 |
Начало
» Матчасть
»
Подборка статей в «М-Хобби» »
Ту-154М.
Да будет свет!
Ту-154М. Да будет свет!
Статья впервые опубликована в журнале "М-Хобби"
12’2016 (186).
Главный редактор - Николай
Анатольевич Поликарпов, член Союза журналистов России.
Экспериментировать с подсветкой моделей я
начал много лет назад. Традиционный для гражданской авиации
масштаб 1:144 серьезно ограничивает возможности размещения даже
самых мелких светодиодов, а световоды не обеспечивают ни должной
яркости свечения, ни, самое главное, угла рассеивания света.
Поэтому я долго присматривался к модели Ту-154М в масштабе 1:72
от киевского мастера
Александра Левых. Сделанная в «офисном» стиле, без
шасси и остекления, с цельноотлитым фюзеляжем, в пределах своего
предназначения эта модель самодостаточна и по-своему совершенна.
Точная геометрия, воспроизведенные в полном объеме
эксплуатационные и монтажные лючки и даже клепка, как потайная,
так и выступающая, вызывали сильное желание не просто
использовать эту заготовку для постройки стендовой модели, но и
оснастить ее интерьерами кабины, салонов и всевозможной
светотехникой.
Опасения вызывал материал, малопригодный
для серьезного вмешательства, пористо-рыхлая смола, армированная
стеклотканью и покрытая сверху тонким виниловым слоем, и
цельность таких элементов, как фюзеляж, крыло и двигатели.
Манила же перспектива использовать весь многолетний опыт работы
с моделями и возможность решить множество технологических и даже
инженерных задач, а также и желание показать, насколько может
изменить восприятие точное воспроизведение электроосвещения,
редко и ограниченно применяемое в стендовом моделизме.
Итак, решение принято, и первым
инструментом стала дисковая фреза. Чтобы получить доступ к
фюзеляжу изнутри, но при этом минимально нарушить его
целостность, я отказался от распила вдоль на половинки, а решил
ограничиться отделением верхней носовой части и выпиливанием
капотов второго двигателя. Дальнейшая работа убедила меня в
правильности такого решения, так как материал модели оказался
очень сложным для работы, и трудности обратного сращивания
половинок с восстановлением выпиленного фрезой материала и
правильного цилиндрического сечения с лихвой перекрыли бы
сложность монтажа «внутрянки» при ограниченном доступе.
На тот момент я еще не знал, что Левых
для желающих делает фюзеляж из двух половинок
плюс S-образный канал среднего
двигателя. Половинки фюзеляжа в этом случае
изготавливаются более жёсткими (толщина
увеличена до 1,5-2 мм). И, действительно, досадно, что
львиная доля усилий была направлена на то, чтобы «побороть» цельность
фюзеляжа.
Первой серьезной проблемой стали окна.
Без свободного доступа изнутри рассчитывать на индивидуальное
остекление каждого окна не приходилось. Выдавленные из пластика
«стекла» вставить и прочно закрепить в выпиленных проемах,
действуя только снаружи, теоретически, быть может, и осуществимо,
но настолько трудоемко, что этот вариант я отверг сразу. Заливка
проемов прозрачной эпоксидной смолой вызывала сомнения из-за
рельефной и шероховатой внутренней поверхности стенок фюзеляжа,
неоднородных по толщине. Это делало проблематичным заклеивание
зоны окон герметичной маской, которая, к тому же, должна была бы
быть идеально глянцевой, так как отполировать внутренние
поверхности окон, не имея к ним свободного доступа, невозможно,
равно как и пытаться заливать смолу изнутри.
Остался традиционный способ выпилить
целиком прямоугольные участки с рядами окон, заменить их гнутыми
полосками оргстекла а непосредственно окна сформировать с
помощью масок при окраске.
Вырезы сделал с запасом по 2 мм от
верхних и нижних границ окон, чтобы можно было обрабатывать швы
без риска задеть зону будущих стекол. Четыре прямоугольных
выреза под ряды окон переднего и заднего салона, и три
квадратных под окна дверей серьезно ослабили фюзеляж, стенки
которого в зоне вырезов стали «гулять», и стало понятно, что для
полосок из оргстекла придется ставить упоры в виде небольших
участков шпангоутов, приклеенных изнутри к стенкам. Главным при
этом было угадать места их расположения, чтобы впоследствии они
оказались точно в межоконных промежутках.
С кабиной пилотов пришлось поступить
более радикально. Просто выпилить окна переплета было
недостаточно, так как неоднородность толщины стенок в этом месте
варьируется в пределах нескольких миллиметров, а снятие
внутреннего слоя со стеклотканью делает материал в местах
оконных стоек очень хрупким. Отпиленная по линии между
шпангоутами №11 - №12 и СГФ (строительной горизонтали фюзеляжа)
кабина послужила мастер-моделью для отливки копии из
полиуретановой смолы, значительно более пригодной для обработки,
и довести толщину стенок до нужного значения и приемлемой
равномерности с помощью гравера и зубоврачебных фрез было
относительно несложно.
Нетривиальной задачей было просунуть,
развернуть и закрепить хвостовой гермошпангоут и S-образный
канал двигателя №2, склеенный из двух половинок, выдавленных
деревянным пуансоном в фанерной матрице. Толщину внутренней
части воздухозаборника и стенки фюзеляжа в местах прохождения S-образного
канала тоже пришлось уменьшать фрезерованием, доводя ее в
отдельных местах до 0.5 мм.
Одновременно были вклеены светодиоды,
имитирующие импульсные огни с заранее припаянными проводами и
хвостовой аэронавигационный огонь. Если для импульсных маяков
идеально подошли светодиоды с длинным штырьком (такие
используются в бытовой технике), то белый хвостовой АНО пришлось
сделать световодом, вытянутым из прозрачного литника и слегка
оплавленным с одного конца в виде линзы. Другой конец световода,
просунутый сквозь тонкостенную стальную трубочку, закрепленную
на фюзеляже под срезом сопла второго двигателя, вклеил на «Футуре»
в отверстие, просверленное в корпусе светодиода белого свечения,
и всю систему закрепил в полости хвостовой части фюзеляжа
Poxipol-ом и закрасил черной краской.
При выбранном способе членения фюзеляжа
единственно возможный вариант разместить в нем два пассажирских
салона – сделать их единым блоком. Сквозной пол из
миллиметрового листового полистирола укрепил снизу продольными
брусками, сделав в них разрыв в районе среднего тамбура, чтобы
при вставлении салонной сборки в фюзеляж через отпиленный
уголком нос можно было слегка изогнуть ее – иначе сборка просто
не проходила в проем. С этой же целью потолочная панель с
имитацией багажных полок тоже сделана отдельно для переднего и
заднего салонов, а переборки, отделяющие салоны от тамбуров,
меньше внутреннего диаметра фюзеляжа на толщину упоров для
прозрачных полосок оконной части обшивки.
Кресла двух типов, для экономического и
бизнес-класса, отлитые из полиуретановой смолы, покрашенные и
приклеенные к полу и занавески в проходах оказались достаточными
для имитации салонов, обзор которых ограничен небольшими
размерами окон, для большего реализма у части кресел
эконом-класса завалил спинки вперед в случайном порядке, как
часто выглядят салоны лайнеров перед посадкой пассажиров на рейс.
Так же, отдельным агрегатом, сделал и
кабину экипажа. Здесь упрощения уже недопустимы, обзор через
остекление фонаря, а тем более с подсветкой, позволяет
разглядеть не только кресла, штурвалы и доски пилотов и
бортинженера, но и щитки АЗС (автоматов защиты сети), гардероб,
занавески и кислородный переносной прибор, закрепленный над
входной дверью.
За доску бортинженера усадил фигурку в форменной
одежде с рукой, поднятой к щитку электросистем, тем самым,
обосновав ситуацию с включенными огнями и пустыми салонами:
бортинженер, принимая борт, проверяет электросистемы в ожидании
остальных членов экипажа. Подача электропитания внешним кабелем
через РАП, розетку аэродромного питания, при этом выглядит
совершенно естественно.
Настала очередь монтажа электросистемы
самой модели. Схема имитации световых импульсных маяков СМИ-2,
разработанная двадцать лет назад и повторенная не один десяток
раз, оказалась простой, надежной и эффективной, поэтому я
применил ее и здесь. Схема, питающаяся постоянным током
напряжением 9 В, состоит из генератора прямоугольных импульсов и
двух формирователей вспышки, сделанных на таймерах NE555 (отечественный
аналог КР1006ВИ1), нагрузкой которых являются два красных
светодиода. Прямоугольные импульсы с выхода генератора на D1
поступают на входы формирователей D2 и D3 через дифференцирующие
цепочки C3 R6 и C6 R9 соответственно, причем сигнал на
дифференцирующую цепочку формирователя D2 инвертируется на
транзисторе V1.
Таким образом, один формирователь
запускается передним, а второй задним фронтом прямоугольного
импульса, обеспечивая поочередные короткие вспышки через равные
промежутки времени, задаваемые резисторами R1, R2 и
конденсатором С1. Резисторы R7 и R10 задают ток через светодиод,
который может быть достаточно близок к максимальному значению
тока через данный тип светодиодов, так как импульс короткий и не
успевает вызвать перегрев кристалла. Если использовать планарные
элементы для поверхностного монтажа, схему вполне можно
разместить даже в модели масштаба 1:144, не говоря уже о
масштабе 1:72.
Вся остальная электрика сводится к
простейшим цепочкам из светодиода и токозадающего резистора,
V17, V18, V19 – красный, зеленый и белый БАНО, V20 и V21 –
подсвет эмблемы. Подсветка приборных досок (V4-V6, V7-V9)
сделана группами из трех, салонов (V10,V11, V12,V13 и V14,V15)
из двух светодиодов и резистора каждая. Номиналы резисторов R12
– R21 зависят от типа используемых светодиодов и требуемой
яркости. Рассчитать их очень просто: яркость светодиода зависит
от протекающего через него тока, падение же напряжения на
светодиоде остается примерно постоянным. Так, типовое значение
падения напряжения на красных светодиодах равно 1.6 В, на
зеленых, желтых и белых около 2 В. Чтобы светодиод не сгорел,
разницу между напряжением источника питания и падением
напряжения на светодиоде нужно погасить на последовательно
включенном резисторе.
Сопротивление резистора и будет задавать
рабочий ток через светодиод, так как при последовательном
соединении элементов ток через каждый из них будет одинаков.
Например, нам нужно рассчитать резистор для красного БАНО при
питании 9 В. Напряжение, которое нужно погасить, Uпит – Uд = 9 –
1.6 = 7.4 В. Допустим, устраивающая нас яркость будет при токе
10 mA, тогда сопротивление резистора по закону Ома для участка
цепи будет R = (Uпит – Uд)/I. Если ток подставлять в формулу в
миллиамперах, сопротивление будет в килоомах, (9 – 1.6)/10 =
0.74 кОм. Ближайший номинал резистора по ряду Е24 будет 750 Ом.
Точно так же решаем задачу для группового
источника света, например, для плафона подсветки приборной доски
с тремя желтыми светодиодами и током 5 mA сопротивление
резистора будет (9 - 2+2+2)/5 = 0.6 кОм, ближайший номинал будет
620 Ом. Следует обратить внимание, что светодиоды при одинаковом
токе могут немного отличаться яркостью, поэтому для групповых
источников света можно подобрать светодиоды с одинаковыми
параметрами. Яркость нужно подбирать также исходя из задачи
светильника: если импульсные маяки должны давать очень яркие
импульсы, БАНО быть просто яркими, то подсветку салонов лучше
сделать немного приглушенной. А яркость подсветки приборных
досок, где на малом участке стоят три светодиода, при том, что в
реальном самолете доски подсвечиваются очень деликатно, чтобы не
утомлять глаза и не вызывать затруднений при переносе взгляда в
ночные окна, должна быть минимальной.
Светильники для приборных досок я сделал
из полосок тонкого фольгированного стеклотекстолита шириной 1.5
мм и длиной 15 мм и вклеил их под козырьки так, чтобы виден был
только свет, падающий на приборные доски.
Потолки пассажирских салонов сами
являются печатными платами светильников, в них протравлены
дорожки, соединяющие параллельно три группы, каждая из которых
состоит из последовательно соединенных двух светодиодов белого
свечения и резистора. Одна группа подсвечивает передний, две
оставшиеся – задний салоны.
Красный и зеленый крыльевые БАНО из
обточенных почти до кристалла светодиодов вклеены в законцовки
крыльев и залиты прозрачной эпоксидной смолой.
И, наконец, два светодиода, припаянные к
узким платам 2х20 мм и вставленные в полости, выбранные фрезой в
хвостовой части пилонов двигателей под прорезанные и
застекленные окошки в верхней обшивке пилонов, так называемые
лампы подсвета эмблемы освещают киль и регистрационные знаки на
воздухозаборнике второго двигателя. Как и светодиоды подсветки
приборных досок и салонов, они тоже бескорпусные и миниатюрные,
размером едва превышают сечение торца спички, паять их надо
предельно осторожно, жало паяльника должно иметь форму острого
конуса.
Светодиоды белого свечения еще и
чувствительны к превышению тока – на самом деле это светодиоды
ультрафиолетовые, а белый свет под действием ультрафиолета
излучает люминофор, содержащийся в компаунде, закрывающем
кристалл. Даже незначительное и кратковременное превышение
предельного тока губительно для них, поэтому лучше ограничиться
величиной тока не более 8 mA.
Схему СМИ-2, собранную на отдельной
печатной плате, я разместил в хвостовой части фюзеляжа, в
непосредственной близости от светодиодов, чтобы уменьшить
количество проводов, идущих через всю модель, а под полом кабины
установил небольшую кросс-плату с резисторами, подключенную к
РАП, от которой уже расходились жгуты ко всем потребителям. Весь
монтаж сделал проводом МГТФ сечением 0.03 мм2 для проводки
внутри фюзеляжа и 0.35 мм2 для цепей, выходящих за его пределы,
крыльевых БАНО и ламп подсвета эмблемы, из соображений прочности.
Эти пары я отмерил с запасом, а излишек свернул и закрепил
скотчем в местах сопряжений крыла и двигателей до окончательного
монтажа.
Много времени ушло и на доводку
двигателей. Изначально состоящие из пяти деталей, мотогондолы,
обечайки воздухозаборника, реверсивного устройства и двух
штампованных кружочка из фольги, отдаленно напоминающие
компрессор и турбину, без доработки они никак не соответствовали
критериям стендовой модели. К тому же полость воздухозаборника,
диаметром чуть больше внутреннего диаметра обечайки, смещена так,
что с одной стороны обечайка заподлицо прилегает к стенке канала,
а с другой образуется ступенька больше миллиметра. Полость
канала я расточил фрезой, зажатой в патрон электродрели, до
равномерной толщины стенок 1 мм, а из нескольких слоев писчей
бумаги склеил стакан с пояском по внешнему краю, и пропитал его
затекающим цианакрилатным клеем Done Deal DD6636. После пропитки
бумага становится твердой как пластик и хорошо обрабатывается
наждачкой.
Развертки деталей входного устройства
нарисовал в CorelDraw и отдал на изготовление фототравлением.
ВНА, в развернутом виде напоминающий расческу, согнул кольцом, а
лопатки (зубья «расчески») отогнул внутрь с разворотом на 90°, а
в центре закрепил лопатки цианакрилатным гелем на втулке.
Первая
ступень компрессора низкого давления составная из двух дисков с
18 лопатками каждый, спаянных со сдвигом на полшага, в прорези
на задних кромках лопаток вклеено кольцо из тонкого полистирола,
все вместе закреплено на оси, увенчано обтекателем и вставлено в
донышко стакана, с противоположной стороны к пояску приклеена
обечайка воздухозаборника. В таком виде входное устройство
можно установить на заключительной стадии сборки модели, избежав
необходимости накладывать дополнительные маски при окрашивании.
Так же агрегатно сделал и выходное
устройство, турбина с креплением опорного подшипника и конусом
из смолы, а гофрированное кольцо смесителя спаял из отожженной
латуни, надел на колпачок от клея ПВА подходящей формы и в
несколько заходов промял гофр, нажимая боковой частью шила.
Турбину и смеситель поместил внутрь тонкостенного сопла из
бумаги, пропитанной цианакрилатом и окрашенного полирующимся
металайзером, и все это установив на мотогондолу, закрыл
реверсивным устройством.
Работы по шасси, антеннам и прочим
элементам описывать нет смысла, они стандартны для большинства
моделей. Все же главной «изюминкой» должна была стать подсветка,
а стоит ли результат затраченных усилий, решайте сами.
Скачать статью из журнала "М-Хобби"
12’2016 (186)
Автор:
Дмитрий Колесник
|
|
