Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Актуальные проблемы расчета и конструирования машин и механизмов. Моделирование,
управление, автоматизация проектирования механических систем 
________________________________________________________________________________ 
273 
Принцип работы двухмоторной авиамодели состоит в том, что винты, нагоня-
ющие воздушный поток на крыло, управляются парными синхронными двигателями 
и вращаются в разные стороны.
Работу двигателей обеспечивают регуляторы оборотов и литий-полимерный 
аккумулятор. Посредством приемника управляющая плата получает сигналы от пере-
датчика в виде пульта управления. Пультом управляет пользователь, находящийся на 
расстоянии до 2000 м от аппарата в открытом пространстве и до 800 м в черте города, 
где могут возникать сильные помехи для работы на частоте 2.4 ГГц. Сигнал, подавае-
мый от аппаратуры, дает команду управляющему блоку, а он усиливает или ослабляет 
работу двигателей. Для управления элеронами, закрылками и рулем высоты исполь-
зуются 9-ти граммовые сервоприводы, подключенные в свободные каналы приемни-
ка. Схема поворота самолета вправо и влево использует разные тяги на двигателях, 
например, при повороте направо мощность правового двигателя уменьшается, а лево-
го – увеличивается. Такая схема позволяет сэкономить вес, снизить энергопотребле-
ние общей электрической схемы и освободить канал для подключения дополнитель-
ного оборудования. Для того, чтобы компенсировать воздействие сильного ветра и 
исправлять ошибки пилота во время управления, на борту авиамодели устанавливает-
ся стабилизатор полtта, который вносит корректировки.
 
Рис. 1.
Конструирование фюзеляжа авиамодели из бальзы 
Разработка авиамодели начинается с создания чертежа, чтобы изготовить от-
дельные детали и узлы из пробкового дерева бальзы (рис.1). Преимущество данного 
материала заключается в низкой удельной плотности, но главный недостаток –
гигроскопичность, что накладывает некоторые ограничения на всю конструкцию бес-
пилотника (большая часть взлетов и посадок проходит на водной поверхности). 
Проведены лабораторные испытания для определения прочностных характери-
стик пробкового дерева бальзы, являющегося основным конструкционным материа-
лом модели. 
Для испытания изготовлены три образца из бальзового листа длиной 80 мм се-
чением 30x1.5 мм. Испытания на растяжение проводились на стенде System Test 
УТС101-10.
В ходе проведения испытания получены следующие данные: 

максимальная нагрузка - 182.7Н, 656.8Н, 759.9Н.

предел прочности – 5.5МПа, 20МПа, 23МПа.
По результатам испытаний материалов делается вывод о том, что первый обра-
зец показал хрупкие свойства, второй и третий образцы представляются билинейной 
моделью материала (рис. 2).

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
274 
Для аналитических и компьютерных расчетов модели принимается наименьшее 
значение предела прочности 5.5 МПа. 
Создание 3D модели начинается с проектирования фюзеляжа. Разрабатывается 
внутренняя компоновка для размещения литий-полимерного аккумулятора, приемни-
ка, стабилизатора полѐта и полѐтного контроллера для выполнения автономных поле-
тов. 
Рис. 2.
Вид образцов после разрушения
После проектирования фюзеляжа создается плоскость крыла в виде конструк-
ции, состоящей из лонжеронов и нервюр. В итоге получается 3D модель, которая ис-
пользуется для выполнения прочностных исследований в программном комплексе 
SolidWorks. Для придания дополнительной жесткости конструкции добавляются эле-
менты обшивки (рис. 3). 
 
Рис.3.
3D модель беспилотного летательного аппарата 
По результатам компьютерного проектирования изготовлена авиамодель бес-
пилотного летательного аппарата. Особенностью этой модели являются компактные 
размеры (размах крыла 1200мм) и малое время подготовки к полѐту (не более 1 мину-
ты).