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MODELAGEM
Uma queda no cordódromo. Dicas para o modelador
Diretório / Equipamento de controle de rádio Muitas coisas estavam no “destino” de um carro de corrida! Ainda hoje, quando todos são construídos quase segundo o mesmo esquema, nas conversas dos atletas pode-se ouvir os termos “barco”, “gota”, “seta”, significando certas direções do traçado. Vamos lembrar o que era uma "queda". O próprio nome fala do formato do casco. A aerodinâmica sempre argumentou que os corpos em forma de gota têm o menor arrasto, para superá-lo é gasta uma parte considerável da potência do motor. A vantagem da “queda” é que nela o centro de gravidade do carro fica bem localizado: fica muito próximo das rodas motrizes. E isso significa que um modelo desse tipo reagirá muito menos às irregularidades do cordódromo. Mas este esquema não resistiu ao teste do tempo e da prática. O fato é que a seção central de tal modelo acabou sendo proibitivamente grande devido à falta de motores especiais e, portanto, as vantagens de uma melhor racionalização simplesmente não podiam se manifestar. E o “recheio” era muito inconveniente de instalar: sobrava muito espaço livre, o que não deveria estar em um modelo moderno. Agora, quando muitos atletas aprenderam a fabricar motores que não são inferiores aos melhores modelos de produção, a “queda” voltou a chamar a atenção. O fato é que você não pode fazer um motor maior que a largura de um motor convencional com abas de montagem. Portanto, não é difícil posicioná-lo de forma que o eixo do eixo fique perpendicular ao eixo longitudinal do modelo. Como resultado, novamente uma “queda”, mas com propriedades completamente novas. Comparando cuidadosamente os modelos das escolas modernas e a opção proposta, não se pode deixar de prestar atenção ao seguinte. O motor quase pode ser “colocado”, então a área da seção intermediária é reduzida cerca de metade. Cálculos aerodinâmicos mostram (levando em consideração a mudança na proporção do casco, nariz e superfície total molhada) que isso reduz o arrasto por um fator de 1,89. Isso é demais? Sim, se levarmos em conta que, segundo dados experimentais, em um modelo com motor de combustão interna com volume de trabalho de 10,0 cm3, movendo-se a uma velocidade de 300 km/h, o arrasto aerodinâmico da carroceria é de aproximadamente 0,5 kg . São necessários 0,55 litros para superá-lo. Com. motor! Você não precisa dos 0,26 litros "extras"? Com.! Com o novo layout, as engrenagens cilíndricas “imploram” pelo modelo. De acordo com livros de referência de engenharia mecânica, a eficiência dessa engrenagem é 2,5% maior que a de uma engrenagem cônica (com a mesma qualidade de acabamento). Você pode instalar uma caixa de engrenagens helicoidal de dois estágios, que é mais conveniente com o novo design, sem perda de potência. A vantagem do esquema de “queda” é mantida - uma pequena distância entre o centro de gravidade do modelo e eixo motriz... E esta é uma condição para a passagem estável da pista.
O ângulo entre o eixo do cilindro e o tubo de escape é ideal. Estudos de grandes motores de combustão interna mostraram que quando as portas de escape são abertas pela borda do pistão em movimento descendente, os gases de escape fluem para fora num ângulo médio de 30° em relação ao eixo do cilindro. Nos motores modelo, as condições de escapamento são as mesmas, portanto a nova posição do tubo elimina o peculiar estrangulamento do escapamento causado por uma curva brusca do fluxo de gases de escapamento na versão usual. Ao mesmo tempo, as condições operacionais do tubo ressonante em combinação com o motor são melhoradas. A onda de pressão refletida no cone de retorno do silenciador direciona o fluxo de gás não para o canal de reforço, mas quase ao longo da parede da camisa. São criadas condições ideais para resfriar o motor. A cabeça é resfriada de forma eficiente e, o mais importante, de maneira uniforme, o que não acontece com o sopro tradicional. O que não foi feito antes, tentando evitar o empenamento do motor causado pelo resfriamento irregular do motor com escapamento traseiro! Tentaram usar tanto as costelas esticadas para trás quanto as aletas poderosas em bicos especiais nos escapamentos, perfuraram os cárteres de maneira especial, tentaram fechar a frente da camisa do cilindro, soprando apenas a parte traseira. Mas... o aquecimento desigual ainda levou a diferentes expansões térmicas das seções do cárter e causou uma mudança na geometria da luva e do pistão, distorção do paralelismo dos eixos do eixo e do pino do pistão. Por causa disso, as perdas mecânicas aumentaram e a biela começou a “deslizar” para fora da manivela. O novo esquema prevê, além do resfriamento uniforme do cabeçote, também o fato de a seção do cárter próxima às janelas de exaustão não ficar na “sombra” da camisa, mas em um fluxo de ar limpo. Tudo isso reduz o empenamento. Qualquer modelador experiente confirmará o valor desta opção de fluxo de ar. É especialmente importante que, como resultado do empenamento, apenas uma deaxia extremamente pequena (deslocamento do eixo do cilindro em relação ao eixo do virabrequim) possa aparecer, o que não afetará o funcionamento do motor. Vamos mais longe em nosso raciocínio. Se for decidido fazer o eixo motriz saltar, então ... ao longo do caminho, torna-se possível aproveitar a energia que antes era extinta em molas ou buchas de borracha da suspensão. E aqui estão as vantagens de uma caixa de engrenagens cilíndrica. Não há necessidade de instalação de cardan, que era elemento obrigatório da transmissão. Agora ele não vai mais “comer” sua porcentagem da potência do motor. A influência do momento giroscópico do volante giratório na distribuição de carga entre os eixos traseiro e dianteiro das rodas do modelo desaparece. Restam apenas os momentos de salto, que são fáceis de resolver selecionando o ponto de fixação da tira do cordão. Não há conexões entre os eixos e o corpo. Como a moto-instalação junto com o eixo motor é montada separadamente, a influência das deformações da carroceria durante a corrida é eliminada.
O cárter é feito de aço 30KhGSA tratado termicamente. Tem um formato bastante simples, mas a pequena espessura das paredes altera um pouco a tecnologia do seu processamento. Os canais de desvio são fresados na peça de trabalho desbaste e o formato externo é acabado na mesma máquina. Isto é seguido por um processo de normalização térmica e somente depois disso - perfuração das superfícies internas cilíndricas e extremidades de assentamento. Parede de suporte do mesmo aço. Possui soquetes para rolamentos nº 1000900 (10x22) do virabrequim. As abas de fixação são processadas em uma fresadora. A parede é fixada ao cárter com parafusos M4. A parede de distribuição também é feita de aço 30KhGSA. O canal de entrada é perfurado e dado o formato desejado por meio de fresas. A peça é fixada da mesma forma que a peça do rolamento: com quatro parafusos M4. Você pode abaixar a extremidade interna da parede em 0,5 mm, deixando intacta apenas uma faixa de dois milímetros de largura ao redor da entrada e ao longo da borda desta extremidade. O virabrequim é feito de aço 38ХМУА, nitretado, tratado termicamente e retificado em mandril. Suas características são uma correia dentada, soquetes roscados no eixo e no pino da manivela, e uma entrada cônica para o soquete no pino é pré-recartilhada. A preparação do virabrequim termina pressionando a cinta de vedação, que ao mesmo tempo desempenha o papel de volante adicional. Engrenagem: Z = 30, módulo - 1.0. A biela em ambas as cabeças possui buchas de bronze prensadas, feitas de um lado (externo quando o modelo se move ao longo do anel do cordódromo) com ressalto. O carretel é uma placa polida figurada feita de liga de aço com espessura de 0,4-0,5 mm. Um flange é soldado a ele, cujo cone é pressionado com um parafuso M3,5 na superfície serrilhada do soquete no pino da manivela. Ao montar o motor, certifique-se de que haja uma folga de 0,08-0,1 mm entre o carretel e a extremidade da parede de distribuição. Pino do pistão iluminado por perfuração, tratado termicamente e retificado. Material - ShX15. O pistão é extremamente leve. Grandes reentrâncias na saia são projetadas não apenas para reduzir o peso, mas também para resfriar efetivamente o fluxo de mistura fresca que entra no cárter. O anel roscado que fixa o inserto ao pino e à biela protege simultaneamente o pino do movimento axial. O alívio máximo do grupo de pistão permite reduzir as cargas centrífugas longitudinalmente, aumentar a velocidade de operação do motor e limitar as vibrações. O balanceamento é realizado pressionando plugues de liga do tipo VNM na bochecha da manivela. Material do pistão - Al-26. Manga em latão LS-62. A superfície de trabalho (espelho) é cromada e lapidada. Ele é inserido livremente na camisa de aço. Para reduzir o estresse na manga, a cabeça é aparafusada na jaqueta. Ele difere dos projetos convencionais por aletas de resfriamento radiais relativamente poderosas e ranhuras formadoras de vórtices na superfície interna. Feito no material AK4-1T.
O eixo motriz não é diferente dos convencionais. O garfo (30ХГСА) é o mais leve possível e possui buchas de bronze. Rolamentos do eixo motriz - Nº 1000098 (8x19). O mesmo vale para a marcha intermediária. Seu eixo, que serve simultaneamente como pino da dobradiça do garfo, é feito de aço e pressionado no olhal do cárter durante a montagem. Possui soquetes para fixação de parafusos em ambos os lados. As engrenagens são feitas de aço 40X. A dureza após a cementação e calcinação é de 45HRC. O Z intermediário = 40 e o Z acionado = 45. A largura da coroa em todos os casos é de 4,3 mm. Rodas motrizes de design leve, duralumínio, com borracha vulcanizada. Fixado aos cubos com parafusos. As janelas de iluminação são serradas e, após o balanceamento das rodas, são vedadas com tampões de balsa, o que reduz significativamente as perturbações introduzidas no fluxo ao redor. Descrição do modelo A moldura (palete) é fresada a partir de um bloco de duralumínio (D16T). Difere relativamente grande em comparação com as dimensões de toda a altura do corpo. Isso permite torná-lo mais rígido e projetar melhor o suporte do motor. Ao processar a moldura, preste atenção especial às sedes da usina: um recesso para a parede de suporte e um orifício para o pino da parede de distribuição. A entrada de ar do carburador também é usinada no material da panela. É uma boa ideia selar a lacuna entre eles. Isso garantirá o uso total da energia do fluxo que se aproxima para impulsionar o motor. não é tão pequeno - a queda de velocidade quando o modelo atinge 300 km/h é de 0,04 atm. Você quer imaginar que tipo de pressão é essa? Em seguida, tente prender a saída do aspirador doméstico com a mão - a pressão ali é a mesma. A carenagem superior (corpo) é escavada em tília e colada em todas as faces com tecido de fibra de vidro de 0,2 mm de espessura sobre resina epóxi. O canal de fornecimento de ar de resfriamento ao cabeçote do motor é feito de três camadas da mesma fibra de vidro sobre um mandril de espuma e colado no corpo. As rodas dianteiras em forma de faca são feitas com tecnologia convencional. Sua característica distintiva é o pequeno diâmetro e a grande distância entre eles. O primeiro permite resolver aerodinamicamente corretamente o nariz do modelo (o mais importante em termos de fluxo) e reduzir o peso das peças não suspensas, embora imponha maiores exigências à borracha. A segunda permite, curiosamente, eliminar o excesso de resistência do ar. O fato é que rodas espaçadas giram toda a camada anular do fluxo localizada entre os discos. O resultado é o mesmo que colocarmos uma roda de nariz, mas com largura de esteira igual à distância entre os discos. O eixo dianteiro é um garfo tipo pêndulo convencional com soquetes furados para rolamentos nº 1000095 (5X13). Considere cuidadosamente a seleção do material do amortecedor. O desempenho de toda a ponte em superfícies de cordódromo de qualidade variável depende da seção transversal e da elasticidade da borracha da qual é feita. Um tanque com volume de 80 cm3 é soldado em chapa de metal com espessura de 0,4 mm. É instalado em juntas de borracha que reduzem drasticamente a formação de espuma no combustível. O dispositivo de parada funciona segundo o princípio da trava, comprimindo o tubo de alimentação de borracha. O amortecedor do eixo motor é do tipo mola convencional. É necessário prever a possibilidade de ajustar a tensão da própria mola - isso será útil para você ao depurar o “projétil”. Preste atenção a mais dois detalhes característicos. A primeira - a entrada de ar está localizada na parte interna do modelo e o canal de exaustão do tubo ressonante é dobrado para fora. Isso é feito para tentar evitar ultrapassar a distância no fluxo de exaustão. Afinal, nossa “concha” fica no mesmo lugar em questão de frações de segundo! E a entrada de gases de escape na entrada de ar não pode ser considerada benéfica. Em segundo lugar, o modelo não possui volante. Os cálculos mostraram que as peças rotativas existentes são suficientes para a operação normal. Então, se você está preocupado com a leveza desse microcarro, utilize uma carga extra para aumentar a tração das rodas na pista. Para concluir, gostaria de me dirigir àqueles que não têm medo de experimentar. Queremos propor um esquema com rodas motrizes dianteiras. Usar um motor localizado horizontalmente com um tubo de escape ressonante bifurcado na área dessas rodas (ou envolvendo-as suavemente) pode melhorar drasticamente a aerodinâmica do modelo. As rodas motrizes dianteiras comprimidas são fechadas na frente por baixo com um divisor de ar em forma de cunha, a maioria delas dentro da carroceria, e a parte superior saliente é coberta por uma "lanterna" tipo aeronave bem aerodinâmica. Isso permite que você torne a área intermediária ainda menor com uma forma de seção transversal elíptica bem-sucedida. As rodas totalmente fechadas não misturam o ar que entra nem mesmo com as laterais e criam uma esteira de vórtice na qual toda a cauda do modelo fica escondida, anulando a influência de seu formato no valor do arrasto aerodinâmico total. Mas criar tal “cauda” de vórtice requer uma energia considerável! Se as rodas estiverem fechadas e apenas uma pequena parte delas encontrar o fluxo que se aproxima com suas "testas" retangulares, faz sentido tornar a parte traseira da carroceria lisa também. Aliás, esse esquema do modelo tem outra vantagem: ele não tem tendência a levantar o nariz, arrancando as rodas da pista do cordódromo. Um suporte de motor incomum usando o design de virabrequim mais promissor, de dois rolamentos, também será de algum interesse. A vantagem de tal motor é que o volume do cárter pode ser reduzido ao mínimo, o que proporcionará o formato mais racional dos canais de derivação. Se você acha que isso não é necessário, alongue a biela: assim, as cargas laterais no pistão diminuirão em comparação aos motores convencionais. A sucção passará pela válvula reed terminando na cavidade do canal de reforço. Além disso, com um ligeiro aumento na pista, você pode mudar para uma caixa de câmbio de dentes retos de estágio único, aproveitando ao máximo essas marchas. Ganhe com uma potência de motor de 3 litros. Com. em comparação com as caixas de engrenagens cônicas será de quase 0,1 litros. Com.! É verdade que não se pode prescindir do volante, pois a massa e o número de elementos rotativos são pequenos. Porém, sua execução é simples - é necessário pressionar um anel usinado em uma liga do tipo VNM, de grande gravidade específica, na bochecha da manivela. Autor: V.Tikhomirov
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