и без?
Да надо бы… Вообще говоря, был у меня прекрасный стенд для замеров тяги, правда, был заточен под воздушные винты. Несколько лет назад разобрал его. А надо бы его реанимировать, приспособить под импы. Основной вопрос - придумать какие-то зажимы под импеллеры разных диаметров. Потому как масса вопросов. И насчёт сеток в том числе.
Су-9 летал у меня сначала просто с решётками, а потом поставил уже и сетки. Разницы в скорости полёта не ощутил. Я так понимаю, дело в том, что сетки были поставлены в самой широкой части трубы, которая имеет площадь сечения вдвое большую, чем проходное сечение импеллера.
А вот с Як-15 получилось иначе. Там я тоже применил сетку, но самый простой и быстрый способ её опробовать был такой:
И вот тут-то появилось чёткое ощущение потери скорости. Оно и не мудрено - сетка поставлена в самом узком месте, и естественно, тем самым посадила импеллер на “голодный паёк”.
надо бы его реанимировать, приспособить под импы. Основной вопрос - придумать какие-то зажимы под импеллеры разных диаметров. Потому как масса вопросов. И насчёт сеток в том числе.
Мерять тягу лучше всего в сборе с мотогондолой.
Голый имп может дать как меньше, так и больше тяги. А если мерять готовое изделие, это будет гораздо информативнее.
В плане проходного сечения, где-то на форуме есть картинка, как течет воздух по каналу. Найти бы…
Мерять тягу лучше всего в сборе с мотогондолой.
Голый имп может дать как меньше, так и больше тяги. А если мерять готовое изделие, это будет гораздо информативнее.
В плане проходного сечения, где-то на форуме есть картинка, как течет воздух по каналу. Найти бы…
не знаю, об этом ли речь, но тут много теории по импеллерам
об этом ли речь
Не об этом. Надо искать в сообщениях от Жорж. Человек давно забанен, но картинка была загружена на форум и скорее всего сохранилась.
Продолжаем.
Сначала о попутных мелочах.
У МиГ-15 было одно слабое место – киль. Изрядно искромсанный, он уже просто болтался, как цветок в проруби. Пришлось делать новый. Первый вариант переделки оказался неудачным – слишком сильно вперёд выступал лонжерон киля. Пришлось переделывать.
Вот три варианта киля – старый, новый неудачный, и новый окончательный:
Вклеиваем окончательный вариант киля:
Вот так выступает лонжерон:
Красим:
Теперь приступаем к главному:
УВТ
Пилотируя МиГ-15 и Р-80 “Шутинг Стар”, несколько раз попадал в следующую ситуацию: самолёт делает «свечку», скорость падает (тяговооружённость у обоих не более 1), в апогее самолёт, отчаянно свистя импом, где-то около секунды стоит на «хвосте», потом валится в неуправляемое падение. Если хватает высоты, то опустив нос, и набрав скорость, благополучно выходит из пике, если высоты нет, то… кирдык носом об землю. Особенно опасна подобная штука на взлёте.
Причина такого поведения самолёта понятна: у импеллерника с соплом в попе (в отличии от самолёта с воздушным винтом) при скорости, близкой к нулевой, совсем нет обдува рулей. Если подобный импеллерник встал «на хвост», то в этот момент ты можешь дёргать рулями хоть до посинения, ничего не надёргаешь – рули начнут работать только тогда, когда кувырнувшись вниз, самолёт не пролетит, набирая скорость, некоторое расстояние.
У самолёта с винтом даже при нулевой скорости и даже при тяговооружённости менее 1, обдув рулей всегда есть. А значит, есть и возможность управляемо выйти из «свечки». Как добиться подобного «умения выходить из сложных ситуаций» от импеллерника?
Обдумав как следует данную проблему, пришёл к следующим выводам:
- Решать её надо радикально
- Не фиг придумывать велосипед, всё до нас уже придумано.
Надо делать Управляемый Вектор Тяги, или проще, УВТ.
Но каким вектором управлять? Вверх/вниз, или вправо/влево?
Практика показывает, что энергетически выгоднее вариант вверх/вниз (тангаж). Почему? Очень просто – представим себе, что наш импеллерник лезет вверх, теряя скорость, и вот-вот встанет «на хвост». Имея УВТ по тангажу, мы просто отдаём ручку от себя, энергично переводя его в горизонтальный полёт, и он, практически без потери высоты должен продолжить полёт, набирая скорость.
Если же у нас УВТ работает аналогично Р.Н., то в апогее мы можем только лишь выполнить манёвр «разворот на горке», с неизбежной потерей высоты на последующем разгоне.
И ещё одно «за» УВТ по тангажу – где-то рядом с соплом уже есть руль высоты, от которого достаточно провести дополнительную тягу. Никакую дополнительную серву ставить в этом случае не потребуется.
Кумекал-кумекал, как же эту придумку реализовать, и вот что получилось – за соплом ставим пластинку, склеенную из двух ПЭТ-слоёв (бутылка), между которых вклеена проволочка-рычаг:
На Р-80:
На МиГ-15:
На обоих самолётах вышло очень похоже, но есть и различия: на Р-80 дополнительная тяга идёт уже от руля высоты, а у МиГа было удобнее провести её прямо от сервы.
Вот коротенькое видео, показывающее механику процесса:
Не имея опыта в этой области, а действуя, в общем-то, по наитию, изначально установил сравнительно небольшие углы отклонения этого… ммм… ну, пусть эта новоиспечённая хреновина за соплом будет называться «газовым рулём». Сделал что-то около ±10 градусов. Но предусмотрел и возможность отклонения на большие углы (путём перестановки тяги в другие отверстия на качалке).
Испытания подтвердили работоспособность и полезность идеи.
Если раньше при зависании самолёта на хвосте было так:
То теперь это выглядит так:
В момент зависания «на хвосте» энергично отдаёшь ручку от себя, самолёт почти на месте разворачивает нос в горизонт и практически без потери высоты продолжает полёт. Можно ручку брать и на себя, но энергетически это менее выгодно – самолёт делает короткую петлю и с потерей высоты в 3…4 метра.
Идея оказалась рабочей, и теперь все импеллерники с соплом в хвосте, думаю, буду оснащать подобным устройством. Тем более, что штука простая и легко реализуемая.
Остались вопросы:
углы отклонения «газового руля» должны совпадать с углами отклонения руля высоты?
Или быть больше?
Или меньше?
Непоняток много, кто подскажет?
Занимался кто-нибудь подобными вещами?
Занимался кто-нибудь подобными вещами?
Ставил в своё время, но внутри сопла, чтобы не нарушать “эстетизьм” самолёта. Отклонение меньше, чем руль высоты, из-за бОльшей эффективности газового руля. Потом бросил это дело дурацкое, потому что научился при свечке и потере скорости просто вовремя убирать газ, и модель сама опускала нос. Но как средство повышения маневренности в бою вполне имеет право на жизнь.
Три Яка и “Сейбр”.
Так получилось, что в производстве почти одновременно оказались четыре самолёта. Первым был “Сейбр”(это который F-86 Норт Америкен), потом, когда он был фактически «на выходе», к нему присоседились аж целых три штуки Як-15. Поэтому повествование про эти четыре самолёта буду вести параллельно.
Ну, уж коли Сейбр был первым, то с него и начнём…
Да… давно я присматривался к этому самолёту, давно, уже больше года. Да всё не решался – уж больно здоровым он получался, в сравнении со всеми остальными.
Длина «живого» Сейбра – 11,44 метра, а это ноздря-в-ноздрю с фюзеляжем Ил-2. А Ил-2, как мы знаем, был весьма немаленьким самолётом. И тяжёлым, кстати, более 6 тонн. А вот «живой» Сейбр в итоге даже потяжелее, чем Ил-2 получился – его полётный вес доходил до 9 тонн и более. Да и потолще он был. Вот отсюда и мои сомнения – делать/не делать?
Но, с другой стороны, особенности планера Сейбра давали и некоторые преимущества в сравнении с, скажем, с МиГ-15.
На МиГе я столкнулся со следующими проблемами:
- МиГ-15 – среднеплан, а значит, крыло крепить труднее, чем на низкоплане, а уж сделать его съёмным – вообще проблема. Сейбр же – низкоплан.
- У МиГа огромный киль с расположенным на нём стабилизатором – это тоже определённые проблемы с крепежом и с прочностью подобной конструкции, особенно на бойцовке. У Сейбра – хвостовое оперение традиционной конструкции, с возможностью привязки стабилизатора к фюзеляжу.
- Расположение батарейного отсека. На МиГе его пришлось выполнить в виде продолжения корневой части центроплана (та, что внутри фюза), иначе он просто перекрыл бы собой значительную часть площади воздушного канала. У Сейбра в этом плане всё немного попроще.
Расчёты показали, что Сейбр в 15-м масштабе хоть и получится тяжелее МиГа, как, впрочем, и было в реальной жизни, то ненамного, мощности силовой установки должно хватить. А в реале у них, у Сейбра и у МиГа, тяга их двигателей тоже была очень близка.
Решено! Делаем!
Как всегда, изготовление любого бутылочника начинаем с болванки. К сожалению, фотки, где я строгал очередного «буратину», куда-то пропали, ну да там ничего нового не было. И инструмент всё тот же самый: электролобзик, электрорубанок, шлифмашинка.
А вот фото натяжки скорлупок в наличии:
Готовые склеенные скорлупки:
Болванку на фонарь решил не делать – у Р-51 12-го масштаба фонарь очень схожий, только покороче (всё-таки и Мустанг, и Сейбр – дело рук одной и той же фирмы, Норт Америкен).
Сделал надставку, удлиняющую исходную болванку, и хитро подраздул бутылку, чтобы ладнее села не болванку:
Переходим к крылу.
Вырезанные консоли:
Общий вес – 22 грамма.
Вклеиваем лонжероны снизу и сверху:
Вес – 30 грамм.
Заклеиваем канавки с лонжеронами полосками бумажки на разведённый ПВА:
Вес – 34 грамма.
Обтягиваем крыло и режем элероны:
Киль и стабилизатор:
Обклейка киля и стабилизатора:
Взвешиваем:
10 грамм. Очень неплохо.
Вклеиваем в них лонжероны из 0,5мм стеклотекстолита:
Соединяем половинки стаба бамбуковой палочкой и оформляем петлю:
Продолжение следует (про три Яка)…
Переходим к Якам.
Я – Як-истребитель.
Мотор мой звенит,
небо – моя обитель…
(В.Высоцкий)
Из семи сделанных мною импеллерных истребителей, Як-15 – один из фаворитов. Удачная геометрия, компактный планер. Даже откровенно небольшой, 45-мм импеллер с невысокой эффективностью не слишком его портит. Вот такой:
А других такого же размера и веса мне что-то и не попадалось. На Али – так ничего больше и не нашёл (если кто подскажет, буду благодарен). Но, как бы там ни было, а для данного Яка и этого небольшого скромного импа вполне хватает. Но назрели мысли насчёт попробовать некоторые новые идеи применительно к Як-15.
Да было всё как-то недосуг…
А тут поступил заказ на этот самолётик, и я подумал – а почему нет? Ведь серией-то, понятное дело, делать легче. Само собой, что на заказанном Яке я никакие сомнительные эксперименты ставить не собираюсь – его я буду делать в точности таким, как и уже летающий Як (как говорится, лучшее – враг хорошего). А вот два других станут испытательными стендами.
Начать решил с фюзеляжей.
К сожалению, болванка для Як-15 сегментирована лишь частично, в самом критическом месте (в самой высокой точке профиля крыла). А вот хвостовая часть – нет. Это усложняет натяжку скорлупок.
Тянем-потянем…
Один из экспериментов – использовать иной профиль крыла. Для этого на болванке закрепил деревянные же наделки:
С возможностью оперативно их снять (а вдруг с этим профилем Як полетит хуже, чем со старым?)
Вот они, эти наделки, на болванке:
Готовые скорлупки, и они же, но с заклеенными швами:
Тянем носики (лобовые воздухозаборники):
готовы три носа:
Клеим… клеим… ещё раз клеим… О-па! Три фюза:
Если приглядеться, то можно заметить, что все три фюза немного разные, т.е. сочленения между отдельными скорлупками немного в разных местах (кроме того сочленения, где сделан распил болванки на две части). Увы, это – следствие НЕ сегментированности болванки (если бы она была сегментирована, то все скорлупки были стандартного размера). На лётные качества самолёта это НЕ влияет, но заметно усложняет и замедляет серийное производство нескольких самолётов.
Осталось вытянуть эти самые… как их… ну пусть будет реданная часть мотогондолы.
Берём 0,6л бутылочки и слегка подраздуваем им горловую часть, чтобы болванка ладнее села:
Тянем:
И так три раза…
Вуаля:
Примеряем к готовым фюзам:
Продолжение следует…