Як зробити модель автомобіля своїми руками. Коли серед школярів, що освоїли лише початкові ази автомоделізму, заходить розмова про клас найпростіших моделей автомобілів з гумомотор, про нього відразу ж виноситься однозначна думка - «дитячий лепет». Мовляв, в століття радіоуправління, надпотужних електричних двигунів і моторів внутрішнього згоряння вельми популярний і поширений в свій час клас - тепер анахронізм і годиться хіба що для знайомства зі світом моделей автомобілів.
А за такі проміжки часу змінюються не тільки уявлення про техніку, а й спектр застосовуваних матеріалів, технології і взагалі конструкторські підходи і прийоми. Спробу вдихнути нове життя в «вимерлий» підклас зробили хлопці в нашому гуртку. Практично перші ж їх спроби зробити своїми руками щось своє, оригінальне в абсолютно «дитячих» моделей автомобілів з гумомотор, які працюють на розтягнення, викликали непідробний інтерес однолітків.
Сподіваємося, що він передасться і вам, коли ви познайомитеся з пропонованої розробкою. Тим більше що хлопцям, як видається нам, вдалося не тільки вийти на нові дизайнерсько-конструкторські прийоми, а й надати найпростішої техніці дивовижні ходові якості (які можуть збентежити навіть укладачів «Правил з автомодельного спорту»!).
До питання про дизайн моделей автомобілів класу РМ-1 (відповідно до правил це - контурні моделі автомобілів з гумовим двигуном, що працює на розтяг) ми повернемося трохи пізніше. А спочатку про головне - про ходової частини. По суті, вона як основна частина будь-якої спортивної моделі не зазнала революційних змін.
Ті ж ролики, через які проводиться подовжений гумовий джгут, та ж система приводу осі ведучих коліс за допомогою намотуваним на неї під час запуску і з'єднаної з джгутом нитки. Тут до ефективності і лаконічності давно знайдених рішень нам додати нічого, крім хіба що використання сучасних енергоємних сортів гуми і вставок з бронзокерамікі або фторопласта в підшипникові вузли.
Корінних поліпшень як швидкісних, так і дистанційних показників ходу вдалося домогтися за рахунок одного лише зміни - заміни «стандартної» капронової нитки кевларовой. Зараз цей матеріал, іменований іноді ще СВМ, став набагато більш доступний, ніж два роки тому, і його використання можна рекомендувати навіть для шкільних моделей. Так ось, саме кевларовая нитка дозволила стати енергетиці мікромашини просто невпізнанною.
Справа в тому, що при відносно невеликій товщині (використовувана нами плетені нитка з СВМ має діаметр близько 0,1 мм - точніше заміряти цей розмір не вдалося через сплющивания матеріалу вимірювальним інструментом) вона має фантастичний межа міцності на розрив - приблизно 70 кг! Що це дає? Судіть самі.
Як приклад розглянемо конкретну конструкцію, представлену на кресленнях. При двох обвідних роликах загальна довжина траси двигуна становить близько 600 мм. При коефіцієнті розтягування матеріалу «мотора», який для кращих сортів гуми досягає 900 відсотків, можна з невеликим запасом на міцність прийняти довжину джгута, рівну 100 мм (в нашому випадку коефіцієнт розтягування складе 600 відсотків).
А це означає, що на провідну вісь може бути намотано 500 мм довжини проміжної нитки. Або, перейшовши до більш цікавлять нас критеріям, при діаметрі осі 2 мм на неї може бути намотано до 80 витків тієї ж нитки (корисно помітити, що при розташуванні витків один до одного загальна ширина намотування складе всього лише 8 мм!). Тепер нескладно підрахувати і прохідний моделлю шлях при одному повному заводі двигуна. Він виявляється рівним 12,5 м.
Таким чином, по дистанції, яку проходить моделлю, ми, правда, майже без запасу, задовольняємо вимоги правил змагань в класі РМ-1. Ну і що, здавалося б? Типова конструкція, типові результати. Але згадайте, яку міцність має кевларовая нитку. Виходячи з цієї величини, обгрунтовано припустимо, що допустимий переріз нерастянутого гумомотор може скласти 70 мм2. При цьому зусилля розтягнутого гумового джгута як раз і дорівнюватиме 70 кг (точніше, трохи менше, із забезпеченням необхідного запасу міцності).
І тепер уявіть, що станеться з двохміліметрової віссю, якщо до неї додати поперечне навантаження зазначеної величини. Звичайно ж, вона просто прогнеться. Вихід в введенні в ходову схему підвищуючого редуктора з передавальним відношенням i = 0,5. Неважко перерахувати нові характеристики приводу. Умовно зберігши тим самим діаметр «барабана», на який намотується нитка, отримаємо нову величину дистанції ходу - 25 м.
Таким чином, перекриваються навіть вимоги, що пред'являються в класі РМ-2 (об'ємна модель автомобіля з гумовим двигуном, що працює на скручування). А що з швидкохідністю моделі? Давайте підрахуємо спочатку здається безглуздою для «дитячих» микромашин величину - потенційне прискорення на старті.
Воно залежить від співвідношення діаметрів «барабана» і ведучих коліс, від передавального відношення редуктора, максимального натягу гумового джгута і загальної маси самої моделі. В результаті нескладних математичних операцій при масі моделі близько 700 г отримуємо. 10 g! Такий енергетикою не володіє ні одна з відомих машин, будь то справжній автомобіль або будь-яка автомодель.
Щоб уявити собі цю величину, достатньо зауважити, що сучасні реактивні винищувачі під час виконання самих «крутих» маневрів відчувають перевантаження 8 g - при перевищенні її льотчик тимчасово втрачає свідомість. Наслідком наведених розрахунків є питання: як при розгінний зусиллі в 7 кг не допустити прослизання провідних коліс моделі? Відповідь проста: ніяк. Необхідно або завантажувати модель автомобіля мало не до 7 кг за масою, або відповідно зменшувати перетин гумомотор. Звичайно, можна піти і трохи іншим шляхом.
Досить підняти коефіцієнт передачі редуктора хоча б до трьох, щоб коефіцієнт розтягування гуми при всіх інших незмінних параметрах зменшився до 400 відсотків. Тоді і гумомотор буде менше зношуватися, і максимальне зусилля на ньому знизиться до 2,5-3,5 кг (залежність зусилля від коефіцієнта розтягування модельних сортів гуми явно нелінійна, особливо в області максимально допустимих подовжень). Отже, що ж ми отримали?
З області древніх моделей автомобілів ми перебралися, образно кажучи, мало не в завтрашній день. Схоже, не було ще ситуацій, коли потенційні можливості машин доводилося б штучно занижувати навіть через зчеплення коліс з дорогою. При цьому можна помітити, що є й інший шлях реалізації сверхенергетікі запропонованої машини.
Це перехід відразу на великі величини передавального відношення редуктора з відповідним зростанням довжини прохідною моделлю дистанції до 100 м і більше. Що стосується конструктивних особливостей, то їх, в общем-то, і немає, все вузли досить традиційні і автомоделістів знайомі. Тому звертаємо вашу увагу лише на те, що діаметр «барабана» ми все ж залишили в межах 2 мм.
Справа в тому, що при гігантських зусиль, що розвиваються гумомотор зазначеного або навіть в два рази зменшеного перетину, традиційні підшипники вала зношуються дуже швидко, та й втрати на тертя в них занадто великі. Тому ми перейшли на використання шарикопідшипників. А з урахуванням ширини навивки нитки уздовж осі «барабана», що дорівнює при двошарової укладанні приблизно 3 мм, прогином цього валу можна знехтувати.
Проміжні ж ролики розташовуються на жорстких осях в бронзокераміческіх підшипникових вкладишах - тут число обертів деталей набагато менше, та й втрати на тертя не такі значущі. На закінчення кілька слів про дизайн моделі. Вважаючи, що нам в гуртку вдалося створити перспективну ходову частину з унікальними ходовими якостями, як-то незручно було встановлювати на неї спрощений плоский «доважок».
Тому ми пішли шляхом імітації сучасного гоночного «боліда» однією з найбільш популярних «формул». І, розробивши нескладний імітаційний кузов, виклеюють його з найбільш доступних і простих в роботі матеріалів - картону і щільного ватману. При цьому на склейку одного кузова йде всього лише два вечори, хоча зовнішня доведення і забарвлення займають набагато більше часу.
Змагання зі схожими мікромашин класу РМ-1 ми проводимо нарівні і одночасно з РМ-2 за правилами останніх (природно, з виміром максимальної швидкості на базі 20 м). А ось колишні конструкції класу РМ-1 стали для нас дійсно «живою історією» і тепер лише припадають пилом на полицях гуртка. Можливо, коли-небудь ми дочекаємося, що подібні підкласи автомоделей вийдуть з рамок «найпростіших» і займуть більш належне їм місце в переліку класів.
Резіномоторная модель автомобіля перехідного підкласу з імітаційним кузовом в формі сучасного гоночного автомобіля: 1 - імітатор носового повітрозабірника; 2 - антикрило переднє; 3 - колесо переднє; 4 - кузов; 5 - козирок прозорий; 6 - імітатори бічних радіаторів; 7 - заголовника; 8 - імітатор вихідного каналу охолоджуючого повітря (виконувати за бажанням); 9 - «шайба» антикрила; 10 - стійка антикрила; 11 - колесо провідне; 12 - антикрило.
Конструкція ходової частини моделі автомобіля (попередній варіант): 1 - підстава шасі (заготовку клеїти з чотирьох шарів фанери s1); 2 - ролик обвідний; 3 - місце проведення джгута гумомотор і проміжної нитки; 4 - плата притискна (латунь, лист s1); 5 - гвинт М2,5; 6 - вісь передня (сталь «Серебрянка», дріт діаметром 2); 7 - шайба (латунь, паяти на осі); 8 - підшипник передньої осі (бронзова трубка діаметром 3); 9,10,11,16 - перебирання корпуса (фанера s2); 12 - кронштейн задньої осі (дюралюмінієвий профіль); 13 - підшипник задньої осі (бронза або бронзокераміка); 14 - вісь задня ( «Серебрянка», дріт діаметром 2); 15 - спецшайба для кріплення кінця нитки гумомотор; 17 - шайба дистанційна (латунь); 18 - маточина заднього колеса (дюралюміній, на вісь ставити на різьбі з проклеюванням з'єднання епоксидною смолою); 19 - шина заднього колеса (микропористая гума); 20 - контргайка страхувальна; 21 - стійка навішування переднього кінця гумомотор; 22 - маточина переднього колеса (дюралюміній, на осі кріпити епоксидною смолою); 23 - шина переднього колеса (микропористая гума); 24 - вісь обвідного ролика (сталевий спецвінт МОЗ); 25 - корпус (виклейкі з ватману і тонкого картону).
Шаблони перегородок корпусу (номера деталей відповідають позиціям рисунка 2).
Привід провідної осі (модернізований остаточний варіант): 1 - кронштейн правий (сталевий профіль); 2 - шестерня ведуча; 3 - ось- «барабан» ( «Серебрянка», дріт діаметром 2); 4 - шестерня ведена; 5 - корпус; 6 - вісь задня ( «Серебрянка», дріт діаметром 2); 7 - корпус шарикопідшипника (латунь; паяти на деталі 1); 8 - корпус правого шарикопідшипника (паяти на деталі 9); 9 - кронштейн лівий (сталь, швелер); 10 - ролик обвідний; 11 - шайба дистанційна.
Обвідний ролик: 1 - ролик (дюралюміній); 2 - втулка-підшипник (бронзокераміка, пресувати в деталь 1). Незазначені розміри вибираються довільно.
Дистанційна шайба (латунь).