Lubuski Portal Modelarzy RC

Będąc u Leona przy okazji odbioru Tofika pokazał mi, wówczas jeszcze w trakcie budowy, swojego Messerschmitta Me-163B. Model z racji swoich wymiarów i proporcji stawia przed pilotem wysokie wymagania. Pomysł budowy takiego modelu podobał mi się i zamówiłem go. Zbudowałem go w wersji ze śmigłem pchającym. Model wymagał więc zmian na etapie wycinania z EPP oraz w trakcie budowy. Moim zamierzeniem było uzyskanie szybkiego modelu. Zastosowałem więc mocniejszy silnik 2900kv/V o mocy ok. 200W. Przeniesienie silnika na tył kadłuba wymusiło usytuowania akumulatora na dziobie modelu. Liczyłem, że akumulator 3s1300mAh wystarczy do wyważenia modelu.

Niestety nie wystarczył. Potrzebny był dodatkowy balast 75g. Spowodowało to niepotrzebny wzrost masy modelu. Albo silnik powinien być lżejszy albo umieszczony bliżej środka ciężkości a napęd na śmigło przeniesiony odpowiednim wałem. Dla uzyskania sztywniejszej konstrukcji skrzydeł dźwigary wykonałem z płaskownika węglowego 1x4mm. Konstrukcyjne zmiany w modelu w stosunku do prototypu nie są szczególnie skomplikowane i są zobrazowane na fotografiach.

Oblot modelu odbył się przy sprzyjającej pogodzie. Pierwszy start był nie udany. Model dość gwałtownie przychylił się na lewe skrzydło i uderzył w ziemię. Nie uległ uszkodzeniu i bez zwłoki odbyła się druga próba. Tym razem start był udany choć nie było łatwo. Wprowadziłem lekką poprawkę na lotkach, dość mocny wyrzut przy pełnej mocy silnika i udało się wystartować. Trzeci start się nie udał. Model, zanim się rozpędzi, jest trudny w pilotażu. W locie prostym i ewolucjach z dużą prędkością jest przyjemny i przewidywalny. Gorzej jest przy mniejszych prędkościach. Po prostej można lecieć w miarę powoli i model jest stateczny. Jednak w zakrętach potrafi niespodziewanie przejść w nie kontrolowaną spiralę. Tylko zapas wysokości pozwala wyprowadzić go z takiej sytuacji.

Małe modele o wąskich zakończeniach skrzydeł mają taką charakterystykę i latanie nimi przysparza emocji. Aby ułatwić start, gdzie pojawiają się dość gwałtowne reakcje modelu zamontowałem żyroskop na lotkach. Musiałem zrezygnować z miksera wysokości i lotek w nadajniku i wykorzystać mikser za odbiornikiem. Czułość żyroskopu ustawiłem na około 30% – tak by stery wyraźnie, ale nie za dużo, reagowały na ruchy modelu w osi podłużnej. Nie miałem doświadczeń z żyroskopami i takie ustawienie wydawało mi się bezpieczne.

Pierwszy start modelu wyposażonego w żyroskop przebiegł bez najmniejszych zakłóceń. Poleciał prosto, rozpędził się i mogłem przejść do prawie pionowego wznoszenia. Tylko smugi dymu od silnika rakietowego brakowało. Wstępne ustawienie czułości żyroskopu okazało się za duże. Model kiwał się w locie wzdłuż osi podłużnej. Zmniejszyłem nieco czułość i następny lot był prawidłowy. Model fajnie lata i rozwija dość dużą prędkość. Nadal jednak trzeba było uważać w zakrętach. Tutaj żyroskop nie pomaga. Jeżeli prędkość jest nieco za mała (połowa gazu lub mniej) to zwalenie się modelu na skrzydło jest pewne.

Aerodynamika wie dlaczego tak się dzieje. Zjawisko to jest związane z wejściem w tzw. Re_kr . Dla skrzydła o cięciwie około 100mm (taka jest końcówka skrzydła w modelu) krytycznym zakresem prędkości jest 7 do 11,5m/s. W tym zakresie skrzydło (100mm cięciwy) zachowuje się nie przewidywalne. W zakręcie wewnętrzna połówka skrzydła ma mniejszą prędkość niż zewnętrzna i łatwo dochodzi do powstanie niekorzystnych zjawisk. Model wykazuje silną niestateczność poprzeczną. Powyżej i poniżej zakresu krytycznego lot przebiega normalnie. Pomysł Leona by zbudować ten model w mniejszej skali np. 1:8 znajduje uzasadnienie w teorii i już teraz czekam z niecierpliwością na realizację tego projektu. Zastanawiałem się równocześnie czy można zakres Re _kr przesunąć poza zakres prędkości w jakich lata model. Oczywiście zakres ten będzie różny dla różnych profili, ale dla cięciwy 100mm z zastosowaniem tradycyjnych, dodajmy sprawdzonych, profili nie uda się zbudować skrzydła modelu latającego stosunkowo powoli i stabilnie (Re w uproszczeniu zależy od prędkości i długości cięciwy). Jakiś czas temu czytałem o profilach KFm. Są to profile w których wykonane są „stopnie”. Poszperałem w internecie, jest sporo do poczytania i obejrzenia. Jednak biegunowych tych profili dla konkretnych wykonań nie znalazłem.

Po obejrzeniu materiałów przedstawiających różne eksperymenty postanowiłem zbudować model z takim profilem. Nikt co prawda nie eksperymentował z wąskimi skrzydłami czy końcówkami, ale modele po zmianie profilu z tradycyjnego na KFm z reguły latały spokojniej i z większą statecznością. Poza tym profile wyposażone w stopień pracują do bardzo dużych kątów natarcia przekraczających 45^o. Rekord należy tutaj do samolotu doświadczalnego Gruman X-29 – leciał na kącie natarcia wynoszącym 67^o! Podawane są i inne zalety tych profili takie jak mniejszy opór, większa tolerancja w doborze środka ciężkości czy duża odporność na podmuchy wiatru. Nie one jednak były ważna dla mnie w przypadku Me-163. Zdecydowałem się na jak najprostszą konstrukcję mającą na celu sprawdzenie słuszności idei zastosowania profilu KFm dla wąskich końcówek skrzydła.

Zdecydowałem się na KFm2 ze stopniem na górnej powierzchni profilu. Łatwy w wykonaniu i wygląda „normalniej” niż KFm1 ze stopniem na dolnej powierzchni. Wykonałem je z płyty EPP o grubości 6mm. Jako dźwigarów użyłem prętów szklano-epoksydowych (może poliestrowych). Do klejenia użyłem CA i Uchu Power (podobny do Uchu Porr ale dostępny w wielu sklepach). Kadłub wyciąłem i oszlifowałem z kawałka EPP jaki pozostał mi po skrzydłach od Koszałka. Ważniejsze detale widać na zdjęciach. Do napędu użyłem małego silnika C20 i tego samego śmigła co w przypadku pierwszego modelu – 4,75×4,75.

Idzie mi przecież o sprawdzenie zakresu małych i średnich prędkości więc moc rzędu 100W uznałem za wystarczającą. Konfiguracja napędu tak jak poprzednio, czyli pchający. Dla zabezpieczenia się przed zbyt tylnym wyważeniem i koniecznością użycia balastu przesunąłem skrzydła o 20mm do tyłu względem kadłuba. Zabieg jest praktycznie niewidoczny i sylwetka modelu nie uległa zepsuciu. Do zasilania użyłem akumulatora 3s1000mAh i 12A regulatora. Środek ciężkości ustawiłem (przesuwając wyposażenie przed jego zamontowaniem) tak jak dla zwykłego profilu. Model był w krótkim czasie gotowy i mogłem go oblatać.

Pogoda dobra, z wyraźnym ale niezbyt silnym wiatrem. Pierwszy start i …….. . To jest zupełnie inny model!!! Na załączonych filmach widać zasadniczą różnicę w zachowaniu modelu przy starcie i w locie. Wylatałem nowym modelem prawie 2 godzinki testując jego zachowania w różnych skrajnych stanach lotu. Model przeciąga bardzo łagodnie zarówno w locie prostym jak i w zakrętach. Zachowuje przy tym pełną sterowność, a samo przeciągnięcie występuje przy bardzo niskiej prędkości. Nie występują objawy niestateczności poprzecznej połączonej z gwałtowną spiralą charakterystyczną dla lotu w zakresie krytycznym Re. Mimo znacznie słabszego silnika model może lecieć dość szybko. Lecz wiotka konstrukcja skrzydła ulega odkształceniom i są problemy ze sterownością. Jest to jednak konstrukcja eksperymentalna przeznaczona głównie do sprawdzenia zachowania się skrzydła o małej cięciwie końcowej przy zastosowaniu profilu KFm.

Uzyskane efekty przeszły najśmielsze oczekiwania. Spodziewałem się co najwyżej zauważalnych efektów. Jednak profil ze stopniem model mający trudności z lataniem zmienił w poprawnie i przyjemnie latający. Mogę uznać, że eksperyment się udał i, że można zbudować dobrze latający model tej wielkości. Kolejnym krokiem było by zbudowanie modelu nieco większego, tutaj w pełni zgadzam się z Leonem. Myślę, że wykorzystanie profilu typu KFm jest uzasadnione i pozwoli na uzyskanie naprawdę dobrych właściwości lotnych. Zebrane doświadczenie i dostępne materiały (polecam poszukać hasła „kfm airfoil” na youtube) pozwalają mieć pewność osiągnięcia ponad przeciętnych właściwości modelu. Jest tylko kwestia wyboru, który z nich wybrać. KFm1 jest najbardziej nietypowy (eksperymentowanie kusi) a KFm4 ze stopniami na górze i na spodzie profilu wydaje się dobrym wyborem. A może trzeba zbudować dwa modele?

Oblot modelu.

Lot modelu wyposażonego w żyroskop.

Lot model z profilem KFm 2.

Pozdrawiam

Marek