Модель вертолета

У
правление образования администрации Озерского городского округа

Челябинской области

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

«Станция юных техников»

(Методическое пособие по теме «Модели вертолётов»)

3 часть

Составил педагог дополнительного

образования Думенек М. А.

г. Озерск

2014 г.

Модель первого вертолета

Первый вертолет увидел свет в конце 30-х годов 20 века. Принцип, который лег в основу его создания, Игорь Сикорский, автор той самой, первой модели, почерпнул из набросков чертежей Леонардо Да Винчи, составленных за 500 лет до этого. Уменьшенную копию летающей машины великого художника и изобретателя вы можете сделать из листа картона или плотной бумаги.

Необходимые инструменты и материалы:

Схема

Ножницы

Канцелярская скрепка

Порядок работы:

Распечатайте или нарисуйте шаблон на листе картона

Вырежьте заготовку по сплошным и сделайте сгибы по пунктирным линиям: фрагмент А – к себе, фрагмент В – от себя.

Согните фрагменты С и D по направлению к себе, так, чтобы они наложились друг на друга.

Загните основание «ножки» наверх и наденьте на него канцелярскую скрепку.

Поднимитесь повыше и, держа игрушку двумя пальцами за скрепку, бросьте ее как можно дальше вперед. Под нажимом потоков воздуха, лопасти начнут вращаться, увлекая за собой корпус и не позволяя ему сразу упасть на пол.

Летающий пропеллер

Э ту забавную игрушку — летающий пропеллер (см. рис.) — можно изготовить буквально за час, если заранее приготовить все необходимое: швейную катушку, отрезок вязальной спицы, жесть от консервной банки и отрезок круглой палки. Из палки вырежьте ручку и вбейте в нее спицу (ее можно заменить трехмиллиметровой стальной проволокой). Из жести вырежьте пропеллер в виде полоски с отгибами. В центре полоски просверлите отверстие по диаметру спицы. Концы полоски загните и припаяйте к кольцу, согнутому из проволоки. Места пайки зачистите напильником, чтобы не было острых выступов. В катушку вбейте два гвоздика без шляпок, слегка разогните их в стороны и наденьте катушку на спицу, Сверху наденьте пропеллер. Намотайте на катушку бечевку и, держа левой рукой ручку, сильно потяните правой за бечевку. Пропеллер начнет вращаться, соскользнет со спицы и взлетит вверх.

Летающий барабан

Воздушный винт 1, прикрепленный к кольцу 3, насажен на стойку 2, которая с помощью распорок 5 крепилась ко второму кольцу 6. На кольца натягивалась полотняная обшивка-обечайка. А снизу предусмотрена рукоятка, с помощью которой и запускалась игрушка. Вот как это делалось согласно заявке: «следовало подкинуть волчок вверх, предварительно сообщив ему вращение, а затем поддержать полет ударами кнутика по поверхности обечайки...» Кнутик показан на рисунке 2. На его ручке закреплены длинные полоски мягкой резины.
Видите, как все просто. Бери и делай. Но не будем спешить. Разберемся, так ли уж легко воплотить идею в реальную конструкцию.

Игрушка напоминает известную всем моделистам «Муху» — пропеллер, насаженный на длинную круглую ось-ручку. Вспомним, хорошо летает далеко не каждая «муха». А уж волчок, который и сложнее и тяжелее, обучить летать еще трудней.

Представим себе, что мы сделали все так, как указано в заявке. Первый же удар кнутиком, и, резко натянув ткань обечайки, мы погнем не только оба кольца, но и сам воздушный винт. Ведь удар должен быть хлестким и сильным. А если промахнулись и резиновые ленты задели лопасти, тогда и вовсе «авиакатастрофа» неизбежна.
В авиации широко известен принцип «сандвича» (в переводе на русский — «бутерброда»). Если перед конструктором встала задача спроектировать очень легкую и прочную обшивку и нет особых ограничений по толщине, он, как правило, прибегает к его помощи. И в нашем случае выручит «сандвич» — трехслойный. Внутренний слой очень легкий. А снаружи с обеих сторон его облегает тонкая, но прочная оболочка. Смысл же «сандвича» в том, что внутренний слой предохранит при нагрузках образование на внешних слоях гофра. Материал получится и легкий и жесткий.

А это нам и нужно. Заменим матерчатую обшивку на кольцах обечайкой из «сандвича». Что получится, видно на рисунках 3 и 4, где даны основные размеры нашего нового волчка-барабана и хорошо видна его конструкция. Уменьшив массу игрушки, мы, кроме того, воспользовавшись жесткостью обечайки, сумели спрятать воздушный винт поглубже. А это обезопасит его от случайных промахов плетки.

Давайте усовершенствуем и запуск игрушки. Избавимся от неподвижно закрепленной рукоятки. Внизу стойки предусмотрим проволочный шип, который будет входить в осевое отверстие шкива специального пускового устройства. На шкиве намотана прочная нить. Достаточно ее сильно и плавно потянуть — волчок наберет необходимые обороты и устремится ввысь.

Глазастые мальчишки, наверное, заметили на рисунках одну закавыку—кольцо в нижней части «Сандвичевой» обечайки. Как же так? Стремились избавиться от лишней массы, а здесь вводим лишний груз? Спешим успокоить. Масса кольца в нашем варианте невелика. А применили мы лишнюю деталь отнюдь не для упрочнения. Вспомним, на любой модели должен быть «двигатель». Его роль и призван выполнить маховик. Он может быть выполнен в виде двух симметрично расположенных грузиков. Но более логично сделать его в виде кольца. Расположенное в самом низу, оно обеспечит устойчивость в полете. Благодаря гироскопическому эффекту наш волчок всегда будет стремиться восстановить вертикальное положение оси вращения и не уйдет в сторону.

На рисунках мы постарались дать развернутую картину изготовления самой ответственной детали волчка — «Сандвичевой» обечайки: I—подготовка исходных материалов; оправка — большая кастрюля, II — наложение картонной подложки для облегчения съема обечайки (картон любой, после работы он выбрасывается); III — наложение первого слоя кальки; IV — калибровка предварительно нарезанных пенопластовых заготовок, приклейка их к первому слою; V —наложение второго слоя кальки; VI — контроль правильности формы обечайки (если край получился неровным, то вместо карандаша поставьте нож и обрежьте кромку по кругу. Полоска с клапанами клеится отдельно).

И еще несколько советов. Пенопласт лучше брать упаковочный, а самый подходящий клей «Момент». Нитроцеллюлозные составы растворяют пенопласт, а водные приводят к усадке бумаги. После такой клейки снять обечайку с оправки не разрезая станет невозможно.

Еще вам понадобятся тонкие сосновые рейки для каркасных деталей и пластиковая пленка для обтяжки лопастей воздушного винта.

Вертолет с резиномотором

Как вы знаете, вертолетом называют летающий аппарат (естественно, тяжелее воздуха) с вертикальным взлетом и посадкой. Аналогично называют и разнообразные модели, способные, как и настоящий вертолет, взмывать вертикально вверх и вертикально же опускаться. Одна из таких моделей вертолета, снабженного резиномотором, показана на рис. В-2. Изготавливайте его в т акой последовательности. Возьмите половину газетного листа и оберните его вокруг круглой палки диаметром 17—20 мм, чтобы получился бумажный цилиндр. Витки цилиндра во время намотки смазывайте клеем, но не густо, иначе цилиндр получится тяжелым. На одном конце (будем считать его верхним) цилиндра установите подшипник винта вертолета — пробку от пузырька из-под таблеток. В центре подшипника просверлите отверстие, через которое пройдет ось винта — отрезок скрученной стальной проволоки. Снаружи на ось наденьте бусинку, после чего конец оси прикрепите к втулке винта — средней его части, изготовленной из кусочка ветки бузины или круглой липовой палочки. На обеих концах втулки делают косые надрезы, в которые вставляют два полувинта, вырезанные из тонкого картона. Соприкасающиеся поверхнести полувинтов и втулки предварительно смазывают клеем. Внутри цилиндра ось загибают колечком и прикрепляют к ней конец жгута, составленного из четырех резиновых колец, то есть из восьми ниток резины сечением 1X1 мм. Это резиномотор вертолета. В нижней части цилиндра второй конец жгута удерживается деревянным стержнем длиной примерно 45 мм, упирающимся в цилиндр. На расстоянии примерно 60 мм от верхнего конца цилиндра крепят две лопасти контрвинта, вырезанные из такого же материала, что и основные лопасти вертолета. Для этого к каждой лопасти приклеивают с их узкой стороны острую палочку длиной около 45 мм, а в цилиндре прокалывают два сквозных отверстия, расположенных под углом.

Модель вертолёта.

 У модели, которую вы видите на рис. удобная для запуска обтекаемая форма. С помощью резиновой катапульты, похожей на рогатку, вертолет забрасывается вверх на несколько десятков метров, при этом энергия растянутой резины полностью расходуется на набор высоты.

Только там, наверху, лопасти раскрываются, и вертолет плавно опускается на землю. Хорошая модель должна обладать по крайней мере двумя качествами: относительно долго служить и совершать продолжительный полет. Модель состоит из фюзеляжа 6 и хвостовой балки с килем 5.

Последний препятствует передаче вращательного момента от лопастей и одновременно служит задним колесиком шасси. В качестве материалов для изготовления фюзеляжа и киля подойдет фанера.

Обратите внимание на характерные вырезы в передней части плоского фюзеляжа. Стенка здесь втрое тоньше, чем в любом другом месте. Благодаря этим вырезам стойка ротора фиксируется в двух положениях: в горизонтальном - при запуске и в вертикальном, когда модель опускается с высоты. Стойку ротора 1 выточите из бука или другой твердой древесины на токарном станке или аккуратно выстругайте ножом. Пропил на нужную глубину выполняйте ножовкой. Резиновое кольцо 3 удерживает стойку в вертикальном положении при вращении лопастей вертолета. Проволочные ноги шасси жестко соедините со стойкой ротора, осью будут перемещаться вместе с нею. К концам ног прикрепите колесики. Шпилька, которая сверху выступает над ротором, проходит сквозь стойку ротора. Ее верхняя часть изогнута, образуя крючок. При запуске за него цепляют петлю резиновой катапульты 9.Втулка ротора 8 - сложная, составная. Приблизительно посередине ее разделяет шайба. Благодаря внутреннему отверстию ротор свободно вращается на шпильке. На нижней поверхности втулка имеет петли, к каждой из которых крепится лопасть винта 2. Петли изготовьте из жести, а подходящий материал для лопастей - тонкая фанера или пластик. Резиновое кольцо 7 связывает шайбу с крючками на каждой лопасти. Их назначение - удержать лопасти в горизонтальном положении, не дать им сложиться под действием собственного веса.

В нижней части фюзеляжа закрепите стержень с резьбой. Это противовес 4. По резьбе перемещается гайка - небольшой грузик. Он обеспечивает плавное регулирование положения относительно оси ротора. Чтобы придать корпусу обтекаемую форму, стойку 1 перед запуском отведите вперед, растянув при центра тяжести модели этом резинку 3. Лопасти ротора сложите вдоль фюзеляжа (резинки 7 при этом растянутся). В сложенном состоянии модель зажимается. между большим и указательным пальцами левой руки так, как показано на рис. З. Резинку катапульты 9 зацепите за крючок ротора. Растяните правой рукой рогатку и запустите модель вверх. В сложенном состоянии она, словно стрела, взлетит довольно высоко. Как только набор высоты прекратится, лобовое сопротивление от набегающего потока воздуха уменьшится. Стойка ротора займет вертикальное положение. Лопасти под действием растянутых резинок раскроются и начнут вращаться - ведь модель начнет падать, медленно «парашютировать» на землю.От того, где на выступающем стержне противовеса будет зафиксирован грузик 4, зависит не только балансировка игрушки. Если грузик установлен так, что хвостовая часть модели уравновешивается носовой, вертолет будет опускаться почти вертикально. Но можно добиться эффектного спуска и под углом к вертикали. В этом случае гайка-грузик передвигается ближе к концу. Центр тяжести вертолета смещается к носу, тогда он приземляется на расстоянии нескольких метров от места запуска.

Соосный вертолёт

Приготовьте ч ертежную и тетрадную бумагу, шпон твердых пород древесины или фанеры миллиметровой толщины, стальную проволоку, резину сечением 1X1 мм, нитроцеллюлозный клей и некоторые другие подручные материалы.
Сначала из чертежной бумаги склейте трубочку длиной 210 мм — это корпус модели. Наматывать трубочку желательно на болванке диаметром 1—2 мм, разместив два слоя бумаги. На концах трубочки приклейте усиливающие полоски шириной по 15 мм из тетрадной бумаги. Для лопастей винтов подойдет шпон толщиной 0,7 мм. Поскольку шпон сильно коробится, предварительно слегка увлажните его и прогладьте через газету теплым утюгом. Для большей прочности промажьте лопасти клеем с обеих сторон, дайте клею подсохнуть и снова просушите утюгом. Если шпона нет, изготовьте лопасти из миллиметровой фанеры или выстругайте из липы, осины (толщиной 1 мм) и тоже пропитайте клеем. Среднюю часть винтов — ступицу изготовьте из реек размерами 100Х8Х Х4,5 мм, На каждом конце ступицы сделайте пилой с тонким полотном пропил глубиной 18 мм. На одной ступице пропилы должны быть расположены крест-накрест. Лишний материал уберите ножом или напильником, а затем зачистите поверхность ступицы наждачной бумагой. В окончательном виде ступица должна напоминать пропеллер. В пропилы ступиц вклеивают лопасти. На концах трубочки располагают заглушки, выструганные из рейки, или палочки соответствующей толщины. Конец заготовки должен быть обструган под усеченный конус. Длина заглушки 12 мм, из корпуса она выступает на 4 мм. В заглушках прожигают (или сверлят) отверстия, через которые пропускают ось (в верхней заглушке) и крючок, изготовленные из проволоки. На ось надевают целлулоидные шайбы, после чего ось пропускают через отверстие в ступице и прикрепляют к ней. Аналогично поступают и с крючком, но нижнюю заглушку скрепляют со ступицей клеем. Для резиномотора возьмите 10 резиновых нитей и закрепите их между осью и крючком. При пробных запусках достаточно закрутить резиномотор на 25—30 оборотов и слегка подтолкнуть модель вверх. Вертолет должен подняться в воздух на небольшую высоту, а при снижении перемещаться горизонтально. Для полета на большую высоту закручивайте винт на 100—150 оборотов.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/252864-model-vertoleta