Разработки

ЛЕТЯЩИЕ ПО СНЕГУ

09.04.2015
ЛЕТЯЩИЕ ПО СНЕГУЛЕТЯЩИЕ ПО СНЕГУВездеходная техника — мое давнее и непреходящее увлечение. Вот уже более тридцати лет я в свободное время проектирую и строю разные вездеходные машины. Но особое пристрастие у меня к снегоходам: мотонартам и аэросаням, хотя и среди них отдаю предпочтение последним. Наверное потому, что сам когда-то закончил МАИ (Московский авиационный институт) и работал в фирме Сухого. Аэросани и самолеты, как известно, «роднят» подобные силовые установки — винтомоторные.
 
Начинал я с создания инструментальной и станочной базы. По ходатайству редакции журнала «Моделист-конструктор» еще в 1980 годы домоуправление выделило мне в подвале помещение, которое я оборудовал под небольшую мастерскую и начал работать. Тут же появились добровольные помощники — ребята из нашего и соседних домов. Я старался развить у них интерес к техническому творчеству, и думаю, что это мне удалось. В дальнейшем почти все они связали свою жизнь с авиацией, многие закончили авиационный институт и успешно трудятся в конструкторских бюро и самолетостроительных фирмах.
 
Вспоминается, как трудно давался первый снегоход — сказывалось отсутствие опыта в создании подобных машин. Специальной же литературы тогда не было. Спасибо журналу «Моделист-конструктор», который я выписываю с давних пор, а точнее с самого его появления в середине 1960-х годов. Уже тогда в нем я находил немало полезной информации, и не только по части снегоходной, но и другой техники.
 
На тот снегоход я затратил двухгодовой запас свободного времени и упорного труда. Но даже первый блин не получился комом — была создана работоспособная машина.
 
Аэросани имели закрытую двухместную кабину. Все четыре лыжи были управляемыми, а потому задние шли строго по колее передних, значительно снижая сопротивление движению, по сравнению с трехколейной (трехлыжной) схемой.
 
Двигатель — от тяжелого мотоцикла М-72: 2-цилиндровый, оппозитный, воздушного охлаждения, мощностью 22 л.с. Винт двухлопастный диаметром 1250 мм. С такой силовой установкой аэросани разгонялись до 50 км/час.
 
Компоновка и геометрическая схема аэросаней
 
Компоновка и геометрическая схема аэросаней:
 
1 — кабина; 2 — передняя лыжа (2 шт.); 3 — передняя полурама, 4 — сочленяющий узел; 5 — задняя полурама; 6 — двигатель ВАЗ-2103, N = 71 л.с., n = 5500 об/мин.; 7—задняя лыжа (2 шт.); 8 — ведущий шестиручьевой шкив клиноременной передачи в картере от сцепления ВАЗ-2103; 9 — подрамник винтомоторной установки; 10 — трехлопастный толкающий воздушный винт Ø1720 мм изменяемого шага от 700 до 1100 мм; 11 — подшипниковый узел винта в корпусе; 12 — ведомый шестиручьевой шкив клиноременной передачи; 13—ремни клиноременной передачи (тип А, 6 шт.); 14 — радиатор жидкостного охлаждения (ВАЗ-2103); 15 — аккумулятор (автомобильный); 16 — сиденье (2 шт.); 17 — ограждение воздушного винта (стальная труба Ø22)
 
Задняя полурама со стойкой радиатора
 
Задняя полурама со стойкой радиатора
 
«Ломающаяся» рама аэросаней (расположение рулевого механизма условное)
 
«Ломающаяся» рама аэросаней (расположение рулевого механизма условное):
 
1 — траверса передней полурамы (труба Ø60); 2 — подкос передней полурамы (труба Ø30, 2 шт.); 3 — лонжерон передней полурамы (труба Ø60); 4 — шарнирный стыковочный узел передней и задней полурам; 5 — лонжерон задней полурамы (труба Ø60); 6 — подкос задней полурамы (труба Ø30. 2 шт.); 7 — поперечина (швеллер № 5); 8 — траверса задней полурамы; 9 — резьбовой штырь М12 с резиновой подушкой крепления двигателя; 10 — опорная площадка (швеллер № 5, 4 шт.); 11 — ось подвески лыжи (труба Ø25, 4 шт ); 12 — качалка-рычаг «перелома» полурам; 13 — тяга (труба Ø22); 14 — сошка; 15 — червячный рулевой редуктор; 16 — рулевой вал с «баранкой»
 
Передняя пoлурама с установленной на ней частью кабины
 
Передняя пoлурама с установленной на ней частью кабины
 
Узел ведущего шкива в картере сцепления
 
Узел ведущего шкива в картере сцепления:
 
1 — ведущий шестиручьевой шкив с профилем ручья под клиновой ремень типа А (дюралюминий, круг 140); 2 — маховик двигателя; 3 — коленчатый вал двигателя; 4 — центрирующая передняя втулка (Ст3, круг 35); 5 — винт М10 (с пружинной шайбой) крепления ведущего шкива и маховика к коленчатому валу (6 шт.); 6 — блок цилиндров двигателя; 7 — винт крепления картера сцепления к блоку двигателя (штатный, 5 шт.); 8 — картер сцепления (доработанный); 9 — винт М6 с пружинной шайбой крепления фланца оси к ведущему шкиву (6 шт.); 10 — крышка (передняя стенка от коробки передач BA3-2103); 11 — ось (сталь 45, круг 120); 12 — подшипник 180506 (62x30x16 — Dхdхb); 13 — винт М8 крепления шайбы-насадки; 14 — шайба-накладка (Ст3, лист s3); 15 — центрирующая задняя втулка (Ст3, круг 75); 16 — винт М10 с пружинной шайбой крепления крышки к картеру сцепления (6 шт.)
 
Удача, как известно, окрыляет. А потому появилось желание сделать конструкцию с улучшенными ходовыми качествами. Ею стала так называемая «аэролыжа» — снегоход с одной большой центральной лыжей и двумя маленькими боковыми (поддерживающими). Управление осуществлялось двумя профилированными ножами, установленными по бокам центральной лыжи и выдвигаемыми ниже ее подошвы. «Аэролыжа» с той же винтомоторной установкой развивала уже 70 км/час.
 
Однако осталась «старая болезнь» — маломощный двигатель воздушного охлаждения и на такой облегченной конструкции и при достаточно высокой скорости даже в приличный морозец все равно перегревался.
 
Проблема решилась с приобретением и установкой на «аэролыжу» списанного (но восстановленного) авиационного двигателя «Вальтер-Минор 4-III» чехословацкого производства. Мощности мотора в сто с лишним лошадиных сил хватало теперь и для буксировки дельтаплана.
 
Как ни хорош был «Вальтер», но исчерпанный его ресурс и трудности с приобретением запасных частей к нему поставили очередную задачу — сделать аэросани с доступным, достаточно мощным и надежным двигателем жидкостного охлаждения.
 
По публикациям в «Моделисте-конструкторе» из истории создания аэросаней я знал об успешном использовании на них автомобильных двигателей. Еще в военном 1941 году были спроектированы и выпускались серийно боевые аэросани РФ-8 с двигателем ГАЗ-М-1. Современные же автомобильные моторы по надежности и удельной мощности ушли далеко вперед Наиболее подходящим для аэросаней виделся жигулевский двигатель 2103 — среди автомобилистов он зарекомендовал себя с самой лучшей стороны.
 
Очередную модель аэросаней (уже со следующим поколением самодельщиков — с сыном) решили делать с упомянутым выше двигателем ВАЗ-2103 по классической четырехлыжной схеме, но с «ломающейся» рамой.
 
Рама аэросаней хотя и необычная для подобных машин, однако по конструкции достаточно простая, и прежде всего потому, что плоская. Состоит она из двух подобных Т-образных полурам: передней и задней. На передней смонтирована кабина, а на задней — силовой агрегат. Кабина имеет свой каркас, а винтомоторная установка сконструирована на собственном подрамнике. Благодаря этому и кабину и двигатель можно монтировать на полурамах, как автономные модули.
 
Основой каждой полурамы служит центральный лонжерон и траверса, выполненные из стальной толстостенной трубы диаметром 60 мм. На свободных концах лонжеронов смонтированы ответные части шарнирного соединения, благодаря которому рама может «ломаться» под углом 60° — по 30° в ту и другую сторону, тем самым осуществляя соответствующий поворот машины или разворот. Т-образные соединения лонжеронов с траверсами усилены подкосами. Кроме того,кполурамам приварены дополнительные элементы, не влияющие особенно на ее жесткость и прочность, но необходимые для монтажа на них кабины и винтомоторной установки. И еще. Для разгрузки рамы от скручивающих моментов и исключения зависания лыж над неровностями дороги задняя полурама имеет возможность поворачиваться относительно продольной оси. Для этого в шарнире предусмотрен подшипниковый узел.
 
Фотография шарнирного узла и его рисунок имеют непринципиальные различия — это возможные варианты исполнения.
 
В процессе монтажа аэросаней к лонжерону передней полурамы была приварена еще площадка аккумулятора, а задней — стойка для крепления радиатора. Но эти элементы не силовые и в чертеж рамы не включены — они хорошо видны на фотографиях.
 
Конструкция ходовой части аэросаней — лыжная, четырехопорная, двухколейная. Все четыре лыжи одинаковые. Выклеены из пяти слоев 4-мм фанеры на эпоксидном клее. Подошвы лыж подбиты полиэтиленом низкого давления толщиной 4 мм. Посредине лыжи прикреплены подрезы из дюралюминиевого тавра, а по краям — окантовки из такого же уголка 25x25 мм. Рычаги подвески сварены из труб: стойки — из квадратных (30x30 мм), а втулки — из круглых диаметром 45 мм Каждая подвеска лыжи снабжена пружинно-гидравлическим амортизатором от тяжелого мотоцикла «Урал». Лыжа верхней втулкой рычага подвешивается на ось рамы.
 
Cтыковочно-поворотный узел передней и задней полурам
 
Cтыковочно-поворотный узел передней и задней полурам:
 
1 — лонжерон передней полурамы; 2 — «электрозаклепка» (по потребности); 3 — втулка шарнира (Ст3); 4 — радиально упорный роликоподшипник 7208 (2 шт.); 5 — ось шарнира (спецболт Ø40 и М36); 6 — осевой болт М10; 7 — ограничитель хода оси (Ст3, лист s8); 8 — упорный шарикоподшипник 8207; 9 — короткая распорная втулка (Ст3, круг 41); 10 — радиальный шарикоподшипник 180207 (2 шт.); 11 — внутренняя распорная втулка (Ст3, круг 41); 12 — наружная распорная втулка (Ст3, круг 72); 13 — регулировочная шайба (Ст3, круг 72); 14 — стопорное кольцо; 15 — шплинт (болт М16); 16 — заполняющая втулка (Ст3, круг 72); 17 — лонжерон задней рамы; 18 — качалка-рычаг; 19 — ось поворота задней полурамы (сталь 45, круг 40)
 
Стыковочно-поворотная часть задней полурамы
 
Стыковочно-поворотная часть задней полурамы
 
Лыжа и ее подвеска
 
Лыжа и ее подвеска
 
Лыжа и ее подвеска:
 
1 — лыжа; 2 — кронштейн крепления амортизатора, 3 — ось крепления амортизатора к кронштейну; 4 — амортизатор; 5 — рычаг; 6 — кронштейн крепления оси рычага (2 шт.); 7 — подшипники скольжения верхней втулки рычага (текстолит, 4 шт.); 8 — болт М6 крепления кронштейнов с потайной головкой (8 шт.); 9 — ось рычага (болт M10); 10 — окантовка (дюралюминиевый уголок 25x25, 2 шт.); 11 — шуруп крепления окантовки (по потребности); 12 — подрез (дюралюминиевый тавр 40x20); 13 — подбой (полиэтилен низкого давления, s4)
 
Винтомоторная установка. Монтаж подшипникового узла винта на подрамнике
 
Винтомоторная установка. Монтаж подшипникового узла винта на подрамнике:
 
1 — винт; 2 — втулка винта; 3 — малый фланец вала винта; 4 — гайка М20 крепления фланца; 5 — подшипник 180110; 6 — стопорное кольцо подшипника; 7 — вал винта; 8 — гайка крепления подшипника; 9 — подшипник 180508; 10 — крышка корпуса подшипника; 11 — болты М10 крепления шкива и большого фланца вала винта (6 шт.); 12 — ведомый шкив; 13 — корпус подшипников; 14 — опорная и подвижная площадки; 15 — регулировочные болты натяжения ремней (Ml6, 4 шт.); 16 — длинный подкос (стальная труба Ø32, 2 шт.); 17 — короткий подкос (стальная груба Ø32, 2 шт.); 18 — приводные ремни (тип А, 6 шт.); 19 —двигатель; 20 — талреп; 21 — опорная поперечина коротких подкосов (уголок 60x30); 22 — картер с ведущим шкивом; 23 — болт М10 крепления подрамника к силовому агрегату (4 шт.); 24 — опорная поперечина длинных подкосов (уголок 60x30); 25 — стойка (уголок 40x40, 2 шт.); 26 — подушка; 27 — поперечина задней полурамы
 
Кабина аэросаней двухместная, сиденья водителя и пассажира расположены рядом друг с другом. Каркас кабины собран из дюралюминиевых труб диаметром 16 мм. Обшивка и пол — фанерные. Переднее ветровое стекло — от мотоколяски С3Д. Кабина к передней полураме крепится в четырех точках через резиновые амортизационные подушки.
 
Главный же модуль аэросаней — винтомоторная установка — состоит из двигателя, клиноременной передачи и воздушного винта.
 
Двигатель, как было отмечено ранее, использован от автомобиля «Жигули-2103» без переделок. От этого же автомобиля взят и картер сцепления и даже торцевая часть коробки передач. Но на месте корзины сцепления теперь установлен шестиручьевой ведущий шкив клиноременной передачи (передаточное отношение i = 2) Ремни — с профилем типа А. Для них в верхней части картера вырезано окно. А чтобы сохранить прочность корпуса картера, его заднюю крышку впоследствии притянул к двигателю талрепом.
 
Ведущий шкив прикреплен к маховику и сидит вместе с ним на выходном валу двигателя. Но для разгрузки подшипника выходного вала двигателя к шкиву с наружной стороны присоединена еще короткая ось с фланцем. Конец оси установлен в подшипник 180506. Корпус этого подшипника смонтирован в торцевой крышке от коробки передач.
 
Ведомый шкив размещен на одном валу с воздушным винтом, на противоположном его конце. Сам вал установлен в двух подшипниках: один (180110) — со стороны шкива, другой (180508) — со стороны винта в едином корпусе.
 
Двигатель, для понижения центра тяжести саней, размещен непосредственно на раме на четырех амортизирующих резиновых подушках, а корпус подшипников с ведомым шкивом и винтом выше двигателя — на площадке специально изготовленного подрамника. Для натяжения ремней по мере их вытягивания площадка поднимается повыше.
 
Двигатель с ременной передачей
 
Двигатель с ременной передачей
 
Трехлопастный винт
 
Трехлопастный винт
 
Вместе агрегаты составляют автономную винтомоторную силовую установку и при необходимости могут быть сняты с аэросаней и установлены на другое транспортное средство, например лодку, превратив ее в глиссер.
 
Воздушный винт аэросаней — толкающий трехлопастный, фиксированного (изменяемого на месте) шага от 700 до 1100 мм, диаметром 1710 мм, промышленного изготовления. До этого стоял самодельный двухлопастный. Он остался еще от винтомоторной силовой установки с двигателем от мотоцикла М-72. Но с мотором от ВАЗ-2103 винт работал даже хуже, чем с мотоциклетным, и его пришлось заменить.
 
Важнейший элемент безопасной эксплуатации аэросаней — ограждение воздушного винта. На моей машине оно пока габаритное, трубчатое. Но в дальнейшем думаю заменить его на аэродинамическое кольцо — дюзу. Это предположительно позволит увеличить на 10 — 15% тягу винта и защитить пропеллер от повреждений ветвями деревьев.
 
Электрооборудование аэросаней стандартное и состоит из аккумулятора, генератора и стартера.
 
Управляются аэросани с помощью рулевого колеса через червячный редуктор с сошкой и рулевую тягу, которая тянет (или отталкивает) качалку и «ломает» раму.
 
Тормоз аэросаней — скребкового типа с приводом от рукоятки через трос.
 
В. КУКИН




Рекомендуем почитать
  • «ЧУК И ГЕК» — МОТОНАРТЫ
    «ЧУК И ГЕК» — МОТОНАРТЫХорошо известные нашим ребятам управляемые санки «Чук и Гек» называются снегокатом, потому что предназначены для использования лишь на склонах снежных горок. Стремительно — только ветер свистит! — несется снегокат вниз на своих трех лыжах. Передняя, управляемая, позволяет изменять направление, объезжать препятствия. Но как только склон кончится — санки, проскользив еще немного по инерции, остановятся: по ровному месту на них не уедешь. Дальше по старой пословице: любишь кататься — люби и саночки возить! За веревочку — и в горку. Но что это? Вдали показался «Чук и Гек», который, скатившись вниз, с той же скоростью продолжает мчаться по ровному снежному полю. Вот сидящий на нем подросток круто разворачивает снегокат, и на удивление окружающим за его спиной открываются навешенные на раму моторчик и гусеница. Это уже снегоход. А построил его москвич Ю. Терещенко.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.