Бутылочные импеллерники (бойцовки и не только)

Yurich

Вполне себе, поздравляю. Батарейки хватает на 4 с небольшим минуты?

Денис_из_Петергофа
Yurich:

Батарейки хватает на 4 с небольшим минуты?

Да. Этот полёт, что на видео, был в некотором роде “измерительным” - дал полный газ и просто крутился. Время - примерно 4,5 минуты.

Денис_из_Петергофа

Теперь “разбор полётов” и выводы.

К сожалению, статистики пока собрано немного, но того, что собрано, достаточно, чтобы сделать хоть и предварительные, но всё же выводы.

Уложить бутылочную бойцовку в 250 грамм оказалось невероятно сложно. «Виноваты» в этом несколько факторов:

  1. Основной – более тяжёлая батарея. Всем известно, что КПД крыльчатки импеллера значительно ниже, чем КПД воздушного винта, а посему, для получения приемлемого значения тяговооружённости (один из основных факторов в маневренном воздушном бою) необходима батарея большей ёмкости, а соответственно, и большей массы. После некоторых расчётов и ряда экспериментов остановился на 3-х баночной батарее ёмкостью 1500мА/ч. которая весит 140г.

  2. Довольно узкий выбор подходящих импеллеров. Я для себя пока нашёл только три:

а) 45мм, кв 6000, вес-36г. На 3-х банках ток 21….23А тяга до 380г. 1,58г/Вт (Як-15)

б) 55мм, кв 3500, вес-70г. На 3-х банках ток 15….18А тяга до 530г. 2,65г/Вт (Вампир)
в) 64мм, кв 4500, вес-78г. На 3-х банках ток 23….27А тяга до 750г. 2,7г/Вт (МиГ-15)

Наиболее подходящим по кв считаю №2, диаметром 55мм. У №1 и №3 приходится поджимать расходы по газу.

  1. Если отталкиваться от принятого масштаба 1:15, то по сравнению с бутылочными бойцовками массой до 250 грамм, масса пустого планера для импеллерника этого же масштаба получается больше, чем масса планера для винтового истребителя. Почему? Очень просто: во-первых, реактивные истребители, в большинстве своём, покрупнее винтовых; во-вторых, в их планере есть «проблемные» места, на которых набегают дополнительные граммы. Это: воздухозаборники, воздушные каналы к импеллеру, обтекаемый батарейный отсек (если он находится в воздушном потоке).

Вот и получается, что те расклады, что работают при проектировании бутылочной полукопии винтового истребителя, не работают в случае полукопии истребителя-импеллерника.
Импеллерный истребитель, при том же самом масштабе (1:15), как ни крути, получается тяжелее своего винтового собрата.

Вот сводная таблица, куда вошли данные трёх бутылочных импеллерников и, для сравнения, типовой винтовой истребитель МиГ-3.

Таблица наглядно показывает, что если относительный удельный вес мотоустановки у всех самолётов из таблицы меняется незначительно, то относительный удельный вес батареи у импеллерника значительно больше, чем у винтового самолёта – 31%, 32%, и 43% против 23% у МиГ-3. А вот относительный удельный вес пустого планера, наоборот, имеет тенденцию к снижению – 32%, 34% и 40% против 44% у МиГ-3.
Отсюда вывод: помимо сложностей с организацией воздухозаборников, воздушных каналов, особой конструкции батарейных отсеков, есть и определённая сложность с выдерживанием весовой культуры.

Но выявились и другие проблемы…

Продолжение следует…

Aleksandr_L

Мне кажется все это следует из логики применения прототипов. Если поршневые истребители крутились в собачьей свалке, то реактивные изначально проектировались быстро прилететь, стрельнуть и быстренько удрать.
Отсюда и все результаты при их копировании.

Денис_из_Петергофа

Продолжаем…

У меня, как у первопроходца, пытающегося совместить импеллер с «бутылочным» фюзеляжем, появилась ещё одна специфическая проблема, с которой, похоже, никто кроме меня пока ещё не сталкивался.

В чём суть проблемы?

В момент старта, или за 1…2 секунды ДО старта разлетается в прах крыльчатка импеллера.

ЭТО произошло у меня уже дважды (Як-15 и Вампир), и при схожих обстоятельствах.
Обстоятельства такие: «метатель» модели держит её за фюзеляж, пилот начинает потихоньку давать газ, и…
вот тут ситуация развивалась в двух вариантах:

  1. В первый раз крыльчатка (на Як-15) хряпнула и разлетелась на части за секунду до старта, двигатель к этому моменту вышел где-то на 80…90% оборотов.
  2. Во второй раз (Вампир) в момент газовки (модель ещё в руке «метателя») послышались подозрительные призвуки в работе импеллера. Несколько газовок – призвук есть, никуда не уходит. Старт. В момент броска изнутри модели слышится громкое «хряп», и модель падает без тяги.

В обоих случаях результат один – разрушение крыльчатки.

Попробуем разобраться, почему ТАК получается именно с бутылочными импеллерниками?

Дело в том, что «метатель» неизбежно ухватывается рукой за то самое место, где как раз и стоит импеллер (потому, что там удобнее всего!):

А так как кидать нужно энергично, а за пару секунд до старта пилот даёт полный газ, то удерживая модель на полном газу за довольно скользкий фюзеляж, «метатель» сжимает его довольно сильно. А в момент броска, в попытке придать модели ускорение, давление пальцев ещё более усиливается!

Что будет происходить с импеллером в этой ситуации, если он стоит в пенопластовом или наборном фюзеляже?

Да ничего!

А вот в бутылочном… а в бутылочном происходит вот что: жёсткость бутылочного фюза очень невысокая, и пальцы «метателя», сквозь тонкие бутылочные стенки фюзеляжа довольно сильно сжимают корпус импеллера. И чем больше тяга, тем сильнее сжимают. В какой-то момент лопатки цепляют за корпус, и… хрясь, и пополам!

Подтверждением этой версии являются чёткие «запилы» на внутренней поверхности корпуса обоих импеллеров:

Естественно, в обоих случаях «метатель» не при чём – откуда он мог знать про эти нюансы? Не знал и я… Теперь, благодаря «великой и ужасной дедукции» знаю.

Ломал-ломал голову, и получается, что единственный разумный выход, это – катапультный старт.

При этом сразу решается две задачи:

  1. Мы исключаем давление руки на импеллер во время броска
  2. Придаём модели нужное ускорение и прямолинейный выброс модели.

Как это реализовать? Выход очевидный – делать катапульту.
Вопрос – паровую или электромагнитную? 😜 шутка.

Ну а пока – забрал с почты посылку с новыми крыльчатками: 4 шт 55мм , и 1 шт 64мм:

Интересное наблюдение: крыльчатка 64мм в разы жёстче, чем 55мм, видать, из разной массы-пластмассы отформованы…

Продолжение (про катапульту) следует…

Yurich
Денис_из_Петергофа:

единственный разумный выход, это – катапультный старт.

Есть и другой, менее разумный: на пузо модели в районе ц.т. клеится небольшой гребень, примерно 10х50мм, оклеивается с обеих сторон мелкой наждачкой и бросок модели осуществляется посредством него. Из плюсов -появляется дополнительная “посадочная лыжа”, коя может спасти имп при жёстких плюхах на пузо, минусы - немного страдает “историческая перспектива”.
С катапультой тоже всё не так радужно - в момент старта резкий рывок тоже прилично деформирует фюзеляж. Не так, конечно, как мощные пальцы выпускающего, но всё же…

Moonlight_Dreamer

Денис, всё оказалось чрезвычайно просто и прозаично… Как обычно у нас и происходит - это “кривые” руки…
А какие красивые варианты были предложены ранее!

a_centaurus

Самое эффективное средство избежать деформации гибкого статора, посаженного на гибкий же корпус через эластичную связку (грубая ошибка), это установить жёсткий шпангоут мотораму и крепить EDF к нему. Этим вы избежите как деформаций от пускателя, так и в полёте. Особенно при в. бое. вес набежит небольшой - 2-3 г, при правильном дизайне, а выигрыш будет налицо.
материалом может быть фанера, бальса или переклей депрона. Пусковой гребень-лыжа, кстати тоже проверенное средство. Катапульта должна иметь пусковую платформу, куда модель садится на зацеп. Рогаточный способ здесь неуместен.

Денис_из_Петергофа
Yurich:

Есть и другой, менее разумный: на пузо модели в районе ц.т. клеится небольшой гребень, примерно 10х50мм, оклеивается с обеих сторон мелкой наждачкой и бросок модели осуществляется посредством него.

Да, Юрий,вариант хороший, его я держу “про запас”, но, к сожалению, и он не без недостатков, т.к. за гребень будут браться те же самые руки.
Т.е опасность сдавливания корпуса импеллера уже отсутствует, а вот вероятность кривого и (или) слабого броска - остаётся.

Как я понял уже совершенно точно, “метатель” импеллерника должен иметь определённую квалификацию. И желательно, чтобы это был один и тот же человек. На тренировках это в большинстве случаев возможно, на вот на соревнованиях - нет. Там в роли “метателя” может оказаться любой подвернувшийся под руку человек.
Тем более, что при броске необходимо учитывать и некоторые особенности бросаемой модели. К примеру, Як-15 на старте имеет тенденцию на кабрирование - у него ось двигателя ниже оси самолёта, и его надо бросать строго “в горизонт”. А вот Не-162 “Саламандра” (есть в планах) будет иметь строго противоположную особенность - у него движок на спине, и он на старте будет иметь склонность к пикированию. Объяснить всё это случайному человеку - не получится.

a_centaurus:

это установить жёсткий шпангоут мотораму и крепить EDF к нему.

Да, Александр, это тоже очень даже неплохой вариант, и я его рассматривал, но пока отложил его “на потом”, как один из дополнительных, экстренных, вариантов.
Есть некоторые сложности с изготовлением этого шпангоута. Да, понимаю, можно вырезать лазером, можно выточить на станке, можно напечатать на 3Д-принтере. Но увы, ни лазера, ни станка, ни принтера у меня в наличии нет. Есть лобзик, есть руки - в принципе, этого достаточно, и данное колечко можно выпилить из фанеры. Толщиной… ну, думаю, 6…8 мм достаточно. Но дело это хлопотное, непростое, тем более, что стеночка у такого колечка должна быть что-то около 3…4 мм. Подумаю.

a_centaurus:

Рогаточный способ здесь неуместен.

А почему? 😒

Yurich
Денис_из_Петергофа:

Цитата Сообщение от a_centaurus Посмотреть сообщение Рогаточный способ здесь неуместен. А почему?

Порвёт самолёт нахрен, пока оттягивать будешь!😁
А почему не применить стандартный “Союзовский” способ - берёшь ЛЕВОЙ рукой фюзеляж в районе носа и бросаешь “из-под юбки”? Угол взлёта можно придать любой, неудобно (скорее непривычно) только первые 5-10 бросков. Импеллер в хвосте, сдавить никак не получится.

a_centaurus

Лучше сделать из двух частей ( материал - фанера-3 мм). Первое кольцо - посадочное с диаметром отверстия равным внешнему диам. диаметру статора или лемнискатного насадка (“губы”). Второе, с внешним диаметром как и первое, но с внутренним, равным или чуть больше диаметра ротора. Кольца склеиваются соосно и создают опорную базу для установки EDF. Можно на эластичный клей типа UNIPOX. Кольцо раму можно также вклеить в фюз и зафиксировать 3-4 саморезами снаружи. Тогда узел получится прочный и ремонтопригодный.
Рогаточный способ чреват растяжными деформациями, которые при неблагоприятных вероятностных условиях (все векторы в одном направлении) могут деформировать корпус. Однако, если будет силовой шпангоут, то, очевидно, такой метод также может быть использован.
Делал макет катапульты на дюралевых профилях (от кульманов) в январе и пускал винтовую модель. И дальше этого не пошёл. Ктапульта получается громоздкой (направляющая - 3 м) узел тележки нетривиален для исполнения, а резина (силиконовые трубки 4 мм) в коротком пучке работает слишком резко. Наверное нужно поискать вариант с длинным амортизатором (10 м) и каким-то уютным седлом для модели, за которое привязан амортизатор. Можно также попробовать использовать метод разгонной массы - лошади и всадника - модели. Рейка длиной 1.5 -2.0 м с посаженной в зацеп на нос моделью бросается вперёд как копьё…

Moonlight_Dreamer

А что, если вставленный в кольца-шпангоуты имп монтировать в фюзе запениванием монтажной пеной? Конечно делать это крайне аккуратно…
А если не фанеру, а стеклотекстолит троечку или двоечку?

Tungus

Вампира можно как планер металку запускать. Или просто щипком за крыло или такой же штырь как на металках. А вот на миге у меня в брюхе отверстие под указательный палец прорезано. Место отверстия сначала определяется пробным путем удерживая самолет на трех пальцах. Указательный-толкающий. Большой и средний поддерживающие.

Евгений_Николаевич
Денис_из_Петергофа:

Ломал-ломал голову, и получается, что единственный разумный выход, это – катапультный старт.

Может слишком усложняете.
В планерах, когда отсутствует пилон (совсем) и взяться пальцами в районе крыла или ЦТ невозможно, то забрасывают модель удерживая за хвостовую балку позади крыла, как копье. Сначала не очень удобно, но реально.

Moonlight_Dreamer

При столь малых размерах самолётика, там взяться рукой как за копьё, просто негде.

Денис_из_Петергофа
Yurich:

А почему не применить стандартный “Союзовский” способ - берёшь ЛЕВОЙ рукой фюзеляж в районе носа и бросаешь “из-под юбки”? Угол взлёта можно придать любой, неудобно (скорее непривычно) только первые 5-10 бросков.

Даже пробовать не стал, хотя Союзовские модели именно так и бросаю (на стартах всегда обхожусь без механика-“метателя”).
Тут так не получится - тяговооружённость ниже, модель “с места” не берёт, нужен хороший, ровный, и энергичный бросок (без перекосов по крену “вправо/влево”, под нужным углом к горизонту, и сообщающий модели начальную скорость хотя бы 10 м/с). Это довольно трудно.

Вот замедленное видео старта МиГа и Вампира:

Хорошо видно, что в первом случае (с Вампиром) “метатель” совершил две ошибки при броске:

  1. Толкнул его недостаточно сильно, коротким движением рук, в результате чего самолёт на грани сваливания пару секунд телепался в воздухе, помахивая крылышками.
  2. В конечной фазе толчка, когда уже отпустил самолёт из левой руки, правой рукой придал самолёту дополнительный импульс на кабрирование - самолёт задрал нос на критические углы атаки, чем усугубил проблемы для пилота. Тому пришлось отчаянно шуровать “ручкой”, чтобы выровнять самолёт.

В случае с МиГом “метатель” совершил куда более энергичный бросок, сразу придав самолёту взлётную скорость (около 10м/с), но опять же, в конечной фазе толчка, добавляя “прощальный” импульс пальцами правой руки, крутнул фюз, придав самолёту хороший правый крен, который опять же, пришлось парировать пилоту.

Поэтому при старте с рук всегда будут подобные накладки, хоть так кидай:

Tungus:

Вампира можно как планер металку запускать. Или просто щипком за крыло

хоть этак:

Евгений_Николаевич:

забрасывают модель удерживая за хвостовую балку позади крыла, как копье.

Всё равно будет работать “человеческий” фактор.
А на соревнованиях (спешка, нештатные “метатели”) он будет работать на все 100%.

Поэтому, как ни крути, процесс надо механизировать. Вопрос - насколько?

Для начала сделал крюк на морду МиГ-15:

кстати - обратите внимание на ободранность морды МиГа - это всё результаты неудачных бросков. Там, где летаем, песчаная почва, и при втыках мордой в землю (при неудачных бросках, а их было, ох, как много!😃) песочек работает, как крупная наждачка.

EVIL
Tungus:

Вампира можно как планер металку запускать.

Я все свои бывшие самолеты без шасси именно так и запускал. Без помошника.

Самолет берется правой рукой за консоль крыла (типа крен 90 градусов), левой рукой вывожу газ на максимум и плавным спиральным движением самолету придается поступательная скорость и убирается крен. Оптимальнй бросок когда траектория подъема самолета 15-30 градусов к горизонту. И выровнять есть время и высоты много не теряется.

2 months later
Игорьь

Спасибо, Денис, за интересную информацию по оригинальным моделям. Полёты отличные! Придётся заняться импеллерами, раз так классно выходит в близком мне формате.
Вы не думали использовать для запуска своих моделей специальные приспособления? Чтобы не рукой их хватать за мягкие места, а класть в удобные пазы без малейшего риска чего-то помять?
Чтобы летать без помощников, и бросать с любой силой, я таковые использую. Делаются они из остатков пластиковой стеновой панели, с накладками из пенополиэтилена упаковочного. Работают безотказно.

Денис_из_Петергофа
Игорьь:

Вы не думали использовать для запуска своих моделей специальные приспособления? Чтобы не рукой их хватать за мягкие места, а класть в удобные пазы без малейшего риска чего-то помять?

Спасибо, Игорь, за хороший совет.
Но, боюсь, в моём случае это не совсем то, что необходимо:

  1. У меня уже три импеллерника, делаю ещё два - будет пять. Все разные, и делать пять разных “метательных устройств” как-то не очень…

  2. Той начальной скорости, которую сообщает рука “метателя”, для нормального старта импеллерника не хватает - скорость выброса должна быть выше раза в 1,5…2.

  3. И, как всегда, человеческий фактор - мои бутылочные импеллерники делаются для боя, а значит, на соревнованиях будет “ленд-лиз”, и на некоторых из них будет летать кто-то другой (не я). Объяснить каждому, как надо правильно метать импеллерник - нереально.

Поэтому на всех пяти импеллерниках (три готовых и два строятся) уже стоят на носах стартовые крюки:

Забрасывать будем резинкой.

А вот теперь вопрос для СПЕЦОВ:
Один из строящихся импеллерников планировался под импеллер 45мм. Выходное сопло имеет диаметр - 35мм.
Но “в процессе” стало понятно, что 45мм имп надо заменять на 64мм.
Но сопло уже не поменять.
Проходное сечение 64-мм импеллера получилось 26,3 квадратных сантиметров - 32 квадрата сам 64мм канал, минус площадь мотора (диаметром 27мм) 5,7 квадрата.
Площадь сопла - 9,6 квадрата. Получается в 2.7 раза меньше проходного сечения самого импеллера.

Какие будут советы?

Будет ли 64-мм имп работать с таким соплом? Или всё же мудрить с увеличением его площади? Если увеличивать, то “докуда”?