ГОНОЧНЫЕ АЭРОМОБИЛИ ПОДКЛАССА СО₂

В. Завитаев, ,
мастер спорта

      Положение в моделизме как в одном из видов технического творчества сейчас бедственное, если не сказать - критическое. Существует реальная угроза, что моделизм на ближайшее время имеет шансы сохраниться лишь в узкоограниченном масштабе - как элитное хобби, которым на должном уровне будут заниматься лишь единицы настоящих фанатиков.
      Например, в автомоделизме наряду с чисто экономическими факторами значительную негативную роль играет и непрерывное сокращение действующих кружков, и потеря кадров по-настоящему увлеченных руководителей, и как следствие этого - ликвидация даже зачатков интереса, особенно у школьников, к этому виду моделизме.
      Помочь обрести второе дыхание оставшимся кружкам среднего и низкого уровня обеспеченности и призван предлагаемый материал-разработка Обращаемся к руководителям; попытайтесь не отказываться от данной темы, посчитав ее утрированно упрощенной! В период, когда проблеме обеспечения двигателями внутреннего сгорания приобрела сверхостроту, возможно, именно предлагаемый вариант "вертулы" поможет сохранить мальчишечьи коллективы автомоделистов.

      Итак, о новой разработке. Основой ее является использование на гоночной автомодели с приводом от воздушного винта промышленного двигателя ДП-03, работающего от сжиженного углекислого газа. Созданный изначально для летающих моделей-игрушек, этот мотор необыкновенно легок по автомодельным меркам, прост как сам по себе, так и при обслуживании и при этом... очень маломощен. Поэтому прежде, чем говорить о его возможности приводить в действие даже облегченные "вертулы", полезно просчитать, какие результаты могут быть получены с ним.
      Главными ограничениями технических характеристик ДП-03 являются мощность при максимальных оборотах и время работы от одного штатного бака. Первые величины, даже зная их, перевести в результаты заездов очень сложно. Поэтому воспользуемся другим методом. Исходя из скорости вращения вала двигателя, приведенного в удовлетворительное техническое состояние и использующегося с укороченным штатным воздушным винтом, удастся хотя бы приблизительно оценить быстроходность модели. Исходные данные: 3600 об/мин с воздушным винтом диаметром 150-160 мм (исходный диаметр - 180 мм) при его шаге около 200 мм. Простейший расчет дает скорость порядка 43 км/ч. Весьма неплохо, особенно с учетом реальной возможности запусков не только на открытых площадках, но и в школьных спортзалах!
      При данных режимах штатный бак с хорошим мотором дает время работы в пределах 15-20 с. Если мы теперь зададимся радиусом движения кордовой модели равным 5 метрам, то после прикидок станет ясно - на одной заправке микромашина окажется в состоянии пробежать от 5,8 до 7,7 круга. Кстати, полезно знать, что проходимый путь соответственно равен 180-240 м. (А вдруг кто-то решится ввести новый подкласс автомоделей-прямоходов по типу резиномоторных?).
      Прикидочный расчет показывает - заниматься кордовыми на СО2 имеет смысл. Другое дело, что можно варьировать местные правила и технические требований к модели, изменять длину корд, допускать или не допускать к использованию баки увеличенного объема или самодельные воздушные винты. В любом случае новое направление жизнеспособно.
      Что же касается самих моделей - во многом их схема и конструкция будут подчиняться тем же законам, что и у их "старших братьев" с двигателями внутреннего сгорания. На первых порах хотелось предложить две основные схемы, повторяющие путь развития "вертул" классического типа. Первая - обычная автомобильная, с установкой двигателя на пилоне. Для нее характерны простота запуска на корде, устойчивость хода по хорошей дорожке, простота регулировки. Модель первой схемы благодаря надежности может использоваться и в качестве отладочного "стенда" при доработках и форсировании двигателей. Вторая схема носит чисто спортивные признаки. Модели, созданные в соответствии с нею, проще по конструкции, легче, быстроходнее и... намного капризнее как в запуске, так и в регулировке, Из-за сравнительно большого вращающего момента мотора придется решать вопросы балансировки не разгонных участках и в установившемся режиме хода, понадобится учиться запускать эти легчайшие аппараты. Поэтому их постройку можно рекомендовать лишь мальчишкам, уже приобретшим опыт эксплуатации "вертул" автомобильной схемы. Хотелось бы отметить, что по возможности комплект требований правил, предъявляемых к автомоделям с ДВС, переносится и на новый подкласс.
      Для тех, кто решится на постройку подобных автомоделей, весьма важными окажутся сведения об эксплуатации моторчиков на СО2 применительно к условиям, отличающимся от авиамодельных. Прежде всего это касается размещения самого двигателя и бакового баллончика. Дело в том, что из-за особенностей питания давлением сжиженного газа (кстати, оно при обычных температурах может доходить до 70 атмосфер!) его отбор должен происходить в баке исключительно над поверхностью жидкости, А это означает, что бак может размещаться либо так, как показано на рисунках (влияние центробежной силы на расчетных скоростях не так значимо, а следовательно, ее воздействием можно пренебречь), либо боком, причем в последнем случае донышко бака должно быть направлено в сторону "из круга" (здесь возможность залива жидкой фазы "топлива" значительно выше, и это придется учитывать, оперируя с моделью при запуске).
      Особенностью работы моторчиков является и их интенсивное охлаждение, почему, кстати, они не могут эффективно отдавать мощность при пониженных температурах воздуха. Подогрев элементов двигательной установки происходит только за счет их обдува. Поэтому и бак, в котором происходит испарение газа и который из-за этого даже покрывается инеем, полезно разместить на модели в зоне наибольшей скорости потока от воздушного винта. Важным элементом двигательной установки является и трубчатый змеевик. Хотя некоторые и пытаются избавиться от него из эстетических соображений, его упразднение недопустимо - мощность мотора падает, режим работы становится непостоянным.
      Что касается методов форсирования ДП-03... Здесь опыта в моделизме еще не накоплено. Известно лишь, что для повышения ресурса хромируют, притирают и полируют зеркала цилиндров, заменяют шатуны на сделанные из более качественного материала и ставят в них бронзокерамические вкладыши, как и в носовой части картера под коленвал. В журнале "Моделар" (ЧСФР) несколько лет назад была опубликована информация о расшлифовке юбки гильзы на конус, приводящей как к росту мощности, так и к прекращению замерзания двигателя. Вы можете проверить ее практическим путем - по крайней мере, хуже не будет. Штатный воздушный винт после обрезки тщательнейшим образом балансируют и дообрабатывают его лопасти по кромкам и по концам по профилю. В процессе отладочных заездов интересно проследить за влиянием раздвижки витков змеевика не режим работы мотора. Заниматься этим полезно, так как здесь приходится искать компромисс между эффективным подогревом и снижением аэродинамического сопротивления модели.