Материал из книги Б.В.Тарадаева "Летающие модели-копии"

Геометрия выбранного прототипа

Если в распоряжении моделиста имеется довольно подробный чертеж выбранного прототипа и его описание, то по ним нетрудно определить его геометрические размеры, летные данные и технические характеристики.

К основным геометрическим данным самолета (в зависимости от типа) относятся: размах крыла, его площадь и профиль, длина САХ, удлинение крыла, поперечное V крыла, угол установки крыла, размах и площадь горизонтального оперения, высота и площадь вертикального оперения, длина самолета, высота на стоянке, ширина колеи и база шасси, размер колес.

Основные летные данные включают: максимальную скорость горизонтального полета, минимальную скорость (скорость отрыва и посадки), крейсерскую скорость, взлетную массу, положение центра тяжести в % САХ.

Вот, например, какими характеристиками обладает самолет Як-18Т.

Геометрические данные:

крыло - размах 11,16 м,
площадь - 18,8 м²;
профиль - Clark YH;
длина САХ - 1740 мм;
удлинение - 6,6;
поперечное V - 7°20´;
угол установки - 2°;
горизонтальное оперение - 1,7 м²;
длина самолета - 8,39 м;
высота на стоянке - 3,4 м;
ширина колеи шасси - 3,12 м;
база шасси на стоянке - 1,995 м;
размеры колес основных - 500x150 мм;
переднего - 400x150 мм.

Летные данные:

максимальная скорость горизонтального полета - 295 км/ч;
посадочная скорость - 125-130 км/ч;
масса пустого самолета - 1200 кг;
взлетная масса - 1650 кг;
диапазон центровок - 13-28% САХ.

Модель и самолет

Первое, к чему обращаются даже опытные моделисты - это к сравнению проектируемой модели с настоящим самолетом.

Конечно, из сравнения можно сделать лишь некоторые выводы, при этом они не будут полными и не дадут ясного представления о летных характеристиках разрабатываемой модели. Но все же и этим не следует пренебрегать.

Последнее очень важно потому, что разнообразие самолетов, по которым можно изготовить летающие модели, очень велико.

Авиамоделисты, особенно из числа начинающих, часто задают такой вопрос: можно ли при исследовании поведения моделей, их балансировки, устойчивости и управляемости применять то, что известно из механики и теории полета большого аппарата - самолета или планера? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос в имеющейся литературе нет. Одни утверждают, что модель обладает столь существенными отличиями от самолета, что применение к ней "большой теории" в принципе невозможно. Другие, наоборот, считают, что "большая теория" применима к модели без всякого приспособления к ее специфическим особенностям.

Очевидно, оба эти взгляда, как слишком категоричные, нельзя признать правильными. Опыт показывает, что общие принципы механики, фундаментальные положения теории устойчивости и балансировки самолетов и планеров, а также методика их исследования могут быть в полной мере применены и к моделям. Но конкретные выводы из этих исследований для моделей бывают иными, чаще в количественном отношении. Модель иногда оказывается более "требовательной", чем самолет. Это относится, в первую очередь, к полету модели в возмущенной атмосфере. Исследуя полет легкой модели, имеющей малые размеры и ничтожные с "самолетной точки зрения" скорости, приходится иначе учитывать, например, воздействие порывов ветра и воздушных течений. Так, вхождение модели, летящей со скоростью 5 м/с, в вертикальный поток, имеющий скорость всего 1 м/с, приведет к изменению угла атаки ее крыла примерно на 11°, что, естественно, может вывести модель на закритические углы атаки.

Одной из интереснейших особенностей своих аэродинамических характеристик модели обязаны своим малым размерам и незначительным скоростям полета. Благодаря этому крылья, оперение и винты моделей работают в условиях малых чисел Рейнольдса. При этом у самых маленьких и наиболее тихоходных моделей эти числа чрезвычайно малы, в то время как у скоростных с поршневым мотором они достигают сотен тысяч. Такая существенная разница в значениях чисел Рейнольдса приводит к большому различию аэродинамических характеристик летающих моделей неодинаковой конструкции.

Исследования полета большого самолета и модели приводят к существенной разнице в конкретных цифрах и выводах, но почти ничего не меняют в отношении общих принципов теории.

Надо отметить, что исследования последних лет теории летающих моделей значительно расширили возможности применения ее к конкретным видам моделей, а появление различных новых профилей расширило диапазон летных возможностей моделей. В то же время появление новой техники в авиамоделировании (двигатели, материалы, аппаратура дистанционного управления и контроля) сократило существенную разницу в числах Рейнольдса модели и самолета, что позволяет воспроизводить модели-копии многих самолетов с летными характеристиками, очень близкими к прототипам, в том числе и к некоторым историческим прототипам с более высокими летными характеристиками.