В настоящем приложении дается описание несколько усложненной конструкции контурной модели, построенной учеником VIII А класса 495-й средней школы Пролетарского района г. Москвы Николаем Спиренковым. Если обыкновенная контурная автомодель с одним направляющим роликом проходит расстояние до 10 м, то модель, изготовленная Николаем Спиренковым, прошла 25 м.
Контурной автомоделью называется такая модель, у которой двигателем является резиновая лента, работающая на растяжение, и вместо кузова силуэт, вырезанный из фанеры или картона. Контурная автомодель по своей конструкции должна быть наиболее простой, чтобы ее могли легко и быстро изготовить школьники VI ri VII классов из подручных материалов и несложным инструментом.
На рисунке 1 показана схема силовой передачи наиболее простой контурной автомодели. На этой же схеме показаны все основные детали модели, которыми являются: рама модели, опорные планки осей, передняя и задняя оси, резинодвигатель, направляющий ролик, колеса.
Ограничившись приведенной схемой, дадим описание и технологию изготовления деталей несколько более усложненной контурной модели конструкции Николая Спиренкова.
На рисунке 2 дан общий вид контурной модели Николая Спиренкова. Нетрудно убедиться, что она копирует широко распространенный отечественный легоквой автомобиль ЗИМ. Если смотреть сбоку на такую модель, то виден силуэт модели и ее колеса.
На рисунках 3, 4 и 5 дано шасси автомодели (шасси модели — это рама модели со всеми смонтированными на ней деталями, но без силуэта) во всех трех проекциях. Как видно на рисунке 3, в данной модели дополнительно к одному направляющему ролику, размещенному у элементарной контурной модели в передней части рамы, непосредственно на раме модели расположены еще три направляющих ролика. г'акая конструкция позволяет удлинить резиновую ленту резинодвигателя примерно в два с половиной раза и в результате увеличить путь, проходимый моделью, тоже в два с половиной раза.
Перейдем к описанию отдельных деталей модели и технологии их изготовления.
Рама модели
Рама модели служит основанием для монтажа на ней всех деталей модели. Она изготавливается из фанеры или доски толщиной 6—10 мм. Если нет фанеры необходимой толщины, то ее можно получить, склеив или даже сбив гвоздями из более тонкой. Форма рамы и ее размеры показаны на рисунке 3.
Силуэт модели
Силуэт модели виден на рисунках 2 и 4. Он вырезается из фанеры или картона толщиной 1,5—2,5 мм и раскрашивается так, чтобы напоминал по внешнему виду копируемый автомобиль. Силуэт модели крепится к левому по ходу торцу рамы модели тремя гвоздями или шурупами. Для одной модели можно сделать два силуэта или более и по желанию менять их.
Опорная планка
Опорная планка оси изготавливается из полоски алюминия или жести толщиной 1—1,5 мм. На рисунке 6 приведен чертеж опорной планки оси в готовом виде. В планке сверлят четыре отверстия: два диаметром 2—2,5 мм для крепления планки к раме модели и два для оси. Для этой цели в опорной планке передней оси сверлят отверстие диаметром 8 мм и в задней диаметром 4 мм, что соответствует диаметрам осей. На рисунке 7 показана рама модели в перевернутом виде с прикрепленными к ней опорными планками осей.
Передняя и задняя оси
Передняя ось модели (рис. 8) может быть изготовлена из деревянной части обыкновенной школьной ручки. Для задней оси (рис. 9) можно использовать отрезок велосипедной или мотоциклетной спицы.
Следует отметить, что выбор диаметра задней оси имеет большое влияние на длину пути, проходимого моделью. Чем меньше диаметр задней оси, тем больше витков нитки намотается и тем большее число раз провернется ось, когда мы отпустим модель, следовательно, тем длиннее путь она пройдет. Однако уменьшать диаметр оси беспредельно нельзя, так как она будет изгибаться. Диаметр оси обычно берут в пределах 3—4 мм.
Колеса модели
Колеса модели изготовлены из фанеры. Размеры колес показаны на рисунке 10. Можно уменьшить толщину колес до 5— 6 мм. Колеса вырезают из фанеры толщиной 1—1,5 мм при помощи приспособления, показанного на рисунке 11. Приспособление состоит из планки с вырезами, центральной оси или гвоздя, а также острого ножа или скальпеля. Фанеру, из которой вырезают кружок, прикрепляют двумя шурупами или гвоздями к деревянной доске. В ее центральную часть вбивают гвоздь, который является осью для вращения планки с вырезами. Вставив в вырез планки нож или скальпель на расстоянии от центра, равном радиусу колеса, вращают планку вокруг оси, постепенно усиливая нажим на нож до тех пор, пока не будет вырезан кружок.
Вырезанные кружки склеивают столярным клеем до необходимой толщины. Для придания колесу требуемой формы можно на наружной поверхности колес приклеить кольца из фанеры или картона. Окончательная обработка наружной поверхности колеса показана на рисунке 12. К торцу толстой доски прибивают колесо одним гвоздем в центре так, чтобы расстояние от кромки доски до центра колеса было равно радиусу колеса. Работая напильником и одновременно проворачивая колесо вокруг своей оси (гвоздя), можно придать ему хорошую гладкую поверхность, сохранив его форму.
В передних колесах в центре сверлят отверстие диаметром 8 мм, а в задних — диаметром 4 мм. Передние колеса насаживают на ось на столярном клее. Для предотвращения продольного перемещения оси с колесами и уменьшения потерь на трение в ось после установки ее в опорной планке забивают два гвоздя (рис. 5). Задние колеса насаживают на ось на клею БФ-2, который хорошо склеивает дерево с металлом. Чтобы задняя ось с колесами не имела продольного перемещения, между колесами и отогнутыми концами опорной планки вставляют распорные втулки (рис. 13), вырезанные из катушки при изготовлении направляющих роликов.
Направляющие ролики
Направляющих роликов в описываемой модели четыре. Их изготавливают из обыкновенной катушки из-под ниток. Катушку разрезают острым ножом или лобзиком (рис. 14). Из внутренней части катушки вырезают две распорные втулки (рис. 13). Ролик склеивают столярным клеем (рис. 15); образующуюся щель обматывают ниткой и покрывают клеем. Когда клей просохнет, поверхность обрабатывают мелкой шкуркой и красят.
Один направляющий ролик устанавливают в передней части рамы при помощи деревянной оси (рис. 16) на гвоздях. Три других устанавливают на раме тоже при помощи деревянных осей (рис. 17), которые утолщенной частью сажают на клее в углубления в раме модели. Для того чтобы ролики не снимались с с осей, на выступающей торцовой части осей прибивают небольшими гвоздями круглые деревянные шайбочки (рис. 18), вырезанные из фанеры.
Резинодвигатель
Резинодвигатель модели состоит из резиновой ленты и нитки. Длина нитки и резиновой части двигателя относятся, как 4:1. При общей длине резинодвигателя, равной 1630 мм, длина резиновой части составляет 326 мм, а нитки 1304 мм. Резиновая лента берется сечением 12 мм2 (три ленты сечением 4 мм2). В качестве нитки лучше всего использовать рыболовецкую капроновую леску диаметром 0,3 мм. Укладка резинодвигателя видна на рисунке 19. На одном конце резинового пучка делают ушко, которым резинодвигатель надевают на гвоздь, забитый в передней части рамы. Другой конец резинового пучка связывают с ниткой. При связывании нитки и резинового пучка последний следует обмотать тонким кусочком шелка, чтобы нитка не перерезала резину. Чем меньше будет узел, тем лучше будет работать резинодвигатель. Другой конец нитки завязывают вокруг задней ведущей оси модели в ее середине. Для того чтобы при заводке резинодвигателя можно было начать наматывание нитки вокруг оси, на ней напильником выпиливают небольшую ровную фаску.
Запуск модели
Как уже было сказано выше, в контурных автомоделях энергия растянутой резиновой ленты используется для вращения ведущих колес модели. Если, держа модель в руках с ведущими колесами на весу, поворачивать ведущие колеса в сторону, обратную той, в какую они вращаются при движении модели, то нитка резинодвигателя, наматываясь на ведущую ось, будет растягивать резиновую ленту резинодвигателя.
Вращать колеса необходимо до тех пор, пока узел нитки и резиновой ленты не подойдет вплотную к ведущей оси. После этого, придерживая колесо, чтобы оно не вращалось, ставят модель на беговую дорожку и отпускают ее. Растянутая резина, стремясь вернуться в первоначальное положение, будет тянуть нитку, и последняя, разматываясь, будет вращать ведущую ось. Колеса будут приводить в движение модель.
Ведущая ось провернется в обратную сторону (против часовой стрелки, если смотреть со стороны силуэта) примерно столько же раз, сколько раз она была закручена при заводке.
Для того чтобы удобно было вращать колеса при заводке, поступают следующим образом. В правом по ходу модели ведущем колесе, подальше от центра, сверлят отверстие диаметром 5—6 мм. В это отверстие вставляют рукоятку, с помощью которой вращают колесо при заводке (см. рис. 3). Когда резинодвигатель будет заведен до конца, рукоятку вынимают и модель запускают без нее.
Испытание модели пробегом производят по прямой. Для того чтобы модель шла строго по прямой и не уклонялась в сторону, вдоль беговой дорожки натягивают нитку, которая служит направляющей при движении модели. К раме модели с нижней ее стороны строго по продольной ее оси прикрепляют две направляющие пластинки с отверстиями, через которые пропускают нитку.
На рисунке 20 показана пластинка, изогнутая из полоски жести, которую прибивают к раме модели сзади за ведущей осью. В передней части такую направляющую пластинку закрепить в середине модели нельзя, так как там проходит нитка резинодвигателя. Поэтому передняя направляющая пластинка имеет несколько иную форму (рис. 21). Ее выгибают из более длинной полоски жести. Среднюю ее часть, в которой имеется отверстие, выворачивают так, чтобы она являлась направляющей. Расположение направляющих пластин на нижней стороне рамы модели показано на рисунках 3 и 4.
Запуск модели производят в следующей последовательности. Помощник моделиста, взяв один конец направляющей нитки, идет по беговой дорожке, растягивая ее. Пройдя дистанцию, он останавливается, держа в руке нитку. Моделист заводит резинодвигатель при помощи заводной рукоятки. Закончив заводку, он вынимает заводную рукоятку и, придерживая рукой ведущие колеса, продевает имеющийся у него конец нитки через отверстия направляющих пластин. После этого он ставит модель на беговую дорожку и прижимает ее рукой, чтобы она не двигалась, держа другой рукой направляющую нитку. В это же время его помощник натягивает нитку на высоте расположения отверстий направляющих пластин. Когда нитка натянута, моделист отпускает модель, и она под воздействием резинодвигателя устремляется вперед по направлению протянутой нитки.
Если нитка хорошо натянута на нужной высоте, то потери на трение направляющих пластин о нитку незначительны и пройденный моделью путь характеризует ее качество. Для уменьшения трения в качестве направляющей нитки лучше всего использовать рыболовецкую леску «Сатурн», которая имеет гладкую поверхность.
Крепление нитки резинодвигателя к ведущей оси осуществлялось ранее следующим образом. В оси просверливали отверстие диаметром в 1 мм. В это отверстие пропускали конец нитки и завязывали. При вращении оси нитка наматывалась на нее.
Такое крепление нитки резинодвигателя уменьшало длину пути, проходимого моделью. Дело в том, что к концу движения модели, когда резинодвигатель полностью сработал и нитка смоталась с оси, модель продолжает движение по инерции, несмотря на то что резинодвигатель больше не работает. Ведущая ось, продолжая вращаться, наматывает на себя нитку резинодвигателя в обратном направлении, т. е. растягивает резинодвигатель. Таким образом использование инерции наката модели тормозится резинодвигателем. Чтобы использовать инерцию модели к концу движения ее, Спиренков предложил оригинальное решение. На оси, перпендикулярно к ее продольной оси, напильником снимают небольшую прямую фаску. Нитку резинодвигателя свободно завязывают на оси. При заводке резинодвигателя пальцем прижимают нитку к фаске на оси и, накладывая нитку на нитку, начинают вращение. Если бы фаски не было, то нитка проворачивалась бы вокруг оси и начать наматывание было бы трудно.
К концу движения модели, когда резинодвигатель полностью сработал, нитка свободно висит на оси, не мешая ей вращаться. Таким образом полностью используется инерция модели.
В заключение отметим, что путь в 25 м, который проходит данная модель, отнюдь не является пределом для контурных моделей с резинодвигателями, работающими на растяжение. Нет сомнения в том, что творческая мысль и пытливая смекалка наших юных автомоделистов внесет ряд улучшений в конструкцию контурных автомоделей и добьется того, что путь, проходимый моделями, значительно увеличится.
Надо, однако, всегда помнить, что при всех конструкциях следует добиваться тщательного изготовления модели, обеспечивая минимальные потери на трение вращающихся деталей.