Модели, управляемые воздухом и гонки с ними

Предлагаем Вам поработать над управлением моделями сжатым воздухом. Для него не нужен ни радиопередатчик и приемник, ни специальная трасса. Кстати, трассу, используемую для этих моделей, можно подготовить за несколько минут на полу комнаты или на асфальтированной площадке под открытым небом.

Внимательно познакомьтесь с первой моделью (рис. 1) и попытайтесь разобраться, за счет чего она движется и как можно управлять ее движением. Модель соединена с камерой от футбольного мяча — источником энергии (на рисунке камера не показана). Для удобства камеру следует укреплять на спине — в этом случае руки будут свободны. Камера до предела надута воздухом. В сосок камеры вставлен тройник, из которого выходят две тонкостенные резиновые трубки. Они перекидываются через плечи и спускаются вниз к модели.


Рис. 1 Модель с пневмоуправлением

Каждую трубку моделист держит еще и рукой и, пережимая большим и указательным пальцами ту или иную из них, управляет расходом воздуха. Концы трубок пропущены сквозь кольцо стоики и отверстие в раме модели и надеты на воздуховоды, установленные на передней оси (см. «вид снизу» на рисунке). Воздуховоды заканчиваются «выхлопными» соплами. Сжатый воздух вырывается под напором из сопел, создает реактивную тягу и толкает модель вперед. Если тяга левого и правого сопла одинакова, модель движется прямо. Если же пережать правой рукой правую трубку и уменьшить тем самым тягу правого сопла (при этом тяга левого сопла не изменяется), колеса модели начнут поворачиваться вправо. И наоборот, если пережать левой рукой левую трубку, колеса модели повернут влево. Пережимая трубки с одинаковой силой, можно управлять движением модели.

Размеры и устройство корпуса Вашей модели, очевидно, подскажут и другие варианты размещения ее главных узлов. Возможно, окажется более удобным разместить рулевой механизм так, как показано еще на одном рисунке, где для управления им используются пневматические груши. Их можно изготовить, отрезав палец от резиновой перчатки или используя оболочку воздушного шарика. Размеры элементов рулевого механизма и «выхлопных» сопел во многом зависят от конструкции корпуса вашей модели. Поэтому на приведенных далее рисунках показано только их устройство и отсутствуют размеры.

Заметим, что реактивная тяга двух струек сжатого воздуха не такая уж большая, чтобы модель могла развивать высокую скорость. Поэтому при изготовлении модели следует максимально снижать ее вес. Кроме того, надо добиваться, чтобы трение в подшипниках было возможно меньшим.

А теперь посмотрите на рисунок 2.


Рис. 2 Модель, управляемая сжатым воздухом

В качестве командного устройства такого привода использована пластиковая бутылочка из-под силикатного или канцелярского клея. В ее горловину заделан конец эластичной резиновой трубки — велосипедный ниппель. Второй конец трубки надет на «выхлопную» трубку 7 модели — металлическую трубочку, которая играет роль жесткого воздухопровода. С другой стороны воздухопровода укреплен баллон 10 из тонкой резины.

В механизм управления, кроме элементов воздушного привода, входят створки 9 и 12, рулевая тяга 14 и контакты 4 и 5. Створка 9 жестко соединена с шасси модели. В исходном положении резинка 13 сжата — она удерживает передние колеса повернутыми вправо; подвижная створка 12 сдвинута рулевой тягой 14 к неподвижной створке 9; болт 6 упирается в пружинный контакт 4, цепь питания электродвигателя 1 разорвана. Но как только Вы начнете сжимать рукой пластиковую бутылочку, вытесняемый из нее воздух будет наполнять резиновый баллон 10, расположенный между створками. Болт 6 освободит контакт 4, и он через контакт 5 замкнет цепь питания электродвигателя (при этом контакты выключателя 8 должны быть замкнуты). Модель повернет вправо. Меняя усилие сжатия, можно плавно менять угол раскрытия створок, а значит, и угол поворота передних колес.

Корпус модели может быть самодельным или от готовой игрушки. Длина его 200—250 мм, тогда в нем несложно разместить все узлы. Один из вариантов размещения узлов в модели показан на нашем рисунке. Основу этой модели составляет пластмассовый корпус игрушечного автомобиля с пружинным заводом. Заводной механизм удален, оставлена только скоба, в которой вращается задняя ось. К скобе припаяна прямоугольная латунная петля 2, которая удерживает электродвигатель ДП-10 в нужном положении. На вал электродвигателя надет кусок резиновой трубочки. Вращение от двигателя на колеса передается за счет трения между колесом и трубочкой. Обычная плоская батарейка типа 3336Л не помещается по высоте, поэтому использованы три элемента типа 332, соединенные последовательно. Контакты 4 и 5 взяты от старого телефонного реле. Створки изготовлены из гетинакса толщиной 1 мм. Их можно сделать и из любого другого изоляционного материала. При транспортировке передние колеса модели могут случайно отклониться от крайнего правого положения, и включится электродвигатель. Чтобы этого не произошло, на модели установлен дополнительный выключатель 8. Его включают перед стартом.

Размеры и устройство корпуса модели зависят от размещения ее узлов. Возможно, окажется удобным разместить створки механизма управления вдоль шасси. Размеры элементов механизма управления также зависят от конструкции корпуса вашей модели. Поэтому здесь показано только размещение всех узлов и не проставлены размеры.

Если построить с друзьями несколько таких управляемых моделей, то потом можно провести интересные соревнования по фигурному вождению. Договоритесь между собой, сколько моделей будет участвовать в соревновании: выступит ли каждый участник со своей моделью или же с одной моделью выступит целая команда. Трасса для таких соревнований (рис. 1) должна иметь несколько фигур: змейку, круг, восьмерку, мост, стоп-линию. В начале трассы сделайте прямой участок длиной около 1 м. Радиусы поворотов должны быть не менее 0,5 м. Трасса должна иметь ширину около 200 мм и на всем протяжении (15—20 м) обозначаться вешками, например катушками от ниток. Вешки отстоят друг от друга на 150—200 мм. Трасса на асфальте может быть дополнительно обозначена двумя сплошными линиями.

За каждую сбитую вешку добавляется штрафное время. Если участник не смог остановить модель передними колесами точно на стоп-линий или не сумел проехать по мосту, то за невыполнение каждого из этих упражнений к его времени добавляют по 10 с штрафного времени. Если модель выехала за пределы трассы, участник должен вернуть ее на трассу точно в место выезда. Застрявшей на мосту или на сбитой вешке модели можно помочь рукой. Вешки, сбитые не моделью, а, например, соединительной резиновой трубочкой, не учитываются.

Двигатель ДП-10 обладает достаточной мощностью, позволяющей изменять скорость модели в широких пределах. Нужную скорость можно подобрать путем замены на валу двигателя резиновых трубочек с разным наружным диаметром.

Конечно, заманчиво пройти фигурную трассу быстрее всех. Но, чем быстрее движется модель, тем труднее управлять ею. При этом может увеличиться количество сбитых вешек, и тогда штрафное время перекроет выигрыш в чистом времени. Ведь в процессе прохождения трассы участник не имеет возможности регулировать скорость своей модели.

Ещё