На радиоуправляемых моделях применяют два вида двигателей - ДВС и электрические. Темой этой статьи являются двигатели внутреннего сгорания. ДВС, применяемые на радиоуправляемых моделях, делятся на два вида: калильные и бензиновые. С бензиновым двигателем всё понятно - они знакомы каждому, применяются на автомобилях, мотоциклах, бензопилах и т.п. Но на большинстве автомоделей применяются именно калильные двигатели, не знакомые непосвященному человеку. Они работают не на бензине, а на специальном топливе на основе метилового спирта, о котором будет сказано ниже.
Бензиновый двигатель 
Калильный двигатель Двигатель внутреннего сгорания - надёжное, но требовательное устройство. Очень важно соблюдать правила его эксплуатации, чтобы избежать ухудшения его характеристик или выхода из строя. Обязательно прочтите инструкцию к модели перед первым запуском двигателя! Любой ДВС перед началом эксплуатации требует обкатки - выработки в специальных щадящих режимах нескольких первых баков топлива. Эти первые минуты работы сильно повлияют на всю дальнейшую жизнь двигателя.
Принципиальное отличие бензинового и калильного двигателей состоит в способе воспламенения топливной смеси. В бензиновом двигателе смесь воспламеняется искровой свечой, как в обычном автомобиле. Для этого на свечу в нужный момент подаётся высокое напряжение, вызывающее искру. В калильном двигателе используется калильная свеча, которая требует разогрева перед пуском двигателя, а при работе поддерживает свою температуру достаточной для воспламенения горючей смеси при контакте с нагретой свечой.
Искровая свеча 
Калильная свеча Свечи (также как и двигатели) на фотографиях показаны в разном масштабе, реальный размер бензиновой исковой свечи порядка 4-5 см, а калильной около 1 см.
Область применения тех или иных двигателей довольно чётко разграничена. Бензиновые двигатели применяют только на больших моделях масштаба 1/5, так как они большие и тяжёлые. Представляете себе двигатель бензопилы? Вот практически такие же стоят и в бензиновых автомоделях, минимальный объем - примерно 20 см3, а обычно 23-30 см3. На всех моделях меньшего масштаба применяются компактные калильные двигатели, их объём обычно составляет 2-6 см3. Теперь вы знаете, что если модель жужжит и дымит, то это совсем необязательно бензиновый двигатель. Калильный ДВС практически ничем не хуже, это тоже самый настоящий двигатель, но называть его "бензиновым" будет только человек не знакомый с автомоделизмом. Объём калильного двигателя часто принято обозначать не в кубических сантиметрах, а в кубических дюймах, вернее даже в их сотых долях. Например, калильный ДВС объемом 0.21 кубического дюйма = 3.44 см3. Сотые доли объема двигателя в дюймах называют классом двигателя, приведённый в примере двигатель - 21-го класса. Справедливости ради стоит отметить, что фирма HPI заявила о выпуске компактного бензинового двигателя для моделей масштаба 1/8, так что, возможно, бензиновые двигатели вскоре потеснят "калилки" на моделях меньших масштабов, ведь бензиновые двигатели гораздо более удобны в эксплуатации.
Практически все автомодельные двигатели, как калильные, так и бензиновые - двухтактные. По-крайней мере, не известно ни одной серийно выпускаемой модели с 4-тактным двигателем. 2-тактные двигатели дешевле, более просты в устройстве, более мощные при том же объеме, но при этом более шумные и менее экономичные. Понятно, что указанные недостатки не играют пости никакой роли в автомоделизме, в то время как плюсы говорят за применение 2-тактных двигателей. Все 2-тактные двигатели работают на смеси топлива с маслом, так как в них отсутствует отдельная система смазки и они смазываются маслом, входящим в состав топлива. Например, в бак модели с бензиновым двигателем следует заливать смесь бензина с маслом для двухтактных двигателей в пропорции 20:1. Топливо для калильных двигателей включает в себя порядка 20% масла, то есть значительно больше. Основу же топлива для калильных двигателей составляет метанол (метиловый спирт). К сожалению, далеко не все знают о невероятной ядовитости метанола. При обращении с топливом для калильных двигателей нужно соблюдать крайнюю осторожность и ни в коем случае не опускать попадания топлива в глаза и рот. Не хотелось бы пугать, но все, кто использует такие двигатели, должны осознавать потенциальную опасность: попадание внутрь организма 5-10 мл может вызвать слепоту, 30 мл - смертельный исход. Антидот - этанол. Конечно, никто в здравом уме не будет пить модельное топливо, но вдыхание его паров и длительное соприкосновение с кожей тоже не сулит ничего хорошего. Впрочем, бензин тоже пить и нюхать не нужно. :)
Рядовому пользователю, даже именующему себя моделистом, не обязательно лезть в двигатель, достаточно хотя бы знать его устройство и принцип работы.
Устройство модельного калильного двигателя 
Разобранный калильный двигатель 
Как работает двухтактный двигатель Принципиальных различий в работе двухтактных калильных и бензиновых двигателей нет, на исключением способа воспламенения топливной смеси.
Для того, чтобы двигатель работал, в его камеру сгорания должна поступать должным образом подготовленная смесь топлива и воздуха. За её приготовление отвечает карбюратор. Правильная настройка карбюратора калильного двигателя - целая наука, которой мы посвятим отдельную статью.
Карбюратор бензинового двигателя 
Карбюратор калильного двигателя На впускное отверстие карбюратора устанавливается воздушный фильтр. Наличие чистого, пропитанного специальным маслом фильтра критически необходимо для долгой жизни двигателя. Попадание даже мельчайшей пыли в цилиндр нанесёт непоправимый ущерб поршневой паре.
Воздушный фильтр 
Фильтр другой формы и масло для пропитки На впускном отверстии двигателя стоит карбюратор и воздушный фильтр. А на выпускном? Глушитель - скажете вы. Не совсем. В качестве выхлопной системы используется резонансная труба. Её роль - не уменьшить звук выхлопа (хотя и эту задачу она в некоторой степени выполняет), а увеличить мощность двигателя и повысить его КПД. Особенность устройства и работы двухтактных двигателей приводит к тому, что часть топливной смеси пролетает сквозь камеру сгорания не успев воспламениться. Форма резонансной трубы подобрана так, отразить вылетающие газы направить топливную смесь назад в камеру сгорания. Второй важной функцией трубы является создание давления в топливном баке, с которым она соединена трубочкой. Наличие резонансной трубы особо критично для калильных двигателей, бензиновые же часто используются с компактными глушителями.
Резонансная труба 
Глушитель Еще одной частью, которую можно отнести к двигателю, является сцепление - механизм, передающий вращение двигателя на трансмиссию автомодели. В радиоуправляемых моделях с ДВС используется центробежное сцепление. Принцип его работы состоит в том, что пока двигатель работает на холостых оборотах, кулачки сцепления не соприкасаются с колоколом сцепления, будучи сжатыми пружиной. При увеличении оборотов двигателя под действием центробежной силы пружина растягивается, башмаки входят в сцепление с колоколом, начинают вращать его и модель трогается с места.
Сцепление HPI Baja 
Комплект трёх-кулачкового сцепления Вот и всё, о чём мы хотели рассказать в этой статье. Конечно, подробностей мало, но мы надеемся, что эта обзорная статья помогла в общих чертах понять, что из себя представляют двигатели внутреннего сгорания для радиоуправляемых моделей.
rctotal.ru
а также сама конструкция типичного модельного двигателя. Рассматриваются теоретические задачи по проектированию.Про поршневой и реактивный двигатель:1. Виды двигателей и их работа, страница №5.
2. Про характеристики и испытания микродвигателя, страница №14. 
3. Про топливную смесь для модельного двигателя, страница №32. 4. Про конструктивные особенности модельных микродвигателей, страница №39. 
6. Про основные методы в форсировании микродвигателей, страница №103.7. Места по применению микродвигателей, страница №122.
8. Про модельные топливные баки, страница №131.Про модельные электродвигатели:1. Об общей теории электродвигателей, страница №145.
2. Про изготовление и эксплуатацию микродвигателей, страница №160.3. Про электродвигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, страница №173.4. Как используются электрические двигатели в авиамоделизме,
и автомоделизме, страница №182.Про резиновые моторы:1. Общие вопросы о резиновых двигателях, страница №204.2. Про эксплуатацию и ремонт резиномоторов, страница №215.
Про воздушные и гребные винты:1. Как правильно подобрать воздушный и гребной винты для авиа - и речной моделей, страница №219.
Скачать или читать онлайн
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Модельными называют двигатели, которые применяют для запуска моделей или отдельных их частей. Они бывают резиновые, поршневые, электрические и реактивные. Благодаря им современные модели покрывают расстояния в сотни и тысячи метров.
Резиновые двигатели, или резиномоторы, наиболее просты в изготовлении и эксплуатации. Их часто ставят на авто-, судо- и авиамоделях. Резиновый двигатель представляет собой жгут из одной или нескольких резиновых нитей. Один конец резинового двигателя закрепляется неподвижно на модели, а другой надевается на ось движителя: воздушный винт авиамоделей, водяной винт судомоделей, колеса или гусеницы моделей транспортной техники. Действие резинового двигателя основано на свойстве резиновой ленты запасать при растягивании потенциальную энергию и возвращать её в виде кинетической энергии, вращающей движитель модели. Энергия резинового двигателя зависит от сорта резины, длины, сечения жгута. Чем длиннее резиновый жгут (при одинаковом сечении), тем больше энергия двигателя и тем дольше он работает.
Масса резиновых двигателей меняется от нескольких граммов (на комнатных авиамоделях) до 40 г на спортивных авиамоделях чемпионатного класса категории F‑1‑B (см. Авиамоделизм).
В судо‑ и автомоделях для повышения энергоотдачи резинового двигателя используют редукторы (см. Механизм). Чтобы резиновые двигатели работали дольше, ставят на модель сразу несколько двигателей, последовательно соединяя их с помощью зубчатых колес.
Поршневые двигатели, применяемые для привода моделей, можно разделить на пневматические и двигатели внутреннего сгорания.
Пневматические двигатели представляют собой поршневую машину, «топливом» для которой служит сжатый воздух или углекислый газ, находящийся в специальном баллоне. Пневматические двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями внутреннего сгорания. Они работают почти бесшумно, им не нужны горючие вещества, они не выделяют вредных выхлопных газов, просты в эксплуатации.
Пневматический модельный двигатель. На рисунке показана конструкция пневматического двигателя, работающего на углекислом газе с заправкой от баллончика бытового сифона. Его сконструировал мастер спорта Н. К. Шкаликов. Основная деталь двигателя — картер 1, гильза, в верхней части которой расположен впускной клапан 6. Трубопроводы 8 и 10 соединяют двигатель с баком и заправочным клапаном 11. С помощью заправочного устройства углекислый газ из баллончика сифона через клапан 11, заполняя бак 9, начинает испаряться и создает избыточное давление в трубопроводах. При вращении вала двигателя толкатель 5 открывает клапан 6 и впускает газ в надпоршневое пространство. Расширяясь, углекислый газ смещает поршень вниз, клапан 6 закрывается, а газ, продолжая расширяться, совершает работу по перемещению поршня вниз и выходит в атмосферу через выпускные окна 7. По инерции поршень проходит нижнюю мертвую точку и при подходе к верхней мертвой точке вновь открывает впускной клапан. Цикл повторяется.
Одного баллончика от сифона достаточно на 3–4 полных заправки бака. Продолжительность работы двигателя достигает 2,5 мин. Такой двигатель можно поставить на комнатную модель‑копию самолета или любую другую.
Двигатели внутреннего сгорания, применяющиеся для запуска моделей, имеют малый рабочий объем цилиндра (литраж). Чтобы сравнивать характеристики модельных двигателей внутреннего сгорания, их делят на категории в зависимости от максимального рабочего объема цилиндра: двигатели с рабочим объемом цилиндра до 1,5 см3; до 2,5 см3; до 5 см3; до 10 см3.
По способу воспламенения топливо‑воздушной смеси модельные поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяют на компрессионные и калильные.
В компрессионных двигателях топливо‑воздушная смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от большой температуры при её сжатии. Особенность конструкции таких микродвигателей — наличие контрпоршня. Чтобы подобрать оптимальную степень сжатия, положение контрпоршня в цилиндре двигателя можно менять, используя регулировочный винт.
Компрессионные двигатели, хотя и развивают несколько меньшую мощность по сравнению с калильными, проще в эксплуатации. Но это преимущество пропадает при рабочем объеме цилиндра более 5 см3. Все двигатели с большим рабочим объемом, как правило, с калильным зажиганием. Компрессионные двигатели рекомендуются начинающим моделистам.
Компрессионный двигатель МК‑17 «Юниор» прост в эксплуатации. Конструкцию двигателя разработал старейший советский авиамоделист, мастер спорта, неоднократный чемпион В. И. Петухов.
Двигатель МК‑12В — самый распространенный, он выпускается с 1956 г. и предназначен для широкого круга моделистов. Его устанавливают на самодвижущихся моделях самолетов, глиссеров, автомобилей, аэросаней и других моделях.
Компрессионный двигатель КМД‑2,5 имеет трехканальную продувку, двухконусный профиль гильзы и изготовлен из высококачественных материалов. Он достаточно мощный, стабильный в работе, экономичный, легко запускается. Устанавливают его на гоночных моделях самолетов. Однако этот двигатель можно с успехом применять на кордовых, тренировочных, пилотажных и таймерных авиамоделях, а также на моделях других спортивных классов.
Калильные двигатели свое название получили из‑за установленной в камере сгорания двигателя калильной свечи. Спираль калильной свечи во время запуска накаливают источником постоянного или переменного тока до светло‑красного свечения. Раскаленная спираль зажигает топливо‑воздушную смесь в цилиндре, и двигатель начинает работать. После запуска источник тока отключают, и двигатель продолжает работать самостоятельно.
Наиболее распространенный двигатель с калильным зажиганием — МД‑2,5 «Метеор». Его ставят на скоростные, таймерные модели самолетов, скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
Двигатель МД‑5 «Комета» с калильным зажиганием — самый распространенный двигатель этой категории. Его устанавливают на кордовые пилотажные, модели‑копии и радиоуправляемые модели самолетов, а также на скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
К классу калильных двигателей относится двигатель «Радуга‑7», предназначенный для сравнительно больших моделей самолетов и судов. Двигатели типа «Радуга» устанавливают на пилотажные, радиоуправляемые и модели‑копии самолетов, на модели глиссеров, автомобилей и др.
Электрические двигатели малой мощности (микроэлектродвигатели) применяются для запуска моделей автомобилей, судов, самолетов, а также в различных автоматических и телеуправляемых устройствах. Основной тип модельных электродвигателей — электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Они выпускаются мощностью от десятых долей до десятков ватт.
В авиамоделях электрические двигатели устанавливают в рулевых машинках радиоуправляемых моделей и в системах привода механизмов кордовых моделей‑копий. Тренировочную кордовую модель можно оснастить электрическим двигателем и электропитание подавать через изолированные корды. Такую модель можно запускать в любом достаточно большом помещении, так как она бесшумна и не дает отработанных газов. Размеры моделей зависят от электродвигателя. Наиболее подходящи микродвигатели, масса которых не превышает 20 г, например ДК‑5–19. Конструкция моделей с электродвигателем отличается от конструкций кордовых моделей с механическими двигателями только уменьшенными сечениями.
Если вы устанавливаете электрический двигатель на плавающую модель, то следует позаботиться о его герметичности. Электродвигатель станет водоустойчивым, если покрыть его корпус слоем лака или парафина, а в местах выхода вала нанести густую смазку. Батареи и аккумуляторы легко защитить от влаги, завернув их в полиэтиленовую пленку.
На простейших моделях судов редукторы обычно не применяют. Вот как устроен электродвигатель, который устанавливают на морскую модель. Гребной винт, закрепленный на валу через соединительную муфту, связан с валом электродвигателя, который укреплен на ложементе с выемкой по форме двигателя с помощью хомутов винтами. Гребной вал выходит из корпуса через дейвуд и поддерживается кронштейном. В качестве соединительной муфты используется пружина.
Реактивные двигатели. Первым реактивным двигателем, который в нашей стране выпускался серийно в 60‑х гг. для моделей, был воздушно‑реактивный двигатель РАМ‑1. Он применялся для запуска кордовых скоростных моделей и моделей глиссеров.
Примером турбореактивного модельного двигателя может служить двигатель «Турбокрафт». Он имеет все те же узлы, что и большие двигатели. На входе двигателя установлен одноступенчатый компрессор, сгорание смеси происходит в 8 камерах. Ротор имеет одноступенчатую осевую турбину, за которой расположена форсажная камера. Масса двигателя — 0,625 кг, статическая тяга — 36 Н, на форсаже — 45 Н. Запуск осуществляется электростартером. Расход топлива около 150 г/мин, длина — 300 мм, а диаметр — 70 мм.
yunc.org
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Брянский государственный технический университет
Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Математическое моделирование на ЭВМ»
Проектирование и моделирование двигателя внутреннего сгорания
Преподаватель:
Архангельский А.Н.
Брянск 2008
1. Моделирование как метод научного познания
Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и, наконец, общественные науки. Большие успехи и признание практически во всех отраслях современной науки принес методу моделирования ХХ в. Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. Лишь постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания.
Термин "модель" широко используется в различных сферах человеческой деятельности и имеет множество смысловых значений. Рассмотрим только такие "модели", которые являются инструментами получения знаний.
Модель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал так, что его непосредственное изучение дает новые знания об объекте-оригинале. Под моделированием понимается процесс построения, изучения и применения моделей. Оно тесно связано с такими категориями, как абстракция, аналогия, гипотеза и др. Процесс моделирования обязательно включает и построение абстракций, и умозаключения по аналогии, и конструирование научных гипотез.
Главная особенность моделирования в том, что это метод опосредованного познания с помощью объектов-заместителей. Модель выступает как своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект. Именно эта особенность метода моделирования определяет специфические формы использования абстракций, аналогий, гипотез, других категорий и методов познания.
Необходимость использования метода моделирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно, или же это исследование требует много времени и средств.
Процесс моделирования включает три элемента:
1) субъект (исследователь),
2) объект исследования,
3) модель, опосредствующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
Пусть имеется или необходимо создать некоторый объект А. Мы конструируем (материально или мысленно) или находим в реальном мире другой объект В - модель объекта А. Этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обуславливаются тем, что модель отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимости и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть оригиналом), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала.
Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от отражения других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько "специализированных" моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.
На втором этапе процесса моделирования модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение "модельных" экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее "поведении". Конечным результатом этого этапа является множество знаний о модели.
На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал формирование множества знаний об объекте. Этот процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели. Мы можем с достаточным основанием переносить какой-либо результат с модели на оригинал, если этот результат необходимо связан с признаками сходства оригинала и модели. Если же определенный результат модельного исследования связан с отличием модели от оригинала, то этот результат переносить неправомерно.
Четвертый этап практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.
Для понимания сущности моделирования важно не упускать из виду, что моделирование - не единственный источник знаний об объекте. Процесс моделирования "погружен" в более общий процесс познания. Это обстоятельство учитывается не только на этапе построения модели, но и на завершающей стадии, когда происходит объединение и обобщение результатов исследования, получаемых на основе многообразных средств познания.
Моделирование - циклический процесс. Это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т.д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта и ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах. В методологии моделирования, таким образом, заложены большие возможности саморазвития.
2. Постановка задачи
Первым этапом моделирования работы ДВС на основе влияния размеров и формы камер сгорания является постановка задачи, т.е. составить план проведения работы, какие необходимо совершить операции для усовершенствования камер сгорания уже существующих двигателей. Для начала необходимо ознакомиться с уже существующими формами и показателями двигателей и проследить зависимости показателей двигателей, а так же проследить современные новшества в конструировании двигателей. С этой целью рассмотрим один из процессов, протекающих в двигателе, например смесеобразование, т.к. для быстрого, полного и эффективного сгорания топлива необходимо его испарение и смешение в определенных пропорциях с воздухом. Развитие и совершенство смесеобразования определяются характеристиками впрыскивания и распыливания, скоростями движения заряда вкамере сгорания, свойствами топлива и заряда, формой, размерами и температурами поверхностей камеры сгорания, взаимным расположением распылителя и камеры сгорания, а также взаимным направлением движения топливных струй и заряда. Степень влияния отдельных факторов зависит от типа камеры сгорания.
Затем, имея конкретные данные о существующих формах камер сгорания определить какие показатели работы двигателя можно изменить, путем увеличения или уменьшения объемов камер сгорания. Анализ этих данных (расход топлива, мощность, КПД) позволяет сделать вывод о том, выгодно ли изменять размер камеры сгорания и не будут ли изменяться в худшую сторону показатели, при улучшении одного из них.
На следующем этапе можно сделать вывод о изложенном выше и подвести итог.
Итак, поставим перед собой следующие задачи:
1.Рассмотреть существующие формы камер сгорания.
2. Проследить влияние формы камеры сгорания на примере смесеобразования.
2. Усовершенствование конструкции камер сгорания ДВС.
3. Основные характеристики ДВС
Каждый двигатель имеет собственные постоянные величины, которые в процессе его работы не изменяются. Основными из них являются:
Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходом поршня S, который равен удвоенному радиусу R кривошипа: S=2R.
Пространство над днищем поршня при нахождении его в ВМТ называется камерой сгорания ; ее объем обозначается через Vс; пространство цилиндра между двумя мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается Vh. Сумма объема камеры сгорания Vс и рабочего объема Vh составляет полный объем цилиндра Vа:
Vа=Vс+Vh.
Рабочий объем цилиндра (его измеряют в кубических сантиметрах или метрах):
где D - диаметр цилиндра.
Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия:
Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к. сильно влияет на его экономичность и мощность.
Все перечисленные характеристики двигателя прорционально зависят от размера и объема камеры сгорания.
4. Показатели, характеризующие работу двигателя
Под средним индикаторным давлением Pi понимают такое условное постоянное давление, которое действуя на поршень в течение одного рабочего хода, совершает работу, равную индикаторной работе газов в цилиндре за рабочий цикл.
Согласно определению, среднее индикаторное давление - отношение индикаторной работы газов за цикл Li к единице рабочего объема цилиндра Vh, т.е.
Pi=Li/Vh.
Индикаторной мощностью Ni называют работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени. Индикаторная работа (Дж), совершаемая газами в одном цилиндре за один рабочий цикл Li=Pi·Vh.
Так как число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду, равно 2n/T, то индикаторная мощность (кВт) одного цилиндра
mirznanii.com
| Первое знакомство с ДВС. Проблема выбора
На написание данной статьи меня подвигли время от времени встречающиеся на форумах вопросы типа: Вливаюсь в ряды ДВС, с чего начать? Или такой: С чего начать освоение ДВС? Ну, или сразу: Посоветуйте калилку. На RC-Aviation, помнится, задавался вопрос такого плана: «Приобрел такой-то движок, посоветуйте самолет!» Чаще, конечно, задают вопрос про то, какой двигатель подойдет для данной модели. С таким вопросом проще, но, тем не менее, он выдает новичка, который пока не в состоянии без посторонней помощи сделать осознанный выбор. Поэтому данная статья предназначена исключительно для тех, кто еще только делает первые шаги, пытаясь приобщиться к столь увлекательному направлению в авиамоделизме, как постройка (возможно) и полеты (обязательно!) на радиоуправляемых моделях самолетов с ДВС. А продвинутым моделистам я буду благодарен за полезные рекомендации и дополнения к данной статье. Хотя существует много разновидностей двигателей внутреннего сгорания, я оговорюсь сразу, что речь пойдет исключительно о самолетных движках. Конечно, существуют модификации одного и того же двигателя для разного класса моделей, например, авиа и вертолетные, и между ними много общего, но никакими другими, кроме авиа, я не занимался, посему писать буду только о них. Кроме того, объем статьи не позволяет охватить все аспекты вопроса, поэтому, при наличии интереса, тема может быть продолжена.
Итак, вы загорелись желанием летать на модели с ДВС, но не знаете с чего начать, что это за «зверь» такой, что он за собой потянет и т.д., а главное, и именно об этом данная статья, что выбрать? Ведь то, что он за собой потянет, во многом зависит как раз от вашего выбора. Почему я ставлю вопрос именно так? Потому что в приведенных выше ссылках на обсуждения на форумах попадаются советы типа этого: «Эх, если бы сейчас начинал, то сразу бы взял «бензинку» 20 кубов!..» С моей точки зрения ответ такого типа выдается как раз из-за того, что «не сейчас начинаю», а уже имею некоторый опыт постройки, полетов, настройки и эксплуатации двигателей разных типов. Почему-то когда новичок задает вопрос с чего начать применительно к электричкам, то ему не отвечают в таком ключе: «Стройте Экстру полтора метра размахом, с мотором под киловатт, регулятором на 100 ампер, батареей 6S 5000 mah…» и т.д. А говорят – начните с Цессны-150 из потолочки или чего-нибудь похожего…
Так и здесь. Я не буду предлагать начинающему сразу ДВС на бензине по одной простой причине – такой выбор означает слишком высокую стоимость «входного билета» в ДВС-направление. И не только из-за цены самого двигателя и того, что ему необходимо. Но и из-за размерности того класса моделей, к которым он бы подошел, с соответствующими ценами их постройки или покупки. А во что обойдется риск разбить большую дорогую, будь то в покупке, или в постройке модель?
Самый маленький известный мне модельный ДВС на бензине это 9-кубовый NGH 9CC Petrol Engine for Radio Control Aeroplane GT9.
Да и то он пока еще очень «сырой» в плане его доводки, а цена такова, что за эти деньги можно купить четыре (!) небольших (три с половиной кубика) калильных ДВС. Но об этом ниже.
Итак, я уже обозначил главный критерий, которым буду руководствоваться. Это цена вопроса. Исходя из этого критерия, из рассмотрения выпадают и четырехтактные двигатели. Пороговым значением для себя я установил цену за движок в 100 долларов с доставкой. Естественно, цена двигателя практически прямо пропорциональна его размеру (кубатуре) с некоторым разбросом по отдельным экземплярам и торговым наценкам у разных продавцов. В любом случае, я ограничился 10-ти кубовым двигателем, как самым большим из рассмотренных здесь калильных двухтактных ДВС.
Вторым важным критерием я считаю применимость двигателя к моделям смежных классов, то есть его универсализм. Ведь если ваш двигатель подходит только для данного класса моделей, то он, как правило, превращается в двигатель одного самолета. Еще один такой же самолет обычно иметь не хочется, а на другой самолет нужно покупать новый мотор. А это возвращает нас к первому критерию – цене вопроса.
Третьим критерием, после того, как с размерностью двигателя определились, является марка производителя. Фактически речь здесь идет о качестве изделия за ваши деньги. Понятно, что движки от известных производителей стоят дороже. Признанным лидером в указанном классе моторов является японская фирма O.S.Engine. Но среди недорогих двигателей лично мне известны три производителя с сопоставимыми между собой ценами. Это ASP, GMS и JBA. Есть еще двигатели LEO, но о них я только читал. Выглядят попроще, чем ASP, а качество, по отзывам, не выше.
Наиболее известны и популярны у нас двигатели ASP (также продаваемые под маркой MAGNUM). Кроме того, у этого производителя, пожалуй, самая большая линейка недорогих движков, от мелких, до достаточно больших. Вдобавок ко всему они самые доступные в плане легкости покупки. Почти всегда есть в наличии (хоть и не все размерности) на всенародно любимом Хоббикинге из китайского Гонконга и в других популярных Интернет-магазинах. Наш выбор в итоге будет сделан именно из этой линейки двигателей.
Но я забегаю вперед, так как обязан хотя бы несколько слов сказать о других производителях двигателей, поскольку имею в наличии экземпляры всех вышеперечисленных марок, а также еще Thunder Tiger, Super Tigre и Evolution. Начну с конца. Двигатели марки Evolution оставляют наиболее приятное впечатление, даже когда просто держишь в руке какой-то экземпляр. Чувствуется продуманный дизайн и стремление к инновациям. Он просто красив!
У Evolution даже заводская регулировка может корректироваться только в небольших пределах из-за установленных ограничителей на главную иглу жиклера и иглу холостого хода. Ограничители, конечно, можно снять, но новичку этого лучше не делать. Все уже отрегулировано до него. И если возникает проблема с запуском или устойчивостью работы, то, скорее всего, причину надо искать вне двигателя. Производится двигатель в Китае, но разработан в США.
Итальянские двигатели Super Tigre – хорошо известны в нашей стране моделистам старшего поколения, особенно спортивные движки, поскольку сама марка одна из старейших. Хоббийные двигатели этой марки имеют оригинальную конструкцию глушителя, с цилиндрической проставкой, позволяющей менять угол его установки.
Это, конечно, добавляет немного веса из-за лишней детали, но глушитель можно направить по полету, как на снимке, либо наклонить вверх или вниз. Производство двигателей перенесено в Китай. Ничего выдающегося ни в качестве изготовления, ни в характеристиках я не обнаружил.
Следующая марка двигателей, о которой нужно сказать, это движки Thunder Tiger или ТТ тайваньского производства. Китай, но другой. Эти движки позиционируются чуть выше двигателей ASP, и они соответственно немного дороже. Серия GP не имеет опорных шарикоподшипников коленвала (как серия LA у двигателей O.S.). Такие подшипники имеют двигатели серии PRO (на снимке).
Мне нравятся двигатели этой марки. Я бы поставил их вместе с двигателями Evolution на одну ступеньку выше, чем ASP.
Переходим к «бюджетным» движкам. На самую низкую ступеньку по качеству изготовления я бы поставил JBA.
Никому не рекомендую. Вот, например, как выглядит вход в глушитель на JBA 0.39.
Обратите внимание на ступеньку в канале. То есть выхлопные газы из цилиндра, двигаясь по расширяющемуся каналу, вдруг влетают в глушитель и наталкиваются на эту ступеньку! Мелочь? Здесь нарушена азбучная истина, что на пути движущихся газов не должно быть никаких препятствий. Это ухудшает процесс продувки цилиндра, что приводит к потере мощности. Доработанный по мере возможности канал, вкупе с другими мероприятиями дал прибавку в 500 об/мин, но не избавил от продольного люфта коленвала в пол сантиметра и других «прелестей» этого движка.
Следующими в списке идут двигатели GMS.
В целом, пожалуй, все о GMS. Движки этой марки менее распространены, но если покупать у нас, то это хорошая альтернатива ASP. А к последним мы как раз и переходим. По указанным выше критериям был сформирован диапазон типоразмеров двигателей для рассмотрения. Данные сведены в следующие таблицы. В первой из них – внешние габариты.
Габаритные размеры двигателей ASP Обозначения – согласно рисунку ниже
Эти данные менее интересны для последующего анализа, но они могут понадобиться, если вы будете вычерчивать модель под конкретный мотор. Тогда ориентируйтесь на картинку. Ее можно будет просто вставить в чертеж, масштабируя ее согласно размерам из таблицы.
А вот следующая таблица гораздо интересней, поскольку в ней приведены важные для выбора типоразмера двигателя данные. Итак, в первой колонке модель двигателя, во второй рабочий объем, это понятно, а вот теперь смотрим на третью и четвертую колонку таблицы. Я специально разделил строки таблицы так, чтобы было видно, что все двигатели, кроме ASP 21, идут парами, имеющими одинаковый ход поршня. Вспоминаем, что написано выше про короткоходные и длинноходные движки. То есть следующая модель в паре (по нарастанию рабочего объема) имеет больший диаметр цилиндра при том же ходе поршня. Чем это объясняется, и что дает нам на практике? Дело в том, что картеры двигателей литые. А литьевые формы дороги, имеют ограниченный ресурс, поэтому производителю серийной продукции накладно иметь отдельную литьевую форму на каждую модель двигателя. Проще и дешевле иметь одну на две соседние по рабочему объему модели. Форма делается по внешним габаритам под больший мотор, а по отверстию в блоке для гильзы цилиндра – под меньший. Поэтому в меньшем моторе больше «мяса». А для следующей модели это отверстие либо слегка растачивается и в него ставится гильза цилиндра большего диаметра, либо в форму устанавливается вставка под гильзу большего диаметра, что увеличивает рабочий объем двигателя и делает его слегка более короткоходным. Но лишнее «мясо» из отливки удаляется! И хоть гильза имеет чуть больший диаметр, и она не из литейного алюминия, а из более тяжелого металла, разница в весе может быть даже в пользу более крупного мотора! Что мы и видим из данных по весу двигателя. Поэтому я привел отдельную колонку, где указана мощность мотора, отнесенная к его весу. Абсолютным чемпионом здесь является ASP36A. Этот параметр (2.92) выделен красным цветом. А вот по критерию цены ($39.99), победителем является двигатель ASP21A. Возможно потому, что у него нет пары.
Характеристики двигателей ASP для моделей самолетов Данные производителя (из инструкции по эксплуатации)
Примечания: *) Цифры в обозначении модели двигателя указывают рабочий объем цилиндра в кубических дюймах. Например, ASP12A имеет рабочий объем 0.12 куб. дюйма. **) По материалам сайта http://www.justengines.co.uk/acatalog/ASP.html. В приведенных на этом сайте данных есть различия по параметрам двигателей по сравнению с данными производителя.
Адреса интернет магазинов: SDS Hobby (http://www.sdshobby.net/) НК (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/index.rc или http://www.parkflyer.ru/) GravesRC (http://www.gravesrc.com/)
Наконец подходим к цели нашей статьи – к выбору. По критерию цены выбор понятен – это ASP21A. Но у нас есть второй критерий – универсализм! По этому критерию двигатель одной модели ASP21A нас не должен устроить. Для следующей модели, классом повыше, придется купить другой движок – помощнее. Значит, заплатить еще одну цену. Здесь надо заметить, что наиболее распространенным, так называемым «народным» классом, является 40-й. Большинство продаваемых в наборах моделей принадлежат этому классу. То же самое наблюдается и в количестве доступных в сети чертежей для самостоятельной постройки. Поэтому, если вы можете себе позволить купить мотор этого класса, то ориентироваться лучше всего на ASP46A.
Лично я, когда после очень длительного перерыва вернулся в моделизм, то первым мотором купил ASP28A. Под него была построена кордовая пилотажка, но летать на ней я больше не собираюсь, и поэтому мотор был с нее снят. Теперь он лежит без дела, и я думаю, что бы под него построить? А вот следующим мотором был как раз ASP46A и он сейчас стоит на модели, а при случае встанет на другую модель «народного» класса.
Однако больше всего мне нравится мотор ASP36A. Не зря же он чемпион по удельной мощности! Конечно, у меня свои пристрастия. Для меня большие модели проблемны. Они занимают много места. И хоть они лучше летают, но неудобны в транспортировке и хранении. А вот «межклассовость» мотора ASP36A позволяет ставить его как на небольшие модели, к которым рекомендуется мотор 25-го класса, давая хороший запас мощности, так и на модели покрупнее. У меня два мотора ASP36A и я установил для этого двигателя диапазон применения в весе модели до 2-х кг и в размахе крыла до 1400 мм.
Привожу примеры моделей из ARF-наборов для ASP36A. Разумеется, это не реклама.
Тренеры РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА CYMODELS COLIBRI 25&EP PHOENIX MODEL MFG Sonic .25 Low Wing ARF
Полукопии РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА CYMODELS F15 EAGLE РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА CYMODELS ALPHA JET Пилотажные РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА CYMODELS OUYA Calmato ST GP 1400 W/O Engine Red Kyosho Flip 3D 25
Но это всего лишь мои рекомендации, а выбор остается за вами. Я только надеюсь, что приведенная в этой статье информация сделает ваш выбор более осознанным, потому что описанный подход применим и к двигателям от других производителей и не только к двухтактным.
Успехов в творчестве!
Ю. Арзуманян yuri_la |
rc-aviation.ru
Модель с ДВС. Проектируем и строим
Юрий Арзуманян (yuri_la)
Вступление
Данный обзор основан на теме, которая была открыта в марте 2012 года на сайте RC-Aviation (http://rc-aviation.ru/forum/topic?id=4320). А появился он на свет благодаря любезному участию Николая Паплинского (nextnic), который взял на себя труд превращения большого количества сообщений на форуме по данной теме в связный материал. Хочу сразу оговориться, что в тексте обзора постоянно будет встречаться будущее время, хотя на самом деле на момент его публикации проект уже успешно завершен. Но это опять же связано с тем, что обзор построен на основе обобщения сообщений на форуме, которые появлялись в ходе реализации проекта.
Я также хочу заметить, что этот проект является в определенном смысле продуктом коллективного творчества. И я приношу благодарность всем тем, кто принимал активное участие в обсуждении темы на форуме.
Часть I
Итак, обзор описывает процесс самостоятельной постройки небольшой модели с ДВС с нуля. То есть здесь не предполагалось искать где-то на просторах Интернета подходящие чертежи и по ним строить модель. Такой подход был бы, безусловно, интересным и познавательным, но мне хотелось бы в процессе постройки, а в первую очередь на этапе проектирования, вынести "на свет божий" ключевые моменты определения технического облика, выбора основных проектных параметров и принятия важных конструкторских решений по модели под калильный двигатель.
***
Чтобы начать собственно проектную фазу, мне бы хотелось определиться с классом модели, которую я буду строить. И дело тут в том, что я готов пойти навстречу "пожеланиям трудящихся" и строить даже такую модель, которая мне самому не слишком нужна. Скажу, какую модель я бы сам хотел построить. Это небольшой 3D самолет типа такого:
Рис. 1. Флип 25 3Д
Сразу должен оговориться, что чертежи модели появятся не сразу. К тому же чертить я предпочитаю на бумаге. Причина проста: черчу в масштабе 1:1 и все сразу видно. Можно мотор к чертежу приложить и увидеть, что ошибся в размере и т.д. Компьютерный чертеж надеюсь, будет, но позднее. Основная идея в том, чтобы показать, если хотите, "мыслительный процесс" в первую очередь. Не сочтите это громкой фразой. Моя специальность по образованию и большей части производственного стажа - проектирование летательных аппаратов.
Да, забыл про очень важное замечание. Никаких дефицитных материалов использоваться не будет! И вообще, речь пойдет о постройке низкобюджетной модели, которая была бы доступна для постройки тем, кто либо не может себе позволить использование дорогих материалов и комплектующих, либо их сложно достать в той местности, где живет моделист. К тому же я не разделяю убеждения, что только бальзовые самолеты "настоящие", а остальные недостойны даже внимания. Бальза прекрасный материал и он у меня есть. Но есть он не у всех...
Про название модели. Я выбрал "Финист" (он же "Ясный сокол"). Наш ответ буржуйскому Фениксу (Phoenix)!
Поскольку модель с ДВС, то надо сказать несколько слов по поводу выбора того или иного типа движка. Тем более, что с классом модели я определился. Это небольшой самолет, который, как хотелось бы, умел бы выполнять в воздухе большинство "аэробатических" (aerobatic) маневров. Притом это не будет самолет с контурным фюзеляжем, про которого в самом деле можно было бы сказать "дешево и сердито".
По правде говоря, можно и объемный фюзеляж сделать так, чтобы было дешево и сердито. К тому же не убиваемо... Например, берем пластиковый короб от электропроводки сечением, скажем, 60х60 мм. Отрезаем примерно метровый кусок. Получаем готовую заготовку фюзеляжа. Снимаем крышку короба. Спереди в короб вклеиваем моторный шпангоут, на него ставим моторную раму. В хвостовой части в днище короба (и аналогично в крышке) вырезаем клиновидный кусок. Стенки короба и крышки сводим вместе и получаем сужающийся к хвосту фюзеляж. Сверлим облегчающие отверстия... Продолжать? Ну, это получился бы, как говорят "аццкий самолет". Такой я делать не буду. Но кто-то может попробовать!
Начнем мы со сравнительной характеристики двухтактных и четырехтактных двигателей. Кое-что можно прочитать здесь: http://forum.rcdesign.ru/f5/thread13749.html. А вот здесь анимационные ролики, показывающие работу двигателей разных типов: http://www.animatedengines.com/
Смотрим первый и третий ролики в верхнем ряду.
Итак, в основе работы любой тепловой машины (а ДВС – тепловая машина) лежит термический цикл. Термический цикл конкретного ДВС является на практике попыткой реализации идеального термического цикла Карно. На сегодняшний день известно несколько практически реализованных термических циклов. Самый распространенный - это цикл Отто. По нему работает подавляющее большинство двигателей авто, и все известные мне модельные ДВС.
Второй популярный термический цикл - цикл Дизеля.
В чем принципиальное различие?
В цикле Отто на такте сжатия в цилиндре находится топливно-воздушная смесь, и она сжимается. Далее воспламенение (неважно от чего) и рабочий ход. На термической диаграмме цикла не написано, что в этой точке топливо само воспламенилось, или свеча его подожгла. Точка и все. Дальше пошел следующий процесс цикла.
Раз топливо уже в цилиндре, то есть опасность его самовоспламенения раньше времени. А термический КПД цикла тем выше, чем выше степень повышения давления, зависящая соответственно, от степени сжатия. И чтобы смесь можно было сильнее сжать без преждевременного воспламенения, нужно повысить антидетонационные свойства топлива, характеризуемые его октановым числом. А это в свою очередь удорожает топливо.
Дизель ушел от этой проблемы, предложив цикл, в котором на такте сжатия топлива в камере нет. А воздух можно сжимать сколько угодно без риска детонации. Но при этом воздух сильно разогревается (более 600 градусов). И попади туда топливо - оно само вспыхнет. Только его туда надо впрыснуть в самый последний момент, "продавив" в цилиндр, где уже высокое давление. Отсюда потребность в топливном насосе высокого давления (ТНВД). Сложно, дорого, тяжело. Что годится для парохода (любую дрянь можно впрыснуть), не пойдет для самолета. Хотя примеры установки дизелей на самолеты были еще перед войной. Не пошло.
Много пустых споров на тему как называть компрессионные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия. Многие называют их "дизелями". Особенно на Западе. С моей точки зрения это некорректно. Николас Отто должен был бы обидеться, ведь они работают по его циклу, а не по циклу Дизеля! Причин такой вольности несколько. Во-первых, "компрессионные двигатели" (или двигатели с воспламенением от сжатия) звучит длинно и непонятно, а "дизель" коротко и звучно, как выстрел. Во-вторых, классифицировать двигатели можно по-разному. Есть свеча или нет свечи? А у авто? "Бензиновые двигатели" и "дизели"! Вообще нонсенс! Все равно, что сказать "на сливочном масле или на сковородке"? Это дань традиции, устоявшемуся техническому жаргону, если хотите. Можно ведь и дамские халаты классифицировать по наличию или отсутствию на них перламутровых пуговиц.
Другое дело, когда появляются своего рода "гибриды". Вот, например, в линейке двигателей FSI (fuel stratified injection) от Фольксваген часть топлива поступает в цилиндр, как у всех "бензиновых" двигателей на такте всасывания, а оставшаяся часть - на такте сжатия (http://www.tdiservice.ru/technology/fsi/). И как такой движок теперь называть? Полудизель?
Или вот я езжу на кроссовере с дизельным двигателем. Но в нем установлены калильные свечи для улучшения запуска зимой и более устойчивой работы на холостых оборотах в холодную погоду. Так мне его теперь "калилкой" называть?
Помимо названных мной двух основных термических циклов ДВС есть и другие циклы. Чаще всего это вариации на тему, зачастую очень интересные, например, цикл Кушуля (http://www.studiplom.ru/Technology/DVS_bez_dima.html).
Завершая этот экскурс, повторюсь, что интересующие нас модельные ДВС работают по циклу Отто. И назовите такой ДВС хоть горшком, только правильно ставьте на модель и грамотно эксплуатируйте!
Далее перейдем к двухтактным и четырехтактным модельным ДВС.
Я планирую ставить двухтактный двигатель, а кто-то захочет четырехтактный. Нельзя сказать, что тот или иной выбор плох, а противоположный хорош. У каждого из этих ДВС есть свои достоинства и недостатки. О них и поговорим.
Для меня главным критерием была установлена цена. А двухтактные ДВС дешевле четырехтактных. Почему? Это легко видеть из приведенных фото. Количество деталей у четырехтактника почти вдвое больше. На их изготовление нужен материал, станки, труд и время.
Рис. 2. Детали, из которых состоит двухтактный ДВС.
Рис. 3. Детали, из которых состоит четырехтактный ДВС.
Но все ли этим сказано? Если бы я не ставил своей целью постройку низкобюджетной модели, я бы выбрал четырехтактный двигатель. Почему это? Потому что выбор двигателя зависит от того, что вы от него хотите. В данном случае он определяется классом модели. А мы хотим построить пилотажный 3D самолет. Проще говоря - фан. (Не знаю точной классификации типов таких моделей, поэтому буду называть их "фанами").
Теперь этот тезис о предпочтении четырехтактнику нужно обосновать. Ведь он не только сложнее в устройстве, но и тяжелее двухтактника с равным рабочим объемом. И здесь не нужно сравнивать отдельные образцы и говорить, что вот Ямада такая-то легче ОСа такого-то. Объявите конкурс производителям движков и двухтактники всегда будет легче своих визави. То есть удельная мощность (мощность, отнесенная к весу двигателя) у двухтактников выше. Но это если говорить про максимальную мощность. А что такое мощность в данном случае? Это произведение крутящего момента двигателя на число оборотов. Так вот двухтактник эту самую максимальную мощность набирает не за счет крутящего момента, а за счет оборотов. Четырехтактник из-за сложного клапанного механизма просто разлетится на куски при таких оборотах. Но мы же не скоростную модель строим! Нам нужна мощность как раз на "низах", короткие переходные процессы, приемистость, чтоб "ходил за газом", способность крутить большой винт с малым шагом, а не мелкий пропеллер с большим.
А что это дает? Смотрите, воздушный винт отбрасывает воздух и создает тягу. Поместим его для простоты объяснений в трубу, как импеллер. При этом возьмем не привычный нам двухлопастной винт, а так называемый Архимедов винт. Проще говоря – шнек. (Такой присутствует в обычной кухонной мясорубке). Тогда объем перекачиваемого им воздуха в единицу времени есть объем цилиндра, с диаметром, равным диаметру винта, и высотой, равной шагу винта. И все это надо помножить на число оборотов в единицу времени. То есть W = А х 3.14 x n x (D^2) x h / 4. Здесь D и h - диаметр и шаг винта, n - число оборотов в минуту. А - поправочный коэффициент учитывающий размерность входящих величин и эффективность винта. Тогда, если шаг винта увеличить на 10%, то W возрастет на 10%, а если диаметр увеличить на 10%, то W возрастет на 21%! (1.1 x 1.1 = 1.21).
Отсюда видно, что диаметр винта важнее шага, для получения большей статической тяги.
Мы увлеклись сравнением типов ДВС, пора ближе к модели. (Про выбор мотора можно еще почитать здесь: http://rc-aviation.ru/obzorm/545-komplect/1017-vibor-dws)
На свою модель я поставлю ASP 28. Он у меня есть и не занят. Он отвечает тем критериям, которые я установил. То есть не дорог и обладает неплохими мощностными показателями. Обкатан и облетан. Да, это двухтактный мотор, но мне очень любопытно, как он покажет себя на фане, где резкая смена режима работы - обычное дело.
Теперь надо определиться с основными ЛТХ (летно-техническими характеристиками). Для этого я вначале прикину, во что в весе мне обойдется необходимый "джентльменский" набор: мотор, бак, сервы, батарея и проч.
Я поступаю так. Составляю весовую сводку всего самолета в виде таблицы в Excel, и начинаю ее заполнять.
Итак, весовая сводка модели «Финист»:
|
№ |
Позиция |
Кол-во, (шт.) |
Вес (г) |
Суммарный вес, (г) |
|
1 |
Двигатель ASP 28 с глушителем |
1 |
303 |
303 |
|
2 |
Кок 37 мм (пластик) |
1 |
9 |
9 |
|
3 |
Винт 9х6 |
1 |
22,6 |
22,6 |
|
4 |
Винты крепления ДВС (к-т) |
1 |
17,4 |
17,4 |
|
5/spanquot;;/spanfont-size:12.0pt; |
Серво газа (металл) |
1 |
15,7 |
15,7 |
|
6 |
Серво элеронов |
2 |
26,1 |
52,2 |
|
7 |
Серво ХО (металл) |
2 |
37,8 |
75,6 |
|
8 |
Приемник Sanwa 8 Ch |
1 |
10,8 |
10,8 |
|
9 |
Бортовая батарея |
1 |
94 |
94 |
|
10 |
Выключатель борта |
1 |
10 |
10 |
|
11 |
Индикатор заряда батареи борта |
1 |
7 |
7 |
|
12 |
Сервоудлинитель |
1 |
2 |
2 |
|
13 |
Y-разветвитель |
1 |
9 |
9 |
|
14 |
Стойка основного шасси |
1 |
27 |
27 |
|
15 |
Стойка хвостового колеса |
1 |
4,8 |
4,8 |
|
16 |
Колеса основных стоек |
2 |
4,5 |
9 |
|
17 |
Хвостовое колесо |
1 |
1,1 |
1,1 |
|
18 |
Бак с араматурой 120 мл |
1 |
38 |
38 |
|
19 |
Тяга сервомашинки |
5 |
4 |
20 |
|
20 |
Капот |
1 |
10 |
10 |
|
21 |
Киль c РН |
1 |
15 |
15 |
|
22 |
Стабилизатор c РВ |
1 |
30 |
30 |
|
23 |
Крыло |
1 |
200 |
200 |
|
24 |
Элерон |
2 |
40 |
80 |
|
25 |
Фюзеляж |
1 |
150 |
150 |
|
26 |
Фонарь кабины |
1 |
15 |
15 |
|
27 |
Кабанчик |
4 |
1 |
4 |
|
28 |
Фурнитура |
1 |
14 |
14 |
|
29 |
Клей |
1 |
20 |
20 |
|
30 |
Лак и шпаклевка |
1 |
20 |
20 |
|
31 |
Топливо |
1 |
120 |
120 |
|
32 |
Неучтенный вес |
1 |
10 |
10 |
|
33 |
Конструкторский запас |
1 |
20 |
20 |
|
|
Взлетный вес |
|
|
1436,2 |
Многовато получилось. Думал, будет легче... Отдельно даю ссылки на комплектующие с ХК.
Да, должен добавить, что то, что есть в наличии - по результатам взвешивания, а не по данным на сайте ХК. То, что еще не построено - оценка весовых характеристик.
Итак, расчетный сухой (без топлива) вес Финиста у меня получился примерно 1320 грамм. Много это или мало? Мне кажется много. Но у меня есть с чем сравнивать. Это данные взвешивания ARF-наборов, которые у меня были или есть. А я взял за правило первым делом взвешивать все детали покупного набора перед сборкой. Эти данные я записываю прямо на инструкции по сборке, а все их храню в одной папке. Так они не затеряются и всегда можно подсмотреть и сравнить то, что у тебя получается с продукцией китайского "модельпрома". Всем советую поступать так же.
Вот, например, данные взвешивания небольшой цельнобальзовой электро пилотажки NPM MiniLeader (http://fasrshop.ru/product_975.html):
Рис. 14. NPN MiniLeader
Весовая сводка МиниЛидера
Фюзеляж - 120,3
Крыло - 150,8
Стабилизатор с РВ - 19,8
Киль с РН - 10,9
Шасси - 38,5 (тяжелое, я его заменил, скинул 20 грамм)
Капот - 5,2
Фонарь - 10,6
Тяги - 9,8
Фурнитура - 14,1
Итого - 380,7 (декали не взвешивал).
После установки начинки взлетный вес около 600 грамм, что довольно много, учитывая, что пенолет собственной постройки, чуть больше по размерам, легко вписался в 500 грамм. Но это был довольно мелкий самолет. К тому же электро. А вот ближе по классу к Финисту "Кальматенок" (http://www.hobbycenter.ru/product_info_27684.html).
Рис. 15. «Кальматенок»
ДВС-тренер низкоплан с декларируемыми высокими пилотажными качествами... (Проверка в воздухе впереди).
Он в наборе весит 1184 грамма. Стоит сказать, что в наборах от Киошо высокая степень пресобранности модели. Даже клея не надо. Поэтому детальной весовой сводки не получится. Например, киль с РН уже собраны с фюзеляжем, бак установлен и т.д. Поэтому:
Фюзеляж - 400 г
Капот - 36 г
Фонарь - 36 г
Стабилизатор с РВ в сборе - 68 г
Шасси - 126 г
Моторама - 20 г
Фурнитура - 40 г
Кок - 24 г
Крыло (все детали) - 390 г
Тяги - 44 г
Декали тоже не взвешивал, но если добавить всю начинку и мотор ASP 36, то сухой вес получается 1880 грамм. Вот такие дела... Есть еще вариант, с чем могу сравнить. К тому же летающий. Это Соник, примерно тех же размеров (размах 1330 мм, у Кальматенка - 1300 мм). Его вес в инструкции указан довольно реалистично - 1790 грамм. Со стоящим на нем таким же мотором ASP 36 он примерно такой и получился.
А что же заявляет Киошо по поводу взятого нами за пример Flip 3D 25? Размах крыла - 1240 мм, длина фюзеляжа - 1250 мм, площадь крыла 42 кв. дм., вес 1400-1500 г в зависимости от двигателя. Нагрузка на крыло - 33-36 г на кв. дм. Довольно низкая.
Но это все модели из наборов. А может я не умею модели строить?
Рис. 16. Кордовая пилотажка
Попробую сравнить с моделью собственной постройки. Вот фото вверху кордовая пилотажка с тем самым ASP 28 (размах 1300 мм, вес около 1100 г). Ни грамма бальзы.
Добавив начинку радиоуправляемой модели, получим вес в районе 1400 грамм. Значит реализуемо...
Несколько слов об установке двигателя цилиндром вверх или вниз. Это одно из проектных решений, которое влияет не только на движок, но и на обводы модели. Движок цилиндром вниз автоматически опускает нижний контур обвода фюзеляжа тоже вниз. А это "съедает" часть диаметра винта, позволяя сделать короче стойки шасси и выигрывая на этом в весе, лобовом сопротивлении, ну и снижая также опрокидывающий момент. ЦТ модели тоже опускается немного и не надо крыло так сильно поднимать вверх, чтобы приблизиться к схеме среднеплана.
С другой стороны, при расположении двигателя цилиндром вниз пыль, травинки и т.п. в карбюратор летит при взлете/посадке и при клевке носом можно сломать карбюратор. Потом, когда движок расположен цилиндром вверх, то и заводить проще, конечно. Меньше риск его перезалить. Иногда движок ставят косо как на Флипе - глушаком вниз.
Рис. 17. Расположение двигателя на Флипе 3Д.
Поскольку я делаю модель, чтобы ее было легко повторить и иметь меньше проблем с запуском и регулировкой двигателя, я поставлю его цилиндром вверх.
Итак, мы подошли к моменту, когда надо определиться с основными удельными параметрами, в существенной степени характеризующими модель. Об этом – в следующей части…
rc-aviation.ru
Революция в мире автомодельных ДВС! Фирмой HPI разработан бензиновый двигатель внутреннего сгорания для небольших моделей. Раньше применять бензиновые двигатели было возможно только на больших радиоуправляемых моделях из-за их большого размера и веса.
Чем же так интересны бензиновые двигатели? Почему это такая важная новость для автомоделистов? Во-первых, большинство автомоделистов хотели бы обладать именно ДВС моделью, в первую очередь из-за её реалистичности. Но у применяемых повсеместно модельных ДВС на нитрометане достаточно много недостатков. Подробнее: ДВС и электро.
Бензиновый двигатель для моделей масштаба 1/8 Бензиновый двигатель лишён большинства недостатков калильных ДВС:
Кроме этого у него гораздо выше ресурс и более долговечные свечи. Размер нового бензинового двигателя немного больше, но сравним с размерами калильного двигателя, поэтому он должен встать на большинство моделей практически без переделок.
Бензиновый двигатель на трагги масштаба 1/8 
Бензиновый двигатель на трагги масштаба 1/8 
Бензиновый двигатель на трагги масштаба 1/8 
Бензиновый двигатель на трагги масштаба 1/8 rctotal.ru
Тут я, признаться, не до конца определился с мнением по этим движкам (у меня только один – GMS40A, показанный на снимке). Во-первых, продаваемые у нас движки дешевле ASP, продаваемых здесь же. Кроме того, поставляются уже со свечой (к ASP надо докупать). Это делает их еще дешевле. Качество «на ощупь» ничуть не хуже. Движок длинноходный и крутит почти как ASP 46 с таким же винтом. Поясню. Один и тот же рабочий объем двигателя может быть достигнут за счет диаметра цилиндра или за счет хода поршня. Двигатели, в которых рабочий объем получен за счет большего диаметра цилиндра и уменьшения его хода, называются короткоходными и наоборот. Длинноходные движки имеют, как правило, больший крутящий момент, менее оборотисты, а из-за роста габаритов более тяжелы. Сравните размеры двух поставленных рядом двигателей почти одинаковой кубатуры (0.39 и 0.40). Слева короткоходный и потому легкий JBA, справа – длинноходный, но тяжелый GMS. А тут еще невероятно большой глушитель с цилиндрической вставкой, видной на снимке вверху.
