Чемпион поподражанию
- Буква закона. Около 6000 фотографий, кинематических схем и десятки чертежей, много страниц управления по эксплуатации — это лишь главная часть всего массива информации, которую удалось собрать. Как и настоящий самолет, модель выстроена по «безбумажной» разработке с применением современных электронных производства и систем проектирования (2D/3D-моделирование, 3D-сканирование, 3D-печать, повсеместное использование станков с ЧПУ).
- Портрет с натуры. На соревнованиях место в кабине пилота Як-130 занимает манекен — летчик-испытатель КБ Яковлева Роман Таскаев воссоздан в пластике с очевидным портретным сходством. В клубе возможно заметить много вторых маленьких пилотов, а также Виталия Робертуса.
Клуб RUSJET располагает несколькими маленькими фрезерными станками с ЧПУ, в основном употребляющимися для вырезания подробностей внутреннего комплекта фюзеляжа, и фактически окрасочной камерой для маленьких подробностей.
- Производство больших и сложных железных частей, и окраска монококов производится за пределами клуба, а также на станках КБ Яковлева.
Жирок в верных местах. Для любого летательного аппарата критическое значение имеет не только неспециализированная масса, но и распределение веса.
- Разумеется, что для стабильного полета самолет должен иметь совершенно верно позиционированный в строго определенном месте центр тяжести. Но это не единственное условие. Масса самолета не должна быть сосредоточена в одной точке. Равномерное распределение веса от носа до хвоста дает громадную угловую инерцию, благодаря которой самолет лучше реагирует на управляющие действия, а прямолинейный полет делается более устойчивым.
- В память компьютера заложены изображения, скопированные с дисплеев настоящего Як-130. Применение жидкокристаллических экранов для имитации работы авионики — принципиально новое слово в моделизме.
На фото: пилот Виталий Робертус, тренер Павел Лапшов, техник Максим Львов.
По некоторым данным, в Германии приблизительно два миллиона авиамоделистов. Моделизм не меньше популярен в других государствах Европы и еще более — в Соединенных Штатах. В Российской Федерации же этому хобби отдают предпочтение всего около сотни тысяч людей, и для 140-миллионного населения это капля в море.
И все же как раз российской команде RUSJET удалось не только стать лучшей в мире в сложнейшем классе радиоуправляемых моделей-копий, но и всецело перевернуть представления о точности изготовления копий, подняв степень детализации модели на ранее недосягаемую высоту.
На соревнованиях копий итог участника складывается из двух оценок: статической (стендовой) и полетной в соотношении 50/50. Судьи, от трех до пяти человек, — умелые специалисты в области моделизма и авиации. Сами участники предоставляют им набор документации: более пяти десятков отличных больших фотографий самолета-прототипа во всех вероятных ракурсах, со всеми характерными подробностями и чертежи оригинала.
С этими документами судьи сравнивают модель участника.
Во внимание принимаются небольшие подробности: внешние обводы всех элементов, панели обшивки, лючки, замки, заклепки, точность цветовой гаммы, опознавательные символы, маркировка а также повреждения и потёртости, увиденные на самолете-прототипе. Но кроме того самая блестящая статическая оценка не будет засчитана, в случае если модель не встанет в атмосферу. Для летной программы участники сами выбирают фигуры пилотажа, характерные для их прототипа.
плавность и Скорость полета, угловые скорости модели при маневрировании, характер поведения в воздухе а также звук двигателей должны быть схожи с прототипом.
У судей должно появиться чувство, что они видят перед собой настоящий самолет. Во многом это задача пилота: он обязан руководить машиной подобающим образом и в воздухе, а также на земле — на протяжении руления и получения разрешения на взлет.
Размер имеет значение
Мысль выстроить копию новейшего учебно-тренировочного самолета ОКБ Яковлева пришла в голову пилоту Виталию Робертусу и тренеру Павлу Лапшову в далеком 2005-м. В то время команда деятельно набирала опыт выступления на интернациональных соревнованиях с моделями самолетов F-15 и BАE Hawk. Обширный опыт выступлений разрешил понять, что важность выбора прототипа в соревнованиях моделей-копий играется решающую роль.
В этом вопросе рассматриваются два фактора — технологический и аэродинамический.
Правила соревнований не регламентируют ни масштаб модели, ни ее фактический размер. Ограничен только один параметр: масса модели без горючего не должна быть больше 20 кг. «Представьте себе, что вы решили выстроить Ан-225 «Мрия», — говорит Павел Лапшов. — Дабы уложить модель в 20 кг, вы выберете масштаб, скажем, 1:20. Это значит, что стандартная 6-миллиметровая заклепка на корпусе прототипа превратится в незаметную глазу точку, а гидравлический шланг — в волос.
Масштаб отечественного «Яка» — 1:4. Полуторамиллиметровую заклепку в полной мере возможно и разглядеть, и воссоздать в модели».
Аэродинамика самолета не через чур прекрасно масштабируется. другие параметры и Вязкость воздуха воздуха благоволят более большим летательным аппаратам. Исходя из этого выгодно делать модель максимально большой при сохранении допустимой массы.
Наконец, не все самолеты подходят для авиамодельных соревнований по летным качествам. К примеру, самолеты, созданные для сверхзвуковых скоростей, не через чур хороши на «дозвуке». Громадная стреловидность, тонкий профиль и малая площадь крыла вкупе с низким лобовым сопротивлением дают вызывающую большие сомнения маневренность, высокую посадочную скорость и скорость полёта, что некомфортно и для пилота, и для судей.
Дозвуковой учебно-тренировочный Як-130 с его громадным крылом малой стреловидности был совершенным выбором для копии. К тому же новый самолет несложнее копировать, поскольку на нем еще нет выцветшей краски, прочих признаков и масляных пятен почтенного возраста.
Личный детектив
Второй этап работы над моделью — сбор всесторонней информации о настоящем самолете. Серфинг в сети тут не окажет помощь. Дабы докопаться до эксклюзива, иногда приходится проявлять качества настоящего детектива.
Виталий и Павел преследовали Як-130 на всех авиасалонах, выставках, показательных выступлениях, опробованиях. Требования к документации предусматривают наличие фотографий во всех ракурсах, а также снизу и сбоку. Приходилось по неоднократно дежурить в конце взлетной полосы перед показательными полетами, дабы сфотографировать машину на взлете, а после этого спешить «наперегонки с самолетом» к началу полосы, дабы снять аппарат на посадке, с выпущенными шасси.
Фото сверху — особенная уникальность, учитывая, что при испытательных полетах самолеты редко делают фигуры высшего пилотажа. «А возможно за ограждение зайти? Возможно? Благодарю!
А в кабину залезть? Это уже к главе?»
Долгая цепочка глав привела, ни большое количество ни мало, к главному конструктору КБ Яковлева. Взяв письмо с подробным описанием проекта, перечнем и техническим обоснованием уже тогда внушительных спортивных заслуг команды, Константин Попович выдал резолюцию: ребятам нужно оказать помощь. Сотрудничество с КБ Яковлева стало главным моментом в развитии проекта.
В первый раз моделисты взяли возможность трудиться не только с фото и невнятными рисунками из энциклопедий, по которым технически нереально корректно воссоздать профили крыла и обводы фюзеляжа, а с настоящими сечениями и чертежами, пригодными для правильной 3D-модели.
Заводская документация разрешила в точности воссоздать кинематику уборки стоек шасси, воздушного тормоза и, что особенно принципиально важно, закрылков. Закрылки на Як-130 движутся по сложной траектории: сперва отходят назад, а позже быстро опускаются вниз. Это происходит благодаря схеме пантографа с формой звеньев и разной длиной.
Любой закрылок подвешен на десять опорных подшипников, и эта схема всецело воссоздана на модели.
Еще одно ноу-хау RUSJET — колеса. Резину варили на том же заводе, что изготавливал шины для настоящего Яка. Она повторяет рисунок протектора, каждую надпись, любой литник. Кроме того, колесо проминается под весом модели совершенно верно так же, как настоящее.
В большинстве случаев шину для модели делают цельной из микропористой резины либо полой, но с толстыми стенками. Шина самолета RUSJET складывается из узкой резиновой оболочки, слоя микропористой резины и жёсткой композитной конструкции, заполняющей солидную часть пространства. Твёрдая вставка разрешает поддерживать форму, а мягкий наполнитель определяет темперамент прогиба, наряду с этим колесо в сборе с тормозами оказалось приблизительно на 30% легче.
Монокок в вакууме
Очевидно, самая важная работа при создании модели — изготовление корпуса. В отличие от фюзеляжа настоящего самолета, что планирует из множества подробностей, в базе модели лежит усиленный монокок. Его изготовление начинается с фрезеровки мастер-модели. По классической технологии корпус выпиливается вручную и контролируется по сечениям и фотографиям.
Итог получается пара аппроксимированным.
Корпус модели RUSJET был фрезерован из плотного пенопласта по намерено подготовленной 3D-модели на 5-координатном станке с ЧПУ. По технологическим обстоятельствам было нужно раздельно изготавливать кое-какие подробности фюзеляжа, к примеру внутренние воздуховоды и воздухозаборники двигателя, створки шасси и другое. Отдельным проходом станок расставил на модели пара сотен меток, каковые в будущем существенно облегчили нанесение обшивки.
Так же делались мастер-модели крыла, оперения и отклоняемых поверхностей.
По окончании фрезеровки мастер-модель шпаклюется, шлифуется, укрепляется стеклотканью в том месте, где это нужно, и мастер приступает к разметке расшивки фюзеляжа. Посредством лазерного уровня и линейки он рисует на мастер-модели границы алюминиевых страниц в правильном соответствии с расшивкой прототипа. В то время, когда разметка готова, возможно приступать к самому трудоемкому этапу работы над мастер-моделью — обклейке фольгой.
Плотная алюминиевая фольга толщиной 0,1 мм, используется для обшивки бань, — весьма пластичный материал. Она прекрасно раскатывается, растягивается по криволинейной поверхности. Линии расшивки проклеивают плотным скотчем, сверху наклеивают фольгу, а после этого железный лист обрезают по линии проступившего скотча.
В итоге кусочки фольги по форме в точности повторяют алюминиевые панели прототипа и имеют четкие границы.
Посредством особых «давилок» на фольге продавливаются головки и заклёпки винтов. Их расположение и количество в точности соответствуют оригиналу. В случае если по недосмотру сборщика винт был вкручен криво, на модели он также будет кривым. Речь заходит о десятках винтов и тысяч заклёпок.
Кропотливая ручная работа по покрытию фольгой лишь фюзеляжа модели заняла у Виталия и Павла около трех месяцев.
Мастер-модель фюзеляжа получается сверхтяжелой: двое мужчин еле переносят ее с места на место. К счастью, ей не нужно будет летать: мастер употребляется для изготовления производственной оснастки — матрицы. Поверхность мастер-модели покрывают особыми композитными материалами слой за слоем, готовую матрицу усиливают древесными и железными конструкциями для усиления. В следствии рабочая поверхность матрицы в точности повторяет небольшие нюансы мастер-модели.
Всего для постройки моделей было произведено около 200 матриц под отдельные элементы, включая кроме того защитный шлем и стекло пилота.
Для изготовления любой композитной подробности в покрашенную форму закладываются заблаговременно вычисленный комплект материалов (стеклоткань, углеткань, кевлар, легкий листовой пенопласт, сотовый наполнитель). Данный «сэндвич», пропитанный полимерными смолами, вместе с матрицей помещается в герметичный полиэтиленовый мешок. Посредством компрессора из мешка откачивают целый воздушное пространство.
Благодаря создаваемому вакуумом разряжению сэндвич надежно пропитывается и равномерно прижимается по всей площади матрицы. По окончании полимеризации смолы из матрицы извлекается готовая прочная и легкая подробность. Наряду с этим вся расшивка в точности переносится на поверхность подробности.
Фольгированная пластиковый монокок и модель — это очень важная разработка, опережающая аналоги с позиций и массы, и детализации. Многие моделисты обклеивают фольгой конкретно корпуса моделей. Им приходится применять более узкую фольгу, хуже передающую подробности «макетки».
Наряду с этим модель все равно получается более тяжелой, чем чисто пластиковая.
Вверх на пределе
С создания подробностей планера работа над моделью лишь начинается. Моделисту предстоит изготовить внутренний комплект фюзеляжа, к которому крепится все оборудование самолета, собрать все подробности в единое целое, проложить электрические, топливные и пневматические линии.
Оборудования на модели куры не клюют. Як-130 — это два реактивных двигателя с свободными топливными совокупностями, пять аккумуляторных батарей, пневматическая совокупность с 12 цилиндрами, приводящими в перемещение механизм уборки стоек шасси, створки шасси, осевые перегородки и воздушный тормоз воздухозаборников, 22 рулевые машинки, из которых четыре несут ответственность за наклоны ручек управления в кабине пилотов.
Кстати, на соревнованиях в кабине «Яка» сидит самый настоящий летчик — в летном костюме и с лицом шеф-пилота ОКБ Яковлева Романа Петровича Таскаева. Перед пилотом расположены жидкокристаллические дисплеи, на каковые выводится детальное изображение электронных устройств прототипа.
Собранные воедино корпус, крыло, управляющие поверхности, двигатель, шасси и главный набор оборудования копиисты именуют «гадким утенком». Это всего лишь прототип будущего «боевого» самолета, что будет летать на соревнованиях. В таком виде самолет может совершить первые полеты, показав собственные летные качества. Это волнующий, но не решающий момент для его создателей. Так как впереди еще продолжительная работа.
Нужно совершить пара десятков полетов с постоянными трансформациями настроек двигателей, компоновки самолёта и параметров управления. Переоценить данный этап сложно, поскольку без него модель не возьмёт продолжительную летную судьбу и будет обречена на падение.
Вторая модель строится с учетом всех исправлений. Закипает работа над «макеткой»: изготовление кабины пилотов, трубок антенн, датчиков, наклейка выступающих элементов крепежа, окраска мельчайших деталей и модели в совершенно верно подобранные цвета, маркировки и нанесение надписей, декорирование пятен и потёртостей. Раздельно изготавливается кроме того вспомогательное оборудование самолета: колесные ботинки, стремянка, заглушки двигателя, водило.
Модель приобретает полный набор светового оборудования (15 источников света), положенный прототипу по авиационным правилам.
С момента начала работы над проектом до долгожданного чемпионского титула прошло шесть лет упорного усердного труда. Лучшую оценку работе Павла и Виталия поставили конструкторы КБ Яковлева, без шуток обсуждая с моделистами возможности создания класса действующих моделей для опробования перспективных самолетов. Данный способ уже употреблялся компанией «Boeing» для опробования самолета будущего Х-48А.
Чемпионы не планируют останавливаться на достигнутом. На данный момент в клубе уже изготавливается новый «Як», что обещает переплюнуть первый аппарат и по летным качествам, и по «макетке». В случае если все отправится по замыслу, то он уже будет окрашен в национальные цвета новой пилотажной группы ВВС России. Павел обещает, что манекен пилота нового самолета будет кроме того поворачивать голову и махать рукой судьям.
Непросто двигаться вперед, в то время, когда находишься на вершине. Так как зарубежным соперникам до тех пор пока что остается лишь догонять.
Основная ставка
Наиболее значимая задача для моделиста — выбор масштаба. Для этого нужно совершить расчет массы модели, выяснить параметр нагрузки на крыло, потребную тягу двигателя, нужный запас горючего и много других серьёзных параметров. Нужно представить себе будущую конструкцию самолета: какое количество у него двигателей, какое оборудование предстоит применять (рулевые машинки, батареи, радиоуправление, пневматическая совокупность, стойки шасси и колеса).
С одной стороны, выгодно целиться в максимально допустимый весовой предел, поскольку это даст больший размер самолета и лучшие летные качества. Иначе, некий запас по массе оставляет простор для работы над «макеткой» — так моделисты именуют все видимые детали самолета, каковые разрешают взять высокую статическую оценку. Результатом этого этапа работы стал выбор масштаба модели 1:4.
Изготовление монокока
- 1
2
3
4
1) Выфрезерованная из плотного пенопласта мастер-модель шлифуется и размечается в соответствии с расшивкой прототипа.
2) По нанесенной разметке мастер-модель оклеивается плотной и ковкой фольгой. Посредством «давилок» на фольгу наносятся винтов и изображения заклёпок.
3) С мастер-модели снимается матрица, которая сохраняет небольшие нюансы формы, включая заклёпки и расшивку. Матрица дополняется древесной опалубкой для удержания формы. К ней прикрепляются поверхности для стягивания двух половинок подробности болтами.
4) Способом вакуумной формовки по матрице изготавливается подробность корпуса из композитного сэндвича. Вся расшивка переносится на легкую и прочную часть будущего монокока.
5) Внутренний комплект плоских подробностей из композитного сэндвича помогает для размещения оборудования в монокока. В этом случае это баллоны со сжатым воздухом и батареи питания.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№121, ноябрь 2012).
<
h4>