Реактивна мікроавіація турбо-моделі, журнал популярна механіка

МіГ-29 - один з найпопулярніших літаків серед «реактивних» авіамоделістів. Ця любов пояснюється чудовою аеродинамікою прототипу

Найскладніший у світі набір для зборки реактивної моделі МіГ-29 з двома турбореактивними двигунами і гідравлічною системою прибирання шасі випускає німецька компанія Composite-ARF. На розробку і доведення моделі було витрачено три роки. Ціна набору без двигунів і радіоуправління - 8 500 євро. Точність виготовлення моделей просто фантастична! Скрупульозно імітується все, аж до окалини на соплах винищувача

Jetcat P-160: серійний модельний турбореактивний авіадвигун з відхиляється вектором тяги і, власне, тягою в 16 кг

Якби не пілот поруч, реактивну модель на фотографії можна було б легко прийняти за справжній літак

Літак-легенда Blackbird SR-71

Накачування літакової пневматичної системи

Якби не валізки і люди на злітній смузі, все це можна було б прийняти за фотографію черзі літаків на рульової доріжки звичайного аеродрому

Для управління реактивним літаком використовується апаратура з максимальною кількістю каналів. Багато моделісти конструюють такі пульти самостійно. Рекордсмен серед серійних пультів - 14-канальна Futaba

Легенда в світі реактивного моделізму, конструктор з Німеччини Пітер Міхель, прославився створенням багатомоторних турбореактивних моделей-копій великих пасажирських авіалайнерів: Concorde, Іл-62, Boeing-747, Airbus A-380. Фінансують будівництво цих дорогих літаючих моделей або виробники літаків, або пасажирські авіакомпанії

Новітній надманеврений МіГ-29ОВТ застиг на злітній смузі, злегка ворушачи соплами двигунів з відхиляється вектором тяги. Потім пролунав свист турбін, і, присівши, літак почав стрімкий розбіг по злітній смузі військового аеродрому. Зліт - і він свічкою пішов в небо, після чого на очах захоплених глядачів почав крутити фігури вищого пілотажу: кобру Пугачова, дзвін, подвійний кульбіт і інші, назви яких навіть ще не придумані. Виконавши програму, винищувач зайшов на посадку і плавно підкотив на краще шоу-пілотові Італії Себастьяно Сильвестра. Лише тут стало видно, що МіГ хвостовим оперенням ледь дістає пілоту до пояса.

Піонери з вогнегасниками

Батько модельного ТРД

Народженню модельних турбореактивних авіадвигунів, як, втім, і повнорозмірних, ми зобов'язані німецьким інженерам. Батьком мікротурбін прийнято вважати Курта Шреклінга, який створив простий, технологічний і дешевий у виробництві двигун ще років двадцять тому. Примітно, що він в деталях повторював перший німецький турбореактивний двигун HeS 3, створений Пабст фон Охайна далекого 1939 рік (див. Статтю на стор. 46). Одноконтурний відцентровий компресор, посаджений на один вал з одноконтурной ж турбіною. Конструкція була як простий, наскільки й видатної. Шреклінг вибрав відцентровий компресор через простоту реалізації і менших вимог по допускам - він забезпечував цілком достатнє збільшення тиску в 2,4-2,7 рази.

Крильчатку компресора Шреклінг робив з дерева (!), Посиленого вуглеволокна. Саморобний колесо турбіни було виготовлено з 2,5-міліметрової жерсті. Справжнім інженерним одкровенням була камера згоряння з випарної системою впорскування, де по змійовику довжиною приблизно в 1 м подавалося паливо. При довжині всього в 260 мм і діаметрі 110 мм двигун важив 700 г і видавав тягу в 30 Н! Це до сих пір самий тихий ТРД в світі, тому як швидкість покидання газу в соплі двигуна становила всього 200 м / с. У все це віриться насилу - одна людина в поодинці пройшов шлях, який на півстоліття раніше не могли подужати держави. Проте двигун Шреклінга був створений, на ньому літали моделі літаків, і по ліцензії виробництво наборів для самостійної збірки налагодили декілька країн. Найвідомішим став FD-3 австрійської фірми Schneider-Sanchez.

Майже космічний корабель

розумна турбіна

Головне ноу-хау німецької компанії - електронний блок управління турбіною, розроблений Херстом Ленерцем. Як же працює сучасна авіаційна турбіна?

JetCat додала до вже стандартної турбіні Шреклінга електричний стартер, датчик температури, оптичний датчик оборотів, насос-регулятор і електронні «мізки», які змусили все це разом працювати. Після подачі команди на запуск першим включається електричний стартер, який і розкручує турбіну до 5000 оборотів. Далі через шість форсунок (тоненькі сталеві трубочки діаметром 0,7 мм) в камеру згоряння починає надходити газова суміш (35% пропану і 65% бутану), яка підпалюється звичайної авіамодельної калильним свічкою. Після появи стійкого фронту горіння в форсунки одночасно з газом починає подаватися гас. Після досягнення 45 000-55 000 оборотів в хвилину двигун переходить тільки на гас. Потім опускається на малі (холості) обороти (33 000-35 000). На пульті загоряється зелена лампочка - це означає, що бортова електроніка передала управління турбіною на пульт радіоуправління. Усе. Можна злітати.

Останній писк Мікротурбіни моди - заміна авіамодельної калильним свічки на спеціальний пристрій, розпилюючий гас, який, в свою чергу, запалює розпечена спіраль. Подібна схема дозволяє і зовсім відмовитися від газу при старті. У такого двигуна два недоліки: збільшення ціни і споживання електроенергії. Для порівняння: гасовий старт споживає 700-800 мАч акумулятора, а газовий - 300-400 мАч. А на борту літака, як правило, варто літій-полімерний акумулятор ємністю в 4300 мАг. Якщо використовувати газовий старт, то перезаряджати його протягом дня польотів не буде потрібно. А ось в «керосиновом» випадку доведеться.

нутрощі

Реактивні літаки стоять особняком в світі авиамоделизма, федерація реактивної авіації навіть не входить в FAI. Причин багато: і самі пілоти молодші, і «вхідний квиток» подорожче, і швидкості вище, і літаки складніше. Турбінні літаки маленькими не бувають - 2-2,5 м в довжину. Турбореактивні двигуни дозволяють розвивати швидкість від 40 до 350 км / ч. Можна і швидше, але тоді незрозуміло, як управляти. Звичайна швидкість пілотування становить 200-250 км / ч. Зліт здійснюється на швидкості 70-80 км / год, посадка - 60-70 км / год.

Такі швидкості диктують зовсім особливі вимоги по міцності - більшість елементів конструкції в 3-4 рази міцніше, ніж в поршневий авіації. Адже навантаження зростає пропорційно квадрату швидкості. У реактивної авіації руйнування неправильно розрахованої моделі прямо в повітрі - цілком звичайне явище. Величезні навантаження диктують і специфічні вимоги до рульовим машинкам: починаючи від сили в 12-15 кгс до 25 кгс на щитках і закрилках.

Механізація літака - окрема розмова. Без механізації крила швидкість при посадці може скласти 120-150 км / ч, що майже напевно загрожує втратою літака. Тому реактивні літаки обладнають як мінімум закрилками. Як правило, є повітряне гальмо. На найбільш складних моделях встановлюють і предкрилки, які працюють як при зльоті-посадці, так і в польоті. Шасі - зрозуміло, що забирається - забезпечується дисковими або барабанними гальмами. Іноді на літаки ставлять гальмівні парашути.

Все це вимагає безлічі сервомашинок, які споживають масу електроенергії. Збій в харчуванні майже напевно призводить до катастрофи моделі. Тому вся електропроводка на борту дублюється, дублюються і джерела живлення: їх, як правило, два по 3-4 А. Плюс - окремий акумулятор для запуску двигунів.

До речі, причиною загибелі легендарної гігантської реактивної восьмімоторной копії B-52 були якраз неполадки електроніки в польоті. Десятки метрів проводів всередині літака починають впливати один на одного і викликати паразитні наведення - повністю уникнути їх в такій складній моделі не вдається.

Навіть ціла батарея сервомашинок не вирішує всі літакові проблеми: щитки, шасі, стулки шасі та інші сервісні механізми забезпечені електронними клапанами, секвенсере і пневмоприводами, які живляться від бортового балона зі стисненим повітрям в 6-8 атмосфер. Як правило, повної зарядки вистачає на 5-6 випусків шасі в повітрі.

На дуже складних і важких моделях пневматика вже не працює - не вистачає тиску повітря. На них застосовують гідравлічні гальмівні системи і системи збирання шасі. Для цього на борту встановлюється невеликий насос, який підтримує постійний тиск в системі. З чим так поки і не можуть впоратися моделісти, так це з постійним підтікання мініатюрних гідравлічних систем.

З коробки

Реактивні авіамоделі - хобі не для початківців і навіть не для просунутих авіамоделістів, а для професіоналів. Занадто велика ціна помилки, занадто важко її не зробити. Віталій, наприклад, за п'ять років розбив десять моделей. А адже він срібний призер чемпіонату світу!

Самостійне виготовлення готової моделі - справа дорога, тривалий (близько трьох років) і копітка. Це практично виготовлення справжнього літака: з кресленнями, аеродинамічними трубами і експериментальними прототипами. Як правило, роблять копії добре літали «дорослих» літаків в масштабі від 1: 4 до 1: 9, тут головне - вкластися в кінцевий розмір від двох до трьох метрів. Проста копія літати буде погано, якщо взагалі буде літати - в аеродинаміці просте масштабування не працює. Тому, зберігаючи пропорції, повністю перераховують профілі крила, кермові поверхні, повітрозабірники і т. Д. - недарма багато з реактивних моделістів закінчували Московський авіаційний інститут. Але навіть ретельний розрахунок не рятує від помилок - потрібно розбити від трьох до п'яти прототипів, перш ніж модель буде «вилизане». Перший прототип втрачають, як правило, через проблеми з центруванням, другий - з керманичами поверхнями, міцністю і т. Д.

Наші чемпіони

IJMC, мабуть, сама неформальна модельна асоціація - до речі, не має нічого спільного з поршневим-планерного FAI. Спроба об'єднатися була, але після зустрічі сторони розійшлися без жалю. «Реактивний комітет» більш молодий і амбітний, робить основний упор на шоу, «старенький» FAI - прихильник класики. Власне, тому змагання IJMC збирають понад ста учасників, а в деяких древніх дисциплінах FAI виступає п'ят спортсменів. Але залишимо розбіжності федераціям, а самі повернемося до реактивної авіації.

Ну що, сподобалося? А адже ще існують турбогвинтові моделі літаків і турбореактивні вертольоти. Не вірите? Я сам бачив.