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MODELLIEREN
Kämpfe in einem Diplomaten. Tipps für einen Modellbauer
Verzeichnis / Funksteuerungsausrüstung Moderne Luftkampfmodelle, sowohl der Meisterschaftsklasse als auch der „Junior“, sind im Design und dementsprechend im Konzept weitgehend ähnlich. Sie erfüllen voll und ganz die Anforderungen der „Kämpfer“ und unterscheiden sich lediglich in der Fertigungstechnik. Trotz des gut entwickelten Schemas tauchen in der „Junior“-Unterklasse jedoch manchmal ungewöhnliche Lösungen auf, deren Zweck in der Regel sekundäre Probleme sind. In dem Fall, auf den die „Kämpfer“ aufmerksam gemacht wurden, bestand die Hauptaufgabe unserer Experimente darin, ein ultrakompaktes Modell mit geringer Masse zu schaffen, das speziell für Motoren mit begrenzter Leistung entwickelt wurde. Es wurde davon ausgegangen, dass solche Modelle in Wettbewerben mittlerer Ebene mit „Kämpfern“ konkurrieren könnten, die mit viel stärkeren („professionellen“) Motoren mit vergleichbarer Manövrierfähigkeit und Geschwindigkeit ausgestattet sind, jedoch aufgrund des geringen Gewichts eine geringere durchschnittliche Schnurspannung aufweisen. Es scheint, dass die Erfahrung bei der Arbeit an solchen nicht-traditionellen Modellen sowie die in bestimmten Arbeitsphasen erzielten Ergebnisse und Schlussfolgerungen die theoretische und praktische Wissensbasis von Modellierern bereichern können. Darüber hinaus wird die Kenntnis der gestalterischen und technologischen Erkenntnisse und Fehler, die bei der Entwicklung ultrakompakter „Jäger“ gewonnen wurden, auch bei der Konstruktion von Modellen anderer Klassen und Typen hilfreich sein. Zunächst einmal zu den Aufgaben, die bei der Gestaltung nicht-traditioneller Modelle gestellt wurden. Wie oben erwähnt, war es zunächst notwendig, die Masse und Fläche des Flügels deutlich zu reduzieren, was es ermöglichte, auch unter Berücksichtigung der begrenzten Leistung des Motors eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen. Gleichzeitig war es wichtig, Eigenschaften der „Jäger“ wie ihre Zuverlässigkeit und Leichtigkeit beim Starten der Triebwerke sowie die Zuverlässigkeit ihres Verhaltens unter allen atmosphärischen Bedingungen an jedem Punkt der Flughalbkugel zu bewahren. Letztere Anforderungen sind besonders wichtig im Hinblick auf die Bedienung durch Schüler, die nicht über ausreichende Erfahrung im Steuern von Schnurmodellen verfügen. Eine gute Pilotierung beim Start eines „Jägers“ mit begrenzter Flügelspannweite ist nur mit maximaler Kompensation des Strahlmoments aus der Drehung des Propellers erreichbar, andernfalls hebt das Modell bei geringer Vorwärtsgeschwindigkeit den äußeren Halbflügel kräftig an und geht in einen Kreis mit Verlust der Schnurspannung. Bei dem den Lesern angebotenen Modell wird dieses Problem durch die Vertiefung des Motors in den Flügel gelöst. In diesem Fall nähert sich der Propeller der Vorderkante des Flügels und die vom Propeller verwirbelte Strömung wird durch die Flügelebene sofort begradigt. Auf diese Weise wird der größte Teil des Blindmoments kompensiert. Zugunsten einer Verbesserung der Seilspannung sowohl beim Start als auch im Kunstflugmodus gibt es einen Unterschied in den Spannweiten der Halbflügel sowie die Entfernung des Höhenruders, das bei den Modellen des „Flying Wing“-Schemas gleichzeitig als Klappe außerhalb der Triebwerksachse fungiert. Beim Ausschlagen des Ruders gibt es zwei Nebeneffekte, die bei diesen Kompaktmodellen nützlich sind: Der Auftrieb an der äußeren Flügelhälfte verringert sich (der „Jäger“ versucht, auf die äußere Flügelhälfte zu rollen und so aus dem Kreis zu kommen). Gleichzeitig erhöht sich auch der Luftwiderstand desselben Halbflügels. Dadurch kann das Modell den Kreis verlassen, jedoch in einer senkrechten Ebene. Bei glatten Figuren arbeiten jedoch beide Halbflügel aufgrund der Gleichheit ihrer Flächen gleichermaßen effektiv.
Die Wahl der Richtung der Drehachse des Aufzugs muss als erfolglos anerkannt werden. Beim Arbeiten in beide Richtungen unter Blasbedingungen entsteht auf ihm ein aerodynamisches Kraftmoment, das im Kreis gerichtet ist. Berechnungen haben jedoch gezeigt, dass die Größe dieser Kraft im Vergleich zu anderen Faktoren vernachlässigbar ist; Daher wurde der Flügel aus rein technologischen Gründen ausgewählt (bei einer anderen Rahmenkonstruktion wäre es rentabler, das Ruder senkrecht zur Flugrichtung oder sogar mit einem Flügel in die entgegengesetzte Richtung zu platzieren). Vorläufige Zeichnungen zeigten, dass bei einem recht akzeptablen Wert der spezifischen Belastung der Lagerfläche ein so kompaktes Modell für den MARZ-2,5-Motor (oder einen anderen ähnlichen Typ) erhalten wird, dass es problemlos ohne Demontage in einem Diplomatenkoffer untergebracht werden kann. In der Folge vereinfachte dies das Reisen auf Flügen erheblich. Der Bau der ersten Version des „Kämpfers“ ist für Modellbauer jeden Niveaus nicht schwierig. Daher macht es wenig Sinn, sich mit der Technologie seiner Herstellung zu befassen. Ich möchte nur anmerken: Um die Bedingungen des Experiments zu erschweren, wurde der Motor auf das Niveau eines Motors mittlerer Qualität vom Typ KMD (bei Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten mit einem leichten Propeller) gesteigert und gleichzeitig stark erleichtert. Die Zentrierung wurde innerhalb der allgemein anerkannten Grenzen festgelegt; Die Ablenkwinkel des kleinen Höhenruders werden durch seinen kleinen Arm vergrößert und... Vertrauen: Dank der reichen Erfahrung im Steuern extremer Geräte können Sie diese Technik auf jeden Fall beherrschen. Die allerersten Flüge des ungewöhnlichen „Jägers“ lieferten erstaunliche Ergebnisse. Mit einer Standardleinenlänge von ca. 16 m war der Start eines so kleinen und leichten Modells perfekt, unabhängig von der Wurfrichtung und -stärke. Außerdem nahm der „Jäger“ schnell an Geschwindigkeit zu und ... im Horizontalflug begann etwas Unverständliches zu passieren. Es schien, als würde jemand systematisch entweder an der oberen oder der unteren Leine ziehen: Das Modell „tanzte“ ständig und sein Flug musste durch eine deutliche Auslenkung der Ruder korrigiert werden. Bei den Figuren stabilisierte sich ihr Verhalten etwas, doch nach der Rückkehr zum Horizontalflug trat der Effekt wieder ein. Sofort tauchte der Gedanke auf: Die Instabilität hängt mit einer übermäßigen Hinterzentrierung zusammen. Um die Masse des Bugs zu erhöhen, wurde daher ein Einblattpropeller mit Gegengewicht montiert und gleichzeitig das Höhenruder ausgetauscht. Bei gleicher Fläche wurde es dreimal leichter und der Abstand zwischen Ruder und Flügelhinterkante verdoppelte sich. Ein Einblattpropeller hat unter anderem fast die Hälfte des Trägheitsmoments, was eine Verringerung und den möglichen Einfluss des Kreiselmoments versprach. Durch Verbesserungen konnte die Zentrierung um fast 10 % nach vorne verschoben werden. Dennoch war das Ergebnis der Verbesserungen gleich Null: Das Modell flog genauso wie am Anfang. Beim Start und beim Beschleunigen - perfekt, nach der Beschleunigung kann man sich nichts Schlimmeres vorstellen. Ich muss zugeben, dass es für jemanden, der sich gut mit Aerodynamik auskennt, immer noch ein Rätsel ist. Der „Kampf“ wurde für einige Zeit verschoben, da es zunächst notwendig war, die Gründe für das Geschehen zu verstehen. Und zu diesem Zeitpunkt war dies das größte Problem. „Erleuchtung“ kam viel später ... Es stellte sich heraus, dass es überhaupt nicht um die Aerodynamik ging, sondern um das Steuerungssystem. Das Geheimnis lag in der Nichtparallelität der zur Steuerwippe passenden Kabel. Auf normale Bedingungen übertragen entstand eine vollständige Analogie eines Schaukelstuhls mit „Reverse Sweep“. Und dieser hat eine versteckte Funktion, die für alle Cordovaner nützlich ist, da dieser Effekt ausnahmslos bei allen Modellen auftritt, insbesondere bei schweren und schnellen Modellen. Betrachtet man die Kinematik dieses Schaukelstuhltyps genau, wird deutlich, dass er, wenn er in eine beliebige Richtung von der Neutralität abweicht, die Wirkung der Kräfte aus der Spannung der Kordelfäden neu verteilt. Das Ergebnis ist eine unterschiedliche Spannung der Fäden selbst und die Folge ist ihre ungleichmäßige Dehnung. Da selbst bei leichten Spannungen bei Standarddurchmessern und -längen von Schnüren (und noch mehr von verdrillten Kabeln) der Absolutwert der Gesamtdehnung in Zentimetern berechnet wird, entsteht beim „Rückwärtsschwung“ des Schaukelstuhls der Effekt, das Ruder in die vom Piloten abgelenkte Richtung zu werfen. Darüber hinaus manifestiert es sich bereits bei kleinen Abweichungen vom Neutralzustand. Daher ist es nahezu unmöglich, das Modell im Horizontalflug zu halten. Und das Wichtigste: Dies alles ist völlig unabhängig vom Stabilitätsgrad des Flugzeugs selbst! Es ist nützlich zu wissen, dass ein Schaukelstuhl mit „Vorwärtsbewegung“, den der berühmte amerikanische Kunstflugpilot Denis Edemsin in seinem erfolgreichsten Lebensabschnitt aktiv nutzte und förderte (er behauptete unter Berufung auf kinematische Diagramme, dass ein solches System die Steuerbarkeit dramatisch erhöht und seinen Charakter verbessert), tatsächlich den gegenteiligen Effekt hat. Die Umverteilung der Schultern darauf erfolgt so, dass im Gegenteil beim Abweichen von der Neutralstellung Kräfte entstehen, die aufgrund der unterschiedlichen Spannung der Kordelfäden die Wippe in die Neutralstellung zurückbringen. Eine sorgfältige Analyse der von Edemsin zitierten Grafiken und Diagramme ergab, wenn nicht fehlerhafte, so doch zumindest falsche Schlussfolgerungen. Auf einem speziellen Versuchsmodell, das gebaut wurde, um den Einfluss der „Schwingungen“ des Schaukelstuhls zu testen, wurden alle Varianten des fraglichen Teils nacheinander montiert. Testflüge bestätigten die theoretischen Berechnungen voll und ganz: „Rückwärtsschwenken“ führte zu einer absoluten Instabilität der Kontrolle und des Flugs des Modells bei jeder, sogar übermäßigen Vorwärtszentrierung, und „Gerades Schwenken“ hatte den Effekt einer ausgeprägten „Abstumpfung“ bei kritischer Zentrierung, ganz zu schweigen von der traditionellen Position des Schwerpunkts. Allgemeine Schlussfolgerung: In allen Fällen ist es sinnvoll, gerade Schaukelstühle so zu installieren, dass die Löcher für die Schnüre und für die Mittelachse auf einer Linie liegen. Alle Maßnahmen zur Verbesserung der Stabilität oder Kontrollierbarkeit sollten ausschließlich aufgrund der Aerodynamik oder des Gleichgewichts des Modells selbst erfolgen, nicht jedoch aufgrund des Schaukelstuhls (genauer gesagt nicht aufgrund seines „Schwunges“). Versuche, eine instabile Maschine durch eine „Vorwärtsbewegung“ des Schaukelstuhls „abzuschwächen“, sind ebenfalls zum Scheitern verurteilt: Tatsächlich verringert eine träge Steuerung nur das effektive Übersetzungsverhältnis, wodurch das Modell selbst im Flug instabil und sehr empfindlich gegenüber Windböen wird. Ich möchte es noch einmal klarstellen: „Reverse Sweep“ erhöht nicht nur sozusagen die Übersetzung des Schaukelstuhls, sondern verändert auch die Art der Kraftübertragung deutlich und in unzumutbarem Maße.
Als die Gründe für das Scheitern des ersten kompakten „Jägers“ klar wurden, wurde ein zweites „diplomatisches“ Modell geschaffen, das jedoch bereits für den MK-17-Motor ausgelegt war. Während der Analyse der Kinematik des Steuerungssystems entstanden neue Ideen, die in einem neuen, speziell für Wettbewerbe entwickelten Design umgesetzt wurden. Neben erhöhter Geschwindigkeit und guter Manövrierfähigkeit musste die zweite Version des „Jägers“ auch eine sehr hohe Startzuverlässigkeit bieten, ohne den Wunsch, in einen Kreis zu gehen, und die Wahrscheinlichkeit, das Band des gegnerischen Modells einzufangen und abzuschneiden, weiter erhöhen. Letzteres wurde durch eine starke „Schrägstellung“ des Flügels erreicht, wodurch es zu einer Neuverteilung der Auflageflächen zwischen der linken und rechten Flügelhälfte (relativ zur durch die Propellerwelle verlaufenden Achse) kam, was sich positiv auf die Dehnung der Schnur auswirkte. Und der Schnitt des Bandes erfolgte nun nicht nur beim Auftreffen auf den rotierenden Propeller, sondern auch beim Einfangen durch die abgeschrägte Vorderkante der linken Flügelhälfte. Das über die Kante geneigte Band bewegte sich selbstständig in die Mitte des „Kämpfers“ und wurde dort mit einer Schraube zerhackt oder gerissen und traf auf ein Abflussrohr oder eine Motorhalterung. Es ist zu beachten, dass die vorgeschlagene Lösung den Vorschriften entspricht, die den Einsatz spezieller Vorrichtungen zum Abschneiden des Bandes verbieten: In unserem Fall gibt es keine, und ein Bruch durch Aufprall auf die Motorhalterung ist selbst bei herkömmlichen Geräten mit einer bestimmten Art der Bedienung des Piloten mit Schnüren nach dem Umbiegen des Bandes über die Vorderkante durchaus wahrscheinlich. Wir haben lediglich die Wahrscheinlichkeit einer solchen Schnitttrennung erhöht und die Angriffsbreite der Greifzone (zusammen mit dem Durchmesser der Schraube) auf fast 300 mm gebracht. In der neuesten Version ist das „Kämpfen“ noch einfacher geworden und passt wie die erste in den „Diplomaten“, allerdings mit entferntem Motor. Flugtests lieferten in allen Modi und unter allen atmosphärischen Bedingungen gute Ergebnisse. Natürlich mit zuverlässigem Betrieb des „Herzens“ des Modells – des Motors. Autor: V. Tikhomirov
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