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MODELLIEREN
Laufrad. Tipps für einen Modellbauer
Verzeichnis / Funksteuerungsausrüstung Jedes Jahr gibt es weniger Flugzeuge mit Kolbenmotoren. Leicht, sparsam und mit günstigerem Treibstoff als Benzin betrieben, ersetzen Strahltriebwerke Kolbenmotoren sogar in der Agrarluftfahrt. Aber in jedem Flugzeugmodellwettbewerb herrscht immer noch die „Kolben-Ära“. Auf den Cordodromen sehen Sie meisterhaft gefertigte Kopien von Ilya Muromets, Nieuport, I-15, Yak-3... Versuchen Sie nicht nur, nach Modellen von Düsenflugzeugen zu suchen – die Ära der schnellen modernen Maschinen im Modellbau ist noch nicht angebrochen. Der Grund dafür ist das Fehlen von Mikrostrahltriebwerken oder zumindest deren Nachahmer: Kolbenmotoren mit Laufrädern. Leider waren zahlreiche Versuche von Modellbauern, ein Quasi-Strahltriebwerk zu bauen, erfolglos – diese Geräte hatten in der Regel einen äußerst geringen Wirkungsgrad und entwickelten nicht den für einen stabilen Flug des Modells notwendigen Schub. Eine erfolgreichere Version des Laufrads wurde von einem Veteranen des sowjetischen Flugzeugmodellbaus, dem in Gorki lebenden P. P. Smirnov, gebaut. Bei einem „Zehn-cm³-Motor entwickelt sein zweistufiger Lüfter mit einem Eigengewicht von 830 g einen Schub von 2,25 kg/s. Und das reicht völlig aus, um nicht nur ein Kabelmodell, sondern auch ein funkgesteuertes Nachbildungsmodell zu fliegen. Wir laden die Leser unseres Magazins ein, sich an der Arbeit an der Schaffung eines Quasi-Jet-Triebwerks mit optimalem Design zu beteiligen, über unabhängig entwickelte Designs zu sprechen und Ideen und Ideen auszutauschen. Die besten technischen Lösungen werden veröffentlicht. Bei der Konstruktion des Laufrades stand ich vor der Aufgabe, bei minimalem Lüfterdurchmesser den maximalen Schub (und damit den maximalen Wirkungsgrad des Propellers) zu erreichen. Dies war nur bei Verwendung eines zweistufigen Laufrads möglich. Die Messer der ersten und zweiten Stufe liegen in den Ringkanälen zwischen den Messern der Richtmaschinen. Zunächst gelangt der Luftstrom in die Einlassleitschaufel – einen ringförmigen Kanal, in dem sich 11 radial profilierte Schaufeln befinden. Jeder von ihnen ist in einem Winkel von 15° zur Richtung des Luftstroms eingestellt, was eine Verdrehung in Drehrichtung des Rotors ermöglicht. Dadurch verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit relativ zu den Rotorblättern des Laufrads der ersten Stufe. Nach dem ersten Ventilator gelangt die Luft in den Zwischengleichrichter. Im Gegensatz zum Einlass verfügt er über eine größere Anzahl von Schaufeln (22), deren Sehnen parallel zur Kanalachse verlaufen. Dann tritt der Luftstrom in die zweite Stufe ein, beschleunigt und strömt durch den Auslassgleichrichter. Letzterer ist ähnlich wie der Einlass aufgebaut und verfügt über die gleiche Anzahl an Schaufeln, deren Einbauwinkel ist jedoch entgegengesetzt – dies ist zum Ausgleich der Strömung notwendig. Dann strömt die Luft in den Empfänger – der größte Teil davon strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse, ein Teil strömt um den Zylinderkopf des Motors und kühlt ihn. Die Laufradteile bestehen aus Magnesiumlegierungen mit einer Dichte von 1,78 g/cm56 – dadurch war eine Konstruktion mit relativ geringem Gewicht möglich. Wer mein Quasi-Jet-Triebwerk wiederholen möchte, sollte berücksichtigen, dass Magnesium sehr leicht oxidiert. Daher müssen alle Teile davon oxidiert und anschließend lackiert und poliert werden. Ich empfehle hierfür Polyurethan- und Pentaphthallacke mit einer Vorgrundierung mit EP-XNUMX, da sich andere Lacke mit Methanol auflösen. Ganz kurz zu den Designmerkmalen. Der „Zehn-Würfel“-Glühmotor des Laufrads ist auf einem Rahmen montiert, der Teil der Auslassleitschaufel ist. Die Naben beider Rotoren und der Nasenspinner werden mit einem in die Motorwelle eingeschraubten Gewindebolzen zu einem einzigen Block zusammengezogen. Die vordere Stütze des Blocks ist ein Wälzlager, das im Gehäuse der Einlassleitschaufel eingebaut ist. Die Naben der Rotoren sind so bearbeitet, dass zwischen ihnen und dem Gehäuse des Zwischenrichters ein Spalt von 0,5 mm verbleibt, der eine freie Drehung der Rotoren ermöglicht und gleichzeitig dem Luftstrom keinen übermäßigen Widerstand entgegensetzt. Die Rotoren bestehen aus Verbundwerkstoffen, jeder von ihnen besteht aus einer Nabe und zwölf Rotorblättern. In die Naben zur Befestigung wurden 12 gleichmäßig verteilte radiale Löcher gebohrt. Die Klingen haben ein ziemlich komplexes Profil – der Abschnitt jeder Klinge hat eine variable Sehne und Dicke, und außerdem ist der Endabschnitt der Klinge relativ zum Abschnitt mit einer Sehne von 21 mm verdreht. Um die Rotorblätter genauer zur Rotornabe auszurichten, habe ich eine einfache Schablone verwendet. Bei beiden Ventilatoren sind die Flügel im gleichen Winkel installiert – 41°9‘ zur Ebene ihrer Rotation relativ zur Sehne.
Nach der Endmontage werden die Rotoren auf einer Drehmaschine so bearbeitet, dass der Außendurchmesser jeweils 98 mm beträgt – so entsteht ein Ringspalt von 0,25 mm zwischen den Schalen und den Lüfterflügeln. Und schließlich das Auswuchten der Rotoren, das aufgrund der hohen Trägheitslasten sehr sorgfältig durchgeführt werden muss. Bitte beachten Sie bei der Entwicklung Ihres Designs für Ihren Motor, dass der angegebene Einbauwinkel der Lüfterflügel entsprechend der Drehzahl gewählt wurde (insbesondere mein Motor entwickelt 14 U/min), während der Schub maximal war. Wenn Ihr Motor eine niedrigere (oder höhere) Drehzahl hat, muss der Einbauwinkel der Schaufeln vergrößert (oder verringert) werden. Die Innen- und Außenhülle des Empfängers besteht aus Glasfaser und Epoxidharz. Am besten formt man sie auf aus Holz geschnitzten Dornen, die mit Parkettmastix vorgeschmiert sind. Bitte beachten Sie beim Zeichnen der Konturen der Schalen, dass die Fläche der Düse am Ausgang des Empfängers 75-100 % der Fläche des Ringkanals des Laufrads betragen sollte. Befestigung der Empfängerelemente an den Schalen - „Elektronen“-Klemmen aus Magnesiumlegierung. In die Außenschale ist ein 8 mm breites Loch geschnitten, durch das Luft zur Kühlung des Motors eindringt. Alle Innenflächen der Kanäle müssen poliert werden, dies erhöht den Wirkungsgrad des Laufrads und damit den Schub deutlich. Um an die Zündkerzenelektrode zu gelangen, wird in die Verkleidungsschale ein Loch Ø 10 mm geschnitten. Die Vergasernadel und der Motordrehzahl-Steuerhebel befinden sich außerhalb der Laufradkonturen. Die Drehung des Rotors erfolgt von der Seite des Bugspinners aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn. Es ist notwendig, den Motor mit einem Anlasser zu starten, dessen Welle über eine Gummidüse mit Innenkegel verfügt. Seien Sie nach dem Start vorsichtig – das Laufrad saugt sehr intensiv Luft durch das Einlassleitrad an. Abschließend noch ein paar Empfehlungen für diejenigen, die ein ähnliches Gerät herstellen möchten. Sie sollten sich nicht von der „Überkomplexität“ eines Quasi-Jet-Triebwerks verwirren lassen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass mein Entwurf die Möglichkeit einer individuellen Anpassung bieten sollte – Variation der Installationswinkel der Lüfterflügel, Auswahl der Profile und Installationswinkel der Richtschaufeln. Sobald sie an die Motordrehzahl angepasst sind, können viele Konstruktionselemente mithilfe fortschrittlicher Fertigungstechniken wie Kunstharzformen sowie Glas- und Kohlefaserformen erheblich vereinfacht werden. So können Sie insbesondere Lüfterflügel oder sogar den gesamten Lüfter herstellen. Im Allgemeinen gibt es etwas, das erfahrenen Modellbauern den Kopf zerbricht.
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