Выбор аэродинамической схемы и типа силовой установки.
Аэродинамическая схема модели - классический для тренеров моноплан с верхним расположением крыла. Крыло прямоугольное в плане для простоты изготовления. С элеронами. Расположение мотоустановки - сзади, за крылом с толкающим винтом. Достигаем высокой степени безопасности при крашах, поскольку мотор и винт максимально защищены (если только на спину не упасть
). Кроме того, обдув рулевых поверхностей потоком - это лишний плюс к управляемости даже на срывных режимах.
Тип силовой установки - электрическая. Подумал и пришёл к выводу, что первый в жизни тренер должен быть электрическим. Скорость меньше, эксплуатация проста, возможно использовать для конструкции не бальзу (с которой нет никакого опыта работы), а более лёгкие в обработке подручные материалы - потолочную плитку, и деревянные элементы из обычных канцелярских линеек.
Исходя из конструктивных размеров заготовок, определил размах - 1500 мм. Хорда 250 мм. Длина 1200 мм. Расчётный вес снаряженной модели - около 800 г. Хочу модель несколько больше, чем обычные модели из потолочки (до 1000 мм в размахе).
Профиль крыла - Clark-Y относительной толщиной 12%
Нашёл в интернете на сайте NASA скан-копии документов по продувкам этого профиля с характеристиками, да ещё и в сравнении с другими профилями - NAСA M6, и NACA 97 датированные аж Декабрём 1927 года. Кому надо - могу скинуть по почте pdf 612 кб.
Максимальное качество профиля достигается при угле = 0 град. Кпроф=21,1. Предлагаю установку крыла на модели осуществить с углом 0 град. Ваше мнение?
В целях упрощения конструкции пришлось упразднить планируемое V до 0 градусов. Понимаю, что в ущерб поперечной устойчивости, но провёл испытания в симуляторе, убирал поперечное V на тренерах - не заметил особых проблем, только бочки легче стали выполняться - практически без потери высоты, чего с V не наблюдалось. Зато простота конструкции подкупает.
Далее, прикинемся по основным геометрическим и полётным характеристикам:
Sкрыла = L*H = 15*2.5 = 37.5 дм кв.
Нагрузка на крыло - 800/37,5 ~ 21 г/дм - мало, категорически. Придётся увеличивать вес модели и подбирать соответствующий двигатель.
Для более-менее приемлемой нагрузки 40 г/дм кв получаем вес 1500 г. Ну это по-моему уже перебор, придётся искать компромисс.
С экономией веса проблем возникнуть не должно, похоже, что наша модель будет способна ещё и нести полезную нагрузку.
Это хорошо, использую стандартный приёмник, идущий в комплекте с аппаратурой и одну стандартную серву (Multiplex поставляет в комплекте почему-то всего 1 стандартную серву).
Площадь оперения определим исходя из заданного коэффициента продольной устойчивости. Примем его расчётное значение равным 70, что является очень приличным значением.
Расстояние от крыла до стабилизатора (считается от задней кромки крыла до передней кромки стабилизатора) зададим равным 650 мм. Lкс=650.
L=Lкс/H = 650/250=2.6
Тогда по известной номограмме определяем A=0,275
Sст=0,275*Sкр = 10,3 дм кв.
Форму стабилизатора в плане под требуемую площадь определим позже.
Для обеспечения курсовой устойчивости, потребная Sкиля должна быть не менее 3,5 дм кв.
Дальнейшие прикидочные расчёты на бумажке, если есть интересующиеся, могу выложить. А так результаты:
для m=1100 грамм
скорость планирующего полёта - 10,8 м/с, что вполне приемлемо для тренировочной модели
скорость снижения 0,7 м/с, многовато, но это и не планер, в конце концов,
снижение с высоты 300 метров займёт порядко 7 минут в планирующем полёте.
Моторный полёт пока не считал - ограничился оценочными прикидками планирующего. Расчёт моторного будет чуть позже.
Да, кстати, обнаружил, что расчёты все выполнял для угла атаки 4 град. А значит при 0 угле атаки (судя по полярам профиля) должны получиться несколько лучшие характеристики.Даже при -2 град, что где-то соответствует планированию, характеристики профиля не сильно отличаются от 0 град.
