СПРИНТЕРЫ ЛЕДЯНЫХ КОРДОДРОМОВ

Хороший старт, десяток кругов с максимальной скоростью по ледяной дорожке — вот, собственно, и все, что требуется от микроаэросаней. Задачи внешне так же просты, как у спортсмена-спринтера. Но сколь же труден и долог путь к достижению рекордных результатов.

Слагаемых победы на соревнованиях — множество. Мелочей нет. Нескольким минутам зачетных стартов предшествуют недели и месяцы, проведенные моделистом за кульманом, верстаком и станками, тренировки и еще раз тренировки. И чтобы большой труд не пропал даром, кроме по-настоящему умелых рук, нужно располагать самыми различными знаниями, богатым опытом, приобретенным самостоятельной работой и перенятым у друзей-соперников.

Об особенностях конструирования аэросаней и о подготовке их двигателей к зимним стартам мы и поговорим сегодня.

Прежде всего о самих моделях. Наверняка, читая репортажи с зимних соревнований, вы обратили внимание, что, несмотря на разнообразие существующих схем скоростных, в число призеров неизменно входят мальчишки с трехточечными «самолетными» аппаратами. Да, можно уделять внимание при прорисовке модели ее технологичности, простоте и доступности изготовления или решению других частных задач. В конечном счете победа все равно останется за иглообразными аэросанями со стабилизатором. Правда, для их надежного запуска нужен опыт, но он приобретается за несколько тренировок.

Порой приходится слышать нарекания на нестабильность хода «самолетных» моделей по неровным ледяным дорожкам. Но так ведут себя только неправильно спроектированные аппараты. По сути, одноопорная схема — самая устойчивая. Ей не страшны чередующиеся удары от неровностей то под нос, то под хвост корпуса. Главное — не допустить двух характерных ошибок. Первая заключается в вертикальной (вверх или вниз головой, не имеет значения) установке двигателя. Это влечет за собой перемещение центра тяжести скоростной в сторону металлической планки и довольно тяжелого карабина подвески корды. Сила реакции удара конька в таком случае приводит к явно выраженным разнонаправленным колебаниям модели и гашению скорости. Выход один: разместить двигатель горизонтально, головкой из круга. Тогда поперечная балансировка окажется близкой к идеальной.

Другая грубая ошибка — полное пренебрежение массой хвостовой части. Дюралюминиевая, не облегченная трубка-балка, несущая стабилизатор из листового дюралюминия: подобная конструкция отнюдь не редкость. Но при таких массах пытаться добиться продольной устойчивости бессмысленно! Любое случайное возмущение — и модель будет бежать чуть ли не до конца заезда, раскачиваясь. Но достаточно при той же площади стабилизатора облегчить хвост модели, как движение в заезде станет надежным и устойчивым. В идеале задняя часть корпуса вообще не должна иметь массы! Цельнофанерный стабилизатор уже тяжеловат. Лучший на сегодня вариант — пластина упаковочного пенопласта, окантованная липовыми рейками и оклеенная тонкой писчей бумагой на клею ПВА. Еще предпочтительнее наборный стабилизатор с обтяжкой из лавсановой пленки. Тут не грех поучиться у авиамоделистов! При изготовлении хвостовой балки оптимальное сочетание малого веса и простоты изготовления дает долбленая из липы трубка с уменьшающимися к хвосту внешним диаметром и толщиной стенки.

Оказывается, даже по внешнему виду модели можно судить о ее потенциальных скоростных качествах. Двигатель головкой из круга, кордовая планка (устанавливаемая по длине по центру тяжести) сдвинута сильно вперед — значит, все в порядке. Теперь посмотрите на рисунки аэросаней классов 2,5 и 1,5 см3. Эти однотипные аппараты спроектированы с учетом сказанного. В остальном же они полностью соответствуют «классике» построения подобных кордовых, и мы можем остановиться лишь на отдельных узлах.

Носовые подмоторные части их выдолблены из березы. Использование более легкой в обработке липы потребовало бы введения фанерной моторамы. Здесь же удалось с помощью грабовых каплевидных накладок «намертво» заклеить на эпоксидной смола П-образные шпильки крепления двигателя и таким образом избавиться от проникновения топлива в древесину по отверстиям под обычные винты. Стеклопластик же, ставший сегодня сверхмодным в моделизме, рекомендовать мальчишкам нельзя.

Шпильки предварительно зашкуриваются, обезжириваются и туго обматываются тонкой ниткой. Связующее одно: пластифицированная смола, она же используется при сборке всей модели, варианты исключены! Места склейки древесины, особенно в напряженных зонах, также полезно обезжиривать. Это тем более важно для граба.

На предлагаемых скоростных необычно выполнены места установки кордовой планки. Знатоков, наверное, больше всего смутит вариант с двигателем 2,5 см3. Но прежде чем решать, допустимо ли такое крепление, подумайте, надо ли вводить между двухсотграммовым источником вибраций (мотором) и кордовой планкой «прослойку» — элемент легчайшего корпуса деревянной модели. Тем более, что нарезка гнезд М3 в картере НМД-2,5 не ослабит его.

Топливные системы моделей отличаются только размерами. Применено питание под давлением. Эксплуатационные характеристики и запуск при наддуве бака и широко «открытом» карбюраторе резко улучшаются благодаря введению штуцер-клапанов, исключающих заливку картера топливом (что особенно опасно на холоде).

В КМД давление отводится через верхнее гнездо крепления стенки. Сквозь него наискось сверлится отверстие Ø0,8—1 мм с наклоном в сторону оси цилиндра. Важно попасть на небольшой участок цилиндрической поверхности под гильзой. Посмотрите внимательно, и вы поймете: это чуть ли не единственное относительно сухое место в картере работающего мотора.

В картере же «Юниора» такого места не найти, и надо просто «проткнуть» отверстие изнутри в полость нижнего винта фиксации золотниковой стенки. Тут уж придется мириться с тем, что по трубке наддува немного масла будет перегоняться в бак из своеобразного «центробежного сепаратора». Сразу же надо заметить: жиклер МК-17 совершенно не годен для подачи топлива под давлением. Топливо из него будет течь во все стороны, и устойчивого режима добиться не удастся. (Замена — узел от «Метеора» или ЦСТКАМа.)

Обтекатели мотоустановок выдалбливаются из липы. Они не только облагораживают обводы модели, но главное — формируют воздушный поток охлаждения двигателя. На аэросанях АС-2 весь он направляется на самую горячую, выхлопную сторону рубашки цилиндра. Затем омывает заднюю сторону оребрения и выходит в атмосферу. Таким образом добиваются равномерного нагрева периметра цилиндра. Профилировка зоны выхлопного окна в капоте помогает избежать попадания отработавших газов в полость обтекателя и во всасывающее отверстие карбюратора.

По-другому оформлено охлаждение мотора на АС-1. Два симметричных входных отверстия направляют поток воздуха по бокам оребрения назад, не допуская переохлаждения передней части цилиндра. При этом штатное оребрение срезается с боков рубашки почти полностью. Так облегчается двигатель, заужается мидель модели. Ребра остаются лишь спереди, в необдуваемой зоне, и сзади цилиндра.

Здесь избежать попадания выхлопа в карбюратор сложно, поэтому для подвода свежего воздуха к футорке выполняется воздухозаборник со стороны, противоположной головне двигателя.

Заканчивая разговор о самих моделях, нужно отметить необходимость хотя бы полумягкой подвески баков. При жестком креплении высока вероятность сильного вспенивания топлива от вибраций и сопутствующих сбоев режима.

Немаловажен и выбор формы кока воздушного винта. Зачастую встречаются штатные коки-гайки, за которыми идет грубый уступ перехода в корпус. При подобном носе модели, да еще при незакрытых комлях лопастей пропеллера воздушный поток за ними превращается в такую «кашу», что думать о плавности форм всего аппарата попросту нет смысла.

Для уточнения отладки аэросаней лучше использовать стабилизатор с регулировкой по углу атаки. Хотя правомерно считать, что гироскопический момент вращающегося воздушного винта почти полностью компенсируется сопротивлением стойки основного конька (при обычном движении против хода часовой стрелки). Тогда стабилизатор заклеивается «в нуле».

Основные коньки... Здесь мнения моделистов расходятся. Похоже, каждый имеет свое, отличное от других суждение об их материалах и конструкции. Наша же позиция: правильно сбалансированная легкая модель не нуждается по крайней мере в подрессоривании, и конек можно крепить намертво на стойке минимальной высоты. Установка любой рессоры — лишь попытка спасти неудачную в целом конструкцию! Ведь шасси должно быть либо абсолютно жестким, либо сверхмягким. Любые промежуточные варианты приводят к «галопированию» аэросаней в заезде. Сделать же сверхмягкую подвеску очень трудно, идеальный узел сложен и ненадежен, неизбежны упрощения и... плохая работа!

И напоследок — о кордовой планке. Общеизвестно, что ее полезно профилировать в виде крыловидной пластины, не боясь увеличить ширину (чтобы «вписалось» требуемое правилами сечение). А вот о возможности использования несущих свойств такого «крыла», похоже, еще никто не думал. Планку можно устанавливать под разными углами атаки, добиваясь прижима или разгрузки конька. А если слегка закрутить ее, приблизив или отодвинув таким образом место приложения вертикальной аэродинамической силы к модели или от нее... Подумайте! Чем это не антикрыло? Причем по сравнению с обычным не нарушающее продольную балансировку и не дающее лишнего сопротивления!

Еще раз посмотрите на рисунки, теперь четко сознавая, почему эти внешне простые аэросани сделаны так, а не иначе. В следующий раз мы поговорим о не менее важной работе — улучшении и форсировании двигателей, без чего ваш «спринтер» окажется неторопливым «пешеходом», либо будет способен только на отдельные рывки, с «потерей дыхания» на каждом круге.



* * *

Двигатель кордовых аэросаней требует по крайней мере не меньшего внимания, чем проектирование и создание самой модели. Зачастую «санки» не хотят идти в желаемом режиме только из-за мельчайшего упущения при подготовке мотора к стартам.

Разговор о способах форсирования и приемах доработок начнем с двигателя большей кубатуры — КМД-2,5. По конструкции и качеству выполнения он лучше МК-17, поэтому и работы с ним поменьше.

Для начала мотор, вынутый из коробки и отмытый от консервационного масла, устанавливают на стенд и обкатывают 15—20 мин с воздушным винтом увеличенной массы и диаметра. Если никаких замечаний по режиму нет, двигатель разбирают и внимательно осматривают его детали. Особое внимание следует обратить на внутренний торец золотника. Явно выраженный блестящий поясок на нем — признак ощутимой тенденции шатуна к сползанию с кривошипа во время работы. Добиться высоких результатов этот узел уже не позволит: придется заняться перестановкой гильзы. Осуществляется это припиливанием торца картера, который из-за неточностей заводской обработки может иметь самое различное положение относительно оси коленвала.

Вначале, нагрев картер до 100—120° на электроплитке, извлекают из него подшипники. Бархатным напильником, слегка натертым обычным мелом, спиливают заднюю часть посадочной плоскости под рубашку цилиндра на 0,1—0,2 мм и затем притирают ее с абразивом на стекле. Новое положение гильзы потребуете перестановки винта ее фиксации. Для этого острым шабером выскабливают смолу, нагревают рубашку до 120°, после чего в шлиц вдавливают жало узкой отвертки и вывертывают его. Контрольная сборка заканчивается заливкой гнезда эпоксидной смолой (винт затягивать не нужно, он должен лишь чуть прижать гильзу книзу).

Теперь настало время заняться коренным подшипником коленвала. Его надежность весьма относительна. Вот почему лучше всего заменить штатный подшипник 8X19 (№ 1000098, Рст=85 кгс) на 9X20 (№ 1000099, Рст = 100 кгс). Таким образом получаем выигрыш сразу по нескольким пунктам. Прежде всего — расточка картера обеспечит повышенную точность формы подшипникового гнезда. (Как ни странно, даже при внешнем осмотре серийного двигателя заметна огранка или эллипсность рабочей поверхности гнезда. Ее «выдают» следы контакта с внешней обоймой штатного подшипника. Нередко это приводит к разрушению шариков при выходе двигателя на обороты выше средних.) За счет установки на вал стальной втулки Ø9X0,5 удается излечить КМД от его характерной «болезни» — проскальзывания вала во внутренней обойме подшипника. Наконец переход на более мощный подшипник с меньшим количеством шариков увеличенного диаметра заметно улучшает работу коленвала: уменьшается просадка его оси под нагрузкой, снижаются потери на трение, а легкость вращения заставляет вспомнить лучшие образцы «Ритмов».

Проведя перечисленные доработки, двигатель собирают, обкатывают еще 10—15 мин и вновь придирчиво контролируют. Поясок нагара над пояском трения поршня должен приобрести равномерно интенсивный черный цвет по всей окружности, поясок трения — одинаковую ширину и расстояние от торца поршня. Если это не так, вся пара требует замены.

Для облегчения регулировки степени сжатия в верхней части винта сверлится отверстие Ø1,8 мм, в которое забивается шпилька Ø2 мм. Вместо верхнего левого винта крепления стенки ставится штуцер-клапан. Его проще всего изготовить из стального винта М3, просверлив отверстие вдоль оси. Сделать это несложно, если винт зажать в патроне, а сверло удерживать тисочками. Рассверлив гнездо под шарик, оформляют посадочное место для него с помощью точно такого же шарика, вбиваемого в торец гнезда молотком. После напайки гайки М3 гнездо с шариком зачеканивается с двух сторон жалом отвертки.

Работа над двигателем заканчивается установкой новой футорки карбюратора с открытым до предела сечением. Мотор хорошо работает на аэросанях даже с капроновым промышленным воздушным винтом 200X200 мм, уменьшенным по диаметру до 160 мм, а по шагу измененным до 210 — 220 мм.

Основные приемы доработки двигателя МК-17 «Юниор» направлены на то, чтобы увеличить надежность и повысить мощность серийного образца. Для этого коренной подшипник заменяется на новый, размером 5X16, с щеки коленвала срезаются два сегмента — это обеспечит хотя бы частичную балансировку мотора. Поршень лучше всего изготовить новый, с ввертывающейся дюралюминиевой вставкой, как на «Цейс-Йене». Это позволит уменьшить массу поршня чуть ли не в три раза! В рабочем торце контрпоршня выбирается углубление, образующее выраженную камеру сгорания, полностью отсутствующую на промышленных моторах.

Доработка задней стенки показана на рисунках.

Плохо работающий штатный жиклер заменяется узлом от ЦСТКАМа или КМД. Входное сечение футорки и весь впускной канал распиливаются до предела. Нижняя головка шатуна пропиливается полотном толщиной 0,6—0,8 мм, а концы щели чуть расшабривают, образуя микромаслосборники (это увеличивает ресурс штатного шатуна в два-три раза).

Одна из основных операций по доработке МК-17 состоит в отклонении оси цилиндра назад, как на КМД. Правда, для этого потребуется полностью спилить сухари винтов крепления рубашки и затем заменить их дюралюминиевыми проставками, центрующими гильзу точно посередине расточки картера. Перепускные окна и юбка гильзы опиливаются по известной методике. Кстати, по нашим наблюдениям расширение бустерного перепускного канала на КМД практически не влияет на его мощность.

МК-17 работает с пластиковыми винтами, уменьшенными до Ø150—160 мм и по шагу до 180 мм.

А. АНДРЕЕВ, инженер



Чертежи для печати

Источник: "Моделист-Конструктор" 1987, №9, 12
OCR: mkmagazin.almanacwhf.ru



Новости Партнеров

Дизан группы A4J
Rambler's Top100