Управление моделями самолетов на управляющих линиях.

Введение

Способ управления летающей моделью самолета

Управление по линиям (также называемое U Control) – это простой и легкий способ управления летающей моделью самолета. Самолет соединен с оператором парой линий, прикрепленных к рукоятке, которые управляют рулем высоты модели. Это позволяет управлять моделью по тангажу. Линии управления ограничивают полет модели поверхностью полусферы. Обычно в качестве линий управления используются многожильные тросы из нержавеющей стали или цельные металлические провода. Вместо проводов можно использовать швейные нитки или плетеную леску, но при этом увеличивается сопротивление воздуха. Иногда используется третья линия для управления дроссельной заслонкой двигателя, а также могут быть добавлены дополнительные линии для управления другими функциями. В масштабных моделях электрические сигналы, передаваемые по проводам, иногда используются для управления такими функциями, как уборка шасси и закрылки. Существует также система управления, использующая один цельный провод, называемая Монолинией. Когда пилот вращает провод вокруг своей оси, внутри самолета вращается спираль, которая приводит в движение руль высоты. Хотя ее можно использовать с некоторым успехом на любом типе модели, она лучше всего подходит для скоростных моделей, где уменьшенное аэродинамическое сопротивление одной линии является значительным преимуществом. Управление, обеспечиваемое Монолинией, не такое точное, как в системе управления двумя линиями. Почти все модели с управлением по линиям оснащены обычными авиамодельными двигателями различных типов. Возможно управление моделями по линиям, не использующими бортовой двигатель, в режиме, называемом "с помощью хлыста", когда пилот "ведет" модель, линии которой прикреплены к удочке или подобному шесту, обеспечивая необходимую энергию для поддержания самолета в воздухе, подобно управлению воздушным змеем.

История

Ранние версии лишь ограничивали модель полётом по окружности, не предоставляя никакого управления. Это известно как полёт по кругу. Происхождение полёта по линии управления остаётся неясным, но обычно считается, что первым человеком, использовавшим узнаваемую систему управления поверхностями модели, был Оба Сент-Клэр в июне 1936 года недалеко от Грешема, штат Орегон. Система Сент-Клэра использовала довольно громоздкое устройство, напоминающее телевизионную антенну, к которой было прикреплено множество леерных линий. Эта система существенно отличается от тех, что используются в современных моделях с управлением по линии. Интересно отметить, что Сент-Клэр построил только одну модель, "Мисс Ширли", использующую эту систему, которую он назвал "Полный дом". На сегодняшний день нет никаких свидетельств того, что кто-либо ещё строил самолёт для использования системы "Полный дом". Наибольшую известность в изобретении и популяризации управления по линии, а также изобретении ранее запатентованной системы, известной как "U Control" (являвшейся товарным знаком и используемой практически на всех современных моделях с двумя линиями управления), получил Невиллс Э. "Джим" Уокер. Его компания "American Junior" была крупнейшим производителем моделей и обладала многочисленными патентами на систему с двумя линиями, пока они не были аннулированы в ходе судебного разбирательства о нарушении патентных прав, поданного Уокером против Лероя М. Кокса, на основании "предыдущих разработок" Сент-Клэра в ходе судебного процесса 1955 года. Один из самых престижных призов в соревнованиях по фигурному пилотажу на линиях управления, санкционированных AMA, вручаемый победителю в финале между чемпионами США в юниорском, старшем и открытом классах, был первоначально учреждён и назван в честь Уокера. Это один из старейших постоянно вручаемых трофеев в моделизме.

Рама самолета

Модели на проводе строятся из тех же основных материалов и с использованием тех же методов, что и модели радиоуправления и свободного полета. Конструкция модели на проводе варьируется в зависимости от категории модели. Аэробатические и боевые модели относительно легко строятся по сравнению с моделями радиоуправления, поскольку им требуется высокая маневренность в ограниченном пространстве, обеспечиваемом полусферой управления. Обычно они изготавливаются из традиционных материалов, таких как бальза, фанера, бумага, пластик, ель и пенополистирол, но современные композиты и графит/эпоксидная смола иногда используются в элементах, подверженных высоким нагрузкам. Боевые модели также должны быть относительно простыми и быстрыми в сборке, так как столкновения в воздухе и аварии – обычное явление. Строительство аэробатической модели, как правило, довольно сложное и может потребовать сотен часов работы. Скоростные модели должны быть очень прочными, чтобы выдерживать натяжение лески и обеспечивать жесткое крепление двигателя для достижения максимальной производительности. Скоростные модели обычно строятся вокруг алюминиевой или магниевой "панели", которая составляет примерно половину фюзеляжа. Высокая маневренность не требуется, поскольку высота модели поддерживается центростремительным ускорением. Гондочные модели должны быть относительно легкими для хорошего ускорения с места или после пит-стопа, а также для уменьшения угла атаки профиля, необходимого для поддержания подъемной силы. Гондочные самолеты также должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать захват модели питменом после посадки. Для управления самолетом леска должна оставаться в натяжении. Центростремительного ускорения обычно достаточно для поддержания натяжения лески, если самолет правильно настроен (отрегулирован), но иногда добавляются дополнительные элементы, такие как смещение руля направления и двигателя, для обеспечения дополнительного натяжения. Интересно отметить, что когда модель на проводе выполняет петлю, она больше не летит по краю полусферы, а описывает край конуса, плоскую траекторию, и движение модели не создает центростремительного ускорения. В этом состоянии полета другие факторы должны обеспечивать натяжение лески, такие как смещение двигателя или угол вывода лески. Вес на законцовках крыла обычно используется для балансировки веса лески. Лучшие аэробатические модели обычно имеют множество регулируемых элементов, таких как отсеки для балласта на законцовках крыла, регулируемое смещение руля направления, регулируемый угол разворота и регулируемые органы управления элеронами и закрылками. Некоторые аэробатические модели используют систему переменного руля направления (обычно называемую рулем Рабе по имени его изобретателя, Аль Рабе), чтобы изменять смещение руля направления во время полета. Настройка различных регулируемых элементов на современной трюковой модели может быть довольно сложной. Многие модели также имеют более длинную внутреннюю часть крыла; аэробатические модели используют это для балансировки подъемной силы с обеих сторон, компенсируя разницу в скорости от внутренней к внешней части крыла, в то время как некоторые скоростные модели используют только внутреннюю часть крыла, что полностью устраняет сопротивление внешней части крыла (эти модели в разговорной речи называют "Сайдвиндерами"). В целом, 2/3 аэродинамического сопротивления всей системы модели на проводе (самолет, выводы лески, леска/соединители, рукоятка) создается леской/соединителями. В целом, существует два типа конструкции фюзеляжа, используемых в моделях на проводе: "профильный" (плоский) и "каркасный". Они строятся с использованием различных типов крыльев в зависимости от конкретного назначения самолета. Профильные модели, в которых фюзеляж вырезается из одного относительно тонкого листа дерева с "профилем" самолета, просты в изготовлении и ремонте и широко распространены в моделях для обучения. Иногда вибрация двигателя вызывает нестабильную работу двигателя на профильных моделях. Каркасные фюзеляжи гораздо сложнее в изготовлении, но обычно выглядят лучше и обеспечивают более стабильную работу двигателя.

Control line models are built of the same basic materials and construction methods as R/C and free flight models. Control line model construction varies with the category of model. Aerobatics and combat models are relatively lightly built compare to R/C models as they need high maneuverability in the limited space offered by the control line hemisphere. They are typically built with traditional materials like balsa wood, plywood, paper, plastic, spruce, and polystyrene foam, but modern composite and graphite/epoxy are occasionally used in high load applications. Combat models must also be relatively easy and quick to build, as mid air collisions and crashes are common. Aerobatic model construction is typically quite complex and may require many hundreds of hours. Speed models must be very sturdy to withstand the forces of line tension and to permit a very rigid engine mount for maximum engine performance. Speed models are generally built around an aluminum or magnesium "pan" that forms about half the fuselage. Little or no maneuverability required, as once at speed the model's altitude is maintained by centripetal Acceleration. Racing models need to be both relatively light for good acceleration from the start, or after a pit stop, and to reduce the pitch of the airfoil required to maintain lift. Race Aircraft also be fairly strong to withstand the pit man catching the model after landing. To control the airplane, the lines must remain in tension. Centripetal Acceleration is generally sufficient to maintain line tension if the airplane is properly "trimmed" (adjusted), but sometimes additional features such as rudder offset and engine offset are added to provide extra tension. It is of interest to note, that when a control line model does a loop, it no longer flies on the edge of a hemisphere, but traverses the edge of a cone, a planar path, and the motion of the model produces no centripetal acceleration. In the condition of flying a loop, other factors must therefore provide the line tension, such as engine offset, or lead out rake. Weight in the outboard wing tip is usually used to balance the weight of the lines. Top aerobatics models typically have a large number of adjustable features like tip weight boxes, adjustable rudder offset, adjustable line sweep, and adjustable elevator and flap controls. Some aerobatics models use a variable rudder system (commonly called the Rabe rudder after its inventor, Al Rabe) to vary the rudder offset during flight. The adjustment of the various adjustable features on a modern stunt model can become quite complex. Many models also feature a longer inboard wing; aerobatics models use this to balance the lift from side to side, compensating for the difference in velocity from inboard to outboard wing, while some speed models use only an inboard wing, which eliminates the drag of the outboard wing completely (these models are colloquially referred to as "Sidewinders"). In general 2/3rds of the aerodynamic drag of the entire control line model systems (Plane, Lead Outs, Lines/Connectors, Handle) is created by the lines/connectors. In general there are two types of fuselage construction that are used in control line: "profile" (flat) and "built up". These are built with differing types of wings depending on the specific use of the aircraft. Profile models, where the fuselage is cut out from a single relatively thin sheet of wood with the "profile" of the airplane, are simple to build and repair, and are very common on trainer models. Sometimes the vibration of the engine causes poor engine runs on profile models. Built up fuselages are much more difficult to build but generally look better and offer superior engine runs.

Контроль

Самолет обычно управляется набором линий длиной 20–70 футов, как правило, из многожильной нержавеющей стали, отдельных жил фортепианной проволоки или G.S.U.M.P. (Gel Spun Ultra – полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, производства DuPont). Для спортивного пилотирования часто используются неметаллические линии из кевлара, дакрона или других волокон с низкой растяжимостью. Этот тип управления изначально был запатентован под названием "U Control" и является наиболее распространенным методом управления. Система управления обычной двухлинейной системой/"U Control" состоит из выводных тросов, кривошипно-шатунного механизма, тяг и рулевых тяг. Они соединены таким образом, что дифференциальное движение линий вращает кривошип, заставляя тягу двигаться вперед или назад. Тяга соединена с управляющей поверхностью посредством рулевой тяги, которая перемещает руль высоты (и закрылки, если они установлены) вверх и вниз. Пилот держит рукоятку, к которой прикреплены линии. Наклоняя рукоятку движениями пальцев, запястья и/или локтя, вызывается дифференциальное движение линий. По соглашению, наклон руки так, чтобы верхняя часть была ближе к пилоту, чем нижняя, приводит к отклонению руля высоты "вверх", подобно оттягиванию штурвала полноразмерного самолета. Также по соглашению большинство самолетов летают номинально против часовой стрелки, если смотреть сверху, с выводными тросами, выходящими из левого крыла. Это не универсально, и некоторые пилоты летают в противоположном направлении. Полет по часовой стрелке имеет небольшое преимущество в некоторых ситуациях, поскольку большинство двигателей работают таким образом, что крутящий момент отклоняет самолет от пилота, увеличивая натяжение линий в горизонтальном полете. Управление можно расширить, добавив третью линию, управляющую дроссельной заслонкой. Наиболее распространенная система управления дроссельной заслонкой была разработана Дж. Робертом Смуртвейтом из Бейкера, штат Орегон, и широко доступна. Дроссельная заслонка обычно представляет собой обычный карбюратор, используемый в моделях радиоуправления, схемы, сочетающие ограниченное отклонение руля направления и/или элеронов, а также регулируемое положение выводных тросов, часто встречаются на самолетах-носителях, а также на рулях высоты и закрылках. Управление монолинией осуществляется путем скручивания единственной линии. Пилот держит рукоятку с закрученным плоским куском металла на подшипниках в одной руке и "бобину" в другой. Перемещение бобины к рукоятке или от нее скручивает линию. Внутри самолета вращающаяся линия вращает спиральный валик с толкателем. Толкатель перемещается к валу и от него, и к нему прикреплена тяга. Затем, по мере вращения валика, тяга перемещается вперед и назад. Остальная часть системы аналогична двухлинейной системе. Управление монолинейной системой гораздо менее точное, чем двухлинейная, поскольку сама линия имеет тенденцию скручиваться, прежде чем переместить валик, что приводит к несколько нечеткому ответу управления со значительной задержкой. Однако она имеет преимущество в том, что для перемещения органов управления требуется меньшее натяжение линии, а единственная линия создает меньшее сопротивление, чем две немного меньшие линии, используемые в традиционном двухлинейном управлении. Другие методы управления были разработаны на ранних этапах, чтобы избежать выплаты роялти по патенту "U Control", включая системы с линиями, соединенными непосредственно с рулем высоты с помощью шкивов для изменения угла атаки, методы, которые соединяли линии непосредственно с тягой через винтовые зажимы, но большинство из них работали значительно хуже, чем традиционное двухлинейное управление.

The aircraft is typically controlled by a set of 20–70 foot lines usually of multi strand stainless steel, single strands of piano wire, or G. S. U. M. P. (Gel Spun Ultra high molecular weight polyethylene, made by DuPont). For sport flying, non metallic lines of kevlar, dacron, or other low stretch fiber materials are commonly used. This type of control was originally trademarked as "U Control" and is by far the most common control method. The controls of a conventional 2 line/"U Control" system consist of lead out cables, a bellcrank, push rods and control horns. These are connected so that differential motion of the lines rotates the bellcrank, causing a pushrod to move either forward or aft. The pushrod is connected to the control surface with a control horn that moves the elevator (and flaps, if used) up and down. The pilot holds a handle to which the lines are attached. Tilting the handle with the fingers, wrist, and/or elbow motion causes the differential movement in the lines. By convention, tilting the hand so the top is closer to the pilot than the bottom results in "up" elevator, much like pulling back on a full scale airplane control stick. Also by convention, most airplanes are flown nominally counter clockwise as viewed from above, with the leadout cables exiting the left wing. This is not universal and some pilots fly in the opposite direction. Flying clockwise has a slight advantage in some situations because most engines run so that the torque will roll the airplane away from the pilot, increasing line tension in upright level flight. The controls can be expanded by adding a third line that controls the throttle. The most common system for throttle control is that devised by J. Robert Smurthwait, of Baker Oregon, and is widely available. The throttle is usually a conventional carburetor as used on radio control models schemes that couple limited rudder and/or aileron, and variable leadout position are often found on carrier planes as well as elevator and flaps/
Monoline control works by twisting the single line. The pilot holds a handle with a twisted flat piece of metal on bearings in one hand, and a "bobbin" in the other. Moving bobbin towards or away from the handle twists the line. Inside the airplane, the rotating line rotates a spiral scroll with a follower. The follower moves toward and away from the pivot of the scroll, and has a pushrod attached. Then, as the scroll rotates, the pushrod moves fore and aft. The rest of the system is like the two line system. The control of a monoline system is much less precise than a two line system because the line itself tends to twist up before it moves the scroll, leading to a somewhat vague control response with considerable lag. It does however have the advantage of not requiring as much line tension to move the controls, and the single line has less drag than the two slightly smaller lines used in conventional two line control. Other control methods were devised early on to avoid having to pay royalties on the "U Control" patent, including systems with the lines connected directly to the elevator with pulleys to change the pitch, methods that connected the lines directly to the pushrod through screw eyes, but most worked very poorly compared to conventional 2 line control.

Мощность

Самолеты с управлением по тросам обычно оснащаются двигателем мощностью до 0,9 л.с., хотя могут использоваться и двигатели до 0,9 л.с., или электромоторы. Наиболее распространены двухтактные двигатели с поджиганием от свечи, но применяются практически любые типы двигателей, включая пульсирующие реактивные и турбореактивные. Модели с управлением по тросам обычно имеют очень высокое отношение мощности к весу по сравнению с моделями с радиоуправлением или полноразмерными самолетами. Размер двигателей и моделей существенно ограничен максимальной длиной троса в 70 футов (21 м), используемой в соревнованиях, хотя в редких случаях применялись тросы длиной до 150 футов. Категории соревнований, требующие высокой мощности и скорости, могут развивать очень высокие обороты для поршневого двигателя. Двигатель, используемый в соревновании FAI Speed, может выдавать до 45 000 об/мин, что быстрее, чем у некоторых полноразмерных турбореактивных двигателей. Удельная мощность составляет около 1200 л.с./литр, что значительно превышает показатели гоночных мотоциклетных двигателей или двигателей автомобилей Формулы-1. Многие прорывы в конструкции двухтактных двигателей (как модельных, так и мотоциклетных) можно проследить до скоростных моделей с управлением по тросам, поскольку их небольшой размер облегчает эксперименты с новыми конструкциями при низких затратах. Модели с управлением по тросам обычно работают на различной смеси топлива, однако распространенным является состав из 10% нитрометана, 20% касторового масла и 70% метанола. Касторовое масло иногда заменяют синтетическими маслами, однако, поскольку самолеты с управлением по тросам обычно работают на высоких оборотах двигателя на протяжении всего полета, касторовое масло обычно обеспечивает лучшую смазку и охлаждение и, следовательно, считается более безопасным для двигателя. Однако оно несколько вязкое, и в результате сопротивление масла может снизить мощность по сравнению с синтетическим маслом, а также может привести к образованию лака на цилиндре. Некоторые старые двигатели, обычно используемые для управления по тросам, могут быть быстро повреждены при использовании обычного топлива для радиоуправления из-за низкого содержания масла. В моделях с пульсирующим реактивным двигателем используется бензин, различные легковоспламеняющиеся жидкости, такие как ацетон, метилэтилкетон и другие подобные жидкости. Модели с пульсирующим реактивным двигателем запускаются путем подачи непрерывной искры (например, от "жужжащей катушки", используемой на тракторе Fordson) на свечу зажигания в камере сгорания, а затем с помощью велосипедного насоса или сжатого воздуха для подачи воздуха через топливный инжектор в двигатель. Когда в двигателе присутствует воспламеняющаяся смесь, происходит детонация, которая посылает ударную волну вниз по выхлопной трубе и создает разрежение на впускном конце двигателя, всасывая больше топлива/воздуха и вызывая еще один взрыв. После запуска двигатель очень быстро нагревается и больше не нуждается в искре. Устройство зажигания и источник воздуха отключаются, а затем модель запускается как можно быстрее, чтобы предотвратить возгорание самолета из-за тепла, выделяемого двигателем. Двигатель работает очень громко и не может быть заглушен, и его можно услышать на расстоянии нескольких километров при благоприятных условиях. Пропеллеры, используемые для моделей с управлением по тросам, обычно изготавливаются из дерева (обычно клена), стеклопластика (GRP) или графита/кевлара/стекловолокна и эпоксидной смолы. Шаг и диаметр пропеллера выбираются в зависимости от размера двигателя, желаемого типа производительности и стоимости. Типичный двигатель с трубчатым выхлопом размером .61 использует трехлопастный пропеллер диаметром около 12-13 дюймов и шагом около 4 дюймов, обычно изготовленный из графита/эпоксидной смолы. В спортивной модели размером .20 можно использовать недорогой пропеллер диаметром 8 дюймов и шагом 4 дюйма из стеклопластика. Графитовые пропеллеры для высшего пилотажа обычно производятся небольшими партиями или даже вручную и могут стоить до 50 долларов. Небольшие спортивные пропеллеры из стеклопластика изготавливаются литьем под давлением и могут стоить всего 2 доллара. Топливо для двигателя обычно хранится в металлическом или пластиковом топливном баке, имеющем форму, обеспечивающую забор топлива с внешней кромки бака, поскольку топливо, как правило, отбрасывается к бокам под действием центробежной силы при движении самолета по кругу. "Танк с шариком", используемый в радиоуправляемых моделях, вполне подходит, но часто используются специальные баки клиновидного сечения, которые обычно имеют лучшие характеристики по мере расхода топлива. Бак с вентиляционным отверстием на внутренней кромке или несколькими вентиляционными отверстиями обычно называют "всасывающим" баком. Давление подачи топлива с всасывающим баком изменяется по мере расхода топлива, что приводит к обеднению смеси двигателя по мере продолжения полета. Баки, вентилируемые только для подачи воздуха с внешней кромки ("баки унифлоу"), обеспечивают постоянное давление топлива в течение всего полета и постоянное соотношение смеси. В моделях для боя и некоторых скоростных моделях используются резиновые трубки ("баки-диафрагмы"), детские соски или пузырьки для чернил из перьевых ручек, накачиваемые топливом из большого шприца, для хранения топлива под довольно высоким давлением. Топливопровод пережимается, чтобы предотвратить утечку топлива до запуска двигателя. Высокое давление подачи топлива позволяет использовать более широкое входное отверстие в двигателе, обеспечивая больший поток воздуха, чем это было бы возможно в противном случае, и, следовательно, большую мощность. Этот тип подачи топлива является наиболее стабильным до тех пор, пока топливо полностью не закончится. Карбюрация большинства двигателей с управлением по тросам представляет собой простое фиксированное отверстие (вентури) с регулировкой только соотношения смеси. Двигатель может работать в очень широком диапазоне смесей, а регулировка игольчатого клапана может использоваться для регулировки скорости двигателя в небольшом диапазоне. После отпускания двигатель работает с более или менее постоянной скоростью до тех пор, пока не закончится топливо или, если он оборудован, не будет активирована отсечка топлива. Изменение размера используемого вентури может использоваться для регулировки общей мощности. Двухтактные двигатели с поджиганием от свечи могут быть запущены в четырехтактном режиме, когда двигатель промахивается на каждом втором такте и изменяет режим зажигания в зависимости от нагрузки пропеллера. Огромная степень контроля над тем, как работает двигатель в полете, возможна путем изменения содержания топлива, размера пропеллера, шага, распределения шага, размера вентури, степени сжатия двигателя и длины настроенного выхлопа, если он используется.

Control Line airplanes usually have a power plant of to , although engines can be as large as .90, or may have electric power. Two stroke glow engines are most common, but almost any form of model engine has been used, including pulse jet engines and turbojets. Control line models tend to have very high power to weight ratios compared to R/C models or full scale aircraft. The size of the engines and the models are significantly limited by the maximum line length of 70 feet (21 m) used for competition, although very long lines (as much as 150 feet) have been used on rare occasions. The competition categories that need high power output and speed can turn at very high rotational speeds for a reciprocating engine. A engine used in the FAI Speed event may produce as much as at rotational speeds in the range of 45000 rpm faster than some full scale turbojets. The specific output is around 1200 hp/liter which is far in excess of racing motorcycle engines or Formula 1 auto racing engines. Many breakthroughs in two stroke engine design (both model and motorcycle) can be traced back to C/L speed models, as the small size makes it easy to experiment with new designs at low cost. Control line models tend to run a varying mix of fuel however 10% nitromethane, 20% castor oil and 70% methanol is common. Castor oil is sometimes replaced by synthetics, however as control line aircraft typically run at high throttle settings for the entire flight, castor oil generally provides better lubrication and cooling and is thus considered safer for the engine. It is however somewhat viscous and the resulting oil drag can rob some power compared to synthetic oil, and can also lead to "varnishing" of the cylinder. Some older technology engines commonly used for control line can be very quickly damaged with typical R/C fuels because of low oil content. Pulse jet models use gasoline, a variety of flammable liquids like acetone, methyl ethyl ketone, and other similar fluids. Pulse jet models are started by applying a continuous spark device (e. g. a "buzzer coil" as used on a Fordson tractor) to a spark plug in the side of the combustion chamber, and then using a bicycle pump or pressurized air to blow air across the fuel injector and into the engine. When a flammable mixture is present in the engine, it will detonate, sending a shock wave down the tail pipe and creating suction at the intake end of the engine, sucking in more fuel/air, and creates another explosion. Once started, the engine becomes hot very quickly and no longer requires the spark. The spark box and air source are disconnected and then model launched as quickly as possible to prevent the heat generated by the engine from causing the airplane to catch fire. The engine is extremely loud in operation and cannot be muffled, and can be heard for miles under the right conditions. The propellers used for control line models are commonly made of wood (usually maple), fiberglass reinforced plastic (GRP), or graphite/kevlar/fiberglass and epoxy. The propeller pitch and diameter are chosen based on the engine size, type of performance desired, and cost. A typical .61 sized piped engine uses a 3 bladed propeller around 12 13" in diameter and around 4" of pitch, and is usually made of graphite/epoxy. A .20 sized sport model might use an inexpensive 8" diameter, 4" pitch propeller made of fiberglass reinforced plastic. The graphite stunt propellers are usually made in small production runs or even by hand, and can cost as much as $50. Small GRP sport propellers are made by injection molding and may cost as little as $2. The fuel for the engine is usually held in a metal or plastic fuel tank, shaped so that fuel is drawn from the outside edge of the tank, as the fuel tends to be thrown to the side by centrifugal force as the airplane travels in a circle. A "clunk tank" as used in R/C is satisfactory, but dedicated tanks with wedge shaped cross sections are frequently used and tend to have better characteristics as the fuel runs out. A tank with a vent on the inner edge, or multiple vents, is usually called a 'suction' tank. The pressure of fuel delivery with a suction tank changes as the fuel runs out, causing the engine mixture ratio to become leaner as the flight proceeds. Tanks vented to only permit air to enter at the outside edge ("uniflow" tanks) provide constant fuel pressure over the duration of the flight and a constant mixture ratio. Combat and some speed models use rubber tubing ("bladder" tank), baby pacifiers, or fountain pen ink bladders, inflated with fuel from a large syringe, to hold the fuel under fairly high pressure. The fuel line is pinched off to prevent fuel loss until the engine is started. The high pressure of fuel delivery permits the use of a larger intake on the engine, allowing more air flow than would otherwise be possible, and thus more power. This type of fuel delivery is by far the most steady until the fuel finally runs out. The carburetion on most control line engines is a simple fixed size orifice (venturi) with only a mixture ratio adjustment. The engine can be run over a very wide range of mixtures and adjusting the needle valve can be used to adjust the engine speed over a small range. Once released, the engine runs at a more or less constant speed until the fuel runs out, or, if equipped, the fuel shutoff is activated. Altering the size of the venturi used can be used to adjust the gross power. Two stroke glow motors can be made to run in a 4 stroke mode where the engine mis fires on every other stroke, and changes mode of firing based on load of the propeller. A tremendous degree of control over how the engine runs in flight is possible by altering the fuel contents, propeller size, pitch, and pitch distribution, venturi size, compression ratio of the engine, and the length of the tuned exhaust, if used.

Приземление

Посадочные устройства/шасси на самолетах на управлении могут варьироваться от простых стальных струн и колес до соревновательных моделей с пружинной амортизацией и обтекателями колес. Выдвижные шасси часто встречаются на моделях-копиях и иногда используются в фигурном пилотаже. Большинство скоростных и боевых моделей не оснащаются шасси для уменьшения сопротивления и веса и запускаются с рук или с "тележки". Модели авианосцев имеют усиленный крюк для захвата тормозного троса на имитации палубы авианосца.

Соревнования

Конкурсы на модели самолетов на тросе проводятся в различных классах. К ним относятся скоростной полет, фигур пилотажа (также известные как высший пилотаж), командные гонки, воздушный бой, модели авианосцев и масштабное моделирование. Перед соревнованиями трос испытывается на прочность "тестом на разрыв", параметры которого зависят от веса модели и ее категории, чтобы убедиться, что трос и система управления (прежде всего, кривошипно-шатунный механизм и его крепление к остальной части модели) выдержат натяжение троса во время полета.

Скорость (F2A)

Скорость делится на различные классы объёма двигателя и класс Jet (с использованием пульсирующих воздушно-реактивных двигателей). Как следует из названия, цель состоит в том, чтобы модель развила максимально возможную скорость. Время прохождения модели фиксируется на протяжении нескольких кругов, а пилот должен удерживать рукоятку управления моделью в вилке, установленной на шесте в центре круга. Это необходимо для предотвращения помощи модели в увеличении скорости путём натяжения лески и подтягивания модели (известное как "хлёст"). Системы управления одной леской распространены в США, но в международных классах требуется использование двухлесной системы управления. Скорость самых быстрых моделей классов D и Jet в прошлом превышала текущие правила США. Сейчас правила ограничивают скорость <, требуя использования более толстой лески при превышении этого значения. Скоростные модели обычно запускаются с "долли" – тележки, обеспечивающей длительный разбег для взлёта, которая отсоединяется в воздухе для снижения сопротивления. Самолёт приземляется на полоз или на брюхо.

Аэробатика высокой точности (F2B)

Прецизионная аэробатика состоит из выполнения фиксированной последовательности фигур, которые оцениваются коллегией судей по точности и аккуратности. Изначально это направление называлось "трюкаж", и нынешние участники неформально используют это название. При оценке учитываются такие факторы, как высота нижней точки фигуры, форма, радиус поворота и другие параметры. Судьи на крупных соревнованиях обычно проходят несколько дней обучения, чтобы научиться оценивать фигуры и выставлять баллы. Качественное судейство считается не менее сложным, чем сам полет на соревнованиях. Модели для прецизионной аэробатики, как правило, относятся к более крупным моделям с управлением тросами, размах крыльев обычно составляет от около до . Традиционно соревновательные модели оснащались двухтактными двигателями мощностью от до , однако четырехтактные двигатели и электропривод также становятся популярными источниками энергии. Самолёты, обладая высоким отношением тяги к весу по сравнению с полноразмерными аналогами (обычно не менее 1:1), предназначены для полёта на относительно низкой скорости, чтобы улучшить управляемость, обычно около , при этом один круг занимает около 5,5 секунд. Двигатели обычно настраиваются на увеличение мощности при нагрузке, что обеспечивает низкую скорость и хорошую стабильность, а также отличную тяговооружённость. Изначально использовалась схема, основанная на склонности двухтактного двигателя с зажиганием от свечи к переходу от четырехтактного режима при очень богатой смеси к двухтактному при увеличении нагрузки. Это явление называется "разрыв 4-2". В последнее время для регулирования скорости полёта используются настроенные выхлопные системы. В сочетании с пропеллерами с относительно малым шагом это позволяет более точно контролировать скорость и реакцию двигателя на маневры. Электрические системы оснащены системой обратной связи, которая поддерживает постоянную частоту вращения двигателя независимо от нагрузки. Большинство соревновательных самолётов оснащены закрылками на крыльях, которые работают совместно с рулём высоты для увеличения маневренности по тангажу. При отклонении руля высоты вверх закрылки опускаются вниз, и наоборот. Это приводит к изменению профиля крыла, которое приобретает необходимую форму для улучшения маневрирования. Самолёты без закрылков также могут успешно летать и обычно проще в изготовлении, но модели с закрылками, как правило, летают более плавно и могут быть тяжелее. Некоторые из более простых моделей для прецизионной аэробатики отлично подходят для обучения полётам с управлением тросами, поскольку предсказуемая управляемость, низкая скорость и сильное натяжение тросов облегчают успешное обучение. Модели для прецизионной аэробатики часто отличаются красивой окраской. Правила соревнований учитывают внешний вид модели, и создание наиболее идеально выполненных и привлекательных моделей само по себе является соревнованием. Награда "Concours d'Elegance" присуждается пилотами на Национальном чемпионате США Академии моделирования в городе Манси, штат Индиана, за самый красивый самолёт и считается очень престижной. Прецизионная аэробатика практикуется во многих странах, а чемпионаты мира проводятся через год. Они открыты для любого пилота, прошедшего отбор в национальную команду своей страны. Участие в соревнованиях на высшем уровне (национальные или мировые чемпионаты) требует многих лет или даже десятилетий практики для освоения тонкостей проектирования, строительства, отделки, настройки и управления мощностью самолётов, а также высокого мастерства пилотирования. Многие ведущие пилоты работают с тренерами. Многие соревнования разделяют пилотов на 4 уровня мастерства (начинающий, средний, продвинутый и эксперт), что позволяет им соревноваться с пилотами аналогичного уровня.

Precision aerobatics consists of flying a fixed sequence of maneuvers which are judged by a panel of judges for accuracy and precision. The event was originally dubbed "stunt" and current participants refer to it that way informally. Factors such as height of the maneuver bottoms, shapes, corner radius, and other factors are considered. The judges at large competitions are typically trained for several days on how to assess the maneuvers and apply a score. Judging well is generally considered at least as difficult as flying in competition. Stunt models tend to be among the larger control line models, wings usually spanning from around Top competition models have been traditionally powered by a two stroke engine in the to range, with four stroke model engines and electric power also becoming popular as power sources. The airplanes, while possessing high thrust to weight ratios by full scale standards (usually at least 1:1), are intended to fly quite slowly to enhance pilot control, typically around , with a single lap of the circle taking around 5.5 seconds. Engines are commonly set to increase their power output when under load. This permits low speeds but very good speed stability, so the climb performance is excellent. The original scheme used was to take advantage of the tendency of a nominally two stroke glow engine to change from running in a four stroke when set with extremely rich mixtures, to running in a two stroke when the load increases. This is called a "4 2 break". More recently, tuned exhausts have been used to provide regulation of the speed in flight. Combined with propellers of relatively low pitch, this has permitted much more control over the engine's speed and power response to maneuvering. Electric system contain feedback control system that govern the RPM of the motor to a constant value regardless of load. Most competitive aircraft are fitted with flaps on the wings, which work in conjunction with the elevator to increase the pitch maneuverability. When up elevator is applied, the flaps on the wings go down, and vice versa. This results in the wing, which is otherwise of a symmetrical section, to be cambered in the direction needed to enhance maneuvering. Aircraft without flaps can be flown successfully and are typically simpler, but flapped models typically fly more smoothly and can be heavier. Some of the simpler stunt models make excellent control line trainers, as the predictable control response, low speed, and strong line tension make them easy to fly successfully. Stunt models are often beautifully painted. Stunt rules include the appearance of the model in the score, and creating the most perfectly finished and attractive models is a competition in and of itself. A "Concours d'Elegance" award is voted on by the pilots at the Academy of Model Aeronautics' US Nationals in Muncie, Indiana for the prettiest airplane, and is very highly prized. Stunt is flown in many countries, with World Championships being held on alternate years. These are open for any flier who makes his or her respective national team. Competition at the highest levels (National or World Championships) can take many years or decades of practice to master the intricacies of designing, building, finishing, adjusting, and controlling the power of the airplanes, in addition to the high piloting skills. Many top competitive pilots have coaches. Many competitions separate pilots into 4 different skill levels (beginner, intermediate, advanced and expert) allowing pilots to compete against other pilots of similar skill levels.

"Старый" трюк

Подобно направлению "старый таймер" в свободном полёте авиамоделизма, несколько специализированных классов акробатических полётов включают в себя "Акробатика старой школы", где выполняются более простые фигуры с моделью, спроектированной до определённой даты (до 1953 года по правилам США), и "Классическая акробатика", использующая современную "схему" фигур и самолёты, разработанные до 1970 года.

Гонки (F2C)

Гонки – это соревнование для команд из двух человек – пилота и команды поддержки (пит-экипажа). Существуют различные гоночные классы разного уровня сложности: F2C (класс, используемый на международном уровне и на чемпионатах мира), Goodyear (полумасштабные модели гоночных самолетов "эпохи Goodyear"), Vintage классы и так далее. Основная идея всех соревнований заключается в том, что несколько моделей (до трех) летят одновременно, стремясь первыми завершить заданное количество кругов. Модель также должна совершать несколько пит-стопов во время гонки, где ее заправляют, перезапускают двигатель и снова запускают в полет. Это задача команды поддержки. Существуют правила, описывающие, как пилоты должны облетать друг друга и как совершать обгон (что сложнее, чем кажется, поскольку каждая модель связана парой управляющих тросов и может развивать скорость до 140 миль в час). Пит-стопы требуют заправки и перезапуска модели, что может быть проблемой из-за высокой температуры гоночных двигателей. Лучшие пит-стопы в FAI Team Race занимают около 2–3 секунд: пилот глушит двигатель и приземляется, позволяя члену команды поддержки поймать модель, которая только что летела с высокой скоростью, заправить бак 7 куб. см топлива из баллона под давлением, при необходимости отрегулировать смесь и компрессию двигателя, перезапустить и снова запустить модель.

Боевые действия (F2D)

Бой – это соревнование, в котором два пилота ведут "воздушный бой" за обрывки на ленте соперника в течение установленного времени, называемого "Матч". Модели быстрые и высокоманевренные, как правило, самолеты с крылом дельтавидной формы, которые преследуют друг друга в небе на скоростях, превышающих. Несмотря на запрет на преднамеренные столкновения в воздухе, количество потерь велико, и пилоты обычно берут на соревнования 10 и более моделей. В США проводятся три мероприятия АМА: Fast Combat (допускается двигатель до .36 c.i.d.), Speed Limit Combat и 1/2A Combat (допускается двигатель до .051 c.i.d.), которые могут проводиться как в высокоскоростном, так и в низкоскоростном вариантах. В любом соревновании, где скорость модели превышает 75 миль в час, модель должна быть оснащена системой отключения топлива, которая глушит двигатель при обрыве управляющих нитей. Бой может проводиться как с "убийством", так и без. "Убийство" засчитывается, когда один из соперников перерезает нить, удерживающую ленту (противника) на самолете, что означает мгновенную победу в матче. Однако перерезание ленты также приносит очки. В бое без "убийства" перерезание нити приравнивается к перерезанию ленты, и начисляются только очки. В США проводится множество неофициальных мероприятий, таких как Northwest 80 mph Combat, WWII Combat, Formula GX Combat, 15 Fast и другие. Бой, пожалуй, требует самых быстрых рефлексов среди всех соревнований по управлению моделями с лебедкой, и пилоты, хорошо владеющие боевыми навыками, обычно успешно выступают и в других дисциплинах, таких как фигурном пилотаже или рекинге. Бой можно описать как командный вид спорта, где пилот полагается на бригаду поддержки, состоящую из двух человек. Как можно себе представить, при отсутствии взаимодействия между двумя пилотами, управляющие нити могут внезапно запутаться, и часты аварийные посадки. Несмотря на высокую скорость моделей, большинство боевых моделей изготавливаются достаточно прочными, и при наличии времени могут упасть на землю, получив незначительные повреждения, и быть вновь запущенными. Хотя для соревнований с ограничением скорости можно использовать двигатели до .40 c.i.d., для AMA Fast Event существует только один производитель высокопроизводительного .36 – Henry Nelson. Хорошо настроенный и заправленный двигатель Nelson 36 может развивать 25 000 об/мин при статическом запуске на земле и значительно увеличивать обороты в воздухе. Современные двигатели 1/2A производятся в бывших советских республиках и включают Fora и Cyclon, которые могут работать с оборотами более 33 000 об/мин. Во всех мероприятиях АМА разрешены системы подачи топлива под давлением, и практически каждый боевой самолет оснащен топливным "баком-мембраной". Топливный бак-мембрана обеспечивает наиболее стабильную подачу топлива во время резких и интенсивных маневров, характерных для воздушного боя. F2D Combat – международный класс для боя – наиболее популярен в России и Европе, где в некоторых странах существуют профессиональные или полупрофессиональные команды. Россия и бывшие советские страны в настоящее время являются основными производителями оборудования мирового класса для этого вида спорта, включая двигатели. Их сочетание передовых инженерных и дизайнерских разработок, экзотической металлургии и опыта позволяет создавать боевые двигатели, которые надежно развивают 32 000 об/мин и могут быть легко перезапущены в случае аварии. Требуя молниеносной реакции, бой часто используется в качестве тренировочной площадки и/или хобби для многих коммерческих и военных пилотов.

Combat is an event where two pilots "dogfight" for cuts on their opponent's streamer, for a perscribed amount of time called the "Match". Models are fast and highly maneuverable typically of flying wing types, which chase each other around the sky at speeds in excess of Despite deliberate mid airs being banned, the carnage rate is high, and pilots commonly bring 10 or more models to a competition. In the US there are three A. M. A. Events, which are Fast Combat (up to a .36 c. i. d. engine is allowed), Speed Limit Combat and 1/2A (up to a .051 c. i. d. engine is allowed) Combat which can be flown high or low performance. In any event where the model exceeds 75 mph, the model must be equipped with a fuel shut off, which shuts the engine off, when the control lines are cut. Combat may be held as a kill event, or a no kill event. A kill is scored when one competitor cuts the string that holds the streamer (of his opponent), to the plane, and is an instant win of the match. Cutting the streamer however results in an award of points. In No Kill combat cutting the string is the same as cutting the streamer and only points are awarded. There are a lot of unofficial events held throughout the US, such as Northwest 80 mph Combat, WWII combat, Formula GX Combat, 15 Fast and the like. Combat requires perhaps the fastest reflexes of any CL event, and pilots skilled at combat typically compete well in other events like Stunt or Racking. Combat has been described as a team sport, with the pilot relying on up to a two person pit crew. As may be imagined, with two pilots not cooperating with each other, line tangles can happen suddenly, and crash landings are common. Despite the high speed of the models, most combat models are made to be quite robust, and when time allows may hit the ground and suffer little damage and be relaunched. Although for the Speed limit events up to a .40 c. i. d. engine may be used, for the AMA fast event, there is only one manufacture of a high performance .36, that being Henry Nelson. A well tuned and fueled Nelson 36 may achieve 25,000 r. p. m. while statically running on the ground and gain significant r. p. m. in the air. Current 1/2A engines in use are all from former soviet republics and include the Fora and Cyclon, both of which will run well above 33,000 r. p. m. In all the AMA events pressure fed fuel systems are allowed and virtually every combat plane is equipped with a fuel "Bladder". The Fuel Bladder gives the most consistent fuel feed while the aircraft is undergoing sudden and violent maneuvers, typical of flying in a match. F2D combat the international class for combat is most popular in Russia and Europe, where some countries have professional or semi professional teams. Russia and the former Soviet countries are currently the main producers of world class equipment for this sport, including engines. Their combination of the latest engineering and design, with exotic metallurgy and experience, results in combat engines which reliably turn 32,000 rpm, and can be restarted easily in the event of a crash. Requiring lightning fast reflexes, combat has frequently been used as a training ground and/or hobby for many commercial and military pilots .

Морской авианосец

"Морской авианосец" – это соревнование, в котором пилотируют полукопии реальных военно-морских самолетов. Мероприятие воспроизводит требования к настоящим самолетам, базирующимся на авианосцах, которым необходима высокая скорость для выполнения боевых задач и низкая скорость с высокой живучестью для безопасной посадки. Взлет и посадка выполняются с имитации палубы авианосца, с использованием тормозных тросов. Цель полета – выполнить несколько быстрых кругов на максимальной скорости, за которыми следуют несколько медленных кругов на минимальной скорости. Затем следует посадка на палубу с попыткой зацепить тормозной трос. Оценка зависит от разницы между максимальной и минимальной скоростью, а также от успешности посадки с захватом троса. Модели авианосцев обычно оснащены третьим управляющим тросом, который активируется пальцем на рукоятке. Этот трос позволяет управлять дроссельной заслонкой двигателя и выпускать посадочный крюк. Часто модели авианосцев имеют закрылки. Однако, в отличие от моделей для высшего пилотажа, эти закрылки управляются независимо от руля высоты. Во время медленных кругов обычно используется максимальное отклонение закрылков, а также большое отклонение управляющих тросов для выведения модели из круга и поддержания натяжения тросов на очень низких скоростях. Минимальная скорость часто не превышает скорости быстрой ходьбы, и при полете навстречу слабому ветру модель может полностью остановиться в воздухе, зависая под большим углом атаки благодаря работе винта.

Масштаб

Масштаб – это дисциплина, в которой летают точные масштабные модели реальных самолетов. Оценка проводится на основе статического осмотра, определяющего степень соответствия модели полноразмерному прототипу, а также летных характеристик. Дополнительные баллы часто начисляются за "рабочие" функции модели, такие как убирающаяся шасси, сбрасываемые бомбы и другие функции или операции. Ранее количество функций ограничивалось числом линий, которые можно было практически использовать для их механического управления. Некоторые сложные масштабные модели используют систему "fly-by-wire", позволяющую реализовать множество дополнительных рабочих функций. Кодирующий блок радиоаппаратуры управления может быть адаптирован, без использования радиочастотного модуля, для передачи управляющих сигналов по изолированным управляющим линиям вместо их радиопередачи. Если сигналы передаются по линиям, стандартное последовательное мультиплексирование управляющих сигналов адаптированным кодирующим блоком радиоаппаратуры, передающим эти сигналы по обычному дуэту или трио управляющих линий, принимается декодирующим устройством в модели – обычно адаптированным от приемника радиоаппаратуры, без радиочастотного каскада – и позволяет управлять множеством функций без использования дополнительных линий. В модели можно использовать стандартные сервоприводы. С 2013 года в США разрешено радиоуправление "по радиоканалу" любыми подвижными элементами моделей, управляемых тросом (кроме руля высоты) – эта практика может распространиться на Европу и другие регионы со временем.

Безопасность

Полет по линии управления, как правило, довольно безопасен при соблюдении всех предписанных мер безопасности. Самолет должен лететь по кругу, который обычно обозначен. Также предусмотрен круг для пилотов, поэтому, пока пилот остается в пределах своего круга, а все остальные находятся за пределами внешнего круга, летающая модель не может задеть никого. В большинстве соревновательных категорий также требуется "страховочный шнур", соединяющий рукоятку управления с запястьем пилота, поэтому, если пилот случайно отпустит рукоятку, самолет не сможет вылететь за пределы круга (и часто разбивается, безопасно для окружающих, хотя и не для самого самолета, при потере управления). Линии, рукоятки и система управления подвергаются "тесту на прочность" перед полетом, чтобы убедиться в их исправности с достаточным запасом прочности. Например, тест на прочность для модели Stunt составляет около 10G нагрузки. Это может быть реализовано либо за счет использования центростремительного ускорения, чтобы предотвратить защемление линии устройством отключения, либо за счет натяжения линии, удерживающего устройство отключения в открытом положении. Таким образом, двигатель не работает и имеет тенденцию быстро замедляться, а не ускоряться, как это произошло бы в противном случае (поскольку сопротивление линий устраняется). Эта техника доказала свою высокую эффективность на практике. Во многих соревнованиях по воздушному бою также требуется, чтобы двигатель был прикреплен к кривошипу тросом, чтобы при столкновении в воздухе он не отлетел и не попал в зрителей. Участники некоторых видов соревнований по воздушному бою также обязаны носить шлемы. Устройство зажигания, используемое для запуска, также может представлять опасность серьезного электрического удара. При работе двигателя всегда должен быть под рукой огнетушитель. Двигатель работает с исключительно высоким уровнем шума и должен использоваться с защитой слуха для предотвращения повреждений.