Катапульта «Старт» — один из самых востребованных экспонатов в научно-мемориальном музее имени Н. Е. Жуковского, который недавно отпраздновал тридцатилетний юбилей. Это устройство вызывает большой интерес у посетителей, многие из которых просят предоставить чертежи и подробное описание. И это неудивительно, ведь катапульта может стать ценным учебным пособием в школьном кабинете физики, полезным инструментом в авиамодельной лаборатории или эффектным экспонатом на авиационной выставке.
Конструкция и устройство катапульты
РИС. 1. КАТАПУЛЬТА «СТАРТ»: 1 — донная панель (фанера 4 — 5 мм); 2 — боковые стенки ящика (сосна 30*20 мм); 3 — болт; 4 — резиновый жгут (16 нитей 1*4 мм); 5 — направляющие брусочки (сосна 30*15 мм); 6 — накладка каретки (твердое дерево); 7 — профиль каретки (сталь 4 мм); 8 — держатель; 9 — крючок каретки; 10 — пусковая пластина; 11 — стартовая кнопка; 12 — задняя стенка ящика (сосна 30*20 мм); 13 — колечко для крепления резины; 14 — передняя стенка ящика; 15 — щель для болта; 16 — шайба; 17 — гайка; 18 — верхняя передняя крышка; 19 — верхняя задняя крышка; А — зуб пусковой пластины; Б — болты М3, крепящие пусковую пластину к дну ящика; В — двойной крючок (передняя точка установки модели); Г — ушко (отверстие ø 6); Д — отверстия ø 3 для заклепок.
Основой катапульты служит плоский ящик длиной 1200 мм, шириной 200 мм и высотой 40 мм. Его каркас собирается из сосновых брусков сечением 30x20 мм, которые образуют боковые (2), заднюю (12) и переднюю (14) стенки. Основанием служит донная панель (1) из фанеры толщиной 4–5 мм, которая крепится к каркасу на клею и шурупах. Сверху ящик закрывается двумя съёмными крышками (18 и 19), также фанерными, которые фиксируются только шурупами для обеспечения доступа к внутренним механизмам.
Внутри ящика, вдоль специальных направляющих брусочков (5) сечением 30x15 мм, перемещается каретка (6). Именно на неё с помощью держателя (8) и крючка (9) устанавливается модель перед запуском. К ушку (7) на каретке крепится один конец резинового жгута-амортизатора (4). Другой конец жгута надевается на регулировочный болт (3). Изменяя положение этого болта, можно регулировать силу натяжения резины и, как следствие, начальную скорость и дальность полёта модели. Для жгута рекомендуется использовать 16 нитей резины сечением 1x4 мм, например, от эспандера.
Механизм запуска и подготовка к работе
Каретка фиксируется в стартовом положении, когда её крючок (9) зацепляется за зуб (А) пусковой пластины (10). Для движения выступающей части каретки в верхней передней крышке (18) прорезается продольная щель длиной 700 мм и шириной 4 мм. В задней крышке (19) сверлится отверстие диаметром 18 мм для установки стартовой кнопки (11).
Важно обеспечить плавный ход каретки. Направляющие брусочки (5) должны быть строго параллельны друг другу и продольной оси ящика, с расстоянием между ними 35 мм. Поскольку общая ширина каретки составляет 34 мм, остаётся технологический зазор в 1 мм. Поверхности направляющих и самой каретки необходимо тщательно обработать наждачной бумагой, покрыть лаком (например, эмалитом или цапонлаком) и перед использованием протереть тальком для уменьшения трения.
Пусковая пластина (10) изготавливается из закалённого дюралюминия толщиной 1,5 мм и крепится к дну ящика двумя винтами М3. Стальной зуб (А) приклёпывается к пластине двумя заклёпками диаметром 2 мм. Если крючок каретки срывается самопроизвольно или, наоборот, требует для освобождения чрезмерных усилий, его форму следует скорректировать надфилем.
Процесс запуска моделей
Запуск выполняется в несколько шагов. Сначала каретку оттягивают назад до характерного щелчка, сигнализирующего о зацеплении крючка за зуб пусковой пластины. Затем на каретку устанавливают модель: стабилизатор модели опирается на держатель (8), а носовой крючок модели заходит в проём двойного крючка (В) каретки. После выбора направления полёта остаётся лишь нажать на стартовую кнопку (11). Для безопасности в условиях ограниченного пространства (например, в классе) на пути полёта моделей рекомендуется натягивать защитную сетку или марлевый занавес.
Модели для демонстрации полёта
С помощью катапульты «Старт» можно наглядно демонстрировать различные типы полёта, используя специально разработанные модели.
РИС. 2. МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА. Позволяет показать планирующий полёт.
РИС. 3. МОДЕЛЬ ИСТРЕБИТЕЛЯ № 1. Предназначена для выполнения фигуры «горка».
РИС. 4. МОДЕЛЬ ИСТРЕБИТЕЛЯ № 2. Спроектирована для выполнения петли Нестерова. Радиус петли регулируется натяжением резинового жгута на катапульте и углом отклонения руля высоты на модели.
Все три модели изготавливаются преимущественно из лёгкой бальзы. При её отсутствии можно использовать лёгкие породы дерева, например, липу, уменьшив при этом сечения всех деталей на 20–30% для сохранения необходимой лёгкости.
Особенности моделей
Модель планера имеет плоский фюзеляж, усиленный в носовой части боковыми накладками. В нос вклеивается целлулоидный крючок и небольшой свинцовый груз для балансировки. Крыло имеет простой аэродинамический профиль, стабилизатор — плоский. Перед запусками с катапульты модель необходимо отрегулировать ручными бросками, изменяя вес носового груза и подгибая киль для устранения разворотов.
Модели истребителей имеют пустотелые фюзеляжи в виде лёгких трубок, которые можно либо выдолбить из брусочка бальзы, либо склеить из тонких пластин. Крыло, киль и стабилизатор вставляются в прорези фюзеляжа на клею. Центровка регулируется небольшими свинцовыми грузиками, закреплёнными в носовой части.
Возможности для творчества и соревнований
Тремя базовыми траекториями возможности катапульты «Старт» не ограничиваются. Проявив изобретательность, можно создавать модели, выполняющие развороты, «бочки» и даже более сложные фигуры высшего пилотажа, например, иммельман. Для последнего потребуется оснастить модель простейшим программным механизмом, срабатывающим в верхней точке петли.
Катапульта открывает широкие возможности для проведения увлекательных соревнований по точности попадания, дальности или сложности выполняемых фигур, что делает её отличным инструментом для обучения и технического творчества.
Г. СТЕПАНОВ