Крыло планера «по классике» карбон-бальза
Катализатором к началу изготовления «классических» вариантов моделей послужили следующие обстоятельства. Удалось у друзей приобрести парочку хороших карбоновых фюзеляжей. Хвостовые балки нашлись от сломанных карбоновых удилищ.
Ранее никогда не делал подобных конструкций.
Когда-то нужно было начинать. Расчертил чертеж, заклеил его скотчем на большой доске. Выбрал профиль крыла, вырезал шаблон из тонкого алюминия.
Пока возился пришла посылочка со «Спорт-хобби» Владивосток.
Решил собирать крылья на трубках, но в дороговато получается. В рыболовном магазине наткнулся на второе и третье карбоновое колено от удочек, достаточно большого сечения.
Все комплектующие собрались можно начинать.
Напилил силовых нервюр из 4мм фанеры и лобиков. Из бальзы в 3мм еще нервюр и лобиков. Пока не обработанные по шаблону.
Источник
Собираем схематическую модель планера
Будучи школьником (кажется, в пятом классе) ходил в авиамодельный кружок и успел собрать схематичку. Это заняло у меня почти целый учебный год! Для пятиклассника — это вечность. Спустя много лет решил со своим младшим ребенком повторить тот триумф (старший уже заканчивает школу и интересы уже другие). У моделистов эта модель считается «простейшей».
Выбрал схематичку из «Моделист-конструктор» за 1986 год, №11 стр 21.
И народу в группе было человек двенадцать. И на полетушки выезжали. В воскресенье, на общественном транспорте — однажды даже раздавили одну схематичку.
Ребята в группах были примерно одного возраста. Но иногда в наше время оставались старшие. Они делали кордовые модели. Это казалось чем-то невероятным — паяли из жестяных банок топливные баки, взвешивали колеса от игрушек, перебирали микродвигатели. Однажды один из них делал в кондукторе переклей для бойцовки — это было ващщщееее. Только недавно я узнал, что это была «Каховка».
Вот и получается, что дети , чтобы с ними не происходило, считают происходящее нормой, потому что не с чем сравнивать. Только сейчас я понимаю какой это был крутой кружок! Не надо было бросать)))
Все начинается с постройки чертежей в масштабе 1:1. Даже сейчас наделал кучу ошибок и несколько раз перечерчивал отдельные детали.
Планер будет сделан из сосны — она легкая и прочная. Но есть пара условий. Так как рейки будут совсем тонкие, то, чтобы их не повело, это должна быть хорошо просушенная прямослойная сосна. У меня как раз уже пару лет лежит без дела относительно прямослойный брусок.
Стыдно признаться, последний раз я работал рубанком как раз в пятом классе. Купленный специально для этого проекта торцовочный рубанок отлично справился, хотя и предназначен немного для другого.
В конструкции модели есть множество элементов из гнутой древесины. Один из них — нервюры. В авиамодельном кружке мы делали их из бамбуковых реек 2х3 мм. И гнули при помощи паяльника по шаблону. Но в этот раз решил идти по другому пути. Во-первых, быстро найти бамбук не удалось. Во-вторых, нервюр много и они должны быть одинаковые. Делать их по одной не хотелось. Вот и в статье в М-К предлагается сделать станочек для оптового изготовления нервюр. Предлагаемый способ немного модифицировал в соответствии с располагаемыми возможностями и материалами.
На миллиметровой бумаге чертим необходимый профиль нервюры:
Переносим этот профиль на кусок МДФ
И доводим профиль будущего шаблона до совершенства
Из фанеры пилим заготовки для будущего станка. Брал водостойкую фанеру 18 мм
Каждую заготовку грубо обрезаем на каретке
И обрабатываем копировальной фрезой по шаблону. Через некоторое время шаблон из МДФ немного деформировался, поэтому шаблонами стали предыдущие заготовки
Клеим основание будущего станочка
И его поверхность тоже шлифуем, чтобы устранить все мелкие несостыковки и неточности, допущенные при склейке.
Далее надо установить шпильки. И тут я проявил некоторую недальновидность. Расчет был на то, что в отверстия, деланные под определенным углом, вкручиваются сантехнические винты-шурупы
Такие, как на картинке. Но я сделал слишком тонкое основание станка и у такого винта-шурупа оставалась бы слишком маленькая площадь зацепа.
И тогда решил просто приварить шпильки к полосе 4х50.
Полосу притянул к основанию станка саморезами и установил на нее пластиковые ножки
По мне, такое решение достаточно надежно и не менее элегантно.
Нервюры сделаны из сосновых реек 2х3 мм. Отмачиваем их в течение часа при комнатной температуре
И закладываем в станок. Одна заготовка лопнула, поэтому нервюры делаем с запасом.
Приспособление вполне рабочее. Быстро, удобно, с хорошей повторяемостью.
Законцовки крыльев тоже сделаны из гнутой древесины. Шаблоны нужного размера сделал при помощи самодельного циркуля для фрезера
Но попытка сделать законцовки закончилась феерическим провалом. 100% брака!
В начале пробовал отмачивать рейки в воде 1 час. Все рейки сломались.
Потом пробовал отпаривать рейки в паровой камере 1 час. Все рейки сломались.
Потом пробовал гнуть рейки об паяльник. Все рейки сломались.
Рейки 4х4 мм. Радиус 35 мм.
На эксперименты потратил двое суток.
Пришлось поспрашивать на форумах, поглядеть литературу. Ох, гнутье древесины — это искусство! Красивое и технологичное. Сколько красивых вещей!
А ларчик просто открывался. Для решения своей конкретной прикладной задачи нашел следующую таблицу: соотношение радиуса сгиба и толщины заготовки для разных видов древесины. Как видим, сосна — самый негнущийся материал. И так как мне нужен был радиус 35 мм, то для сосны получаем толщину заготовки 3,2 мм. А я пытался гнуть рейки 4х4 мм!
После того, как сострогал лишние мм процент брака со 100% резко снизился до 50% — отличный результат!
Исходя из сказанного непонятно на что рассчитывали авторы статьи в Моделист-конструктор, когда предлагали гнуть рейки 4х7 всего лишь увлажнив места будущих «переломов»?! Передняя кромка крыла имеет только один сгиб толщиной 4 мм, а вот задняя сгибается еще и на сужение, а там надо гнуть аж 7 мм!
Подумав решил все сгибы делать, закрепив концы реек на алюминиевых пластинках толщиной 2 мм
Концы крепил на эпоксидную смолу с обмоткой армированной нитью.
Соединение получается прочным и точным
Нервюры устанавливаются в прорези в передней и задней кромках. Прорези делал обломком скальпеля — очень удобно.
Нервюры на концах заостряются
Все клеил клеем супер ПВА.
Добавил в конструкцию крыла лонжерон — рейку, которая крепится к нервюрам в верхней части. Он нужен чтобы при взлете крылья не сложились под воздействием встречного воздуха.
Когда занимался в кружке, то там была такая традиция: каждой модели давалось имя — название птицы. И носовая часть изготавливалась в виде этой птицы с фигурным выпиливанием ручным лобзиком, резьбой по дереву, раскрашиванием и лакированием. Получалось ярко и очень индивидуально. У меня самолет назывался воробей, но носовая часть почему-то была в виде синицы. Но это была очень красивая синица. Изготавливал ее несколько недель.
Сейчас решил делать все проще))
Фанера 10 мм, и электролобзик))
А тут и мой новенький шлифовальный станок подтянулся. Доводим заготовку до нужной формы.
Делаем прорезь для рейки фюзеляжа
И немного закругляет кромки. В этот раз на носовую часть ушло менее получаса
Детали стабилизатора гнем по уже отработанной технологии
Законцовки с кромками собираем на ус с обмоткой нитью.
И клеим прямо в кондукторе, чтобы добиться максимальной точности
Крыло и стабилизатор приматываются (или прибинтовываются) к фюзеляжу рыболовной резинкой. Вспоминаю, как крепили их обрывками резинки буквально по паре сантиметров, наматывая их (резинки) по несколько штук. А они еще и продолжали рваться при этом)))
Каркас планера готов. Далее обтяжка крыльев лавсаном. Лавсан есть в любом цветочном ларьке, но почему-то далеко не во все согласились его продать. Поэтому взял с запасом))
Помню, что клеили лавсан клеем БФ-6. Он продается в аптеках и им заклеивают раны. Но, похоже, это был какой-то другой БФ-6, потому что ни намека за склеивание.
После того, как с наскока не смог обтянуть крыло, перешел к экспериментам с тестовыми деталями.
Пробовал наносить клей на рейки и подсушивать, а потом прикладывать лавсан (клей сохнет моментально). Потом пробовал быстро клеить лавсан на свежий клей. После этого пытался сделать приварку мелким дорожным утюгом с массивной подошвой. Делал приварку при разной температуре. От терпимой на ощупь до прожигания лавсана — ни намека на прочное приклеивание.
Результат ноль.
Опять помогли тематические форумы. Там навели на Момент-1, который справился!
Клей наносится только на каркас. Даёте клею подсохнуть, накладываете лавсан, подсохший клей даёт возможность корректировать наложение плёнки. Далее привариваете плёнку к каркасу утюжком.
В нашем авиамодельном кружке на крылья клеились бумажные буквы (нарисованные и раскрашенные вручную). На одном крыле — название модели, а на другом код, зашифровывающий номер группы, автора и порядковый номер модели у автора. Получалось что-то вроде бортового номера.
Были сомнения по поводу того, что от натяжки лавсана утюгом крылья может «повести». Поэтому во время обтяжки вспотел как сапер, но обошлось. Крылья не повело.
Наш авиамодельный кружок делился на две команды, чтобы создать дух соперничества. Одна команда красила свои модели зеленкой. А другая — густо разведенной марганцовкой. Сразу было ясно чьих будешь)) Красились ваткой, руками, рукавами, животами, иногда носами — помню, потому что был из «зеленых». Понятное дело, что ложились эти покрытия мягко говоря не ровно))) Зато веса почти не добавляли.
Сейчас марганцовка запрещена к свободной продаже. Кто бы мог подумать.
Схематическая модель планера готова!
Крепление крыла на проволоку позволяет легко менять угол атаки при необходимости
А теперь самое интересное — запуск!
Запускается планер на леере двумя пионерами.
Очень не терпелось скорее запустить его в воздух, поэтому по-быстрому сгондобил на коленке буксировочный крюк. Выглядит так себе, но вполне работает!
Источник
ШКОЛА АВИАКОНСТРУКТОРА (ЧАСТЬ 5)
ПЛАНЁР ИЛИ МОТОПЛАНЁР? Безмоторный планирующий полёт издавна привлекал человека. Казалось бы, чего проще – прикрепил на спину крылья, прыгнул с горы вниз и … полетел. Увы, многочисленные попытки подняться в воздух, описанные в исторических хрониках, привели к успеху лишь в конце XIX века. Первым планеристом стал немецкий инженер Отто Лилиенталь, создавший балансирный планёр – весьма опасный для полётов летательный аппарат. В конце концов, планёр Лилиенталя погубил своего создателя и принёс немало неприятностей энтузиастам планирующего полёта.
Серьёзным недостатком балансирного планёра был способ управления, при котором пилоту приходилось перемещать центр тяжести своего тела. При этом аппарат из послушного мог за секунды превратиться в совершенно неустойчивый, что и приводило к авариям.
Существенное изменение в планирующий летательный аппарат внесли братья Уильбер и Орвилл Райт, создавшие систему аэродинамического управления, состоящую из рулей высоты, руля направления и устройства для перекоса (гоширования) концов крыла, которое вскоре заменили более эффективными элеронами.
Бурное развитие планеризма началось в 1920-е годы, когда в авиацию пришли тысячи любителей. Именно тогда самодеятельными конструкторами многих стран были разработаны сотни разновидностей безмоторных летательных аппаратов.
В 1930 – 1950-е годы конструкции планёров постоянно совершенствовались. Характерным стало применение свободнонесущих – без расчалок и подкосов – крыльев большого удлинения, фюзеляжей обтекаемой формы, а также шасси, убирающегося внутрь фюзеляжа. Однако при изготовлении планёров по-прежнему применялись древесина и полотно.
Планёр «Соловей» Л. Соловьёва (площадь крыла-12,24 м2; масса пустого -120 кг; взлётная масса – 200 кг; полётная центровка – 25%; Максимальная скорость – 170 км/ч; скорость сваливания – 40 км/ч; скорость снижения -0,8 м/с; максимальное аэродинамическое качество-20):
1 – откидная (вбок вправо) часть фонаря; 2 — приёмник воздушного давления указателя скорости; 3 – стартовый крюк; 4 – посадочная лыжа; 5 – подкос (труба из 30ХГСА 45X1,5); 6 — тормозной щиток; 7 — коробчатый лонжерон крыла (полки – сосна, стенки — берёзовая фанера); 8 – профиль крыла DFS-Р9-14, 13,8%; 9 – коробчатая фанерная балка; 10 – указатель скорости; 11 – высотомер; 12 – указатель скольжения; 13 – вариометр; 14 – резиновый амортизатор лыжи; 15 – парашют ПНЛ; 16 – колесо d300x125
Учебные планёры конструкции П. Альмурзина:
АНБ-М – одноместный планёр: площадь крыла – 10,5 м2; масса пустого – 70 кг; взлётная масса – 145 кг.
АНБ-Я – двухместный планёр-спарка
Учебный планёр-спарка АНБ-Я
Учебные планёры:
А – стеклопластиковый «Пеликан»: площадь крыла -10,67 м2; масса пустого – 85 кг; взлётная масса – 185 кг; скорость сваливания – 50 км/ч.
Б-планёр «Фома» В. Маркова (г. Иркутск): масса пустого – 85 кг
Планёры первоначального обучения:
А -КАИ-502: размах крыла-11 м; площадь крыла-13,2 м2; профиль крыла -РША- 15%; масса пустого -110 кг; взлётная масса-260 кг; скорость сваливания – 52 км/ч; оптимальная скорость планирования – 70 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 14; минимальная скорость снижения —1,3 м/с.
Б – планёр «Юность»: размах крыла – 10 м; площадь крыла — 13м2; профиль крыла – РИА – 14%; масса пустого – 95 кг; взлётная масса – 245 кг; скорость сваливания – 50 км/ч; оптимальная скорость планирования — 70 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 13; минимальная скорость снижения —1,3 м/с.
В – одноместный планёр УТ-3: размах крыла – 9,5 м; площадь крыла- 11,9 м2; профиль крыла- РША-15%; масса пустого-102 кг; взлётная масса — 177 кг; скорость сваливания — 50 км/ч; оптимальная скорость планирования – 65 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 12; минимальная скорость снижения — 1м/с
Настоящий переворот в планеризме произошёл в конце 1960-х годов, когда появились композитные материалы, состоявшие из стеклоткани и связующего (эпоксидной или полиэфирной смолы). Причём успех пластиковым планёрам обеспечивался не столько новыми материалами, сколько новыми технологиями изготовления из них элементов летательных аппаратов.
Интересно, что планёры из композитных материалов оказались тяжелее, чем деревянные и металлические. Однако высокая точность воспроизведения теоретических контуров аэродинамических поверхностей и прекрасная внешняя отделка, обеспечиваемые новой технологией, позволили существенно увеличить аэродинамическое качество планёров. Кстати, при переходе от металла к композитам аэродинамическое качество возрастало на 20 – 30 процентов. Масса конструкции планёра при этом возрастала, что приводило к увеличению скорости полёта, однако высокое аэродинамическое качество позволяло заметно уменьшить вертикальную скорость снижения. Именно это позволяло планеристам-«композитникам» выигрывать соревнования у тех, кто выступал на деревянных или металлических планёрах. В результате современные спортсмены-планеристы летают исключительно на композитных планёрах и самолётах.
Технология изготовления композитных конструкций сейчас широко используется при создании лёгких, в том числе и любительских самолётов и мотопланёров, поэтому имеет смысл рассказать о ней подробнее.
Основными элементами современного планёрного крыла являются лонжерон коробчатого или двутаврового сечения, воспринимающий изгиб и перерезывающую силу, а также верхняя и нижняя несущие обшивочные панели, воспринимающие нагрузки от кручения крыла.
Постройка крыла начинается с изготовления матриц для формования обшивочных панелей. Сначала изготавливается деревянная болванка, которая в точности воспроизводит наружные контуры панели. При этом безукоризненность теоретических контуров и чистота поверхности болванки будут определять точность и гладкость поверхностей будущих панелей.
После нанесения на болванку разделительного слоя выкладываются полотнища грубой стеклоткани, пропитанные эпоксидным связующим. Одновременно вклеивается силовой каркас, сваренный из тонкостенных стальных труб или профилей уголкового сечения. После отверждения смолы получившаяся корка-матрица снимается с болванки и устанавливается на подходящей подставке.
Аналогично изготавливаются матрицы для верхней и нижней панелей, стабилизатора, левой и правой боковин фюзеляжа, которые обычно выполняются зацело с килем. Панели имеют трёхслойную конструкцию типа «сандвич» – их внутреннюю и наружную поверхность изготавливают из стеклоткани, внутренний заполнитель – пенопласт. Толщина его в зависимости от размеров панели составляет от 3 до 10 мм. Внутренняя и наружная обшивка выкладывается из нескольких слоев стеклоткани толщиной от 0,05 до 0,25 мм. Общая же толщина стеклотканевых «корок» определяется при расчёте конструкции на прочность.
При изготовлении крыла в матрицу сначала приформовывают все слои стеклоткани, составляющие внешнюю обшивку. Предварительно стеклоткань пропитывается эпоксидным связующим -чаще всего любители используют смолу К-153. Затем на стеклоткань быстро выкладывают пенопластовый заполнитель, нарезанный полосками от 40 до 60 мм, после чего пенопласт накрывают внутренним слоем пропитанной связующим стеклоткани. Чтобы при этом не было складок, стеклотканевые обшивки вручную выравнивают и выглаживают.
Далее получившийся «полуфабрикат» необходимо накрыть воздухонепроницаемой плёнкой с врезанным в неё штуцером и приклеить её герметиком (или даже просто пластилином) к краям матрицы. Далее через штуцер из-под плёнки вакуумным насосом откачивается воздух – при этом весь набор панели плотно сдавливается и прижимается к матрице. В таком виде набор выдерживается до окончательной полимеризации связующего.
Планёр «Какаду» (площадь крыла – 8,2 м2; профиль крыла – PШA- 15%, масса пустого – 80 кг; взлётная масса – 155 кг):
1 – задний лонжерон крыла (состоит из стенки с пенопластовым заполнителем, оклеенной с двух сторон стеклотканью, и стеклопластиковых полок); 2 – заполнитель из пенопласта ПС-4; 3 — стеклопластиковая полка лонжерона (2 шт.); 4 — стеклопластиковый узел навески элерона; 5 – стеклопластиковый трубчатый лонжерон элерона (толщина стенки 0,5 мм); 6 – трёхслойные панели, образующие обшивку элеронов (заполнитель – пенопласт ПС-4 толщиной 5 мм, толщина стеклопластиковой корки снаружи 0,4 мм, изнутри — 0,3 мм); 7 — фюзеляжная балка; 8 — полка фюзеляжной балки (стеклопластик толщиной 3 мм); 9 — обшивка из стеклопластика толщиной 1 мм; 10 – блок из пенопласта ПС-4; 11 – стеклопластиковая обшивка носка крыла толщиной от 0,5 до 1,5 мм, образующая работающий на кручение контур; 12 — типовая нервюра крыла; 13 — стеклопластиковая полка нервюры толщиной 1 мм; 14 – стеклопластиковая стенка нервюры толщиной 0,3 мм; 15 – передний лонжерон крыла (по конструкции аналогичен заднему)
Планёр и мотопланёр конструкции В. Мирошника:
А – учебно-тренировочный планёр А-10Б «Беркут»:
площадь крыла -10 м2; масса пустого – 107,5 кг; взлётная масса – 190 кг; максимальная скорость 190 км/ч; скорость сваливания – 45 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 22; диапазон эксплуатационных перегрузок – от +5 до -2,5; расчётная перегрузка – 10.
Б — мотопланёр А-10А с двигателем «Вихрь-30-Аэро» воздушного охлаждения мощностью 21 л.с. В полёте силовая установка может убираться в отсек, расположенный в средней части фюзеляжа.
Длина мотопланёра – 5,6 м; размах крыла – 9,3 м; площадь крыла – 9,2 м2; взлётная масса – 220 кг; максимальная скорость – 180 км/ч; скорость сваливания – 55 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 19; диаметр воздушного винта – 0,98 м; шаг винта – 0,4 м, частота вращения винта – 5000 об/мин
Мотопланёр «Коршун-М» (ХАИ-29М):
двигатель – «Колибри-350» самодельный, двухцилиндровый, оппозитный, мощностью 15 л.с.; длина мотопланёра — 5,25 м; размах крыла -9 м, площадь крыла – 12,6 м2 ; профиль крыла – Р-П – 14%; профиль зависающего элерона – Р-Ш — 16%; масса пустого – 135 кг; взлётная масса – 221 кг; максимальная скорость -100 км/ч; крейсерская скорость – 65 км/ч; скорость сваливания – 40 км/ч; максимальное аэродинамическое качество -10
Аналогичная технология используется и при изготовлении полок лонжеронов, с той лишь разницей, что их выкладывают из однонаправленного стекло- или угле-волокна. Окончательную сборку крыла, оперения и фюзеляжа обычно производят в матрицах.
При необходимости в готовую отформованную трёхслойную панель вкладывают и вклеивают лонжероны, шпангоуты и нервюры, после чего всё накрывается и заклеивается верхней панелью.
Поскольку между деталями внутреннего набора и обшивочными панелями бывают большие зазоры, рекомендуется при склейке использовать эпоксидный клей с наполнителем – например, стеклянными микросферами. Контур склейки панелей снаружи (по возможности, и изнутри) проклеивается стеклотканевой лентой.
Технология выклейки и сборки описывается здесь лишь в общих чертах, но, как показывает опыт, авиаконструкторы любители достаточно быстро постигают её тонкости, особенно если есть возможность посмотреть, как это делают те, кто уже освоил эту методику.
К сожалению, высокая стоимость современных композитных планёров привела к падению массовости планёрного спорта. Обеспокоенная этим, Международная федерация авиационного спорта (ФАИ) ввела ряд упрощённых классов планёров – стандартный, клубный и им подобные, размах крыла у которых не должен превышать 15 метров. Правда, остаются сложности с запуском таких планёров – для этого требуются самолёты-буксировщики или достаточно сложные и дорогие мотолебёдки. В результате на слёты самодеятельных авиаконструкторов СЛА с каждым годом привозят всё меньше планёров. Ко всему, значительную часть планёров представляют вариации БРО-11 конструкции Б.И. Ошкиниса.
Разумеется, постройку своего первого летательного аппарата лучше всего делать по образу и подобию надёжного, хорошо летающего прототипа. Именно такое «копирование» с минимальным количеством проб и ошибок даёт тот бесценный опыт, который нельзя приобрести из учебников, инструкций и описаний.
Тем не менее, на слётах СЛА периодически появляются и оригинальные, более современные летательные аппараты, такие, как планёр АНБ-М, созданный П. Альмурзиным из города Самары.
Пётр мечтал о «крыльях» с детства. Но плохое зрение помешало ему поступить в лётное училище и заниматься авиационным спортом. Но нет худа без добра – Пётр поступил в Авиационный институт, закончил его и получил направление на авиационный завод. Именно там он сумел организовать юношеское авиационное КБ, впоследствии преобразованное в клуб «Полёт». И самыми надёжными помощниками Апьмурзина стали студенты авиационного института, столь же страстно, как и Пётр, мечтавшие о полётах.
Первой самостоятельно разработанной конструкцией клуба стал планёр, выполненный с учётом технологических особенностей современного авиационного производства – прочный, простой и надёжный, на котором можно было бы научиться летать всем членам клуба.
Первый планёр получил название АНБ – по начальным буквам фамилий его конструкторов: Апьмурзин, Никитин, Богатов. Крыло и оперение аппарата имели нетрадиционную для планёров такого класса металлическую конструкцию с использованием в качестве лонжеронов тонкостенных дюралюминиевых труб большого диаметра. Только фюзеляж на исходном варианте планёра был сделан из композитных материалов. Однако на следующем варианте кабину спроектировали металлической, что позволило на 25 – 30 кг уменьшить его массу.
Создатели планёра оказались не только грамотными конструкторами, но и хорошими технологами, знакомыми с современным авиационным производством. Так, при изготовлении тонких листовых деталей из дюралюминия они использовали простую, хорошо отработанную в авиационном производстве технологическую операцию – штамповку резиной. Необходимая для этого оснастка была сделана молодыми инженерами самостоятельно.
Сборку планёров производили в подвальном помещении, где располагался клуб. Лётные характеристики новых аппаратов оказались близкими к расчётным. Вскоре все члены клуба научились летать на самодельных планёрах, совершив десятки самостоятельных полётов с мотолебёдки. А на слётах СЛА планёры неизменно получали самую высокую оценку специалистов, признавших АНБ-М лучшим планёром первоначального обучения среди серийных и любительских конструкций. А клубу «Полёт» представили новое, более подходящее для работы помещение и он был реорганизован в «Конструкторское бюро спортивной авиации» при авиационном заводе со штатом в пять человек.
Тем временем работы по модернизации планёра АНБ продолжались – улучшалась его конструкция, проводились статические испытания на прочность, велась подготовка к серийному производству аппарата.
Всем хороши полёты на планёрах с запуском их с помощью мотолебёдки, однако у таких полётов есть один весьма существенный недостаток – кратковременность. Поэтому в развитии каждого коллектива авиаторов-любителей вполне закономерным оказывается переход от планёра к самолёту.
Используя хорошо отработанную конструкцию планёра АНБ и технологию его производства, молодые авиаконструкторы Альмурзин, Никитин, Сафронов и Царьков спроектировали и построили одноместный тренировочный самолёт «Кристалл» (подробное описание конструкции этой машины – в предыдущих «уроках» нашей школы – в «М-К» № 7 за 2013 г.).
Следует заметить, что планёры первоначального обучения всегда привлекали как любителей-одиночек, так и конструкторские коллективы. Так, одним из самых красивых учебных планёров из тех, что когда-либо демонстрировались на слётах СЛА, был признан «Какаду», созданный авиаторами-любителями из города Отрадное Ленинградской области.
Планёр этот изготовлен из трёх видов материалов – пенопласта, стеклоткани и эпоксидного связующего, причём конструкция крыла и оперения представляет собой своего рода маленький конструкторский шедевр.
Нервюры крыла сделаны из пенопласта и оклеены тонкой стеклотканью. Носок крыла, воспринимающий крутящий момент, – выклеенная на пенопластовом блоке-заполнителе стеклопластиковая оболочка. Фюзеляжная балка вырезана из пенопласта и оклеена стеклотканью, причём изгибающий момент воспринимают стеклопластиковые полки, наклеенные на верхнюю и нижнюю поверхности балки. Качество работы – отменное, внешняя отделка – на зависть многим самодельщикам. Единственное «но» – летать планёр отказывался – как оказалось, в стремлении снизить массу конструкции создатели планёра излишне уменьшили крыло.
Энтузиастам, прошедшим лётную подготовку на планёрах первоначального обучения, можно порекомендовать более сложный аппарат, например, планёр А-10Б «Беркут», созданный студентами Самарского авиационного института под руководством В. Мирошника. Интересно, что по своим параметрам планёр не соответствует ни одному спортивному классу и по своим размерам он меньше стандартных. При этом у А-10Б очень чистые аэродинамические формы, простое подкосное крыло обтянуто тканью, а сам аппарат изготовлен из наиболее распространённых пластиков. Достаточно большое аэродинамическое качество планёра даёт возможность совершать на нём даже продолжительные парящие полёты. А простая техника пилотирования позволяет и новичку справляться с подобным аппаратом. Представляется, что именно таких недорогих и «летучих» планёров не хватает отечественному планеризму.
Своеобразным развитием идей, заложенных в А-10Б, стал планёр «Мечта», созданный в московским самодеятельном клубе под руководством В. Фёдорова. По конструкции, технологии изготовления и внешнему виду «Мечта» -типичный современный спортивный планёр, а по удельной нагрузке на крыло и некоторым другим параметрам – типичный планёр первоначального обучения. Летает «Мечта» совсем неплохо, на слётах СЛА этот планёр отправляли в полёт на буксире у самолёта «Вилга».
Следует заметить, что полёты планёров с запуском их с амортизатора, лебёдки или с небольшой горы крайне ограничены во времени и не приносят пилоту должного удовлетворения. Другое дело – мотопланёр! У аппарата с мотором возможности существенно шире. Причём мотопланёры даже с маломощными моторами подчас превосходят по лётным данным некоторые лёгкие самолёты любительской постройки.
Дело, видимо, в том, что у самолётов, как правило, размах крыла существенно меньше, чем у мотопланёра, а при уменьшении размаха потери в подъёмной силе получаются большими, нежели выигрыш в массе. В результате некоторые самолёты оказываются не в состоянии оторваться от земли. В то время как тренировочные мотопланёры с более грубыми аэродинамическими формами и маломощными двигателями прекрасно летают. Единственным отличием этих летательных аппаратов от самолётов является больший размах крыла. Думается, именно поэтому тренировочные мотопланёры пользуются особой популярностью у любителей.
Мотопланёр ХАИ-35М «Энтузиаст»:
мощность двигателя – 36 л,с.; площадь крыла – 11м2; масса пустого – 170 кг; взлётная масса – 260 кг; полётная центровка – 28 %; максимальная скорость – 150 км/ч; скорость сваливания – 48 км/ч; скороподъёмность – 2,4 м/с; максимальное аэродинамическое качество – 15
Мотопланёр «Гарнис» Б. Ошкиниса и Ч. Кишонаса (г. Каунас)
длина мотопланёра -5 м; размах крыла -8 м; площадь крыла – 10,6 м2; масса пустого – 139 кг; взлётная масса – 215 кг; максимальная скорость -130 км/ч; посадочная скорость – 40 км/ч; частота вращения воздушного винта – 5000 об/мин.);
1 – вариометр; 2 – указатель скольжения; 3 – указатель скорости; 4 – высотомер; 5 – педали; 6 – приёмник воздушного давления; 7 – трубчатая моторама; 8 – двигатель; 9 – тросовые расчалки; 10 – тросы управления рулём направления; 11 – тяги управления рулём высоты; 12 – цельноповоротное горизонтальное оперение; 13 – трубчатые подкосы оперения; 14 – участки крыла и оперения, обтянутые лавсановой плёнкой; 15 — хвостовая рессора; 16 – стеклопластиковая гондола пилота; 17 – тяги управления элеронами; 18 – рессора главного шасси; 19 – проводка управления двигателем; 20 – стеклопластиковая рессора носовой стойки шасси; 21 — лонжерон крыла; 22 – узлы навески элерона; 23 – элерон ( верхняя обшивка – стеклопластик, нижняя – лавсановая плёнка); 24 – глушитель; 25 – топливный бак; 26 – трубчатый подкос крыла
Двухместный мотопланёр «Аэропракт-18» (СКБ КуАИ):
площадь крыла – 16,3 м2; профиль крыла – модифицированный GAW-1 – 15%; взлётная масса – 390 кг; масса пустого – 200 кг; максимальная скорость -130 км/ч; скороподъёмность – 2, 3 м/с; расчётная перегрузка – от + 10,2 до —5,1; максимальное аэродинамическое качество -25; тяга воздушного винта – 70 кгс при 5000 об/мин
Двухместный мотопланёр «Байкал» с силовой установкой из двух спаренных 40-сильных двигателей «Вихрь-25» воздушного охлаждения:
площадь крыла – 18,9 м2; взлётная масса – 817 кг; скорость сваливания – 70 км/ч; максимальная скорость горизонтального полёта-150 км/ч
Мотопланёр «Солитар» конструкции Берта Рутана с 23-сильным двигателем КFМ-107E. расположенным на складной стойке в носовой части фюзеляжа:
размах крыла-12,725 м; размах переднего крыла – 4,68 м; длина мотопланёра -5,86 м; площадь переднего крыла – 1,73 м2; площадь основного крыла – 7,79 м2; масса пустого – 172 кг; взлётная масса – 281 кг; максимальное аэродинамическое качество – 32; максимальная скорость – 213 км/ч; скорость сваливания – 60 км/ч; дальность полёта – 241 км; диапазон эксплуатационных перегрузок от +7 до -3
Больших успехов в создании простейших таких аппаратов достигли студенты Харьковского авиационного института, построившие под руководством А. Баранникова мотопланёр «Коршун-М», а в дальнейшем под руководством Н. Лавровой был создан более совершенный «Энтузиаст», обладавший хорошими аэродинамическими формами, закрытой кабиной пилота и тщательно закапотированным двигателем.
Следует заметить, что оба этих мотопланёра являются дальнейшим развитием популярного в своё время учебного планёра БРО-11 конструкции Б. Ошкиниса. Аппараты харьковских студентов имеют простейшую конструкцию без претензий на оригинальность, зато они очень прочны, надёжны и доступны в управлении для начинающих пилотов.
На одном из слётов СЛА Ч. Кишонас из Каунаса продемонстрировал один из лучших мотопланёров – «Гарнис», изготовленный целиком из стеклопластика. Обшивка крыльев и оперения – прозрачная лавсановая плёнка. Силовой агрегат – лодочный мотор «Вихрь-М» мощностью 25 л.с., переделанный под воздушное охлаждение. Мотор легко демонтируется с аппарата.
Мотопланёр комплектуется несколькими вариантами легкосъёмных шасси -трёхколёсным самолётного типа, планёрным одноколёсным и поплавковым.
Мотопланёры и планёры по типу «Коршуна» и «Гарниса» строятся в нашей стране многими любителями в десятках экземпляров. Хочется обратить внимание читателей лишь на одну особенность подобных аппаратов, построенных по образу и подобию БРО-11. Как известно, прототип (а также его многочисленные копии) оснащён зависающими элеронами, кинематически связанными с рулём высоты. При заходе на посадку пилот берёт на себя ручку управления, при этом элероны синхронно отклоняются вниз, что вызывает возрастание подъёмной силы и уменьшение скорости. Но, если пилот случайно перебрал ручку на себя, а затем, исправляя ситуацию, отдал ручку от себя, – последнее движение ручки вызывает не только отклонение руля высоты, но и возврат элеронов в исходное положение, что равносильно уборке закрылков. При этом подъёмная сила резко уменьшается – и планёр «проваливается», что весьма опасно при полёте на небольшой высоте, перед посадкой.
Эксперименты, проведённые планеристами, летающими на БРО-11, показали, что без зависания элеронов взлётно-посадочные характеристики планёра практически не ухудшаются, но пилотировать такой планёр намного проще, что заметно снижает аварийность. При этом для крыла мотопланёра-тихохода более выгодным может оказаться выпукло-вогнутый профиль «Геттинген F-17» – его в своё время использовали на мотопланёре Феникс-02, созданном инженером из ЦАГИ С. Поповым.
Популярность мотопланёров обусловлена, прежде всего, возможностью их старта без специальных буксировочных приспособлений, а также вследствие появления простых, лёгких и достаточно мощных моторов. На слётах СЛА демонстрировалось немало оригинальных, эффектно летающих аппаратов такого класса, созданных конструкторами-любителями. Прекрасный мотопланёр А-10А был построен В. Мирошником на базе уже знакомого читателям А-10Б. Силовой агрегат у него – двигатель «Вихрь-25, переделанный под воздушное охлаждение; размещается он над фюзеляжем, за кабиной пилота. Двигатель, как правило, использовался лишь для взлёта и набора высоты. После его выключения специальный механизм складывал ферму с установленным на неё двигателем и убирал её в фюзеляж, что значительно снижало аэродинамическое сопротивление летательного аппарата. При необходимости двигатель с помощью того же механизма можно было выдвинуть из ниши и запустить.
Ещё один летательный аппарат, построенный студентами из Самарского авиационного института, – двухместный мотопланёр «Аэропракт-18». Он компактен, лёгок, сделан целиком из пластика и оснащён 30-сильным двигателем «Вихрь-30-аэро» с воздушным охлаждением – у этой модели двигатель в полёте не убирается, что позволило упростить и облегчить конструкцию.
Тем не менее, конструкторы-любители продолжали разрабатывать оригинальные варианты механизмов уборки моторов в полёте, и одно из таких наиболее интересных устройств было создано группой московских авиаторов-любителей под руководством А. Фёдорова для одноместного двухмоторного мотопланёра «Истра». Лёгкие моторы были полностью вписаны в обводы крыла, не выступая за его теоретические контуры, а воздушные винты вращались в щелях за задним лонжероном крыла. При остановке двигателей винты фиксировались в горизонтальном положении и закрывались сдвижным хвостовиком крыла.
Ещё одна разработка московских планеристов-любителей – двухместный мотопланёр «Байкал», также оснащённый двумя двигателями. Правда, размещены они не на крыле, а на V-образном пилоне над фюзеляжем. В полёте моторы убираются в фюзеляж – так же, как на «Истре».
Особенность мотопланёров А.Фёдорова – композитная конструкция, выполненная в соответствии с канонами современных технологий.
Принято считать, что аэродинамическая схема современных планёров и мотопланёров полностью стабилизировалась. И в самом деле, все современные аппараты такого типа мало отличаются друг от друга, а их геометрические пропорции практически одинаковые. Тем не менее, конструкторская мысль ищет всё новые решения, иные схемы и пропорции. Подтверждением тому стали летательные аппараты швейцарских конструкторов и мотопланёр Берта Рутана «Солитар». Эти оригинальные мотопланёры, выполненные по схеме «утка», ещё раз продемонстрировали преимущества несущего горизонтального оперения.
Источник
