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MODELLAZIONE
Una goccia sul cordodromo. Consigli per il modellista
Elenco / Apparecchiatura di radiocomando C'erano molte cose da fare nel "destino" dell'auto da corsa! Anche adesso, quando sono tutti costruiti praticamente secondo lo stesso schema, nelle conversazioni degli atleti si possono sentire i termini “barca”, “goccia”, “freccia”, che significano determinate direzioni nel layout. Ricordiamo cos'era la “goccia”. Il nome stesso la dice lunga sulla forma del corpo. L'aerodinamica ha sempre affermato che i corpi a forma di goccia hanno la minima resistenza, superando la quale viene spesa una parte considerevole della potenza del motore. Il vantaggio del “drop” è che il baricentro dell'auto è ben posizionato su di esso: è molto vicino alle ruote motrici. Ciò significa che un modello di questo tipo reagirà molto meno alle irregolarità del cordodromo. Ma questo schema non ha resistito alla prova del tempo e della pratica. Il fatto è che la sezione centrale di un modello del genere si è rivelata proibitivamente grande a causa della mancanza di motori speciali, e quindi i vantaggi di una migliore razionalizzazione semplicemente non potevano manifestarsi. E il "riempimento" era molto scomodo da installare: rimaneva molto spazio libero, che non dovrebbe essere su un modello moderno. Ora che molti atleti hanno imparato a realizzare motori che non sono in alcun modo inferiori ai migliori modelli di produzione, il “drop” ha nuovamente attirato l'attenzione. Il fatto è che puoi realizzare un motore non più lungo della larghezza di un motore convenzionale con le linguette di montaggio. Pertanto, non è difficile posizionarlo in modo che l'asse dell'albero diventi perpendicolare all'asse longitudinale del modello. Di conseguenza, è di nuovo una “goccia”, ma con proprietà completamente nuove. Confrontando attentamente i modelli delle scuole moderne e l'opzione proposta, non si può fare a meno di prestare attenzione a quanto segue. Il motore può essere quasi "abbassato", quindi l'area della sezione trasversale a mezza nave viene approssimativamente dimezzata. I calcoli aerodinamici mostrano (tenendo conto dei cambiamenti nelle proporzioni del corpo, del muso e della superficie bagnata totale) che ciò riduce la resistenza di un fattore di 1,89. È troppo? Sì, se si tiene conto che, secondo i dati sperimentali, su un modello con motore a combustione interna di cilindrata di 10,0 cm3, che viaggia ad una velocità di 300 km/h, la resistenza aerodinamica del corpo è di circa 0,5 kg. Ci vogliono 0,55 litri per superarlo. Con. motore! Non ti servono gli 0,26 litri "extra"? Con.! Con il nuovo layout, gli ingranaggi cilindrici “chiedono” il modello. Secondo i libri di consultazione di ingegneria meccanica, l'efficienza di tale ingranaggio è superiore del 2,5% rispetto a quella di un ingranaggio conico (con la stessa qualità di finitura). È possibile procedere all'installazione di un riduttore elicoidale a due stadi, più conveniente con il nuovo design, senza perdita di potenza. Viene mantenuto il vantaggio dello schema "gocce": una piccola distanza tra il baricentro del modello e l'asse motore, e questa è una condizione per un passaggio stabile del percorso.
L'angolo tra l'asse del cilindro e il tubo di scarico è ottimale. Studi su grandi motori a combustione interna hanno dimostrato che quando le luci di scarico vengono aperte dal bordo del pistone che si muove verso il basso, i gas di scarico fuoriescono con un angolo medio di 30° rispetto all'asse del cilindro. Sui motori modello, le condizioni di scarico sono le stesse, quindi la nuova posizione del tubo elimina la peculiare strozzatura dello scarico causata da una brusca svolta del flusso dei gas di scarico nella versione abituale. Allo stesso tempo vengono migliorate le condizioni operative del tubo risonante in combinazione con il motore. L'onda di pressione riflessa dal cono di ritorno del silenziatore dirige il flusso di gas non verso il canale booster, ma quasi lungo la parete del rivestimento. Vengono create le condizioni ottimali per il raffreddamento del motore. La testa viene raffreddata in modo efficiente e, soprattutto, uniforme, cosa che non si può dire del soffiaggio tradizionale. Cosa non è mai stato fatto prima, cercando di evitare la deformazione del motore causata dal raffreddamento non uniforme di un motore con scarico posteriore! Si tentava di utilizzare alette allungate all'indietro e potenti alette su appositi ugelli posti sui tubi di scarico, si foravano in modo particolare i basamenti, si cercava di chiudere la parte anteriore della camicia del cilindro, soffiando solo la parte posteriore. Ma... il riscaldamento irregolare ha portato comunque a una diversa dilatazione termica delle sezioni del basamento e ha causato un cambiamento nella geometria della camicia e del pistone, una distorsione del parallelismo degli assi dell'albero e dello spinotto. Per questo motivo, le perdite meccaniche aumentarono e la biella iniziò a "scivolare" dalla manovella. Il nuovo schema, oltre ad un raffreddamento uniforme della testa, garantisce anche che la sezione del basamento in corrispondenza delle finestre di scarico non sia “all'ombra” della camicia, ma in un flusso d'aria pulita. Tutto ciò riduce la deformazione. Qualsiasi modellista esperto confermerà il valore di questa opzione del flusso d'aria. È particolarmente importante che a causa della deformazione possa apparire solo una deassializzazione estremamente piccola (spostamento dell'asse del cilindro rispetto all'asse dell'albero motore), che non influirà sul funzionamento del motore. Andiamo oltre nel nostro ragionamento. Se si decide di rendere molleggiato l'asse motore, allora... allo stesso tempo diventa possibile utilizzare l'energia che prima era spenta nelle molle o nei rivestimenti in gomma delle sospensioni. Ed ecco i vantaggi di un cambio cilindrico. Non è necessario installare un cardano, che era un elemento obbligatorio della trasmissione. Ora non “consumerà” più la sua percentuale di potenza del motore. L'influenza del momento giroscopico del volano rotante sulla distribuzione del carico tra gli assi posteriore e anteriore delle ruote del modello scompare. Rimangono solo i momenti di sbandamento, che possono essere facilmente contrastati selezionando il punto di attacco per la striscia di corda. Non ci sono collegamenti tra gli assi e il corpo. Poiché il gruppo motocicletta è assemblato separatamente insieme all'asse motore, l'influenza delle deformazioni della carrozzeria durante l'ingresso viene eliminata.
Il basamento è realizzato in acciaio bonificato 30KhGSA. Ha una forma abbastanza semplice, ma il piccolo spessore delle pareti cambia in qualche modo la tecnologia della sua lavorazione. I canali bypass vengono fresati nel pezzo sgrossato e la forma esterna viene rifinita sulla stessa macchina. Segue un processo di normalizzazione termica e solo dopo la foratura delle superfici interne cilindriche e delle estremità delle sedi. La parete portante è realizzata con lo stesso acciaio. Contiene prese per cuscinetti n. 1000900 (10x22) dell'albero motore. Le linguette di fissaggio vengono lavorate su una fresatrice. La parete è fissata al basamento con viti M4. Anche la parete di distribuzione è realizzata in acciaio 30KhGSA. Il canale di ingresso viene forato e gli viene data la forma richiesta mediante frese. La parte viene fissata allo stesso modo della parte portante: con quattro viti M4. È possibile abbassare l'estremità interna del muro di 0,5 mm, lasciando intatta solo una cintura larga due millimetri attorno all'ingresso e lungo il bordo di questa estremità. L'albero motore è realizzato in acciaio 38ХМУА, nitrurato, trattato termicamente e rettificato su mandrino. Le sue caratteristiche sono una cinghia dentata, prese filettate nell'albero e perno di manovella, e un ingresso conico della presa nel perno è pre-zigrinato. La preparazione dell'albero motore termina con la pressione sulla cinghia di tenuta, che allo stesso tempo svolge il ruolo di volano aggiuntivo. Marcia: Z = 30, modulo - 1.0. La biella in entrambe le teste è dotata di boccole in bronzo stampato realizzate su un lato (esterno quando il modello si muove lungo la pista ad anello del cordodromo) con collare. La bobina è una piastra sagomata lucida in acciaio legato con uno spessore di 0,4-0,5 mm. Ad essa è saldata una flangia, il cui cono viene premuto con una vite M3,5 sulla superficie zigrinata della presa nel perno di manovella. Durante il montaggio del motore, assicurarsi che vi sia uno spazio di 0,08-0,1 mm tra la bobina e l'estremità della parete di distribuzione. Lo spinotto è alleggerito mediante foratura, trattato termicamente e rettificato. Materiale: ШХ15. Il pistone è estremamente leggero. Gli ampi incavi nel mantello sono progettati non solo per ridurre il peso, ma anche per raffreddare efficacemente il flusso di miscela fresca che entra nel basamento. La ghiera filettata che fissa l'inserto al perno e alla biella protegge contemporaneamente il perno dallo spostamento assiale. Il massimo alleggerimento del gruppo pistone consente di rendere longitudinalmente piccoli i carichi centrifughi, aumentare la velocità di funzionamento del motore e limitare le vibrazioni. Il bilanciamento si effettua premendo dei tappi in lega tipo VNM nella guancia della pedivella. Materiale del pistone: Al-26. Manicotto in ottone LS-62. Il piano di lavoro (specchio) è cromato e lappato. Si inserisce liberamente nella camicia d'acciaio. Per ridurre lo stress sulla manica, la testa è avvitata sulla camicia. Si differenzia dai design convenzionali per le alette di raffreddamento radiali relativamente potenti e le scanalature che formano vortici sulla superficie interna. Realizzato in materiale AK4-1T.
L'asse motore non è diverso da quelli convenzionali. La forcella (30ХГСА) è la più leggera possibile e dispone di boccole in bronzo. Cuscinetti dell'asse motore - N. 1000098 (8x19). Lo stesso vale per la marcia intermedia. Il suo asse, che funge anche da perno di collegamento della forcella, è in acciaio e viene premuto nell'occhio del basamento durante il montaggio. Dispone di fessure per il fissaggio dei bulloni su entrambi i lati. Gli ingranaggi sono realizzati in acciaio 40X. La durezza dopo la cementazione e la calcinazione è 45HRC. La Z intermedia = 40 e la Z condotta = 45. La larghezza della corona in tutti i casi è 4,3 mm. Ruote motrici di costruzione leggera, in duralluminio, con gomma vulcanizzata. Sono fissati ai mozzi con viti. Le finestre di alleggerimento vengono segate e, previa equilibratura delle ruote, sigillate con tappi di balsa, che riducono notevolmente i disturbi introdotti nel flusso. Descrizione del modello Il telaio (pallet) è fresato da un blocco di duralluminio (D16T). Ha un'altezza relativamente grande rispetto alle dimensioni dell'intero corpo. Ciò consente di renderlo più rigido e di progettare meglio il supporto motore. Nella lavorazione del telaio prestare particolare attenzione alle sedi del gruppo motore: l'incavo per la parete portante e il foro per il perno della parete distributrice. Anche la presa d'aria per il carburatore è ricavata dal materiale della coppa. È una buona idea sigillare il divario tra di loro. Ciò garantirà il pieno utilizzo dell’energia a flusso libero per sovralimentare il motore. non è così piccolo: la pressione della velocità quando il modello raggiunge i 300 km/h è di 0,04 atm. Vuoi immaginare che tipo di pressione sia questa? Quindi prova a tenere con la mano l'uscita dell'aspirapolvere domestico: la pressione è la stessa. La carenatura superiore (corpo) è scavata in tiglio e rivestita su tutti i lati con tessuto in fibra di vetro spesso 0,2 mm e resina epossidica. Il canale per fornire aria di raffreddamento alla testa del motore è costituito da tre strati della stessa fibra di vetro su un mandrino in schiuma e incollati al corpo. Le ruote anteriori a forma di coltello sono realizzate utilizzando la tecnologia convenzionale. La loro caratteristica distintiva è il loro diametro piccolo e una distanza abbastanza grande tra loro. Il primo consente di risolvere aerodinamicamente correttamente il muso del modello (il più importante in termini di flusso) e di ridurre il peso delle parti non sospese, sebbene sottoponga maggiori esigenze alla gomma. Il secondo consente, stranamente, di eliminare l'eccessiva resistenza dell'aria. Il fatto è che le ruote ravvicinate fanno ruotare l'intero strato anulare di flusso situato tra i dischi. Il risultato è lo stesso che avremmo se installassimo una ruota anteriore, ma con la larghezza del tapis roulant pari alla distanza tra i dischi. L'assale anteriore è una forcella a pendolo convenzionale con sedi forate per cuscinetti n. 1000095 (5X13). Prestare particolare attenzione alla scelta del materiale dell'ammortizzatore. Le prestazioni dell'intero ponte su superfici cordodromiche di varia qualità dipendono dalla sezione trasversale e dall'elasticità della gomma di cui è costituito. Un serbatoio con un volume di 80 cm3 è saldato da una lamiera spessa 0,4 mm. È installato su guarnizioni in gomma che riducono drasticamente la formazione di schiuma nel carburante. Il dispositivo di arresto funziona secondo il principio del chiavistello, comprimendo il tubo di alimentazione in gomma. L'ammortizzatore dell'asse motore è del tipo a molla convenzionale. È necessario prevedere la possibilità di regolare la tensione della molla stessa: questo ti sarà utile durante il debug del "proiettile". Presta attenzione ad altri due dettagli caratteristici. Il primo è che la presa d'aria si trova all'interno del modello e il condotto di scarico del tubo risonante è piegato verso l'esterno. Questo viene fatto per cercare di evitare di percorrere la distanza sulla scia dei gas di scarico. Dopotutto, il nostro "proiettile" finisce nello stesso posto in pochi secondi! E l'ingresso dei gas di scarico nella presa d'aria non può essere considerato vantaggioso. In secondo luogo, il modello non ha il volano. I calcoli hanno dimostrato che le parti rotanti esistenti sono sufficienti per il normale funzionamento. Quindi, se sei preoccupato per la leggerezza di questa microcar, usa un carico extra per aumentare la trazione. In conclusione, vorrei rivolgermi a chi non ha paura di sperimentare. Vogliamo proporre uno schema con ruote motrici anteriori. Utilizzando un motore posizionato orizzontalmente con un tubo di scarico risonante biforcato nell'area di queste ruote (o che le avvolge dolcemente), l'aerodinamica del modello può essere notevolmente migliorata. Le ruote motrici anteriori compresse sono coperte nella parte anteriore inferiore da un divisore d'aria a forma di cuneo, la maggior parte di esse si trova all'interno della carrozzeria e la parte superiore sporgente è coperta da un "tettuccio" di tipo aeronautico ben aerodinamico. Ciò consente di ridurre ulteriormente l'area della sezione centrale con una forma di sezione trasversale ellittica di successo. Le ruote completamente chiuse non mescolano l'aria in entrata nemmeno con i loro lati e creano una scia di vortice in cui è nascosta l'intera parte di coda del modello, annullando l'influenza della sua forma sul valore della resistenza aerodinamica totale. Ma creare una tale “coda” di vortice richiede una notevole energia! Se le ruote sono chiuse e solo una piccola parte di esse con la loro “fronte” rettangolare incontra il flusso in arrivo, è logico far leccare anche la parte posteriore del corpo. A proposito, questo design del modello ha un altro vantaggio: non ha la tendenza ad alzare il muso, sollevando le ruote dalla pista del cordodromo. Di certo interesse sarà anche un'insolita installazione del motore che utilizza il design più promettente dell'albero a gomiti, quello a due cuscinetti. Il vantaggio di un tale motore è che il volume del basamento può essere ridotto al minimo, il che garantirà la forma più razionale dei canali di bypass. Se ritieni che ciò non sia necessario, allunga la biella: ciò ridurrà i carichi laterali sul pistone rispetto ai motori convenzionali. L'aspirazione passerà attraverso una valvola lamellare che termina nella cavità del canale booster. Inoltre, con un leggero aumento della carreggiata, è possibile passare a un cambio cilindrico monostadio, sfruttando appieno tali marce. Guadagno con una potenza del motore di 3 litri. Con. rispetto ai rinvii angolari sarà quasi 0,1 litri. Con.! È vero, qui non puoi fare a meno di un volano, poiché la massa e il numero di elementi rotanti sono piccoli. Tuttavia, l'esecuzione è semplice: è necessario premere un anello ricavato da una lega del tipo VNM, che ha un peso specifico elevato, sulla guancia della manovella. Autore: V.Tikhomirov
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