ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА Российский патент 2005 года по МПК A63H27/24 

Изобретение относится к авиамоделям и, в частности, к кордовым моделям самолета, оснащенным электродвигателями, предназначенным для запуска как в спортзалах, так и на открытых площадках при скорости ветра, не превышающей 7 метров в секунду.

Известны электрические модели самолета [1, 2].

Известна электрическая модель самолета, включающая конструктивно-силовой планер с несущим крылом и не менее одной винтомоторной установки, содержащей воздушный винт и электродвигатель [3].

Недостатком указанной модели является то обстоятельство, что для нее не определены оптимальные с точки зрения условий запуска в увязке со стоимостью изготовления, геометрические, нагрузочно-аэродинамические и мощностные характеристики. Указанное обстоятельство удорожает модель.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является снижение стоимости электрической модели самолета.

Поставленная задача решается за счет того, что в электрической модели самолета, включающей конструктивно-силовой планер с несущим крылом и не менее одной винтомоторной установки, содержащей воздушный винт и электродвигатель, площадь крыла составляет от семи с половиной до одиннадцати квадратных дециметров, причем отношение квадрата размаха крыла к его площади не менее двух целых восьми десятых и не более четырех целых двух десятых относительных единиц, а отношение массы модели к площади крыла не меньше семи грамм, деленных на квадратный дециметр, а также отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла не более четырех десятых относительных единиц, при этом электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии (с невращающимся якорем) не меньше произведения величины две десятых ома на число винтомоторных установок.

Такое выполнение электрической модели самолета позволяет уменьшить ее стоимость.

Изобретение поясняется конкретным примером его выполнения.

Устройство “Электрическая модель самолета” имеет следующие характеристики.

В результате летных испытаний одних и тех же кордовых моделей с электрическим двигателем как в условиях спортзала, так и на открытых площадках автором сделан вывод о том, что наилучшей площадью крыла модели является величина 9,24 квадратных дециметра. Опытным путем установлено, что уменьшение или увеличение площади крыла на 20% хотя и отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках модели, но оставляет их в допустимых пределах, в связи с этим диапазон площади крыла модели определен от семи с половиной до одиннадцати квадратных дециметров. В нашем примере площадь крыла модели равна 9,24 кв.дм.

Посредством аэродинамических расчетов с учетом технологичности и стоимости изготовления конструктивно-силового планера модели, а также поправок, выработанных в результате летных испытаний моделей, определено наилучшее значение отношения квадрата размаха крыла к его площади, равное 3,5.

Отметим, что отношение квадрата размаха крыла к его площади называется удлинением крыла и является одним из важнейших геометрических параметров крыла, определяющим его аэродинамические свойства. Увеличение удлинения приводит к улучшению аэродинамических характеристик крыла, но при этом одновременно увеличивается его стоимость.

Для нашего примера при удлинении крыла, равном 3,5, и площади крыла 9,24 кв. дм его размах оказывается равным 5,7 дм или 570 миллиметров.

Путем уменьшения и увеличения значения 3,5 на 20% определен диапазон значений отношения квадрата размаха крыла к его площади, составляющий от двух целых восьми десятых (2,8) до четырех целых двух десятых (4,2) относительных единиц.

В результате летных испытаний выявлено, что при ветре силой 7 метров в секунду удовлетворительной управляемостью обладают модели с удельной аэродинамической нагрузкой на крыло, под которой подразумевается масса модели, деленная на площадь ее крыла, не менее семи (7) грамм, деленных на квадратный дециметр. В нашем примере масса модели равна 85 грамм, а если их разделить на площадь крыла 9,24 кв. дм, то получим значение 9,2 грамм/кв.дм, что более 7 грамм/кв.дм.

Диаметр винта модели может изменяться в довольно значительных пределах в зависимости от назначения модели. Например, у пилотажных моделей диаметр винта значительно больше, чем у гоночных. Но его тоже целесообразно ограничить с целью минимизации стоимости модели. Одним из способов удешевления модели является отказ от применения редукторов, при этом, как показывает опыт летных испытаний моделей, чтобы не перезагружать электродвигатель, диаметр воздушного винта целесообразно ограничить следующим условием: отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла должно быть не более четырех десятых относительных единиц. В нашем примере при числе винтомоторных установок, равном единице, диаметр воздушного винта равен 1,8 дм, произведение квадрата диаметра воздушного винта на единицу равно 3,24×1, а отношение этого произведения к площади крыла равно 3,24×1/9,24=0,35. Полученное значение меньше 0,4.

Из соображений техники безопасности напряжение источника питания ограничивается значением 36 вольт. На практике из-за громоздкости составления высоковольтных источников из аккумуляторных батарей их напряжение редко превышает 24 вольта, а наиболее широко используемым напряжением питания является 12 вольт. Поскольку в основном используется одно и то же значение напряжения, то наиболее обобщенной характеристикой потребляемой мощности электродвигателя является его электрическое сопротивление в заблокированном состоянии, т.е. с невращающимся якорем. Следует заметить, что с увеличением сопротивления электродвигателя потребляемая им мощность падает.

Из соображения ограничения стоимости модели целесообразно ограничить мощность электродвигателя, используемого в винтомоторных установках модели. Это ограничение определено опытным путем в следующем виде: электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии (с невращающимся якорем) не меньше произведения величины две десятых (0,2) ома на число винтомоторных установок. В нашем примере при числе винтомоторных установок, равном единице, сопротивление электродвигателя равно 0,25 ома, что превышает значение 0,2×1 ома.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU 2024278 C1, 15.12.1994.

2. WO 97/04848 А1, 13.02.1997.

3. RU 2203719 C1, 10.05.2003 - прототип.

Электрическая модель самолета относится к авиамоделям, в частности к кордовым моделям, и может быть использована в играх или при проведении соревнований по авиамоделизму. Модель самолета содержит конструктивно-силовой планер с несущим крылом и по меньшей мере одну винтомоторную установку, включающую воздушный винт и электродвигатель. Площадь крыла составляет от семи с половиной до одиннадцати квадратных дециметров, а отношение квадрата размаха крыла к его площади не менее двух целых восьми десятых и не более четырех целых двух десятых относительных единиц. Причем отношение массы модели к площади крыла не меньше семи грамм, деленных на квадратный дециметр, а отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла не более четырех десятых относительных единиц. Электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии не меньше произведения величины, равной двум десятым ома, на число винтомоторных установок. Вышеуказанное выполнение модели самолета позволяет уменьшить ее стоимость.

Электрическая модель самолета, содержащая конструктивно-силовой планер с несущим крылом и по меньшей мере одну винтомоторную установку, включающую воздушный винт и электродвигатель, отличающаяся тем, что площадь крыла составляет от семи с половиной до одиннадцати квадратных дециметров, а отношение квадрата размаха крыла к его площади не менее двух целых восьми десятых и не более четырех целых двух десятых относительных единиц, причем отношение массы модели к площади крыла не меньше семи грамм, деленных на квадратный дециметр, а отношение произведения квадрата диаметра воздушного винта на число винтомоторных установок к площади крыла не более четырех десятых относительных единиц, при этом электрическое сопротивление электродвигателя в заблокированном состоянии не меньше произведения величины, равной двум десятым ома на число винтомоторных установок.