Разработки

АЭРОСАНИ С КОМФОРТОМ АВТОМОБИЛЯ

23.11.2016

АЭРОСАНИ С КОМФОРТОМ АВТОМОБИЛЯАэросани всегда были одними из самых популярных самодельных транспортных средств. Причина того — в относительной легкости изготовления (у аэросаней нет колес, сложной трансмиссии, гидравлических тормозов, сцепления и т.п.) и эффективности применения (аэросани могут на высокой скорости проходить там, где может проползти разве что гусеничный трактор). Однако относительная простота конструкции транспортного средства с аэродинамическим движителем вводила многих самодельщиков в соблазн создания примитивного аппарата. В результате такие сани хотя и могли двигаться, но удовольствия от езды создатель их не получал. И чаще всего это происходило из-за непродуманной аэродинамической компоновки.


О силовых установках с толкающим винтом у самодеятельных конструкторов подчас создается неправильное мнение, что коль препятствий у воздушной струи, отбрасываемой винтом назад, нет, то его коэффициент полезного действия выше, чем у аппарата с тянущим винтом, и тяга, соответственно, больше. Однако, это далеко не так. Аэродинамически организовывать воздушный поток необходимо не только за винтом, но и перед ним, поскольку «рваный», искаженный элементами конструкции турбулентный поток, попадающий на лопасти, может настолько снизить кпд винта, что ожидаемой тяги он развить никогда не сможет.

В предлагаемой конструкции предпринята попытка создать комфортабельные аэросани, у которых предельно сокращены аэродинамические потери.

Задача достаточно сложная. Хотелось сконструировать двухместное транспортное средство с расположением водителя и пассажира по-автомобильному, а такая компоновка обладает солидным миделем. Тем не менее, это все же предпочтительнее компоновки тандемом — аэросани получались более компактными, с привычными пропорциями, соответствующими легковым автомобилям.

 

После прорисовки салона и компоновки винтомоторной установки (предполагалось расположить ее как можно ниже с тем, чтобы опустить центр тяжести машины) начались мучения с отработкой корпуса — поверхности его необходимо было сделать аэродинамически гладкими, без резких перегибов. В результате получилась конструкция, напоминающая послевоенный отечественный автомобиль «Победа».

 

Двухместные аэросани с двигателем РМЗ-640

Двухместные аэросани с двигателем РМЗ-640:

1 — фара (от мотоцикла Иж); 2 — лобовое стекло (от ЗАЗ-968); 3 — боковое стекло (плексиглас s4); 4 — двигатель РМЗ-640 с клиноременным редуктором; 5 — воздушный винт; 6 — габаритный фонарь; 7 — скребковый тормоз; 8 — задняя лыжа; 9— заднее стекло (плексиглас s3); 10—корпус аэросаней; 11—объемная рама-панель; 12 — дверь; 13 — поворотная колонка передней лыжи; 14 — передняя лыжа; 15,16,17—раскосы винто-моторной установки (сталь, труба 30х0,5)
 

Рама-панель аэросаней

Рама-панель аэросаней:

1 — нижняя обшивка панели (фанера s5); 2 — заполнение (строительный пенопласт); 3 — верхняя обшивка панели (фанера s5); 4 — задняя поперечина (сосна, брусок 60x50); 5— усилители (сосна, брусок 30x30); 6— центральная часть средней поперечины (сосна, брусок 60x50); 7 — передняя балка (сосна, брусок 50x60); 8,10— лонжероны (сосна, доска s40): 9 — передняя поперечина (сосна, доска s30); 11 — боковина (сосна, доска s15); 12 — боковина средней поперечины (сосна, брусок 60x50,2 шт.)

 

Передняя лыжа аэросаней

Передняя лыжа аэросаней:

1 — кронштейн маятника подвески (сталь); 2 — ось маятника (сталь, шпилька М16х 1); 3 — маятник подвески (сталь, труба 22x3); 4 — пружинно-гидравлический амортизатор (от мотоцикла «Урал»); 5— предохранительная дуга (сталь, труба 16x2,5); 6— крепление трубы (болт М6 с гайкой и шайбой); 7 — основание лыжи (фанера s4, нержавеющая сталь, лист s0,8); 8 — крепление предохранительной дуги (винт-саморез d5); 9— корпус шарнира маятника подвески (сталь, труба 30x2); 10— втулка шарнира (фторопласт); 11 — кронштейн (сталь, лист я4); 12 — крепление опоры амортизатора (болт М8 с гайкой и шайбой); 13 — подрез (нержавеющая сталь, лист sЗ); 14— крепление амортизатора (болт М8 с гайкой и шайбой); 15 — опора амортизатора (сталь)

 

Стремление снизить аэродинамические потери привело к организации подводящего воздушного канала, заканчивающегося полукольцом, которое выполняло также функцию ограждения воздушного винта. В итоге получился корпус достаточно сложной формы, который, тем не менее, оказался вполне оправданным и аэродинамически, и эстетически.

Основанием аэросаней является днищевая рама-панель. Она склеена из сосновых брусков-лонжеронов, деревянных поперечин, пенопластового заполнения и фанерной работающей обшивки. Такая панель при небольшой толщине и малой массе обладает высокой жесткостью как на изгиб, так и на кручение. Для лонжеронов подобраны прямослойные доски толщиной 40 мм, из которых выструганы изогнутые заготовки высотой около 50 мм. Для боковин потребовались доски толщиной 15 мм, а для передней поперечины, на которой смонтированы шарниры рулевого устройства, понадобился сосновый брусок 60x50 мм. Каркас рамы-панели собран на эпоксидном клее. Это же связующее применено и при вклейке в каркас пенопластовых блоков, а также облицовке днищевой панели 5-мм фанерой.

Корпус аэросаней выполнен по классической для самодельных конструкций технологии. Он состоит из легкого каркаса, сваренного из тонкостенных стальных труб с внешним диаметром 15 мм, на котором мягкой проволокой закреплены фанерные формообразующие элементы — стрингеры. Лобовое стекло — от ЗАЗ-968, рама для него закреплена на каркасе сваркой. Пространство между стрингерами заполнено пенопластовыми блоками; после обработки пенопласта и шпаклевки поверхности корпус оклеен двумя слоями стеклоткани. Двери изготовлены по той же технологии, что и корпус— с трубчатым каркасом, фанерными стрингерами и пенопластовым заполнением. Заднее окно и окна дверей — из 4-мм оргстекла.

Боковины задней части кузова, переходящие в кили (участки за дверями), облицованы листами 4-мм фанеры, закрепленными на трубчатом каркасе винтами М4 с последующей оклейкой внешних поверхностей двумя слоями стеклоткани. Внутренняя часть фанерной обшивки для повышения влагостойкости покрыта двумя слоями паркетного лака.

Основой винтомоторной установки стал весьма популярный у самодеятельных авиаторов и достаточно хорошо отработанный РМЗ-640 с клиноременным редуктором. Такими двигателями оснащаются многие мотодельтапланы, автожиры и самолеты. Кстати, винтомоторная установка аэросаней практически не отличается от спроектированной в свое время студентом МАИ А.Русаком для двухместного дельталета. С воздушным винтом диаметром 1350 мм силовой агрегат развивает статическую тягу около 120 кг, что вполне достаточно для аэросаней. Винтомоторная установка на объемной раме-панели закреплена с помощью шести раскосов из стальных труб диаметром 30x1,5 мм. Для снижения аэродинамического сопротивления к трубам эпоксидной смолой приклеены деревянные зализы, придающие раскосам каплевидное сечение.

 

Воздушный винт выполнен по технологии, подобной той, что использует германская фирма «Хоффман». Заготовка винта из сосновых брусков сечением 60x20 мм склеена эпоксидной смолой. При склейке брусков слои древесины располагались симметрично относительно плоскостей стыковки — это избавило воздушный винт от возможных поводок. После склейки заготовка была тщательно отфугована в соответствии с габаритами винта.

Для изготовления шаблонов использован теоретический чертеж винта в масштабе 1:1. Сами же шаблоны вырезаны из фанеры, но лучше было бы сделать их из дюралюминия. Для работы понадобились плановый шаблон, шаблон вида сбоку (до оси вращения), а также верхние и нижние шаблоны профиля лопасти винта. Профиль лопасти — плосковыпуклый, крыльевой.

Заготовка размечена с помощью планового шаблона, закрепленного гвоздиком в центре будущего винта: шаблон обведен карандашом, повернут на 180° и снова обведен — получился контур второй лопасти.

Далее в соответствии с разметкой топориком и рубанком предварительно обработаны лопасти. Окончательно винт доведен в стапеле. Его основание выполнено из ровной доски толщиной 60 мм, на ней в соответствии с теоретическим чертежом винта установлены нижние шаблоны профиля лопасти и центральный стержень. Последний закреплен в центре основания перпендикулярно к его поверхности.

Точность обработки винта проверялась с помощью синьки, которой натирались нижние шаблоны: заготовка надевалась на стержень и прижималась к ним, при этом на лопасти отпечатывались следы от шаблонов. После удаления синих следов рашпилем будущий винт снова прижимался к шаблонам — и так до тех пор, пока на заготовке, прижатой к шаблонам, не отпечатывались следы всех шаблонов по всей их длине.

Верхняя часть винта обработана в стапеле по верхним шаблонам — сначала в каждом сечении с помощью полукруглого рашпиля лопасть припиливалась по соответствующему верхнему шаблону так, чтобы верхний и нижний шаблон соприкасались по линии разъема, охватывая при этом саму лопасть. Затем был снят лишний материал между сечениями — правильность этой операции контролировалась металлической линейкой, прикладываемой к процентным точкам соседних сечений — обработка велась до тех пор, пока не исчез зазор между линейкой и поверхностью лопасти.

Готовый винт тщательно балансировался, для чего в центральное отверстие вставлялся металлический валик и пропеллер устанавливался на балансировочные линейки. Более легкая лопасть загружалась свинцом — на нее сначала наклеивались небольшие полоски этого металла, а когда винт уравновесился, из полосок была сделана отливка в виде круглого стержня, вставлена на эпоксидном клее в отверстие, просверленное в лопасти, где при балансировке располагались полоски свинца, и расклепана.

Отделка пропеллера заключалась в оклейке его двумя слоями тонкой стеклоткани, после чего следовали шлифовка, окончательная балансировка, грунтовка и окраска автоэмалью.

 

Винтомоторная установка с клиноременным редуктором

Винтомоторная установка с клиноременным редуктором:

1 —двигатель РМЗ-640; 2 — кронштейн редуктора; 3—воздушный винт диаметром 1350 мм; 4 — ведомый шкив редуктора; 5—клиновой ремень; 6 — ведущий шкив редуктора
 

Теоретический чертеж воздушного винта

Теоретический чертеж воздушного винта

 

Клиноременный редуктор

Клиноременный редуктор:

1 — кронштейн редуктора (дюралюминий, уголок со стенкой s5); 2— воздушный винт; 3 — ведомый шкив (алюминиевый сплав АК-6); 4 — ось винта с эксцентриковым устройством натяжения ремней редуктора (сталь 30ХГСА); 5— подшипник 36206; 6 — пылезащитное кольцо; 7 — резьбовая втулка (сталь 30ХГСА, 4 шт.); 8 — осевая втулка (сталь 30ХГСА); 9 — опорная шайба (сталь, лист s4); 10 — болт М8 с разрезной пружинной шайбой (4 шт.); 11 — стопорное кольцо; 12— подшипник 60205; 13 — ведущий шкив (капролон); 14 — болт М6 с разрезной пружинной шайбой (6 шт.); 15 — хвостовик коленчатого вала двигателя; 16— шпонка; 17 — переходник (сталь 30ХГСА); 18—клиновой ремень; 19 — подшипник 60206; 20 — уплотнительная втулка (сталь 30ХГСА, запрессовывается в картер двигателя); 21 — сальник; 22 — уплотнительное кольцо (резина); 23 — подшипник 206; 24 — болт М8 с гайкой и разрезной пружинной шайбой (4 шт.); 25 — опора-хомут

 

Передняя лыжа склеена на эпоксидной смоле из полос 4-мм фанеры и полосы нержавеющей стали толщиной 0,8 мм. Суммарная толщина склейки — 30 мм. Передняя часть лыжи оснащена дугой, согнутой из стальной трубы диаметром 16 мм. В средней части лыжи закреплены направляющие подрезы, вырезанные из листовой нержавеющей стали толщиной 3 мм. Лыжа оснащена пружинно-гидравлическим амортизатором от мотоцикла «Урал».

Задние лыжи — коробчатого типа. Подошвы их склеены из 4-мм фанеры и 0,8-мм нержавеющей стали (суммарная толщина склейки 20 мм), боковины вырезаны из 25-мм доски. Амортизации задние лыжи не имеют.

Рулевое управление — с реечным механизмом от мотоколяски С3Д. Кстати, от нее же использован и обогреватель. Тормоза — скребкового типа, смонтированы на задних лыжах. Привод тормозов комбинированный: от педали до промежуточного рычага — тросовый, от рычага до скребка — жесткий, трубчатой тягой. Привод дроссельной заслонки карбюратора — от рычага под правой рукой водителя. Рычаг оснащен кнопкой-фиксатором (как на ручном тормозе автомобиля), позволяющей останавливать его в любом промежуточном положении.

И. СОРОКИН





Рекомендуем почитать
  • СНЕГОПЕД — ЗИМНЯЯ ЗАБАВА
    СНЕГОПЕД — ЗИМНЯЯ ЗАБАВАВ облаках снежной пыли с высокой горы мчатся какие-то необыкновенные машины, похожие на велосипеды, только с лыжами вместо колес. На ногах водителей — слаломные ботинки и тоже лыжи — небольшие, с жесткими креплениями. Костюм — плотная кожаная куртка, брюки из эластика, жесткий защитный шлем, толстые хоккейные перчатки и светозащитные очки.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.