ШКОЛА АВИАКОНСТРУКТОРА (ЧАСТЬ 4)

САМОЛЁТ ДЛЯ ДВОИХ. Использование маломощного двигателя на двухместном самолёте предполагает несколько вариантов его аэродинамической компоновки. В случае, если не хватает мощности, следует повысить несущие свойства крыла, увеличив его площадь (и в первую очередь — размах). В качестве примера такого подхода можно привести самолёт ATL (фирмы «Робэн»), а также целую серию французских двухместных аппаратов фирмы «Фурнье». Эти машины изготовлены целиком из пластика и оснащены лёгкими моторами воздушного охлаждения мощностью от 60 до 70 л.с. Площадь крыла у них 10 м2, а размах около 10 м.

Разумеется, у таких самолётов более низкие лётные характеристики (за исключением дальности — она значительно выше за счёт маломощного и, соответственно, более экономичного двигателя). Соответственно, в эксплуатации такие аппараты обходятся дешевле.

Вместе с тем, авиаторы-любители должны помнить, что для таких машин есть серьёзные ограничения по скорости бокового ветра на взлёте и при посадке — не более 3-4 м/с. Это несколько затрудняет использование подобных самолётов -особенно при необходимости проведения регулярных полётов (например, в учебных целях).

Другой вариант маломощного двухместного аппарата предполагает плотную компоновку кабины экипажа, что позволяет уменьшить размеры двухместного самолёта до параметров одноместного, а также существенно снизить его массу.

Весьма удачный вариант лёгкого двухместного самолёта с «плотной» компоновкой кабины — высокоплан MFI-9 «Юниор» шведского самодеятельного авиаконструктора Б. Андерсона, работавшего в тот период в США. Самолёт имел двухместную кабину с размещением пилотов по-автомобильному — бок о бок. Высокорасположенное крыло имело небольшую обратную стреловидность для сохранения требуемой центровки. Крыло крепилось за кабиной, поэтому не перекрывало обзор как вверх, так и вниз.

Французские двухместные самолёты с крылом большого удлинения:

А — ATL («Робэн»): расположение пилотов — бок о бок; мощность двигателя -60 л.с.; масса пустого — 250 кг; взлётная масса -470 кг; максимальная скорость — 180 км/ч; потолок — 4100 м; дальность — 800 км

Б — RF-5 («Фурнье»): расположение пилотов — друг за другом; двигатель «Лимбах» мощностью 63 л.с.; площадь крыла — 15,16 м²; профиль крыла — NACA-23015 у корня и NACA 23012 на конце крыла; масса пустого -418 кг; максимальная взлётная масса — 660 кг; взлётная масса при выполнении пилотажа — 605 кг; максимальная скорость горизонтального полёта — 200 км/ч; максимальная скорость пилотирования — 270 км/ч; скороподъёмность у земли — 3 м/с; потолок — 6000 м; разбег — 216 м; взлётная дистанция — 522 м; посадочная дистанция—250 м; пробег — 120 м; дальность полёта — 760 км

Двухместный самолёт «Чибис»:

мощность двигателя — 45 л.с.; частота вращения коленвала двигателя -4600 об/мин.; частота вращения воздушного винта — 2000 об/мин.; диаметр воздушного винта — 1700 мм; шаг винта — 1400 мм; статическая тяга — 105 кгс; площадь крыла — 13,4 м²; масса пустого — 220 кг; взлётная масса — 400 кг; максимальная скорость — 120 км/ч; скорость сваливания — 70 км/ч; скороподъёмность у земли — 1,5 м/с

Лёгкие двухместные учебные самолёты-высокопланы с «автомобильным» расположением пилотов:

А — МFI-9 «Юниор» (Швеция): мощность двигателя — 100 л.с.; площадь крыла — 8,7 м2; масса пустого — 340 кг; взлётная масса — 575 кг; максимальная скорость — 240 км/ч; скороподъёмность — 4,8 м/с; потолок — 4500 м; дальность полёта — 800 км

Б — учебный самолёт АRV Suреr-2 (Англия): двигатель — 3-цилиндровый, двухтактный мощностью 77 л.с.; площадь крыла—8,55 м2; масса пустого -288 кг; взлётная масса — 474 кг; максимальная скорость — 160 км/ч

В США, однако, самолёт не оценили. Андерсон вернулся в Швецию и организовал там фирму, начавшую выпуск MFI-9 «Юниор». Вскоре машины стали поставляться на экспорт, а в ФРГ было организовано производство аппарата по лицензии. Лёгкий самолёт эксплуатировался в учебном, спортивном и даже боевом вариантах.

В 1985 году в Великобритании по этой же схеме специально для авиаторов-любителей был построен самолёт АRV «Супер-2» с «плотной» компоновкой кабины. Машина эта даже с двумя пилотами по взлётной массе уступала одноместным самолётам лишь 100 — 110 кг и поэтому имела отличные лётные характеристики. А с более мощным мотором она легко выполняла сложнейшие фигуры высшего пилотажа.

Существует ещё одно направление создания маломощного двухместного летательного аппарата, которое можно назвать «концепцией минимального самолёта» — у которого отсутствуют элементы, функционально второстепенные для полёта -кабина пилотов, фюзеляж, капоты, обтекатели и т.п.

Несколько иная концепция — самолёт «Чибис», построенный В. Калютой и А. Суховым из Екатеринбурга. Его силовая установка — четырёхтактный мотоциклетный двигатель, форсированный до мощности 45 л.с., которой явно недостаточно для нормального двухместного самолёта. Поэтому конструкторы оснастили «Чибис» крылом увеличенной площади с очень маленькой удельной нагрузкой. Конструкция самолёта -цельнодеревянная, ажурная и, соответственно, очень лёгкая.

Двухместный двухмоторный самолёт «Махаон»:

суммарная мощность силовой установки — 44 л.с.; площадь крыла -11м²; масса пустого — 195 кг; взлётная масса — 346 кг; максимальная скорость -90 км/ч; скорость сваливания — 50 км/ч

В результате «Чибис» даже с таким мотором всё-таки летает с двумя пилотами, обеспечивая при этом минимально допустимую скороподъёмность в 1,5 м/с. Разумеется, при сильном ветре, снеге или в дождь подниматься в воздух на подобном аппарате не рекомендуется.

До сих пор речь шла о двухместных одномоторных аппаратах. При достаточно мощном и надёжном двигателе такая концепция, наверное, наиболее рациональна. Однако, если мощного мотора у вас нет, можно воспользоваться опытом самодеятельного конструктора Н. Прокопца из города Жуковского, создавшего двухместный самолёт «Егорыч» с двумя 33-сильными двигателями РМЗ-640, оснащёнными глушителями. Удачная компоновка позволила в полной мере реализовать эффект обдува крыла воздушными винтами и свести к минимуму разворачивающий момент при отказе одного мотора.

Двухместный двухмоторный самолёт «Егорыч»:

двигатели — РМЗ-640 мощностью по 33 л.с.; площадь крыла — 11,4 м²; профиль крыла — Р-IIIА»; масса пустого — 311 кг; взлётная масса с двумя пилотами — 450 кг; максимальная скорость — 130 км/ч; скорость сваливания — 55 — 60 км/ч (в зависимости от загрузки); скороподъёмность — 2,5 -4 м/с; разбег — 50 — 60 м; пробег — 70 — 100 м

Пилоты в достаточно комфортабельной кабине самолёта размещаются по-автомобильному — бок о бок. Большая площадь остекления обеспечивает отличный обзор. При взлётной массе с двумя пилотами в 450 кг самолёт легко отрывается при разбеге, а при отказе одного двигателя уверенно продолжает полёт. Закрылки при взлёте отклоняются на 20 и при посадке -на 25 градусов.

Один из наиболее простых двухмоторных летательных аппаратов — двухместный «Махаон», построенный в городе Саранске в клубе С. Чунаева. Самолёт оснащён парой модернизированных подвесных лодочных моторов. Вместо традиционного фюзеляжа самолёт имеет ферму из дюралюминиевых труб, а деревянное крыло и оперение обтянуты прозрачной лавсановой плёнкой.

«Махаон» принадлежит к классу «небесных тихоходов», что нравится далеко не всем самодеятельным авиаконструкторам — особенно тем, кто уже построил не один самолёт.

Двухместный двухмоторный самолёт «Импульс» И-2:

двигатели — РМЗ-640 мощностью по 35 л.с. с клиноремёнными редукторами с передаточным числом 0,5; шасси-убирающееся; площадь крыла-7,48 м2; взлётная масса-600 кг; максимальная скорость горизонтального полёта — 180 км/ч; скорость сваливания — 105 км/ч 1 — деревянный лонжерон крыла; 2 — обшивка крыла (стеклопластик); 3 — элерон; 4 — закрылок; 5 — дверцы кабины (справа и слева); 6 — разъём фюзеляжа; 7 — обшивка фюзеляжа (стеклопластик); 8 — земля при стояночном обжатии шасси

Компоновка самолёта «Импульс» И-2:

1 — передняя стойка шасси; 2 — приёмник воздушного давления; 3 — электромеханизм МП-100 для уборки передней стойки шасси; 4 — приборная панель; 5 — дверца кабины ; 6 — разъём фюзеляжа; 7 — обшивка фюзеляжа (стеклопластик); 8 — задняя часть фюзеляжа, выполненная зацело с килем (стеклопластик); 9 — тяги управления рулём высоты; 10 — радиостанция; 11 — главная стойка шасси; 12 — необжатое положение стойки шасси; 13 — земля при стояночном обжатии амортизаторов шасси; 14 — створка передней стойки шасси

Различные варианты компоновок кабин двухместных лёгких учебных самолётов и планёров:

А — самолёт «Микроджет-200» (Франция) — кабина со ступенчатым расположением членов экипажа

Б — самолёт «Фантренер» (ФРГ) — классическая компоновка «тандем»;

В — самолёт СААБ «Сафари» (Швеция») — кабина с расположением членов экипажа бок о бок

Г- планёр КАИ-12 «Приморец» (СНГ) — воспроизведение чехословацкого планёра LF-109 «Пионер» — плотная тандемная компоновка

Компоновка кабины самолёта Як-52

Рекомендуемые размеры кабины двухместного самолёта с «автомобильным» расположением членов экипажа

Компоновка кабины самолёта Як-20:

1 — ручка управления триммером; 2 — линия визирования; 3 — сектор газа; 4 — кран управления закрылками; 5 — пожарный кран; 6 — переключатель магнето; 7 — кнопка запуска; 8 — заливной шприц; 9 — высотомер; 10 — часы; 11 — указатель скорости; 12 — компас; 13 — указатель поворота и скольжения; 14 — вариометр; 15 — авиагоризонт; 16 — моторный трёхстрелочный индикатор; 17 — указатель температуры головки цилиндра; 18-тахометр; 19 — ниша для карт; 20 — выключатель зажигания

Весьма красивую скоростную машину современной формы, предназначенную для первоначального обучения, удалось сконструировать В. Гаслову из города Самары. Самолёт с увеличенной удельной нагрузкой на крыло, получивший название И-2 «Импульс», имеет минимальные для двухместного самолёта размеры, убирающееся трёхколёсное шасси и чрезвычайно гладкие обшивки. Конструкция самолёта выполнена в основном из пластика с небольшим «вкраплением» деталей из древесины.

«Импульс» оснащён парой двигателей РМЗ-640 с клиноремёнными редукторами. Специалисты высказывали сомнения в способности самолёта парировать разворачивающий момент при отказе одного мотора, однако испытания машины показали, что «укротить» самолёт в такой ситуации всё же возможно. Были у лётчиков-испытателей претензии к «Импульсу» и в части его устойчивости и управляемости, а также компоновки кабины.

Самодеятельным авиаконструкторам необходимо иметь в виду, что успех двухместного самолёта во многом зависит от того, насколько удачно скомпонована его кабина.

На самолёте с «плотным» расположением инструктора и курсанта друг за другом достаточно одного комплекта при боров — у переднего лётчика. «Классическая» компоновка двухместной кабины (типа Як-52) на любительских самолётах применяется редко, однако следует заметить, что в этом случае начинающий лётчик впоследствии быстрее адаптируется к одноместным аппаратам, в том числе спортивно-пилотажным.

Следует учитывать, что при «автомобильном» расположении пилотов на обучение новичка расходуется приблизительно на 30 процентов меньше лётного времени, а навыки пилотирования у курсантов оказываются более устойчивыми. К тому же, при такой компоновке на приборной панели также достаточно иметь один комплект приборного оборудования — как правило, оно располагается слева — перед курсантом.