Разработки

БИПЛАН ЧЕРНИКОВА

30.08.2011

Летом прошлого года руководитель авиакружка Внуковского дома культуры (г.Москвы) пилот-любитель Андрей Черников демонстрировал на сконструированном и построенном своими руками одноместном биплане довольно сложные фигуры пилотажа над аэродромом Раздолье на Владимирщине.

Самолет не имеет пока сертификата летной годности из-за финансовых и организационных трудностей. Однако построен он в соответствии с требованиями, предъявляемыми к летательным аппаратам этого типа. Сегодня Андрей Александрович представляет свой самолет читателям нашего сайта.

Прежде чем приступить к описанию конструкции самолета, придется немного рассказать и об истории его создания А создавался сверхлегкий летательный аппарат (СЛА или ультралайт) в авиаконструкторском кружке при Внуковском ДК. Ребята, как и в других подобных кружках, строили различные спортивные модели, выступали (и не без успеха) на соревнованиях. Осваивая азы теории и практики создания летательных аппаратов, кружковцы пришли к идее постройки настоящего самолета — пусть небольшого, но на котором можно было бы и самому подняться в небо.

Следующим этапом стал выбор схемы самолета, его компоновки и конструкции.Cверхлегкий летательный аппарат

Первое, чем руководствовались при выборе конструкции, — это ее стоимость. Понятно, что чем проще конструкция, тем она дешевле. Но главным критерием была все же надежность, а значит, и безопасность. С этой целью выбрали и бипланную схему и силовую установку с толкающим винтом. При такой компоновке вращающийся винт защищен спереди крыльями со стойками и подкосами, по бокам — расчалками. Ко всему, при таком расположении винтомоторной установки ничто не ограничивает пилоту обзор вперед, и выхлоп двигателя из глушителя остается позади. Экономия достигалась применением недорогих и недефицитных, но многократно опробованных материалов, узлов и агрегатов.

Откровенно говоря, большинство работ по строительству самолета, опасаясь того, чтобы первый блин не вышел комом, и для ускорения процесса, выполнял сам, в свободное от кружковских обязанностей время.

Силовая конструкция самолета представляет собой плоскую ферму, собранную в основном из дюралюминиевых труб диаметром 60 мм с толщиной стенки 2 мм. К этой ферме крепятся крылья, оперение, силовая установка, топливный бак, приборная доска, шасси, кресло и обтекатель пилота. Трубы фермы соединены между собой посредством пластинчатых накладок с подкладными фигурными радиусными шайбами, болтами с самоконтрящимися гайками.

В местах подсоединений подкосов или расчалок хвостовая балка фермы усилена, на нее надеты бужи — трубчатые втулки с кронштейнами.

Крылья и оперение. По своей схеме, как уже отмечалось, самолет является одностоечным бипланом (вообще-то стоек две — между верхними и нижними полукрыльями как с правой, так и с левой стороны). Стойки V-образные, передняя ветвь изготовлена из дюралюминиевой трубы овального сечения, задняя — из круглой трубы.

Ультралайт биплан

Ультралайт биплан

 

Ультралайт биплан:

1 — обтекатель с лобовым стеклом,

2 — верхнее левое нолукрыло (правое — зеркально отображенное),

3 — двигатель,

4 — воздушный винт,

5 — расчалка киля (трос Ø 1,8), 6 — расчалка,

7 — тросовая проводка руля направления,

8 — киль,

9  — руль направления,

10 — пята,

11 — силовой набор,

12 — рессора основных колес шасси (стальная пластина);

13 — основное колесо шасси,

14 — левое нижнее полукрыло (правое зеркапьно отображенное);

15 — ручка управления самолетом;

16 — рычаг управления двигателем,

17 — переднее (управляемое и тормозное) колесо,

18 — тормозной механизм,

19 — стойка переднего колеса,

20 — приемник воздушного давления,

21 — стойка биплана (2 шт.),

22 — подкос верхнего полукрыла (2 шт ),

23 — передние расчалки (трос Ø 1,8),

24 — подкос стабилизатора и киля (Д16, труба Ø 14х1, 2 шт ),

25 — дополнительная стойка биплана (2 шт),

26 — фара и аэронавигационный огонь (2 комплекта),

27 — элерон (2 шт),

28 — стабилизатор,

29 — руль высоты,

30 — накладка (дюралюминий s0,5)

 


Крылья, как верхнее, так и нижнее, — однолонжеронные, они имеют одинаковый двояковыпуклый профиль РІІІА относительной толщиной 18%. Этот профиль, разработанный в ЦАГИ еще в начале 1930-х годов, широко   используется до сих пор, так как имеет высокие несущие характеристики. Технологически крылья делятся на левые и правые отъемные части.

Лонжерон имеет швеллерообраз-ное сечение, полки выполнены из сосновой рейки сечением 10x10 мм, а стенка — из фанеры толщиной 1 мм.

Нервюры собраны из сосновых реек сечением 8x4 мм. Сборка каждого полукрыла производится путем нанизывания нервюр на лонжерон.

Ферма—основные силовые элементы

 

Ферма—основные силовые элементы (материал деталей—дюралюминий):

1 - основная балка (труба Ø 60x2),

2 — передний подкос (труба Ø 35x1,5),

3 — пилон крепления верхнего крыла (труба Ø 60x2),

4—центральная стойка (труба Ø 60x2),

5—рама сиденья (труба Ø 30x2);

6 — подкос хвостовой балки (труба Ø 35x1,5),

7— хвостовая балка (труба Ø 55x2);

8—длинный буж (труба Ø 60x2,5, 2 шт.);

9—короткий буж (труба Ø 60x2,5);

10 — подкос моторамы (труба  Ø 16х 1, 2 шт).


Соединение всех деревянных деталей — на эпоксидном клее. Обшивка носовой части крыла — из 1-мм фанеры — она вместе с лонжероном образует замкнутый контур и воспринимает крутящий момент. Остальная часть крыла обшита перкалем и покрыта эмалитом. Кстати, им же перкалевая обшивка приклеивалась к деревянным элементам силового набора.

Верхнее крыло в отличие от нижнего имеет элероны и немного больший размах Элероны имеют такую же однолонжеронную конструкцию, что и крыло Только нервюры расположены зигзагообразно, а профиль — симметричный.

 

Верхние полукрылья с углом установки 4° монтируются на пилоне центральной стойки без поперечного V Зазор между ними закрывается дюралюминиевой накладкой. Дополнительно каждое верхнее полукрыло крепится к основной балке фермы подкосом и тросовой расчалкой.

Аэромодуль

 

Аэромодуль:

1—переднее колесо (управляемое, тормозное, Ø 280, b90, от карта),

2— стойка переднего колеса,

3 — обтекатель (стеклопластик),

4 — приемник воздушного давления,

5 — приборная панель,

6 — ручка управления самолетом,

7 — ветровое стекло;

8 — рама сиденья,

9— передний подкос,

10- подкос моторамы (дюралюминиевая труба Ø 16x1),

11 - пилон крепления верхнего крыла,

12  — моторная рама,

13— двигатель Rotaх 582, N = 64 л с ,

14 —радиатор,

15 — вал винта,

16  — електронный блок,

17 —глушитель,

18 — центральная стойка,

19—аккумуляторная батарея,

20— топливный бак V = 20 л (алюминиевая канистра),

21 — хвостовая балка,

22 — рессора основных колес,

23 — основное колесо (Ø 280, b90, от карта, 2 шт),

24—сиденье,

25 —пристежные ремни (автомобильные),

26 — инструментальный ящик,

27— рычаг управления двгателем,

28— тормозной механизм.


Нижние полукрылья пристыковываются к основной балке фермы с поперечным V = 4,5°. Угол установки нижнего крыла — тоже 4,5°.

Горизонтальное оперение (ГО) состоит из стабилизатора и руля высоты.

Вертикальное оперение (ВО) включает киль и руль направления (РН) Руль — цельный с ножом, отклоняемым на земле Киль и стабилизатор соединены между собой кронштейнами и подкосами, а верхние концы подкосов с межкрыльевыми стойками — тросовыми расчалками.

Приборная панель и основные органы управления

 

Приборная панель и основные органы управления:

1 —рычаг управления двигателем,

2 — тумблер включения фар,

3 — АЗС генератора 1,

4—лампочка отказа генератора 2,

5 — лампочка отказа генератора 1,

6—выключатель зажигания 1-го контура,

7 — вариометр (указатель скорости подъема и спуска),

8 — выключатель зажигания 2-го контура,

9—указатель горизонтальной скорости,

10 — акселерометр,

11 —сигнальная лампа о неисправностях двигателя,

12 — указатель скольжения,

13 — комплексный прибор контроля работы двигателя,

14—высотометр,

15 — часы,

16 — розетка-прикуриватель,

17 — указатель топлива,

18 — выключатель питания,

19 — педали управления рулем направления и передним колесом (2 шт.),

20  — АЗС стартера,

21 — АЗС генератора 2,

22 — тумблер включения маяка и сигнальных огней,

23—ручка управления самолетом,

24—кнопка запуска двигателя,

25 — тумблер включения освещения приборов,

26 — рычаг тормоза.


Силовой набор киля и стабилизатора подобен тому, что применен в крыльях, а у рулей направления и высоты — как в элеронах с зигзагообразным расположением нервюр. Профиль всех элементов хвостового оперения — симметричный ЦАГИ-683. Обшивка носка — из миллиметровой фанеры, а за лонжероном — полот­няная (перкаль). Покрытие тоже эмалитовое.

Силовая установка

Сначала на самолете были установлены двухцилиндровый двигатель РМЗ-640 мощностью 32 л с. от снегохода «Буран» и двухлопастный толкающий моноблочный воздушный винт диаметром 1600 мм постоянного шага. И с такой установкой самолет много лет неплохо летал и уверенно уп­равлялся Но однажды я узнал, что продается сравнительно недорого двухтактный двигатель жидкостного охлаждения Rotах 582. Оказалось, что мотор находится в разобранном со­стоянии: хозяева хотели его отремон­тировать, а вот собрать потом уже не смогли. Так я его и купил «россыпью», а затем и собрал, по ходу устранив неисправности.

Верхнее правое полукрыло

 

Верхнее правое полукрыло (левое — зеркально отображенное):

1 — обшивка носика (фанера s1),

2 — лонжерон,

3 — обтяжка плоскости  (перкаль, пропитанная эмалитом),             

4  — нервюра,

5 — обтекатель тросовой  проводки управления элероном (4 шт),

6 — неполная нервюра,

7 — законцовка,

8 — обшивка носика элерона (фанера s1),

9 — кронипейн-навеска элерона (2 шт),

10 — обтяжка элерона (перкаль, пропитанная эмалитом), 

11 — концевая нервюра элерона (корневая — зеркально отображенная),

12 — косая нервюра элерона,

13— задняя кромка элерона,

14 — кница элерона,

15 — задняя кромка крыла,

16 — кница крыла,

17 — корневая нервюра,

18 — узел крепления полукрыла к кронштейну пилона (2 шт.),

19 — кронштейн крепления межкрыльевой стойки,

20 — «стенка»- дополнительный лонжерон,

21—лонжерон элерона,

22 — качалка управления элероном,

23 — ось качания элерона (2 шт.),

24 — козырек,

25 —  проводка управления элероном (трос Ø 1,5, 2 шт.).


По габаритам, массе, объему двух цилиндров Rotах примерно такой же, как и РМЗ-640, а вот мощность его превышает почти вдвое (есть даже версия, что второй мотор является не совсем удачной копией первого). К тому же Rotах имеет двухконтурную систему зажигания (по две свечи на цилиндр) и жидкостное охлаждение цилиндров Топливо недефицитное — автомобильный бензин АИ-95 в смеси с моторным маслом в пропорции 50:1.

 Узел крепления верхнего полукрыла

 

Узел крепления верхнего полукрыла (неуказанный материал деталей позиций — дюралюминий):

1 —центральная стойка (труба Ø 60x2),

2 — пластина крепления пилона к основной стойке (лист s4, 2 шт.),

3 — кронштейн крепления переднего подкоса (нержавеющая сталь,  лист s2,5),

4 — радиусные шайбы,

5 — качалка элеронов,

6— кронштейн качалки элеронов,

7 — пилон (труба Ø 60x2),

8 — кронштейны крепления консоли верхнего крыла (4 шт.),

9 —  крепеж кронштейнов к силовым элементам (болт М12, 2шт.),

10—крепеж пластин к силовым элементам (болт М8, 3 шт. ).


И если при замене двигателей почти не пришлось переделывать узлы крепления, то винт пришлось приобрести новый: диаметром 1680 мм, тоже толкающий, но трехлопастный, регулируемого на земле шага. Понижающий редуктор с передаточным числом 3,47 скомпонован с двигателем и обеспечивает винту до 1900 оборотов в минуту.

С новой винтомоторной установкой самолет приобрел и более высокие летные характеристики, стал способен выполнять довольно сложные фигуры пилотажа.

Профиль крыла и нервюры

 

Профиль крыла и нервюры (а — профиль. б— нервюра, в — корневая нервюра и законцовка):

1 — носик нервюры (сосновая рейка переменного сечения),

2 — стойка лонжеронною проема (сосновая рейка 8x4, 2 шт.),

3 — подкос (сосновая рейка 8x4),

4 — кница (фанера s1),

5 — верхняя дужка нервюры (сосновая рейка 8x4),

6 — концевая кница (фанера s1),

7 — нижняя дужка (сосновая рейка 8x4),

8 — боковина (фанера s6),

9 — верхняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12x6),

10 — носик корневой нервюры (сосновый вкладыш переменною сечения),

11 —  нижняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12x6).


Запас топлива небольшой — всего 20 л. ведь самолет рассчитан на тренировочные околоаэродромные полеты, но этого горючего хватает часа на полтора. Топливо заливается в алюминиевую канистру, закрепленную на площадке за сиденьем водителя.

Шасси самолета — трехстоечное с передним управляемым колесом. Амортизация осуществляется резиновым шнуром диаметром 8 мм, заведенным петлей за поперечину маятника. Концы шнура соединены и закреплены на верхней поперечной стойке.

Нижнее правое полукрыло

 

Нижнее правое полукрыло:

1 —обшивка (фанера s1),

2 —корневая нервюра (фанера s6),

3 — кронштейн стойки (нержавеющая сталь s2),

4 — бобышка кронштейна (фанера, s10),

5 — бобышка узла крепления полукрыла (фанера s12, 2 шт),

6 — накладка (дюралюминий 2, 4 шт.),

7 — втулка (трубка Ø 8x0,5, 2 шт.).


Управление передним колесом осуществляется педалями через гибкую (тросовую) проводку. На этом же колесе смонтирован и тормозной механизм, который приводится в действие рычагом, установленным на рукоятке управления самолетом. Задние основные опорные колеса смонтированы на поперечной рессоре, изготовленной из стальной полосы.

Все колеса одинаковые, наружным диаметром шин 280 мм и шириной 90 мм. Использованы они от карта Колея задних колес —1150 мм, а база (расстояние между осями переднего и заднего колеса) — 1520 мм.

Стабилизатор и руль высоты

 

Стабилизатор и руль высоты:

1 — обшивка носика стабилизатора (фанера s1),

2 — обтяжка стабилизатора(перкаль),

3 —обшивка носика руля высоты,

4—обтяжка руля высоты (перкаль),

5 — передняя часть нервюры стабилизатора (фанера s1),

6—лонжерон стабилизатора,

7— нервюра стабилизатора,

8 — стенка стабилизатора,

9 — шарнирный кронштейн стабилизатора (2 шт ),

10 — ось шарнира подвески руля высоты (Зшт),

11—кронштейн подвески руля высоты (2 шт ),

12 — передняя часть нервюры руля высоты,

13 — нервюра руля высоты,

14 —задняя кромка руля высоты.


Для предохранения хвостовой балки от повреждения при касании ее земли предусмотрена пятка.

Самолет с самого начала задумывался без кабины — только в этом случае можно в полной мере ощущать полет и чувствовать машину Однако впоследствии все же был оборудован самодельным носовым стеклопластиковым обтекателем с днищем и прозрачным козырьком 5-мм листа оргстекла.

Киль и руль направления

 

Киль и руль направления:

1 — киль,

2 — руль направления,

3 — качалка (Д16, лист sЗ),

4 — кронштейн крепления киля к сгабилизатору (4 шт.),

5 — шарнир навески руля направления (2 шт ),

6 — ушко шарнира навески руля направления (дюралюминий, лист sЗ, 2 шт ),

7 — проушина шарнира руля направления (нержавеющая сгаль. лист s1, 2 шт),

8 — втулка (нержавеющая сталь, труба Ø 6x0,5, 2 шт),

9— кронштейн крепления расчалки (2 шт ).


Сиденье — тоже самодельное. Его основой являются капроновые ремни, пришитые к наклонной рамке, служащей дополнительным подкосом центральной стойки. На основу уложены поролоновые подушка и спинка, обтянутые плотной тканью — авизентом. Пристежные ремни — автомобильные ремни безопасности.

Передняя опора шасси

 

Передняя опора  шасси (детали позиций I, 2, 7, 11, 15, 17 выполнены из стальной трубы 20x20x1,5):

1 — стойка вилки,

2 — верхняя поперечина вилки,

3 —барабанчик резинового жгута (труба Ø 10x1, 2 шт),

4 —  валик резинового жгута (круг 8. 2 шт ),

5 — втулка оси опорной стойки (труба Ø 12x2, 2 шт ),

6 — амортизатор (резиновый шнур Ø 8, 4 шт ),

7 — нижняя поперечина вилки,

8 — поперечина двуплечего рычага (труба Ø 20x2),

9 — бандаж (нитки капроновые),

10 — ушко оси (стальной лист s2, 4 шт ),

11 — усиление стойки (2 шт),

12 — болт-ушко крепления проводки управления (2 шт),

13 — упор (резина 2шт),

14 — крепление упора (болт М4, 2шт ),

15 — верхнее колено двуплечего рычага (2 шт),

16 — косынка (стальной лист s2, 4 шт ),

17 — нижнее колено двуплечего рычага  (2 шт),

18 — втулка оси колеса (2 шт),

19 — ось двуплечею рычага (валик Ø 8 с шайбой и шплинтом, 2 комплекта),

20 — втулка оси двуплечею рычага (2 шт ),

21 —  ось стойки.


Система управления самолетом — тросовая с промежуточными тягами от ручки управления (РУС), расположенной на ферме перед пилотом Управление двигателем — рычагом, установленным слева от пилота. Отклонение руля направления и поворот переднего колеса на рулежке — педалями. Самолет оборудован необходимыми приборами, обеспечивающими полет в простых метеорологических условиях (ПМУ), контролирующими работу двигателя Все они расположены на приборной доске перед пилотом. На верхнем крыле имеются фары, а на оперении еще и навигационные огни Что касается летных характеристик самолета, то некоторые из них приведены в таблице, а другие, как, например, скороподъемность, максимальная высота полета, до сих пор не замерялись.

Управление передней опорой шасси

 

Управление передней опорой шасси:

1 — стойка,

2 — основная балка,

3 — буж (Д16Т, труба Ø80x10),

4 — ось стойки (болт М10 с корончатой гайкой и шайбой),

5— верхняя опорная втулка (бронза),

6 — нижняя опорная втулка (бронза),

7 - трос Ø 1,8,

8—рочик,

9 — педаль,

10 — рычаг,

11— качалка,

12 — ось рычага и качалки,

13 —наконечник рычага,

14—ось наконечника рычага и тяги,

15 — тяга,

16 — тандер,

17 — серьга стойки,

18— болт-ушко,

19—ось тяги,

20— кронштейн крепления тяги и качалки,

21 — ось качалки,

22—серьга качалки,

23 — валик со шплинтом (4 комплекта),

24 — заделка троса.


Немалым достоинством конструкции является и то, что она разборная. Для транспортировки (или хранения) самолет разбирается на несколько частей: от аэромодуля отсоединяются полукрылья, хвостовая балка, а от нее — оперение. Хвостовое оперение перевозится на крышном багажнике автомобиля, а остальные части — в двухколесном прицепе для легковой автомашины, закрепленные на специальной платформе. Хранится конструкция вместе с прицепом в обычном автомобильном гараже, а собирается в полевых условиях менее чем за час одним человеком.

Схема управления самолетом

 

Схема управления самолетом (а- рулем направления, б — рулем высоты,  в  —элеронами).


Транспортировка в автомобильном прицепе

 

От редакции. Редакция предупреждает, что полеты на самодельных ЛА допускаются лишь при наличии соответствующего сертификата и пилотского свидетельства.





Рекомендуем почитать
  • СОКОЛ-2 — ПОКОРИТЕЛЬ ДОМБАЯ

    СОКОЛ-2 — ПОКОРИТЕЛЬ ДОМБАЯЛучшим дельтапланом любительской постройки, принимавшим участие в соревнованиях «Домбайские вершины» 1978 года, был признан «Сокол-2». Его создатель — ленинградский мастер спорта В. Д. Михайлов, известный специалист по проектированию и пошиву яхтенных парусов. Поэтому вполне понятно его стремление использовать при конструировании дельтаплана последние достижения в области парусного спорта. В результате по качеству купола «Сокол-2» не имел себе равных среди аппаратов, летавших над кавказскими вершинами.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.