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 журнала.
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.
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.
1 — обтекатель с лобовым стеклом; 2 — верхнее левое полукрыло (правое — зеркально отображенное); 3 — двигатель; 4 — воздушный винт; 5 — расчалка киля (трос Ø1,8); 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 — зеркально 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 Ø1,8); 24 — подкос стабилизатора и киля (Д16, труба Ø14×1, 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)
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.
1 — основная балка (труба Ø60×2); 2 — передний подкос (труба Ø35×1,5); 3 — пилон крепления верхнего крыла (труба Ø60×2); 4 — центральная стойка (труба Ø60×2); 5 — рама сиденья (труба Ø30×2); 6 — подкос хвостовой балки (труба Ø35×1,5); 7 — хвостовая балка (труба Ø55×2); 8 — длинный буж (труба Ø60×2,5, 2 шт.); 9 — короткий буж (труба Ø60×2,5); 10 — подкос моторамы (труба Ø16×1, 2 шт.)
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.
Крылья, как верхнее, так и нижнее, — однолонжеронные, они имеют одинаковый двояковыпуклый профиль РІПА 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.
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 — кронштейн-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 Ø1,5, 2 шт.)
1 — центральная стойка (труба Ø60×2); 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 Ø60×2); 8 — кронштейны крепления консоли верхнего крыла (4 шт.); 9 — крепеж кронштейнов к силовым элементам (болт М12, 2 шт.); 10 — крепеж пластин к силовым элементам (болт М8, 3 шт.)
1 — носик нервюры (сосновая рейка переменного сечения); 2 — стойка лонжеронного проема (сосновая рейка 8×4, 2 шт.); 3 — подкос (сосновая рейка 8×4); 4 — кница (фанера s1); 5 — верхняя дужка нервюры (сосновая рейка 8×4); 6 — концевая кница (фанера s1); 7 — нижняя дужка (сосновая рейка 8×4); 8 — боковина (фанера s6); 9 — верхняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12×6); 10 — носик корневой нервюры (сосновый вкладыш переменного сечения); 11 — нижняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12×6)
Лонжерон имеет швеллерообразное сечение: полки выполнены из сосновой рейки сечением 10×10 мм, а стенка — из фанеры толщиной 1 мм.
Нервюры собраны из сосновых реек сечением 8×4 мм. Сборка каждого полукрыла производится путем нанизывания нервюр на лонжерон.
| X,% | 0 | 0,5 | 1,0 | 2 | 3 | 5 | 7 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| Yb,% | 0 | 1,98 | 28 | 4,16 | 5,24 | 6,98 | 8,34 | 9,87 | 11,41 | 12,02 | 12,16 | 11,92 | 10,56 | 9,05 | 7,28 | 5,46 | 3,64 | 1,82 | 0 |
| -Yн,% | 0 | -0,91 | -1,29 | -1,75 | -2,03 | -2,35 | -2,31 | -2,65 | -2,77 | -2,82 | -2,82 | -2,80 | -2,61 | -2,30 | -1,95 | -1,52 | -1,04 | -0,52 | 0 |
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.
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 s2, 4 шт.); 7 — втулка (трубка Ø8×0,5, 2 шт.)
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.
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 (3 шт.); 11 — кронштейн подвески руля высоты (2 шт.); 12 — передняя часть нервюры руля высоты; 13 — нервюра руля высоты; 14 — задняя кромка руля высоты
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 Rotax 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.
1 — киль; 2 — руль направления; 3 — качалка (Д16, лист s3); 4 — кронштейн крепления киля к стабилизатору (4 шт.); 5 — шарнир навески руля направления (2 шт.); 6 — ушко шарнира навески руля направления (дюралюминий, лист s3, 2 шт.); 7 — проушина шарнира руля направления (нержавеющая сталь, лист s1, 2 шт.); 8 — втулка (нержавеющая сталь, труба Ø6×0,5, 2 шт.); 9 — кронштейн крепления расчалки (2 шт.)
По габаритам, массе, объему двух цилиндров Rotax 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 Rotax 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.
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.
1 — стойка вилки; 2 — верхняя поперечина вилки; 3 — барабанчик резинового жгута (труба Ø10×1, 2 шт.); 4 — валик резинового жгута (круг 8, 2 шт.); 5 — втулка оси опорной стойки (труба Ø12×2, 2 шт.); 6 — амортизатор (резиновый шнур Ø8, 4 шт.); 7 — нижняя поперечина вилки; 8 — поперечина двуплечего рычага (труба Ø20×2); 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, 2 шт.); 14 — крепление упора (болт М4, 2 шт.); 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 двуплечего рычага (валик Ø8 с шайбой и шплинтом, 2 комплекта); 20 — втулка оси двуплечего рычага (2 шт.); 21 — ось стойки
С новой винтомоторной установкой самолет приобрел и более высокие летные характеристики, стал способен выполнять довольно сложные фигуры пилотажа.
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.
1 — стойка; 2 — основная балка; 3 — буж (Д16Т, труба Ø80×10); 4 — ось стойки (болт М10 с корончатой гайкой и шайбой); 5 — верхняя опорная втулка (бронза); 6 — нижняя опорная втулка (бронза); 7 — трос Ø1,8; 8 — ролик; 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
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.
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.
1 — переднее колесо (управляемое, тормозное, Ø280, 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 Ø16×1); 11 — пилон крепления верхнего крыла; 12 — моторная рама; 13 — двигатель Rotax 582, N = 64 л.с.; 14 — радиатор; 15 — вал винта; 16 — электронный 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 (Ø280, b90, от карта, 2 шт.); 24 — сиденье; 25 — пристежные ремни (автомобильные); 26 — инструментальный ящик; 27 — рычаг управления двигателем; 28 — тормозной механизм
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.
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.
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
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.
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.
Характеристики самолета
Длина, мм 4570
Высота, мм 1970
Крыло:
размах верхнее/нижнее, мм 6140/5320
площадь верхнее/нижнее, м2 5,11/4,43
Хорда, мм 850
Удлинение 6,98/6,23
Размах элерона, мм 1440
Хорда элерона, мм 260
Площадь элеронов, м2 2×0,37
Углы отклонения элеронов, град +23/-18
Размах ГО, мм 2200
Площадь ГО, м2 1,54
Угол установки ГО, град -1,5
Площадь РВ, м2 0,77
Углы отклонения РВ, град +30/-25
Площадь ВО, м2 0,88
Площадь РН, м2 0,47
Углы отклонения РН, град ±30
Взлетная масса, кг 270
Масса топлива, кг 16
Масса конструкции, кг 180
Скорость (по прибору), км/ч
максимальная 150
крейсерская 90
взлетная 60
сваливания 55
Двигатель Rotax 582
Мощность, л.с 64
Число оборотов в минуту 6500
Топливо бензин АИ-95 в смеси с маслом 50:1
Диаметр винта, мм 1680
Шаг винта, мм 700
От редакции
Редакция предупреждает, что полеты на самодельных ЛА допускаются лишь при наличии соответствующего сертификата и пилотского свидетельства.
Рекомендуем почитать
ДВА ЛИСТА ФАНЕРЫ — И ШВЕРТБОТ!
Если вы живете не слишком далеко от водоема, сделайте по нашим чертежам швертбот, и вы испытаете все прелести плавания под парусом. А если этот древнейший движитель не слишком привлечет...
Принцип работы сепаратора для дизельного топлива
Сепаратор для дизельного топлива позволяет снизить содержание всех наиболее распространенных загрязнителей до безопасной допустимой концентрации. Улучшение эксплуатационных характеристик и...
