АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНГИЯ КОРДОВОЙ МОДЕЛИ САМОЛЕТА

AUTOMATIC STOP OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CORD MODEL AIRPLANE

Verstunin Alexey Yurievich

Master of pulpit «Electromechanics Electrically and Electronic Apparatus, National Research University Moscow Power Engineering Institute»,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье описывается проектирование, изготовление и тест устройства автоматической остановки калильного микродвигателя внутреннего сгорания кордовой модели самолета, c центробежным рычажным клапаном.

ABSTRACT

The article describes the design, manufacture and test of the device of automatic stop of the Microdrive internal combustion cord model of the aircraft, of lever valve.

Ключевые слова: Автоматическое устройство остановки двигателя, кодовая модель самолета, рычажный клапан.

Keywords: The article describes the design, manufacture and test of the device of automatic stop of the Microdrive internal combustion cord model of the aircraft, of lever valve.

Введение

Кордовая модель  это сравнительно небольшая по размерам модель самолёта, оснащённая двигателем внутреннего сгорания (компрессионным, калильным) или электрическим двигателем (с питанием от аккумуляторной батареи), летающая по кругу на привязи из двух тросиков малого диаметра (тросики которые называют кордами, от английского cord — шнур, верёвка), присоединёнными к ручке управления со стороны спортсмена и к качалке управления, находящейся на авиамодели. Качалка связана механически с рулём высоты. Длина каждой из корд не должна превышать 21,5 метра, диаметр стального корда около 0,3 мм. С помощью такой тросовой системы управления пилот, делая движения ручкой управления, может заставить модель в процессе полёта выполнять различные эволюции в пределах полусферы над зёмлей, радиусом полусферы является длина корды [1].

Модель кордового самолета для воздушного боя развивает скорость порядка 170 км/ч, при массе около 0.5 кг [1]. В таком динамичном виде спорта нередко происходят отрывы моделей, что является крайне небезопасным случаем. Одним из важнейших вопросов в различных видах спорта, является вопрос безопасности. Согласно правилам CIAM (Comité International d'Aéromodelisme) для класса моделей воздушного боя F2D, каждая модель должна быть оборудована автоматом остановки, который автоматически остановит двигатель, если модель оторвется. Заинтересовавшись данным вопросом была поставлена задача в проектировании и реализации устройства автоматического отключения двигателя, при отрыве корд управления модели.

Описание системы

Для работы микродвигателя внутреннего сгорания, в частности калильного двигателя, требуется непрерывная подача топлива под давлением, большинство автоматов остановки двигателя направленны на прекращение подачи топлива в двигатель, что влечет за собой его остановку. Различают следующие автоматы остановки:

• Автоматы остановки двигателей работающие от натяжения корд управления, таким образом при отрыве модели, пропадает натяжение корд, срабатывает система отключения и двигатель прекращает работу;
• Электромагнитные клапана остановки двигателя, основным элементом прекращения подачи топлива является электромагнитный клапан, данная система работает в автоматическом и ручном режимах, т.е. пилот может самостоятельно заглушит двигатель по своему усмотрению;
• Пружинно-центробежные автоматы остановки двигателя;

В данной статье будет рассматриваться магнитно-цетробежный автомат остановки двигателя, который устанавливается на модель самолета и подключается к системе питания двигателя, на рисунке 1 показано взведенное положение магнито-центробежного автомата остановки.

Рисунок 1. Взведенное положение магнито-центробежного автомата остановки

Где 1- корпус 2-взводная пружина; 3-тяга крепления; 4,5- магниты NdFeB; 6-трубка подачи топлива; 7-рычажный клапан, с осью вращения “О”; 8- груз;

При полете кордовой модели по окружности, на тело самолета действует Fц (центробежные)  и Fцс (цетростремительные) силы, так же на автомат остановки будут действовать эти силы, при отрыве модели движение по окружности прекращается, и Fц=0, и Fцс=0 рисунок 2, следовательно за счет наличия NdFeB магнитов, которые расположенные в конструкции автомата остановки ( магниты расположены для взаимного притяжения), рычажный клапан будет поворачиваться относительно оси вращения «О», тем самым прекращая подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Рисунок 2. Вектора Fц (центробежные) и Fцс (цетростремительные) силы, v- вектор скорости

Дальнейшим этапом работы было проектирование автомата остановки в CAD системе SolidWorks, на рисунке 3 показана 3d модель сборки всех узлов корпуса устройства. Следующим этапом работы было подготовка и печать деталей устройства на 3d принтере (с технологией печати FDM) из ABS пластика.

Рисунок 3. 3d модель выполненная в SolidWorks

Заключительной стадией работы был монтаж, пайка, сборка корпуса и тестирование. На рисунке 4 показаны фото готового автомата остановки на кордовой модели самолета.

а)                                                    б)

Рисунок 4. Автомат остановки установленный на кордовую модель самолета, а- взведенное положение, б-положение отключение двигателя

Заключение

В статье описывалось проектирование, изготовление и тест устройства автоматической остановки калильного  микродвигателя  внутреннего сгорания кордовой модели самолета, c магнито-центробежным рычажным клапаном. Все поставленные задачи были выполнены. Основное преимущество данной системы - это возможность принудительной остановки микродвигателя, благодаря использованию магнитов NdFeB, простота изготовления, дешевизна.

Список литературы:

1. Кордовая пилотажная модель [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кордовая_пилотажная_модель (дата обращения 29.12.18 г.)
2. Трофимова Т. И. Курс физики.- 11-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2006.- 560с.