Как видно из принципиальной схемы (рис. 183), приемник содержит апериодический усилитель высокой частоты, сверхрегенеративный детекторный каскад, усилитель низкой частоты, эмиттерный повторитель и дешифратор. Сверхрегенеративный каскад собирают на транзисторе Г2. Контур L|C6 с помощью карбонильного сердечника настраивают на частоту передатчика. Частота гашения определяется цепочкой R5C5. Фильтр Re Cw,
Др2, С9 не пропускает колебания с частотой гашения в низкочастотный тракт. В усилителе НЧ, выполненном на транзисторах Ts, Т4, сигнал усиливается и ограничивается. Эмиттерный повторитель на транзисторе Т$ — согласующий каскад между усилителем НЧ v. дешифратором. Питание приемника стабилизировано электронным стабилизатором, собранным на транзисторе Т6 и диоде Д1 Поэтому при разряде батареи питания обеспечивается постоянство уровня ограниченного низкочастотного сигнала.
Приемник имеет семиканальный дешифратор (на схеме показана одна из семи ячеек дешифратора). Каждая ячейка представляет собой частотно-избирательное электронное реле, настроенное на одну из частот: 1080, 1320, 1610, 1970, 2400, 2940, 3580 Гц.
Резистор R16 и контур L2С16 образуют Г-образный фильтр, настроенный на частоту канала. Для сигнала, частота которого совпадает с резонансной частотой контура, полное сопротивление контура увеличивается, поэтому к базе транзистора Т7 будет подведен достаточный по уровню сигнал звуковой частоты. Усиленный сигнал с обмотки реле R1 через конденсатор С17 поступает на диод Д2, выпрямляется и в виде отрицательного напряжения смещения через катушку L2 вновь поступает на базу транзистора Тт. В результате коллекторный ток транзистора резко возрастает и реле срабатывает. Таким образом, этот каскад является рефлексным. Величина сопротивления резистора R16, наряду с добротностью контура L2C16, определяет избирательные свойства и чувствительность ячейки.
Для четкой работы дешифратора с LC-контурами необходимо постоянство сигнала на его входе. Эту задачу выполняет усилитель-ограничитель.
Приемник потребляет ток при новых батареях U пит. = 9,0 В:
30 мА — при невключенном передатчике и 75 мА — при подаче команды.
Питание приемника осуществляется от двух плоских батарей 3336Л, соединенных последовательно. Допустимое напряжение питания 9В±1,5 В. Батареи «Крона» не годятся, так как у них мала электрическая емкость.
В приемнике применены реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.002Сп).
Самодельными деталями приемной аппаратуры являются контурная катушка L\ и контурные катушки дешифратора.
Катушка L1 содержит 16 витков провода ПЭВ 0,51, намотанного виток к витку на каркасе диаметром 8 мм. Каркас должен иметь отверстие с резьбой для карбонильного или латунного подстроенного сердечника. Индуктивность катушки без сердечника—1,2 мкГн, с карбонильным сердечником — 1,75 мкГн, с латунным сердечником — 0,95 мкГн.
Для измерения малых индуктивностей используют измеритель типа Е9-4.
Для изготовления катушек низкочастотных контуров дешифратора лучше применять броневые сердечники из ферритов с магнитной проницаемостью (г, равной 1000—2000 (1000НМ—2000НМ), с резьбовым подстроенным сердечником. Габариты броневых сердечников: внешний диаметр — 19 мм, высота — 16 мм. Внешние края чашек сердечника должны быть притерты друг к другу. Между кромками внутренних цилиндров чашек необходимо создать путем шлифовки наждачной шкуркой зазор порядка 0,5 мм.
ДАННЫЕ КОНТУРОВ
ДЕШИФРАТОРА СЕМИКОМАНДНОГО ПРИЕМНИКА
Частота, |
Индуктивность, |
Емкость. |
Гц |
мГн |
мкФ |
1080 |
320 |
0,068 |
1320 |
214 |
0,068 |
1610 |
144 |
0,068 |
1970 |
96 |
0,068 |
2400 |
93 |
0,047 |
2940 |
62 |
0,047 |
3580 |
42 |
0,047 |
Поскольку ферритовые сердечники имеют разброс значений действующей магнитной проницаемости, указать число витков каждой катушки можно лишь приближенно. Рекомендуется намотать на каркас до его заполнения провод ПЭВ и путем постепенного уменьшения части витков и регулировки положения подстроенного сердечника добиться требуемой величины индуктивности катушки. Диаметр провода при намотке катушек индуктивности для первых трех каналов — 0,08— 0,1 мм, а для остальных — 0,11—0,14 мм. Для определения индуктивности катушки можно использовать измерительный мост типа УМ-2 или Е12-4.
Для катушек дешифратора можно применить ферритовые кольцевые (тороидальные) сердечники с магнитной проницаемостью ц, равной 2000. Габариты сердечника: внешний диаметр 17 мм, внутренний диаметр 8 мм и толщина 5 мм. С помощью челнока на кольцо наматывают 600—800 витков провода ПЭВ 0,06 или 0,08. Индуктивность катушек подбирают так же, как было сказано ранее. Однако в этом случае настройку контуров лучше вести подбором емкости контура.
На рис. 184 показана конструкция катушки низкочастотного контура с регулировкой величины индуктивности. Вырез в ферритовом кольце выполняют с помощью абразивного инструмента с алмазной крошкой. Материал кожуха: латунь, алюминий, пластмасса.
Монтаж приемной аппаратуры лучше производить на двух платах, изготовленных из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита. По окончании монтажа платы соединяют в два яруса. Выводы деталей припаивают к опорным монтажным точкам, в качестве которых применяют проволочные шпильки, запрессованные в отверстия платы. В месте установки шпильки фольга вырезается (кружок диаметром 5 мм). Оставшаяся фольга служит общим «корпусным» проводом и одновременно экраном.
Детали на плате следует располагать, придерживаясь, приближенно их расположения на принципиальной схеме. Габариты плат определяют исходя из имеющихся деталей. Можно применить двусторонний монтаж, т. е. часть деталей установить на одной стороне платы, а оставшиеся, особенно резисторы, с другой стороны платы.
На детали, их выводы и оголенные провода, находящиеся близко друг от друга или от корпуса, следует надеть полихлорвиниловые трубки.
На одной из плат собирают высокочастотную часть приемника, УНЧ и ограничитель, на другой — дешифратор.
На рис. 185 показан вариант монтажа приемника и одной ячейки дешифратора. Дроссель Др2 и катушку L2 селективного реле в ячейке дешифратора, намотанные на ферритовых кольцевых сердечниках, крепят к плате латунными винтами. Контурную катушку L\ укрепляют на латунном или алюминиевом угольнике. Остальные детали крепят пайкой выводов. Шесть других ячеек дешифратора монтируют на второй плате с такими же габаритами. Выходы контактов реле подсоединяют к жгуту с разъемом или с пластинкой, на которой укреплены контакты для припайки к ним соединительных проводов от исполнительных механизмов и от системы автоматики модели.
Антенный ввод к плате делают гибким и подсоединяют к антенне на модели корабля. Смонтированную аппаратуру помещают в футляр, изготовленный из любого подходящего материала, кроме стали.
После сборки в первую очередь налаживают УНЧ, предварительно отключив его от сверхрегенеративного детектора. Через бумажный конденсатор емкостью 1 мкФ, базу транзистора Тг подают сигнал, частота которого равна частоте одного из сигналов управления. К резистору Ru подключают осциллограф ЭО-7 и контролируют, как происходит ограничение сигнала. Затем напряжение сиг- нала увеличивают до 50 мВ. Уровень сигнала на выходе эмиттерного повторителя не должен существенно изменяться. При недостаточном усилении УНЧ транзисторы Г3 и Т4 берут с большим коэффициентом усиления.
Настройку низкочастотных контуров в резонанс на заданную частоту производят изменением индуктивности катушки Ь2 и подбором емкости конденсатора С is. При этом измеряют коллекторный ток транзистора Т7 с помощью миллиамперметра с конечным значением шкалы 50 мА. Резистор R10 вначале берется заведомо с большим номиналом, чтобы транзистор Г 7 не был в режиме насыщения.
После настройки контура сопротивление резистора R10 выбирают таким, чтобы при получении сигнала с частотой, соответствующей данному каналу, транзистор Г7 открывался полностью, и реле четко срабатывало. При поступлении сигналов других каналов и сверхрегенеративном шуме коллекторный ток транзистора Т7 не должен превышать половину тока срабатывания реле.
После настройки УНЧ и дешифратора к базе транзистора Г3 подпаивают отключенный ранее конденсатор Си. К антенному вводу подключают штыревую антенну длиной 30 см. К плюсовой обкладке конденсатора С\$ и корпусу подключают высокоомные (более 1 кОм) головные телефоны, а к эмиттеру транзистора Т5 — осциллограф. В двух метрах от приемника устанавливают передатчик, у которого вместо антенны подключен ее эквивалент (резистор сопротивлением 100 — 150 Ом) с проводом длиной 10 см.
При включении питания приемника в телефонах будет прослушиваться шум, а на экране осциллографа будут наблюдаться хаотические шумовые выбросы. Подбором резистора R3 и конденсатора С17 (в пределах 12— 27 пФ) необходимо добиться максимального и устойчивого шума приемника при всех положениях подстроенного сердечника катушки L1. Далее включают передатчик, излучение которого непрерывно модулируется тоном одной из команд, и настраивают приемник на частоту передатчика. Емкость конденсатора С6 должна быть такой, чтобы настройка приемника на нужную частоту осуществлялась при среднем положении подстроенного сердечника катушки L1. Проверяют прохождение команд по всем каналам и помехоустойчивость приемной аппаратуры как при наличии, так и при отсутствии сигнала от передатчика. Для этого на расстоянии 15 см от антенны приемника устанавливают маломощный электродвигатель с искрением между коллектором и угольными щетками. Если при работе двигателя наблюдаются кратковременные срабатывания отдельных реле дешифратора, необходимо уменьшить емкость конденсатора Си и немного уменьшить усиление выходного каскада УНЧ, включив в цепь эмиттера транзистора Т4 резистор сопротивлением 5—10 Ом.
Затем приемник устанавливают на модель судна и проверяют точность его настройки на частоту передатчика. Делают это при удалении приемника на 100—200 м по прямой видимости от передатчика. При проверке применяют высокоомные головные телефоны и табло с лампочкой, которую с помощью переключателя можно подключить к любому из семи каналов. Если настройка приемника на частоту передатчика не точна, необходимо подстроить индуктивность катушки Li вращением сердечника отверткой.
Для отвертки в корпусе приемника должно быть отверстие. В дальнейшем при эксплуатации подстройка не нужна.
Перед работой следует проверить напряжение питания. Для этого подключают к каждой батарее лампу от карманного фонаря (3,5 В; 0,28 А) — она должна ярко светиться.
Батареи нужно подключать согласно схеме, не путая полярность, иначе можно вывести приемник из строя.
Когда приемник установлен на модели, то вначале включают питание приемника, а затем питание системы автоматики, так как в момент подачи питания на приемник может произойти кратковременное срабатывание некоторых реле. Не рекомендуется для питания приемника использовать батарею бортовой сети или отвод от нее, поскольку по цепям питания могут идти помехи от искрящих электродвигателей, реле и других устройств. Эти помехи могут вызвать ложные срабатывания реле дешифратора, что, в свою очередь, приведет к включению механизмов в то время, когда это совсем не требуется.
В цепи питания приемника должен быть установлен тумблер. Не следует включать и отключать питание во время эксплуатации с помощью токосъемов, так как это может привести к случайному перепутыванию полярности подключения источника питания. Присоединяйте батареи заранее, а не на месте запуска модели.
Перед пуском модели рекомендуется проверить при помощи головных телефонов отсутствие помех от радиостанций, которые мо- гут работать в диапазоне 28—29 МГц. Во время этой проверки передатчик выключают. На соревнованиях и при ответственных пусках радиоуправляемой модели рекомендуется использовать батареи, не бывшие в эксплуатации. Соединять батареи следует проволочными перемычками, которые припаивают к выводам. Можно изготовить перемычки с пружинящими токосъемами.
Если на модели применяют кислотные аккумуляторы, то их после запуска модели следует вынимать из нее. Иначе пары кислоты при длительном пребывании аккумуляторов вблизи аппаратуры могут оказать вредное воздействие на приемную аппаратуру и аппаратуру автоматики.
Устанавливая приемник на модели, необходимо подложить под его основание пластинку поролона толщиной не менее 5 мм. Лучше всего крепить приемник модельной резиной (жгут из нескольких нитей резины).
Батареи питания следует упаковывать так, чтобы исключить возможность касания выводов. Для этого их нужно аккуратно завернуть в бумагу и эту упаковку обвязать. Лучше применять модельную резину или крепкие нитки. Пустоты между батареями и стенками отсека питания заполняют поролоном для того, чтобы батарея не перемещалась.
Помните. Одновременная подача двух команд не обеспечивается данным схемным решением.
В аппаратуре радиоуправления, описание которой дано выше, количество каналов может быть доведено до 10. В этом случае нужно добавить число резисторов, подключаемых кнопками в мультивибраторе, и увеличить число ячеек — селективных реле в дешифраторе приемника. Для новых каналов используют следующие поднесущие частоты: 4370,5310, 6500 Гц.
Приемник следует изготавливать на такое число каналов, которое необходимо для управления моделью. Соединять ячейки дешифратора с помощью разъемов не следует, так как из-за возможного плохого контакта могут быть отказы в работе аппаратуры.
Приобретя опыт в изготовлении и освоении аппаратуры с последовательной передачей команд, юные корабелы без затруднений смогут изготовить аппаратуру для одновременной подачи двух команд. Это в ряде случаев позволит упростить схему релейной автоматики на модели и улучшить управление ее движением.
Коротко расскажем о такой аппаратуре. Приемник в этом случае схем но не меняется (см. рис. 183). Число каналов может быть увеличено до 10. Высокочастотная часть передатчика и принцип модуляции соответствуют ранее описанному. По-иному собирают шифратор. Полная схема передатчика приведена на рис. 186.
Рассмотрим, как работает шифратор. Два мультивибратора: один, собранный на транзисторах Т7 и Г8, другой — на транзисторах Тд и Г ю, при нажатии одной из пяти кнопок у каждого генерируют импульсы с определенными частотами. Импульсы от верхнего мультивибратора поступают на левое плечо верхнего каскада (на рисунке) совпадения Тц, а импульсы от нижнего мультивибратора — на левое плечо нижнего каскада совпадения Т13. На правые плечи этих каскадов поступают управляющие импульсы от мультивибратора, собранного на транзисторах Г15 и Tie. Частота этих импульсов 70—100 Гц. Когда управляющий импульс отрицательный, то в правом плече каскада совпадения не проходит ток, в результате левое плечо не за-шунтировано и импульсы от командного мультивибратора попадут на вход модуляторного каскада Г6. В следующий полупериод аналогично попадут на этот вход импульсы от другого командного мультивибратора через свой каскад совпадения.
В эфир будут излучаться чередующиеся с частотой управляющих импульсов пакеты двух модулированных колебаний. На приемной стороне одновременно сработают реле в двух ячейках дешифратора, настроенные на частоты, соответствующие данным командам. При настройке шифратора следует убедиться с помощью осциллографа С1-19Б в том, что длительность управляющих импульсов и пауз между ними равны.
Командные мультивибраторы настраивают подбором сопротивлений резисторов, включаемых последовательно с кнопками, на частоты: 1080, 1320, 1610, 1970, 2400 Гц— верхний мультивибратор; 2940, 3580, 4370, 5310, 6500 Гц — нижний.
Обязательно проверяют отсутствие колебаний мультивибраторов при отжатых кнопках. В остальном налаживание аппаратуры аналогично ранее описанному.
Мы рассмотрели вопросы, связанные с системой передачи и приема команд телеуправления моделью. Перейдем к автоматике на борту модели.
После того как приемник на модели корабля принял команду и в дешифраторе сработало реле, должен начать работу исполнительный электродвигатель. Связь реле дешифратора с потребляющими большие токи электродвигателями осуществляется через релейные блоки автоматики.
Блоки автоматики необходимы, так как контактные группы реле, стоящие в дешифраторе, не рассчитаны на прохождение через них токов больших. величин. Расскажем о нескольких схемах автоматики для управления ходовыми и рулевыми электродвигателями.
Рассмотрим вариант автоматики на модели, выполняющей пять команд и имеющей два основных исполнительных механизма: ходовой и рулевой, в которых применяются реверсивные электродвигатели, имеющие в качестве статора постоянный магнит. Схема приведена на рис. 187.
В системе автоматики задействованы контактные группы реле, стоящие в дешифраторе.
Рассмотрим работу аппаратуры на модели. При подаче команды «Лево руля» к электродвигателю рулевой машинки через контакты реле дешифратора подключается плюс батареи Б1 а при подаче команды «Право руля» — минус батареи Б2. Так осуществляется реверс рулевой машинки. При снятии команды привод рулевой машинки остается в том положении, в котором он находился в момент прекращения команды. Концевые включатели В1 и В2 предохраняют рулевую машинку от поломки при чрезмерно долгой подаче команды поворотом руля. Дойдя до своего крайнего положения, ползун рулевого привода размыкает соответствующий концевой выключатель, в результате чего рулевой электродвигатель выключается.
Управление ходовым электродвигателем осуществляется по трем каналам радиолинии. Кроме первичных реле приемника, для этой цели используются еще два реле Р1 и Р2 с напряжением срабатывания не более 27 В. Нужная ходовая команда подается коротким импульсом до 0,5 с. При команде «Ход вперед» срабатывает реле Р1 и, самоблокируясь через контакты Р1и подключается плюс борт-сети через контактную группу Pi/2 к ходовому электродвигателю. При подаче команды «Стоп» нормально замкнутые контакты реле дешифратора P1/1 размыкаются и прерывают цепь самоблокировки реле P1. Оно отключится, и подача тока к ходовому электродвигателю прекратится. При команде «Ход назад» срабатывает реле Р2 и, самоблокируясь через контакты P2/i, подключает через контакты Р2/2 и Р2/3 к ходовому электродвигателю напряжение бортсети в полярности, противоположной той, которая подключалась к нему при ходе вперед. Если перед этим в рабочем состоянии находилось реле P1, то оно выключится, так как от его обмотки отключится минус бортсети. При подаче команд «Стоп» или «Ход вперед» реле Р2 обесточивается путем снятия плюса бортсети с контактов самоблокировки P2/1. Такая система автоматики, несмотря на простоту, оперативна, поскольку для подачи ходовых команд нужно небольшое время 0,3—0,5 с, а все свое внимание спортсмен-оператор может сосредоточить на подаче команд по каналам управления рулем при ходе модели вперед или назад. Одна из простых систем бортовой автоматики показана на схеме (рис. 188).
Особенность ее в том, что реле P1 и Р2 — самодельные. Это двухпозиционные реле с механической блокировкой. Реле изготавливают на основе двух реле РП-2. Конструкция этого дистанционнего переключателя показана на рис. 189.
В системе автоматики задействованы контакты реле дешифратора приемника. Команды управления ходовым электродвигателем подаются короткими импульсами. При маломощном электродвигателе могут быть применены реле типа РПС-20. Это поляризованное двухобмоточное реле с механической блокировкой.
Применение РПС-20 существенно упрощает схемы автоматики.
Схема управления электродвигателем рулевой машинки может быть изменена, как показано на рис. 190. В этом случае для питания электродвигателя используется одна батарея Б\. В дешифраторе должны быть реле, имеющие контактные группы, работающие на переключение.
На рис. 191 приведена схема управления рулевым электродвигателем, которая обеспечивает возврат рулевого механизма в исходное (нулевое) положение после прекращения подачи рулевой команды. Следует иметь в виду, что при повороте рулевого механизма влево от нулевого положения, замкнутся контакты В4, а при повороте его вправо от нулевого положения замкнутся контакты В3.
Для управления электродвигателем подруливающего устройства может быть рекомендована схема на рис. 192.
Для этого используют три канала. При
управлении по двум каналам реле РПС-20 нужно заменить на РЭС-9, тогда работа двигателя подруливающего устройства будет происходить только в течение времени подачи команды.
На рис. 193 приведен вариант схемы управления двумя ходовыми реверсивными с двумя последовательными обмотками возбуждения электродвигателями МУ-50, МУ-30 модели, предназначенной для прохождения фигурного курса. Каждая из пяти команд, которыми управляются ходовые электродвигатели, может быть подана в любой последовательности, независимо от того, какая команда передавалась перед этим.
Особенность схемы в том, что после прекращения команды на разворот (работа ходовых винтов враздрай) двигатели работают в соответствии с ранее поданной командой. Если на модели имеются подруливающие устройства и нет необходимости в работе ходовых винтов враздрай, то из схемы исключаются реле Р\ и Р2, а также диоды Д\, Д2, Дз, Да- Два канала, по которым подавались команды на разворот, используют для управления подруливающими устройствами.
Всё системы автоматики, рассмотренные ранее, предназначены для спортивных моделей кораблей. Однако не следует придавать забвению модели для демонстрационных целей. Они выполняют много команд, не связанных с движением модели. Усложнять радиоаппаратуру для управления многокомандной моделью практически не нужно. Следует лишь выделить один канал, по которому будете посылать (с помощью телефонного номеронабирателя) серии импульсов с разным числом импульсов в каждой серии.
На модели устанавливают селекторный блок, схема которого приведена на рис. 194.
В блоке применен шаговый искатель ШИ-11 (рис. 195).
Селекторный блок с одноканальным входом работает так, что после подачи серии командных импульсов тока на его вход автоматически в нужную ламель контактного поля шагового искателя посылается импульс тока для исполнения команды. Потом блок приходит в исходное состояние. Селекторный блок управляется по шестому каналу радиолинии. Исполнительную цепь выбирает шаговый искатель. На его вход от первичного реле приемника поступают импульсы тока. Ток в обмотку электромагнита шагового искателя подается через контакты Р\1\. Щетка 1 занимает нужную ламель. При первом импульсе конденсатор С1 зарядится через диод Д2. Одновременно срабатывает реле Р2 и через его контакты P2/i и диод Д3, минуя обмотку реле Рз, зарядится конденсатор С2.
В интервалах между командными импульсами реле Р2 остается в рабочем положении, но после конца передачи серии импульсов конденсатор С1 разрядится через обмотку реле Р2 и оно выключится.
Сразу же через обмотку реле Рз и резистор R1 станет разряжаться конденсатор С2. Реле Р3 импульсно сработает и к остановившейся щетке ШИ-11 кратковременно (на 1 с) подключится напряжение бортсети (27 В). Так будет подан сигнал для «срабатывания» автоматики исполнительных элементов.
Затем происходит возврат системы в исходное состояние. Для этой цели в момент выдачи импульса «исполнение» реле Р4, сработав, подготавливает цепь включения реле Р5, оно включится при размыкании контактов реле Рз. В результате через нормально замкнутые контакты реле Р\ подается напряжение на обмотку электромагнита ШИ-11.
Теперь контакты самохода (КС) включат реле P1, которое прервет подачу тока в обмотку электромагнита ШИ-11. Якорь ШИ-11, вернувшись в исходное состояние, разомкнет КС, обмотка реле Pi снова обесточится, и цикл начнет повторяться до тех пор, пока щетка IV не сойдет с широкой ламели.
У шагового искателя ШИ-11 необходимо удалить II и III ламельные поля и скользящие по ним щетки, а также заменить плоскую возвратную пружину на спиральную. Тогда на работу шагового искателя не будет существенно влиять снижение напряжения у аккумуляторной батареи, питающей электрическую бортовую сеть модели.
Если интервалы в серии командных импульсов велики, то нужна большая емкость конденсатора С1 которая определяется при регулировке. Реле Р2 и Р3 должны быть чувствительными — типа РП-4 или от приемника РУМ-1.
Мы рассмотрели только небольшую часть схемных решений, в какой-то степени • типовых. Обычно юные корабелы творчески подходят к созданию аппаратуры, исходя из задач при изготовлении модели и из наличия тех или иных электродвигателей и элементов автоматики. Ознакомившись с основами радиоуправления моделями кораблей, вы, юные корабелы, убедились, что это не такое уж недоступное дело.
X. Регулировка и запуск моделей на воде
Модель построена. Пусть на первый раз она получилась не у всех такой хорошей, какой хотелось бы ее сделать. Но запускать ее еще нельзя. Модель должна быть отрегулирована на воде. О том, как производить регулировку, и рассказывается в этой главе.
РЕГУЛИРОВКА МОДЕЛЕЙ НА ВОДЕ БЕЗ ХОДА
Эта регулировка заключается в проверке остойчивости, водонепроницаемости, устранении крена и дифферента. Если в модели есть течь, надо ее заделать изнутри корпуса нитрошпаклевкой или нитроклеем, смешанным с древесными опилками. Место заделки должно быть хорошо просушено и протерто ацетоном, иначе вся работа окажется напрасной, так как нитрошпаклевка и нитроклей отстанут (отлипнут) от сырой поверхности.
Убедившись, что модель не протекает, приступают к загрузке ее дополнительным балластом (обычно свинцом) для устранения крена и дифферента. Этими недостатками пренебрегать нельзя, так как они всегда уводят модель в сторону от намеченного направления.
Устойчивее держится на курсе модель судна с кормовым дифферентом. И лишь, как исключение, у радиоуправляемой модели, чтобы она лучше слушалась руля, дифферент делают на нос.
После удифферентования необходимо проверить остойчивость модели. Делается это так. Ее накреняют на 45—50° и отпускают. Если модель имеет хорошую остойчивость, то, поколебавшись несколько раз с борта на борт, она снова займет свое первоначальное положение. Если остойчивость плохая, то модель будет долго колебаться относительно горизонтальной оси и может стать с креном на какой-либо борт. Чем остойчивее модель, тем лучше ее ходовые качества. Она не будет накреняться под действием ветра или волны и, следовательно, лучше выдерживать заданный курс.
Чтобы модель была максимально остойчивой, надо все грузы в корпусе (двигатель, аккумуляторы, приборы автоматики и т. п.) располагать как можно ниже, на самом ее днище.
В противном случае потребуется дополнительный балласт из свинца. Но может случиться, что водоизмещение модели не позволит этого сделать, так как она окажется уже загруженной до полного водоизмещения. Чтобы было место для дополнительного балласта, надо спроектировать ее так, чтобы оставался запас плавучести, которую потом можно будет «погасить» дополнительным грузом. Например, мы определили, что вес всего оборудования модели (двигатель, аккумуляторы и приборы автоматики) — 8 кг, столько же примерно будет весить и корпус модели со всеми ее надстройками. Значит, водоизмещение должно равняться 16 кг. Прибавим к этому еще 10—15% и получим водоизмещение с запасом плавучести на 2—3 кг. Вот этот запас плавучести и надо будет затем «погасить» (заполнить) дополнительным балластом — обычно свинцом. Балласт следует располагать как можно ближе к носу и корме. Тогда модель станет менее верткой и будет устойчивее держаться на курсе.
Однако, загружая модель, надо не забывать про ее осадку. Согласно правилам соревнований она может быть превышена не более как на 10% от масштабной. Так, если масштабная осадка модели равна 100 мм, то ее можно увеличить не более чем на 10 мм.
Дополнительный балласт в корпусе модели надо закрепить нитрошпаклевкой, нитроклеем с древесными опилками, смолой ЭД-5 или ЭД-6. Следует обратить внимание и на то, чтобы все другие детали, расположенные в корпусе модели (аккумуляторы, гироскоп и автоматика), были так же хорошо закреплены. Они должны плотно устанавливаться в заранее изготовленные гнезда (карманы) из дерева, фанеры или пенопласта.
Регулировка модели подводной лодки несколько отличается от регулировки самоходных моделей надводных кораблей. Однако начинать ее надо также с устранения крена, дифферента, определения остойчивости и проверки на водонепроницаемость.
За этим надо следить особенно, иначе модель окажется перегруженной и ее ранее отрегулированные ходовые качества нарушатся. Она станет всплывать далеко за пределами финишной линии. Если поступившая в корпус вода на ходу будет перетекать в носовую часть, а это обязательно случится, так как лодка идет под водой всегда с дифферентом на нос, то она обязательно ляжет на дно и зароется в грунт. Чтобы этого не произошло, дейдвуды, гельмпорты, люки и баллеры делаются водонепроницаемыми (рис. 196).
Нельзя пренебрегать также и остойчивостью модели подводной лодки. Особенно, ее? ли она построена с одним винтом. С плохой остойчивостью при запуске модель накреняется в сторону, противоположную вращению винта, и уходит от прямолинейного курса. В этом случае не поможет никакое стабилизирующее устройство. Остойчивость модели подводной лодки создается так же, как и на моделях надводных кораблей, т. е. с запасом плавучести.
На боевых подводных лодках запас плавучести регулируется приемом воды в специальные балластные цистерны. На этом принципе основано их погружение и всплытие. Настоящая подводная лодка может уходить на нужную глубину и удерживаться на ней с помощью перекладки горизонтальных рулей, то на всплытие, то на погружение. Однако на модели такую систему создать очень трудно. Поэтому запас плавучести погашается свинцовым грузом с таким расчетом, чтобы он оставался не более 5—10%. При такой загрузке модели над водой (без хода) остается только рубка. Если эту модель рукой погрузить в воду и отпустить, то она должна медленно всплывать. Дифферента ни на нос, ни на корму по окончании регулировки быть не должно. Случается, что во время движения под водой модель часто выскакивает на поверхность. Это говорит о том, что лодка недогружена, т. е. имеет слишком большой запас плавучести.
Регулировка моделей без хода проводится обычно в искусственных малогабаритных бассейнах (длиной 4—8 м), которыми часто оснащают судомодельные лаборатории. .
РЕГУЛИРОВКА МОДЕЛЕЙ НА ХОДУ
Приступая к регулировке самоходных моделей надводных кораблей и судов на ходу, не следует запускать их сразу на всю дистанцию, так как в этом нет необходимости, да и не известно еще, как модель поведет себя. Она может свернуть в любую сторону, столкнуться с каким-либо посторонним предметом, выскочить на берег и даже затонуть.
Сначала проводятся так называемые пробные запуски не на полную дистанцию, а всего лишь на 'Д» Уз ее длины. Это сэкономит электроэнергию аккумуляторов й даст возможность больше произвести регулировочных запусков. Согласно правилам соревнований, каждая самоходная модель должна быть снабжена автоматом (таймером), который останавливает электродвигатель, когда это необходимо.
Пробные запуски самоходных моделей с двумя гребными винтами сначала лучше проводить без руля. Если модель отклоняется в сторону, то это говорит о том, что гребные винты имеют различный шаг. Уменьшением шага одного или увеличением шага другого винта можно добиться почти прямолинейного движения модели. Если на каждый гребной винт установлен индивидуальный двигатель, то уход модели в сторону можно объяснить различным количеством оборотов у двигателей. В этом случае поступают двояко: или уменьшают шаг гребного винта, двигатель которого делает больше оборотов или снижают напряжение электропитания на этот электродвигатель, т. е. уменьшают число оборотов его вращения.
После окончания регулировки модели на воде без руля вертикальный руль ставят на свое место и приступают к запуску модели на всю дистанцию. В этих запусках регулируется не только точность хождения модели по заданному курсу, но одновременно проверяется и ее масштабная скорость.
Чтобы была возможность перекладывать руль на малые углы, делаются специальные приспособления с фиксацией руля в любом нужном положении (рис. 159). Регулировку масштабной скорости можно производить прибавлением или уменьшением напряжения источника тока, питающего электродвигатель, т. е. добавлением или уменьшением элементов электропитания. Однако такой способ регулировки не всегда дает нужные результаты. Бывает и так: добавить всего один аккумулятор — модель идет с повышенной скоростью. Отсоединить его — скорость становится меньше допустимой.
Чтобы модель проходила свою дистанцию точно за масштабное время, опытные спортсмены вводят в цепь электропитания двигателя дополнительное переменное сопротивление (реостат) и с его помощью окончательно доводят регулировку. Это сопротивление обычно бывает не больше 8—10 Ом. Однако оно должно быть изготовлено из толстой высокоомной проволоки (лучше нихромовой), рассчитанной на прохождение электрического тока такой величины, которую потребляет электродвигатель, иначе оно будет сильно греться или вообще может перегореть. Реостат для моделей гражданских судов можно намотать проволокой диаметром 0,5—0,6 мм, а для моделей военных кораблей порядка 1 —1,2 мм. Дело в том, что электродвигатели, установленные на моделях гражданских судов, потребляют ток 2—3 А, тогда как на моделях военных кораблей (где электродвигатели имеют мощность 130—150 Вт, обычно типа МУ-100) он достигает 10—15 А.
Следует помнить, что все эти пробные запуски надо проводить на тихой воде. Однако во время соревнований может быть и ветер и волна. Как же быть в таких случаях? Некоторые спортсмены спешат перерегулировать модель, начинают перекладывать руль то вправо, то влево, но, как правило, из этого ничего не получается. Ведь за ветром не угонишься! Поэтому опытные моделисты во время тренировочных запусков никаких регулировок не производят, а лишь определяют величину отклонения модели в какую-либо сторону.
Делается это обычно так. Первый раз модель запускается, как и на тихой воде, в центральные ворота. Естественно, под воздействием ветра и волнения она отклоняется от заданного направления и вместо центральных ворот попадает в соседние. При последующем запуске это отклонение надо учесть и направить модель с упреждением, т. е. не в центральные ворота, а на какой-либо другой ориентир. Конечно, и в этом случае, несмотря на предпринятое упреждение, модель может не попасть в центральные ворота, но все же она пройдет ближе к ним. Так определяют величину упреждения, при которой модель ходит в центральные ворота. При дальнейших тренировках финишные ворота устанавливаются в другом направлении по отношению к ветру и волнам. Все запуски при различных направлениях ветра надо хорошо запоминать, зарисовывать или записывать.
А по приезде на соревнования в первую очередь необходимо обратить внимание, в каком направлении по отношению к ветру и волнам расположена дистанция и финишные ворота. Надо вспомнить или заглянуть в запись, найти в ней подходящий вариант, с каким упреждением надо будет запускать модель и продолжать тренировочные запуски уже на месте соревнований. Это долгий период тренировок, но он наиболее верный на пути к победе.
Если на модели установлен гироскопический стабилизатор курса, то все равно начинать тренировочные запуски надо без его включения.
Тренировочные запуски подводной лодки также следует начинать с проверки ее устойчивости на курсе в надводном положении. Изменяя установку положения вертикального руля, необходимо добиться ее прямолинейного движения. Горизонтальные рули в данном случае следует устанавливать горизонтально или на всплытие.
Когда регулировка модели на устойчивость курса будет закончена, приступают к запускам и регулировке лодки в подводном положении. Их надо начинать с малых расстояний (8—10 м), постепенно увеличивая дистанцию. Время прохождения модели регулируется с помощью реле времени или электромеханического автомата.
При первых запусках горизонтальные рули устанавливаются на малые углы погружения, постепенно их увеличивая, надо добиться, чтобы лодка опускалась под воду горизонтально без крена. Если она при погружении имеет большой дифферент на нос, то кормовые горизонтальные рули нужно немного повернуть в обратном направлении, на всплытие. Если модель подводной лодки первые 8—10 м стала проходить нормально, то можно будет с помощью реле прибавить время на прохождение 15, 20, 30 м, и так до полной дистанции. Если модель подводной лодки при прохождении полной дистанции периодически всплывает, то угол установки на погружение носовых горизонтальных рулей надо увеличить. Следствием этого может оказаться и недостаточная загруженность балластом. Тогда на носовую часть палубы можно положить кусочек плоского свинца 30— 50 г и закрепить его пластелином. Если это не поможет, то можно увеличить количество свинца.
Следует не забывать и о том, что погружающая сила горизонтальных рулей прямо пропорциональна квадрату скорости модели. Следовательно, если появилась необходимость увеличить скорость модели подводной лодки, то обязательно надо уменьшить углы установки горизонтальных рулей на погружение, а регулировку модели на ходу начать опять с малых дистанций.
Практикой установлено, что никогда не надо запускать модели надводных кораблей ни тем более подводных лодок на привязи, т. е. на нитке или леске. Надо оснащать их автоматами (таймерами), которые позволяют устанавливать любое время работы двигателя.
При регулировке моделей подводных лодок на ходу следует также помнить, что модель подводной лодки с резиновым двигателем идет под водой с так называемой падающей скоростью. Дело в том, что движущая сила винта (упор) на моделях с резиновым двигателем после их запуска быстро уменьшается. Следовательно, уменьшается и скорость движения модели на дистанции, а вместе с этим уменьшается эффективность горизонтальных рулей. Дело в том, что на движущуюся лодку под водой действуют две силы: погружающая сила, возникающая на горизонтальных рулях, и подъемная сила, возникающая за счет остаточной плавучести, которая стремится все время вытолкнуть модель из воды. Причем подъемная сила все время остается постоянной, а погружающая уменьшается по мере падения скорости.
В какой-то момент погружающая сила окажется равной подъемной, и лодка в это время будет двигаться горизонтально. При дальнейшем уменьшении скорости подъемная сила становится больше погружающей и лодка всплывает. Таким образом, модель подводной лодки с резиновым двигателем идет под водой по плавной кривой (рис. 197, А).
Совершенно иначе ведет себя модель подводной лодки, оснащенная электродвигателем. Дело в том, что ее скорость за весь период прохождения дистанции, как и погружающая сила рулей, остается постоянной. Но если действует постоянная погружающая сила, то модель в воде будет перемещаться по параболе, пока не ляжет на грунт (рис. 197, Б).
Чтобы этого не случилось и чтобы модель подводной лодки всплывала там, где нужно юному корабелу, делают следующее.
На модели лодки устанавливают различные реле времени (таймеры), которые через определенное время разрывают цепь электропитания и выключают его.
Модель подводной лодки с такой системой, двигаясь по параболе вниз, после выключения электродвигателя начнет медленно (за счет запаса плавучести) вертикально всплывать (рис. 197, В). Такая система не совсем удачна, так как лодка очень медленно всплывает.
Это положение можно улучшить, если какое-то реле времени, примерно на полпути движения модели подводной лодки, сначала включит в сеть электродвигателя дополнительное сопротивление или отключит часть электропитания, а уж затем остановит совсем электродвигатель. Модель с такой системой будет ходить под водой как и с резиновым двигателем (рис. 197, А), т. е. так называемой падающей скоростью.
Еще лучше будет, если на модели подводной лодки установить такой автомат, который через нужное время не только выключит электродвигатель, но одновременно с помощью соленоида переложит горизонтальные рули на всплытие. Лодка с такой системой буквально выскакивает из воды (рис. 197, Г). И, наконец, на модели подводной лодки можно установить автомат глубины (гидростат), связанный механически с кормовыми рулями (рис. 197, Д). Простейший гидростат изготовить нетрудно. Взять, например, баночку от гуталина без крышки, накрыть куском плоской резины и закрепить ее нитками. Затем в банке просверлить отверстие и впаять в него кусочек трубочки. Другой ее конец впаять в отверстие, просверленное в днище лодки.
Гидростат предварительно заполняется водой, и модель запускается. Если лодка начинает уходить на большую глубину, то возрастающее давление воды, действуя на резиновую мембрану, начинает ее выгибать наружу. А поскольку она связана с горизонтальными рулями, то перекладывает их на всплытие, и лодка начинает всплывать. При этом давление воды на мембрану уменьшается, мембрана возвращается в первоначальное положение, перекладывая тем самым горизонтальные рули на погружение.
Гидростат можно отрегулировать так (с помощью подбора резины различной толщины), что модель подводной лодки будет ходить под водой на любой глубине, то несколько всплывая, то вновь погружаясь, не доходя до поверхности воды и не уходя на большую глубину (рис. 197, Е).
По какой-либо причине может случиться, что усилие мембраны будет недостаточным для перекладки горизонтальных рулей. В таком случае можно «заставить» работать ее на контактную систему (рис. 197, Ж), которая должна быть связана с двумя соленоидами или двумя спаренными реле. Мембрана, замыкая укрепленный на ней средний контакт, поочередно с двумя другими контактами будет тем самым замыкать электроцепь и подавать ток в спаренные реле, связанные механически с горизонтальными рулями. Реле, срабатывая поочередно, будут перекладывать горизонтальные рули то на всплытие, то на погружение, удерживая лодку на заданной глубине.