Авиамоделист

Мы уже начинали говорить про основы аэродинамики во вводной статье, сейчас рассмотрим эту тему подробнее. Многие новички думают, что самолёт летит потому, что мотор мощный. Это опасное заблуждение. Мотор (или резиномотор, или рука, запускающая планер) нужен лишь для того, чтобы разогнать модель до скорости, на которой крыло начнёт создавать подъёмную силу. Главный секрет полёта — в аэродинамике. Давайте разберёмся с главными силами и понятиями без заумных формул, «на пальцах».

Четыре силы в полёте

Представьте модель в воздухе. На неё одновременно действуют четыре силы, и пилот (или природа) должен удерживать их в балансе:

• Сила тяжести — тянет самолёт вниз. Она всегда направлена к центру земли.
• Подъёмная сила — создаётся крылом и тянет самолёт вверх, преодолевая силу тяжести.
• Сила тяги — создаётся пропеллером или реактивной струёй, толкает модель вперёд.
• Сила лобового сопротивления — мешает движению, «цепляется» за воздух и тормозит модель.

Чтобы модель летела ровно и прямо, нужно, чтобы Подъёмная сила = Силе тяжести, а Тяга = Лобовому сопротивлению. Как только один из этих балансов нарушается, модель начинает набирать высоту, снижаться или гаснуть скорость.

Как крыло создаёт подъёмную силу? (Профиль и угол атаки)

Посмотрите на крыло модели в разрезе (сбоку). Эта фигура называется профилем. У него есть закруглённый «носик» и острая задняя кромка.

Воздух, набегая на крыло, разделяется: часть идёт по верху, часть — по низу. Верхняя поверхность профиля более выпуклая, поэтому воздуху приходится проходить более длинный путь за то же время. Он ускоряется, и по закону Бернулли давление в быстром потоке падает. Таким образом, над крылом возникает зона низкого давления, а под крылом давление остаётся нормальным или повышенным. Разница этих давлений и есть подъёмная сила, которая буквально «всасывает» крыло вверх.

Но это ещё не всё. Второй, не менее важный фактор — угол атаки. Это угол, под которым набегающий поток воздуха встречает крыло. Представьте, что вы высовываете ладонь из окна едущей машины и слегка наклоняете её вверх — руку тут же тянет в небо.

Важно: Чем больше угол атаки (сильнее вы задрали нос), тем выше подъёмная сила. Но это работает только до определённого предела. Как только угол становится слишком большим (обычно 12–18 градусов для наших профилей), плавное обтекание крыла срывается, поток завихряется, и подъёмная сила мгновенно падает. Это называется сваливание (или штопор). Модель резко «клюёт» носом и падает.

Центровка — страшное слово, которое нужно знать

Центр тяжести (ЦТ) — это точка, к которой приложена сила тяжести модели. Грубо говоря, если подвесить модель за эту точку на нитке, она останется в равновесии и не завалится ни на хвост, ни на нос.

Это самый критичный параметр для первого полёта! Не мощность мотора, не профиль крыла, а именно центровка.

• Нос тяжёлый (ЦТ смещён вперёд): Модель будет лететь стабильно, но ей потребуется больше усилий, чтобы задрать нос (придётся поджимать руль высоты). Она будет быстро снижаться без газа. Это безопасно для первого вылета.
• Хвост тяжёлый (ЦТ смещён назад): Модель станет сверхманевренной и абсолютно неуправляемой для новичка. Она будет «вихлять хвостом», задирать нос вверх (кабрировать) и может войти в штопор от любого дуновения ветра. Это почти гарантированное крушение при первом полёте.

Золотое правило: Центр тяжести всегда должен находиться в 25–30% ширины крыла от передней кромки. Если чертёж говорит «ЦТ на 50 мм от носка крыла», а хорда (ширина) крыла 200 мм — вы как раз попадаете в нужный диапазон. Добавляйте груз в нос, чтобы достичь этой точки, но никогда не летайте с задней центровкой!

Поперечное V — почему самолёт сам себя выравнивает

Если посмотреть на модель спереди, консоли крыла не лежат строго горизонтально, а слегка приподняты вверх. Это угол поперечного V. Для учебной модели это — спасение.

Если порыв ветра накренит модель влево, левое полукрыло становится более горизонтальным земле и создаёт чуть больше подъёмной силы, а правое (опущенное вниз) — меньше. Модель автоматически, без участия пилота, возвращается в горизонтальное положение.

Поэтому на всех тренерах и первых моделях крыло делают с заметным углом V. На пилотажных моделях крылья делают прямыми, чтобы самолёт не сопротивлялся воле пилота, выполняющего фигуры.

Что нужно запомнить перед первым запуском?

• Разгоняйте модель плавно. Резкий бросок «от плеча» на полном газу часто заканчивается петлёй и падением на спину из-за избытка тяги и момента от винта.
• Проверьте центровку. На земле, с надетым аккумулятором, поднимите модель пальцами под крылом на 25–30% его ширины от передней кромки. Нос должен быть лишь слегка опущен или висеть строго горизонтально.
• Не тяните ручку на себя. Инстинктивно хочется «задрать нос», чтобы уйти от земли, но это главная причина сваливания. Набирайте скорость, пусть модель летит почти горизонтально, она сама начнёт набирать высоту.
• Летайте высоко. Три ошибки на высоте 50 метров простят вам всё, а одна ошибка на высоте 2 метра — последняя. Набирайте высоту сразу после взлёта.

Аэродинамика — это не магия, а физика. И как только вы нащупаете правильный баланс центровки и скорости, модель станет послушной, как дрессированная птица. Удачных полётов!