Самолет радиоуправляемый

 МБОУ «Шеморданский лицей «Рост» Сабинского муниципального района Республики Татарстан

Творческий проект

Изготовление радиоуправляемой самолета «Звёздный странник»

                                                       Выполнил: Алимов Ильшат Нагимович

       Руководитель: Осипов Павел Валерьевич

Шемордан

2023

  Содержание

  Стр.

Обоснование выбора……………...……………………………..............3

Исследовательская часть…..…………………………………..………....4

2.1 Поиск альтернативных вариантов…………………………......………4

2.2 Обоснование выбора модели………………………………….....……. 4

1. Конструкторская часть…………………………………………………. 5

1. Общий вид модели и устройство…………………………………...6

1. Чертеж корпуса и надстройки…………………………………… 7

1. Выкройки шпангоутов и корпуса рубки………………...................8

1. Технологическая часть……………………………………………………..9

1. Описание технологии изготовления………..................…………..10

1. Экономический расчет…………………………………………………. 11

1. Рекламный проспект…………………………………………....……….12

1. Маркетинговые  исследования……..………………………………….13

1. Экологическое обоснование……………………………………………13

1. Заключение.Анализ результатов………………………………………13

7.Литература………………………………………………………………….…15

8. Приложение.  Фотоматериалы…………………………………………..16

 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА

Я увлекаюсь моделированием. Занимаюсь в объединении дополнительного образования «Авиамоделирование». В связи с расширением возможностей БПЛА в различных целях я решил построить радиоуправляемый самолёт.

Цель проекта: Разработать и построить действующую модель радиоуправляемого самолета.

Задачи:

1. используя различные источники информации, выбрать подходящую модель радиоуправляемого самолета;

2. изучить конструкцию радиоуправляемого самолета, разработать чертежи;

3. подобрать материалы, подготовить необходимые инструменты и оборудование;

4. разработать технологический процесс изготовления радиоуправляемого самолета;

5. изготовить действующую модель радиоуправляемого самолета, провести его испытания;

Актуальность проекта: Создание модели, приспособленной к несению полезной нагрузки. Приобщение людей к ручному труду и настрой их  интересов к разделам авиамоделирования.

Научная новизна: применение радиоаппаратуры  в постройке модели самолета.

Требования, предъявляемые к изделию:

1. Модель должна быть радиоуправляемой, предназначена для движения свободных полетов.

2. Технология изготовления не должна содержать сложные виды работ.

3. Доступность конструкционных материалов и радиодеталей.

4. Для изготовления использовать  не токсичные экологически-чистые материалы.

5. Прочность конструкции, практичность.

6. Эстетичный внешний вид.

Поиск альтернативных вариантов

 Проанализируем возможные варианты конструкций моделей:

 Рис. 1. Схема Летающее крыло

Рис. 2. Схема Утка

Рис.3. Классическая схема.

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

САМОДЕЛЬНАЯ РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА

Процесс создания предлагаемой вашему вниманию самодельной модели самолёта достаточно необычен.

Данный самолёт разрабатывался мною в качестве Парк – Флаера, то есть в качестве самолёта, способного летать в ограниченном пространстве. Также очень много внимания я уделил внешнему виду модели. Я спроектировал самолёт так, чтобы исключить расположение электроники на внешней стороне модели. Это и эстетично, и удобно в плане переноски. По этим причинам в его конструкции имеются некоторые технические особенности.

Говоря об особенностях, прежде всего стоит отметить необычное строение крыла. Крыло имеет вогнуто – выпуклый профиль, а также не содержит в своей конструкции нижней панели. Это сделано для уменьшения веса модели, поскольку она рассчитывалась в качестве самолёта, способного летать в ограниченном пространстве. Также уменьшению веса способствовало то, что я сделал модель трёхканальной. Я подвёл управление только на стабилизатор и киль.

Возвращаясь к крылу, стоит рассмотреть его крепление к фюзеляжу. Крепление я реализовал таким образом, чтобы исключить боковое смещение и проворачивание крыла, а также люфты. Боковыми ограничителями выступили отдельные нервюры на крыле. Практичность данного решения в том, что нервюры одновременно не дают сместиться крылу, а также поддерживают форму крыла. Элементами, ограничивающими проворот крыла вдоль оси, стали лонжероны, выполненные из бальзы и липы. При стыковке крыла с фюзеляжем, они садятся в специальные пазы, вырезанные в фюзеляже.

При проектировании модели большое внимание было уделено системе управления хвостом модели, поскольку всё управление было сосредоточено на нём. Управление стабилизатором и килем было сделано при помощи сервомашинок. Сервомашинки я расположил внутри модели, тяги на рули провёл сквозь хвостовую балку фюзеляжа.

В целом, процесс создания не занял довольно много времени. Основными частями самолёта являются фюзеляж, хвостовое управление и крыло. Они были сделаны пенополистирола. Моторама, различные усиления и лонжероны крыльев были сделаны из бальзы и липы, а также из фанеры.

Пришёл час испытаний. На ровном снегу без холмиков и  мелких колдобин глиссер легко выходит на режим 45 км/ч, а в безветренную погоду разгоняется до 56 км/ч на максимуме. Оказалось, что простенькая модель в состоянии стать отличным тренажером и для опытного судомоделиста  ! Единственное, что на большой скорости его  практически невозможно повернуть. Это связано с тем, что на большой скорости глиссер как бы «обволакивает» ветром и отклонения руля направления просто недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление ветра. Поэтому, чтобы развернуться , необходимо замедлиться как минимум до 20 км/ч. Угол отклонения руля составляет 25 градусов. Этого вполне достаточно, так как большее отклонение не принесёт пользы, а только усилит тормозящий эффект.

Теперь по мотору. Для  продольной устойчивости можно склонить ось винта на радиоуправляемой модели вниз на 2°. А для компенсации момента от вращения винта направить ось не точно вперед, а сместить ее вправо на 2°. Точно подобрать эту величину лучше во время тренировочных заездов при нейтральном руле поворота.

Воздушный винт был выбран по характеристике мотора. Мотор на 3000 об/вольт номиналом 1808. Винт имеет размеры 5045 дюйма(5 это диаметр,4,5 шаг).

В заключение — несколько слов о моих ближайших планах. Первой стадией будет попытка реализовать сброс с аэроглиссера корма для рыбы и сброс поплавка на пруду во время ловли рыбы . Но это получится осуществить  только летом во время рыбалки. А пока нужно сконструировать данную схему и собрать её.

Второй стадией экспериментов станет размещение впереди корпуса перевернутого самолетного предкрылка. Смысл нововведения будет ясен, если вспомнить: подобная профилированная пластина в условиях самолета дает большую подъёмную силу. А у нас она, наоборот, будет прижимать корпус к воде. Кроме того, воздушный поток разгоняется в щели между предкрылком и днищем корпуса, создавая эффект наддува.

Резкого нарастания подъемной силы на носу при его подбросе можно не бояться, так как увеличение «угла атаки» на подобной схеме приведет лишь к срыву обтекания.

Вот, собственно, те чертежи, на которые я опирался.

Рис.1 Конструкция модели (на плановой проекции крыло 4 и верхняя обшивка 33 условно не показаны)» 1 —двигатель МК-17 «Юниор», 2 —болты МЗ и лайки крепления моторамы, 3 —топливный бак емкостью 60 мл (белая жесть s0,3); 4 — крыло; 5 — рулевая машинка привода элеронов, 6 — тяга привода элеронов (дюралюминиевая спица 01,5); 7 — винт М5 крепления крыла, 8,9,11,17,30 — рамочные шпангоуты; 10,14 — стрингеры (пенопласт, рейка 5×5), 12 — киль (пенопласт, пластина s5); 13 — горизонтальное оперение; 15 — обшивка боковой поверхности фюзеляжа (пенопласт, пластина s3), 16 — тяга привода руля высоты (дюралюминиевая спица 2 мм); 18 — опора рулевой машинки (пенопласт); 19 — рулевая машинка привода руля высоты; 20 — рессора основного шасси (сталь, проволока ОВС 2,5); 21 — усиление носовой части (сосна, пластина s3); 22,27 —саидвичевые шпангоуты (выклеены из 1-мм фанеры и пенопластовой пластины s3), 23 — передняя стойка шасси (сталь, проволока ОВС 2,5), 24 — моторама (дюралюминий, тавр с полками s3), 25 —силовой шпангоут (выклейка из 5 слоев 1-мм фанеры); 26 — ложемент крыла (фанера s1), 28 — основание рулевой машинки (фанера s5); 29— винты-саморезы крепления рулевой машинки); 31,32— элементы рамки шпангоута (сосна, рейка 4×5); 33 — обшивка верхней поверхности фюзеляжа (пенопласт s3); 34,35 — прижимы рессоры

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Описание технологии изготовления

Корпус- наборный пенопластовый. Собирают его на полимерном клее. Монтаж — вверх килем на ровной доске-стапеле с закрепленным чертежом, имеющим разметку осевой линии и мест расположения шпангоутов с 1-го по 6-й.

Все составляющие детали каркаса предварительно размечают в соответствии с рисунками, вырезают  и обрабатывают. Первый шаг — склейка узла, состоящего из 6-го шпангоута, косынки килевой балки и передней части палубы. Готовое соединение крепят булавками или маленькими гвоздиками на стапеле и к нему же приклеивают продольные стрингеры.

Затем устанавливают остальные шпангоуты (с 5-го по 1-й) и кормовую часть палубы. Палубные стрингеры пригибают к шпангоутам и заклеивают, фиксируя их с помощью булавок или гвоздиков. Основную и дополнительную килевые балки сгибают по обводу и склеивают.  

Готовую деталь закрепляют в шпангоутах. Далее устанавливают скуловые стрингеры и кормовые усиления борта. Излишки стрингеров и килевой балки обрезают острым ножом и в корме монтируют транец. Затем каркас снимают со стапеля;  стрингеры и килевой балки обрабатывают шкуркой (средней зернистости) до совпадения с контурами шпангоутов.

Размечают (по месту) и вырезают из пенопласта толщиной 3 мм детали днища корпуса, которые приклеивают к каркасу, закрепив его вновь на доске стапеля.  

После этого корпус снимают со стапеля и аналогичным образом размечают    заготовки бортов и палубы. В последней вырезают окно для доступа к деталям и узлам во внутренней части корпуса. Борта монтируют на каркасе. Устанавливают бобышки крепления руля и моторамы.

Носовую часть вырезают из пенопласта с небольшим припуском и приклеивают к 1-му шпангоуту. После этого устанавливают палубу. Нос модели обрабатывают до точных обводов. Далее шпаклюют все стыки деталей и неровности  поверхности. После высыхания поверхность шлифуют мелкой шкуркой.

          Перо руля вырезают из 3мм пенопласта. Место крепления подвижной части руля к неподвижной, усиливают полосой бальзы толщиной 3мм. В отверстие бобышки заделывают неподвижную часть руля. Далее монтируют:   пол  радиоблока , внутреннюю и заднюю стенки радиоблока. Деталью является флаг из скотча( 3-х цветов).

 В качестве основы силовой установки лучше всего подойдет электромотор номиналом 1804 по 1808 на 3000-3500 об/вольт. Аккумулятор 2-х баночный литий – полимерный на 650 – 1000 mAh. Сервомашинка для управления аэрорулем имеет вес 3,7 грамма и силу в 900 грамм. Аппаратура радиоуправления служит для поворота руля и регулирования оборотов мотора. Цвета, в которые я окрасил глиссер: днище - жёлтый цвет, бока- красный, задняя часть- оранжевый, палуба(при виде сверху)- жёлтый с оранжевым. Для более приятного и привлекательного вида, а также чтобы разнообразить окраску модели и сделать её более оригинальной , было решено приклеить полосы чёрного скотча.

      При балансировке модели, я подбирал положение аккумулятора как самого тяжелого элемента. Для защиты элементов аппаратуры управления от влаги использовался герметик, которым  были промазаны все электрические соединения.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Расчёт себестоимости радиоуправляемой яхты:

Материальные затраты (Мз), с учетом приобретения всех материалов, составляют

4000 руб.

2. Энергетические затраты (Эз): 1кВт/ч– 3,28руб.

Освещение– 20 светодиодных ламп  по 40Вт= 0, 8кВт

Время работы – 16 часов. 3,28 х 16 х 0,80 : 10 = 4,1 руб.-за освещение.

Работа шуруповёртом - 0,25часов,N= 0,4кВт. 0,25х0,4х3.28 =0,33руб. Работа паяльником -1ч.N = 0,6кВт.1х0,6х3,28=2руб.

Итого ( Эз ): 6,43руб.

3. Амортизационные отчисления (Ао) составляют1процент от цены изделия– 40 руб.

4. Повременная оплата труда (З)

Отчисления на зарплату производятся из расчета, что минимальная оплата работы  в месяц составляет 16242 руб. 4848:6:24 = 112,6 руб. Время работы – 16

час. 112,6 х 16 =1801,6 руб.

5. Налоговые сборы

Налоговые отчисления взымаются от заработной платы и от цены изделия в размере

13% – 754,13 руб.

1. Себестоимость изделия

• = Мз + Эз + Ао + З+Н = 4000+6,43+40+1801,6 +754,13= 6602,16 руб.

Себестоимость изделия равна 6602,16 руб.

7. Цена изделия, прибыль Цена изделия с учетом покупательских возможностей в нашем регионе: 8300руб.

Прибыль:П=Ц-С= 8300–6602,16 = 1697,84руб.

   Рекламный проспект

Изготовление и реализация радиоуправляемых моделей

Предоставляем техническую документацию

Контакты: alimovilsat25@mail.ru

Фирма «Авиамоделист»

Изготовление и реализация радио
управляемых  моделей !

У нас вы найдёте великолепный подарок  для себя и своих  детей !

Ждём вас по адресу:

Республика  Татарстан, Сабинский  район, МБОУ

« Шеморданский лицей «Рост»

Тел.: +7 927 480-87-28

Маркетинговые исследования

Учитывая, что аналогичные изделия в продаже имеются в ассортименте, стоимость которых от 5000 рублей и дороже (в зависимости от применяемых материалов и комплектующих радиоаппаратуры) приходим к выводу, что:

а) изготовление радиоуправляемой модели самостоятельно более выгодно;

б) производство модели экономически обосновано;

в) возможна реализация проекта и технологической документации.

В результате проведенной рекламной кампании и социологического опроса я выяснил, что многие мои знакомые хотели бы приобрести такую модель для себя или в качестве подарка для своих друзей.

Учитывая покупательский спрос в нашем регионе, я считаю возможным выставить цену на радиоуправляемую модель самолета не менее 6600 рублей.

Экологическая оценка проекта

Материалы, способы и технология изготовления изделия, при соблюдении санитарно-гигиенических требований, практически не оказывают влияния на окружающую среду. Отходы древесины (опилки, стружку) можно утилизировать или использовать в качестве утеплителя в строительстве или как удобрение на садовых участках. Пенопласт подлежит вторичной переработке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ результатов работы

При работе над проектом «Модель радиоуправляемого аэроглиссера» решены следующие задачи:

• на основе изученных технологий обработки конструкционных материалов (древесины, металла и др.) разработан технологический процесс изготовления плавающей модели;

• согласно разработанной документации изделие изготовлено в установленный срок (16

часов);

– модель самоходной радиоуправляемой яхты прошла испытания на воде и показала хорошие результаты;

• я принял участие в районном конкурсе по техническому творчеству, моя работа заняла первое место.

Поэтому считаю, что цель моего проекта достигнута.

Положительные стороны проекта:

в ходе выполнения проекта я закрепил и расширил свои знания по технологии и смежным школьным дисциплинам;

усовершенствовал свои практические умения;

построил действующую радиоуправляемую модель аэроглиссера;

занял призовое место на школьном конкурсе по техническому творчеству.

В будущем планирую построить новую действующую модель с применением современных технологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тарадеев Б.В. Модели-копии самолетов. М.: Патриот, 1991.- 242 с.

2. Мерзликин В.Е.   Радиоуправляемые модели планеров. М.: ДОСААФ СССР, 1972.

3. Вилле Р. Постройка летающих моделей-копий. М.: ДОСААФ СССР, 1986. .

4. Потапов В.И., Хухра Ю.С. Пилотажные радиоуправляемые модели самолетов. М.: ДОСААФ СССР, 1965.

5. Журнал «Библиотека авиамоделиста»

6. Журнал «Моделист-конструктор»