В практике соревнований было немало случаев, когда авиамодельные двигатели «глохли» при взлете модели или неудовлетворительно работали в полете, в то же время на стенде они хорошо запускались и надежно работали. Причиной указанных ненормальностей является то, что из-за вибрации, вызванной двигателем, горючее в бачке образует пену, состоящую из горючего и пузырьков воздуха. Характер и интенсивность пенообразования зависят от числа оборотов двигателя, вязкости горючего, а следовательно, и от температуры окружающего воздуха и конструкции бачка для топлива и способа его крепления.
В зависимости от того, стоит ли модель на колесах, движется по земле или находится в полете, вибрация горючего в бачке меняется. В полете вибрация менее ощутительна, когда же модель стоит на земле, вибрация усиливается. Установлено, что, если бачок жестко закреплен на модели, вибрация горючего в нем достигает наибольшей величины. Это особенно заметно, когда в бачке мало горючего.
Интенсивность вибрации, величина и количество пузырьков воздуха, поступающих в жиклер, влияют на количество горючего, проходящего через жиклер. Резкое изменение подачи горючего приводит к остановке двигателя. Чтобы это предотвратить, можно применить одну из следующих систем питания:
- 1. Расположить бачок между шпангоутами фюзеляжа, оставив незакрепленным (рис. 157).
- 2. Установить бачок на резиновых прокладках (например, с креплением резиновой лентой) или подвесить на пружинах.
- 3. Применить в качестве бачка мягкий резиновый баллон шара-пилота, воздушного детского шарика (или, например, грушу от пульверизатора, рис. 158). Такой бачок пригоден только для спиртовых горючих смесей, не растворяющих резину.
На моделях, предназначенных для дальних, продолжительных или высотных полетов, применяют тонкостенные бачки емкостью от 250 до 3000 см3. При такой емкости бачка и значительных габаритах самой модели вибрация горючего на земле оказывается гораздо слабее, а в полете большей частью совеем прекращается. Это происходит еще и потому, что на таких моделях устанавливают малооборотные и менее мощные двигатели и поплавковые карбюраторы.
На работе двигателя отрицательно сказывается изменение напора горючего, который зависит от уровня горючего по отношению к отверстию жиклера карбюратора. Желательно, чтобы уровень горючего в бачке менялся как можно меньше. На парящих моделях свободного полета бачок надо ставить возможно ближе к карбюратору. В этом случае изменение уровня горючего при разных углах взлета модели будет наименьшим (рис. 159).
На рис. 160 показано влияние отдаления бачка с горючим от двигателя. При крутом подъеме разность между уровнем отверстия жиклера и уровнем горючего в бачке увеличивается, и чем дальше бачок от двигателя, тем она будет больше.
Неудачная конструкция бачка или неправильная его установка может привести к перебоям и значительному снижению мощности двигателя. Простейшие бачки таймерных моделей представляют собой склеенные из целлулоида прозрачные трубки объемом 5—10 см3 (рис. 161).
Причиной перебоев двигателя чаще всего бывает вращение горючего вдоль стенок, вследствие чего оголяется заборная трубка топливопровода, расположенная на дне бачка, или происходит вспенивание горючего, а с ним и изменение состава смеси. Этого можно избежать, если в бачок опустить пробковый поплавок в виде цилиндрика или шарика, имеющего диаметр на 1—1,5 мм меньше диаметра бачка.
Хорошие результаты дает бачок в виде тонуса (рис. 162). Его нетрудно склеить из фотопленки. При такой форме бачка горючее не вспенивается и вращение его не сможет вызывать оголение трубки заборника, пока бачок не станет пустым. Может быть также применено закрепление бачка на пружинках или на эластичной пластине.
На бесперебойную и равномерную работу двигателей, установленных на скоростных моделях, также оказывает влияние отдаление жиклера от бачка. Так как эти модели очень быстро набирают скорость при взлете, то в результате горючее в бачке и в бензопроводах резко отливается назад, следствием чего является обеднение смеси в карбюраторе и остановка двигателя на взлете. Чтобы этого не было, надо бачок располагать ближе к двигателю.
У моделей, летающих по кругу, горючее в бачке во время полета располагается вдоль наружной боковой стенки бачка, и напор в жиклере меняется в зависимости от скорости полета модели и длины корды.
Бачок на такой модели надо располагать вертикально, не делать его широким и устанавливать с таким расчетом, чтобы его середина была в одной плоскости с отверстием жиклера (рис. 163). Такое расположение бачка уменьшает относительное изменение уровня горючего во время полета по мере его выгорания. С такими бачками двигатели работают более равномерно.
Наиболее сложные требования предъявляются к бачкам кордовых пилотажных моделей. Бачки должны обеспечивать равномерную подачу горючего при всех положениях модели, например во время полета вверх колесами (на спине) и при выполнении петли Нестерова.
При выполнении моделью фигур высшего пилотажа горючее временами отливает к нижней или верхней стенкам бачка. Создать постоянный напор горючего в жиклере не так просто. Для этого лучше всего делать бачок плоским и располагать его горизонтально.
Чтобы избежать вытекания горючего во время перевернутого полета модели, заливную горловину бачка надо делать на всю его глубину, а дренажную трубку (отводящую воздух из бачка) впаивать в обратном направлении снизу. Различные конструкции бачков изображены на рис. 164.
Двигатели самых малых рабочих объемов (до 2 см3) чаще всего выпускаются вместе с бачком, который им служит подмоторной рамой. На рис. 165 показан один из современных двигателей, смонтированный вместе с бачком, на котором имеются заправочные и дренажные трубки, а система питания отлажена для работы двигателя в любом положении.
Конструкцию бачка (рис. 166) для пилотажных моделей предложил авиамоделист Б. Мартынов. Внутри бачка, имеющего овальную форму сечения, помещена эластичная трубка, которая служит заборником топливопровода. Вблизи конца трубки укреплен груз. Во время работы двигателя на земле под действием силы тяжести грузика трубка будет опущена вниз и кончик ее прижат к низу бачка.
В полете на корде или при выполнении фигур грузик будет перемещаться по направлению равнодействующей сил и увлекать за собой трубку. Горючее под действием тех же сил будет перемещаться в бачке туда же, куда и грузик, благодаря чему конец трубки будет всегда в том месте бачка, где горючее. Этим обеспечивается непрерывное питание двигателя при любом положении модели в полете.
Для горючих смесей, имеющих в своем составе керосин, бензин, минеральные масла и другие примеси, растворяющие резину, следует применять хлорвиниловые или полиэтиленовые трубки, а для спиртовых горючих с растительным (касторовым) маслом — обыкновенные резиновые.
Удачно применяют прозрачные пластичные трубки; это дает возможность обнаруживать движение пузырьков воздуха и соринок в случае попадания их в топливопровод.
Оригинальный бачок для горючего в виде кольцевой насадки на реактивный авиамодельный двигатель разработал и успешно применил на своих моделях авиамоделист И. Иванников. Сделанные по его образцу бачки на ряде моделей других авиамоделистов зарекомендовали себя с самой лучшей стороны. Устройство этого бачка обеспечивает равномерную подачу горючего без вспенивания как во время взлета, так и в течение всего полета. Кольцевая насадка, образуемая бачком, перед входным отверстием двигателя способствует более правильному течению воздуха, вследствие чего двигатель работает более устойчиво и по сравнению с серийным образцом заметно увеличивает тягу.
Бачок (рис. 167) состоит из внешней оболочки, сделанной из пяти слоев материи (мадаполам), склеенных между собой казеиновым клеем, и внутренней трубы, образующей диффузор входного отверстия для воздуха, поступающего в двигатель. В передней части оболочка и труба склеены. Дно бачка сделано в виде кольца из целлулоида толщиной 1—1,5 мм. С внешней (относительно центра виража) стороны на бачке вклеивается сделанный из целлулоида отстойник. Этим обеспечивается выработка бензина без остатка и устраняется ценообразование.
Для того чтобы избежать случайностей, при которых бачок может сгореть, его можно сделать паянным из тонкой жести, отчего работа бачка не ухудшится.
Фильтры
Несмотря на фильтрацию топливной смеси перед заливанием в бачок модели, возможно попадание в жиклер соринок. Это неминуемо приводит к тому, что двигатель дает перебои или отказывает. Избежать этого можно, установив фильтр тонкой очистки горючего перед входом в жиклер. На рис. 168 показана схема подсоединения фильтра к системе питания, а на рис. 169 и 170 приведены две конструкции фильтров, которые несложно изготовить самому.
Соотношение между статическими давлениями в бачке и во всасывающем патрубке карбюратора при работе на месте и в полете должно быть одинаковым — соответствующим режиму максимальной мощности двигателя. В том случае, если в полете имеет место попадание скоростного напора во всасывающий патрубок двигателя, необходимо концы дренажной и заправочной трубок вывести так, чтобы на них также действовал скоростной напор. Для этого нужно отогнуть их концы вперед, срезать под углом или вывести к месту выхода всасывающего патрубка.
На рис. 171 и 172 показаны различные схемы вывода дренажа топливного бачка.
У двигателя с распределением через заднюю крышку обрезы заправочной и дренажной трубок бака должны выходить поблизости от всасывающего патрубка. Для создания наддува от скоростного напора при такой конструкции двигателя делают специальный заборник (рис. 171), который подает свежий воздух и создает повышенное давление в зоне карбюратора. Особенно важно, чтобы выхлопные газы надежно отводились и не попадали бы во всасывающий патрубок, так как их присутствие во всасываемой двигателем горючей смеси снижает мощность двигателя. Регулировка давления в топливном бачке может производиться путем изменения наклона трубки по отношению к направлению .встречного потока воздуха или изменением угла среза (рис. 173). Можно также менять место вывода.
При отладке системы дренажа можно руководствоваться следующим. Признаком обеднения смеси в полете является повышение числа оборотов на взлете, а затем падение с последующими периодическими схватываниями. Полет при этом происходит рывками, пламя выхлопа желто-оранжевое.
Признаками обогащения смеси в полете является хорошая работа двигателя при взлете, а затем снижение оборотов, иногда рокочущий шум. Двигатель дымит, пламя выхлопа красное.
В заключение следует напомнить моделистам еще раз о том, что неравномерная работа двигателя часто является следствием неудачной системы питания или плохого крепления двигателя.
Прежде чем делать выводы о достоинствах и исправности двигателя, надо хорошенько испытать его на стенде и проверить, не является ли причиной его плохой работы неудачная система питания на модели.
На быстроходных двигателях в целях получения максимальной мощности применяют очень широкие диффузоры, которые не в состоянии обеспечить необходимого для подсоса топлива разрежения. В этих случаях топливо в карбюратор подают под давлением из резинового бачка или по одной из схем, изображенных на рис. 174.
Постоянство качества горючей смеси поддерживается при помощи редуктора (рис. 175), обеспечивающего постоянное давление топлива жиклера.