ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ВОЗДУШНЫХ ВИНТОВ
Аэросани, аэроглиссеры, всевозможные аппараты на воздушной подушке, экранопланы, микросамолеты и микроавтожиры, различные вентиляторные установки и другие машины не могут действовать без воздушного винта (пропеллера). Поэтому каждый энтузиаст технического творчества, задумавший построить одну из перечисленных машин, должен научиться изготовлять хорошие воздушные винты.
А поскольку в любительских условиях их проще всего делать из дерева, речь пойдет только о деревянных пропеллерах. Однако следует учесть, что по деревянному (если он окажется дачным) можно изготовить совершенно аналогичные винты из стеклопластика (методом формования в матрицу) или металла (отливкой).
Наибольшее распространение благодаря своей доступности получили двухлопастные винты из целого куска древесины (рис. 1). Трех и четырехлопастные воздушные винты сложнее в изготовлении.
ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Из какого дерева лучше всего сделать винт? Такой вопрос часто задают читатели. Отвечаем: выбор дерева прежде всего зависит от назначения и размеров винта.
Винты, предназначенные для двигателей большей мощности (порядка 15—30 л. с), также можно изготовлять из монолитных брусков твердой породы, но требования к качеству древесины в этом случае повышаются. При выборе заготовки следует обращать внимание на расположение годичных колец в толще бруска (оно хорошо просматривается по торцу, рис. 2-А), отдавая предпочтение брускам с горизонтальным или наклонным расположением слоев, выпиленным из той части ствола, Которая ближе к коре. Естественно, что заготовка не должна иметь сучков, кривослоя и других пороков.
Рис. 2. Заготовки воздушного винта
Если подходящего по качеству монолитного бруска найти не удалось, придется склеить заготовку из нескольких более тонких дощечек, толщиной 12—15 мм каждая. Такой способ изготовления винтов был широко распространен на заре развития авиации, и его можно назвать «классическим». По соображениям прочности рекомендуется применять дощечки из древесины разных пород (например, береза и красное дерево, береза и красный бук, береза и ясень), имеющие взаимно пересекающиеся слои (рис. 2-Б). Винты, изготовленные из клееных заготовок, после окончательной обработки имеют очень красивый внешний вид.
Некоторые опытные специалисты клеят заготовки из многослойной авиафанеры марки БС-1, толщиной 10—12 мм, собирая из нее пакет нужных размеров. Однако рекомендовать этот способ широкому кругу любителей мы не можем: слои шпона, расположенные поперек винта, при обработке могут образовать трудно устранимые неровности и ухудшить качество изделия. Концы лопастей винтов, изготовленных из фанеры, получаются весьма хрупкими. Кроме того, у высокооборотного винта в корне лопастей действует очень большая центробежная сила, доходящая в некоторых случаях до тонны и более, а в фанере поперечные слои на разрыв не работают. Поэтому фанеру можно применять только после расчета площади корневого сечения лопасти (1 см 2 фанеры выдерживает на разрыв около 100 кг, а 1 см 2 сосны — 320 кг.) Винты приходится утолщать, а это ухудшает аэродинамическое качество.
В ряде случаев ребро атаки воздушного винта закрывают полоской тонкой латуни, так называемой оковкой. Она крепится к кромке мелкими шурупами, головки которых после зачистки опаиваются оловом, чтобы предотвратить самоотворачивание.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
По чертежу воздушного винта прежде всего необходимо изготовить металлические или фанерные шаблоны — один шаблон вида сверху (рис. 3-А), один шаблон вида сбоку и двенадцать шаблонов профиля лопасти, которые будут нужны для проверки винта на стапеле.
Рис. 3. Последовательность изготовления винта
Заготовку винта (брусок) нужно тщательно отфуговать, соблюдая размер со всех четырех сторон. Затем наносят осевые линии, контуры шаблона вида сбоку (рис. 3-Б) и удаляют лишнюю древесину, сначала маленьким топором, потом рубанком и рашпилем. Следующая операция — обработка по контуру вида сверху. Наложив шаблон лопасти на заготовку (рис. 3-В) и укрепив его временно гвоздиком по центру втулки, обводят шаблон карандашом. Затем поворачивают шаблон строго на 180° и обводят вторую лопасть. Лишняя древесина удаляется на ленточной пиле, если ее нет — ручной выкружной мелкозубой пилой. Эта работа должна быть выполнена очень точно, поэтому торопиться не следует.
Изделие, приобрело очертания винта (рис. 3-Г). Теперь начинается самая ответственная часть работы — придание лопастям нужного аэродинамического профиля. При этом следует помнить, что одна сторона лопасти плоская, другая выпуклая.
Главный инструмент для придания лопастям нужного профиля — остро отточенный, хорошо присаженный топор. Это отнюдь не значит, что выполняемая работа — «топорная»: топором можно делать чудеса. Достаточно вспомнить знаменитые Кижи!
Древесину удаляют последовательно и не спеша, сначала делая мелкие короткие натесы во избежание отщепления по слою (рис. 3-Г). Полезно иметь также небольшой двухручный стружок. На рисунке показано, как можно ускорить и облегчить работу по обтесыванию профильной части лопасти, сделав несколько пропилов мелкозубой ножовкой. Выполняя эту операцию, надо быть очень осторожным и не пропилить глубже, чем требуется.
После грубой обработки лопастей винт доводится до кондиции рубанками и рашпилями с проверкой в стапеле (рис. 4-А).
Рис.4. Стапель и шаблоны профилей лопасти
Для изготовления стапеля (рис. 4) надо найти доску, равную по длине винту и достаточно толстую для того, чтобы в ней можно было сделать поперечные пропилы глубиной 20 мм для установки шаблонов. Центральный стержень стапеля изготовляется из твердого дерева, его диаметр должен соответствовать диаметру отверстия в ступице винта. Стержень вклеивается строго перпендикулярно к поверхности стапеля. Надев на него винт, определяют количество древесины, которое предстоит удалить для соответствия лопасти шаблонам профиля. Выполняя эту работу в первый раз, нужно быть очень терпеливым и осторожным. Умение приобретается не сразу.
После того как нижняя (плоская) поверхность лопасти будет окончательно доведена по шаблонам, начинается доводка верхней (выпуклой) поверхности. Проверка ведется с помощью контршаблонов, как показано на рисунке 4-Б. От тщательности выполнения этой операции зависит качество винта. Если неожиданно выяснится, что одна лопасть получилась немного тоньше другой — а это часто бывает у неопытных мастеров, — придется соответственно уменьшить толщину противоположной лопасти, в противном случае и весовая и аэродинамическая балансировки винта будут нарушены. Мелкие изъяны можно исправить наклейкой кусочков стеклоткани («заплаток») или подмазкой мелкими древесными опилками, замешенными на эпоксидной смоле (эту мастику в просторечии называют хлебом).
При зачистке поверхности деревянного винта следует учитывать направление волокон древесины; строгание, циклевку и ошкуривание можно вести только «по слою» во избежание задиров и образования шероховатых участков. В некоторых случаях, помимо цикли, хорошую помощь при отделке винта могут оказать стеклянные осколки.
Опытные столяры после ошкуривания натирают поверхность гладким, хорошо отполированным металлическим предметом, сильно нажимая на него. Этим они уплотняют поверхностный слой и «заглаживают» оставшиеся на нем мельчайшие царапины.
БАЛАНСИРОВКА
Изготовленный винт должен быть тщательно отбалансирован, то есть приведен в такое состояние, когда вес его лопастей совершенно одинаков. В противном случае при вращении винта возникает тряска, которая может повлечь за собой разрушение жизненно важных узлов всей машины.
На рисунке 5 изображено простейшее приспособление для балансировки винтов. Оно позволяет выполнить балансировку с точностью до 1 г — этого практически достаточно в любительских условиях.
Рис. 5. Простейшее приспособление для проверки балансировки винта
Практика показала, что даже при очень тщательном изготовлении винта вес лопастей получается неодинаковым. Это происходит по разным причинам: иногда вследствие разного удельного веса комлевой и верхней частей бруска, из которого изготовлен винт, или разной плотности слоев, местной узловатости и т. п.
Как быть в этом случае? Подгонять лопасти по весу, сострагивая с более тяжелой какое-то количество древесины, нельзя. Надо утяжелять более легкую лопасть, вклепывая в нее кусочки свинца (рис. 6). Балансировку можно считать законченной, когда винт будет оставаться неподвижным в любом положении лопастей относительно балансировочного приспособления.
Рис. 6. Балансировка винта путем вклепывания кусочков свинца в более легкую лопасть
Не менее опасно биение винта. Схема проверки пропеллера на биение показана на рисунке 7. При вращении на оси каждая лопасть должна проходить на одинаковом расстоянии от контрольной плоскости или угла.
Рис. 7. Схема проверки винта на биение
ОТДЕЛКА И ОКРАСКА ВИНТА
Готовый и тщательно отбалансированный винт должен быть окрашен или отлакирован для предохранения его от атмосферных воздействий, а также для защиты от горюче-смазочных материалов.
Для нанесения краски или лака лучше всего применять пульверизатор, работающий от компрессора при минимальном давлении в 3—4 атм. Это даст возможность получить ровное и плотное покрытие, недостижимое при кистевой окраске.
Лучшие краски — эпоксидные. Можно также применять глифталевые, нитро- и нитроглифталевые или появившиеся в последнее время алкидные покрытия. Они наносятся на предварительно загрунтованную, тщательно отшпаклеванную и ошкуренную поверхность. Обязательна междуслойная сушка, соответствующая той или иной краске.
Лучшее лаковое покрытие — так называемый «химо-твердительный» паркетный лак. Он отлично держится и на чистом дереве, и на окрашенной поверхности, придавая ей нарядный вид и высокую механическую прочность.
Источник
Изготовление трех лопастного винта своими руками.
Какие только воздушные винты не строились моделистами. Должное внимание было уделено и трехлопастным. А почему бы не попробовать установить их на современный кордовый «акробат»? Вдруг да будет какая-нибудь польза от лишней лопасти?
Продумав конструкцию, начертил и сделал шаблоны, Наконец убраны опилки, из комнаты улетучился запах лака. Дело за пробой в воздухе.
Первые же минуты на кордодроме оказались неожиданно приятными — заводить двигатель с таким винтом совсем нетрудно. А в полете! Каждый спортсмен — пилотажник оценит результат, который дало применение трехлопастного пропеллера: казалось (хотя на самом деле это действительно только казалось), что утих сильный порывистый ветер. Модель уже не разгонялась на фигурах, плавно вычерчивая весь пилотажный комплекс. Еще одна неожиданность, и тоже приятная — улучшилась маневренность.
С удовольствием (чувство, редко сопровождающее тренировки в такую походу) «отлетав», жду, когда заглохнет двигатель, чтобы посадить пилотажку. Двадцать секунд, сорок. Такого еще не было: двигатель со старым баком проработал 7,5 мин вместо прежних 6,51
Теперь, когда новый воздушный винт прошел многократные испытания, я думаю, что преимущества «лишней» лопасти полностью окупают сложность его изготовления. Да и, как вы увидите из описания, эта сложность была кажущейся из-за отсутствия опыта подобной работы.
А выполняется она так. Начните с шаблонов из листового металла (пластик для партии винтов не подходит). По ним разметьте и выпилите три лопасти из бука. Береза проще в обработке, но, к сожалению, тяжелее. А для пилотажки момент инерции этого маховика-гироскопа» желательно иметь как можно меньшим.
Подготовив еще один шаблон — обрезки комлей лопастей, закончите с его помощью опиловку древесины.
Собрать пропеллер можно двумя способами. Они оба достаточно практичны — ни разу не было не только обрыва лопасти, но я не появилось ни единой трещины у комля винта.
Первый способ: пропилив фрезой пазы под шайбу из промышленного, оклеенного шпоном дюралюминия толщиной 1,5 мм, на смоле К-153 склейте все детали винта в одно целое. Затем с обеих сторон оклейте его комель 1-мм фанерой и просверлите три отверстия диаметром 1,5 мм, в которые плотно вставьте шпильки (ОВС 1,5 мм).
Второй способ почти такой же» только центральная шайба в этом варианте сделана из переклея двух слоев 1-мм фанеры, накладки на комель винта толще — 2 мм.
Внимательно сбалансируйте готовый движитель — от этого зависит не только безопасность эксплуатации любого винта, но и режим работы мотора.
Нужно еще проверить, находятся ли все лопасти в одной плоскости. Это удобно сделать на установленном на плите отъемном носке картера, в котором оставлен коленвал с опорной шайбой.
Напоследок хотелось бы заметить, что те, кто ленится выпиливать новые лопасти, могут использовать готовые двухлопастные деревянные винты. Из трех таких получаются два новых трехлопастных, и совсем неплохих.
ВАЛЕНТИН САЛЕНЕК, мастер спорта СССР
Кордовые модели F2B | Control line stunt | Aerobatics
Источник
Делаем трехлопастный винт
Я думаю не стоит повторять процес изготовления винта, так как ето я недавно постил, кому интересно ссылка http://www.parkflyer.ru/85266/blogs/view_entry/4092/
Надо сделать три одинаковых пропеллера. Главное — точность.
Если лопасти получатся толще или тоньше, то может быть динамическая разбалансировка. Это когда в статике всё в порядке, а при работе начинается вибрация из-за разных углов установки или профилей лопастей.
Почему три винта? В результате будет два винта с тремя лопастями и не возникает проблема, куда девать лопасть, если сделать два.
На стапеле делаю разметку для трёх лопастей угол 120 градусов. Самое простое и точное это циркулем, как в школе учили…
В центре ставлю шайбу и фиксирую шаблон, так чтобы он мог вращаться во круг своеи оси, вычерчиваем форму лопасти.
Делаю три одинаковые заготовки.
Все размечаю, выпиливаю, зашуриваю, процес изготовления как в той статье.
Отверстия в винтах не сверлю.
Затем надо разметить и распилить лопасти под углом 120 градусов.
Вот так, фото ниже.
После этого надо пропилить лопасти, чтобы вставить фанерный равносторонний треугольник это будет продольное укрепление склейки
Треугольник из фанеры 3мм.
Можно склеить эпоксидкой или циакрином. 
До склеивания собераю конструкцию, если все точно сходится клеим.
Эту работу нужно сделать точно. Чтобы зазор был минимальным, примерно 0,1 нормально и лопасти лежали под 120 гр
Прижимаю на стапеле грузом в центре, тогда все лопасти
получаются в одной плоскости.
Пока винт клеится, выпиливаю кружки с отверстием по центру, отверстия по диаметре такое как вал на двигателе, кружки по диаметру из шаблона винта.
Вариант был сделать не кружки, а шестигранник как на фото.
Через сутки, как епоксидка застигла, размещаю кольцо в центре и клею, желательно клеить под давлением.
После склейки первого кольца, через время сверлю отверстия под вал двигателя.
Клею второе кольцо.
Сверлю отверстия, поперечное укрепление делаю вертикальными штифтами из зубочисток, после склейки и накладки фанерных шайб.
Моя сверлилка http://www.parkflyer.ru/85266/blogs/view_entry/3639/
После склейки штивтов отрезаю лишнее и шлифую.
Теперь окончательно обрабатываю наждачной бумагой. Частая балансировка только в пользу.
Кто не видел мой балансир вот http://www.parkflyer.ru/85266/blogs/view_entry/3783/
После окончательной балансировки, можно покрасить или просто покрыть лаком.
Не забываем о вентиляции помещения.
После первого покрытия лаком зашкурил слегка нулевкой до гладкости, кончики лопастей покрываю акриловой краской, после высыхания краски убираю скотч, еще лакирую.
Проводил експеременты из цветом на концах лопастей, как комментировали белый цвет хорошо видно, так и есть, красный тоже хорошо видно и смотрится красиво.
Источник