В нашем городе Кингисепп был планерный клуб РОСТО, в котором я с 1996 г. работал пилотом-инструктором. Из авиатехники в клубе имелись: два лёгких самолёта и четыре планера. Но все они были далеко не новыми. Денег на покупку новых летательных аппаратов или ремонт старых РОСТО уже не выделяло. Авиатехника пришла в негодность и в 2000 году клуб ликвидировали.
Для меня жизнь в авиации началась с 10 лет, когда записался в авиамодельный кружок. Авиамоделизмом занимался долго и серьёзно, участвовал в соревнованиях, получил звание кандидата в мастера спорта по пилотажным моделям и воздушному бою. Потом стал профессиональным пилотом: закончил в 1986 году Бугурусланское лётное училище ГА (а в 2004 году — Санкт-Петербургскую Академию ГА). Поэтому и не представлял свою дальнейшую жизнь без авиации и решил самостоятельно и на свои деньги построить самолёт. Из старых коллег мало кто верил, что из этой затеи что-то получится: ведь даже самому построить самолёт не так-то просто, а ещё надо получить на него сертификат лётной годности, государственные номера, чтобы летать на нём официально. В конце концов, преодолев немало трудностей и препон на этом пути, я осуществил задуманное и построил двухместный низкоплан нормальной аэродинамической схемы с тянущим винтом с двигателем VW-1600 фирмы «Фольксваген» мощностью 60 л.с. с воздушным охлаждением. В октябре 2002 г. выполнил на нём первый полёт. В сентябре 2003 г. зарегистрировал самолёт во ФЛА под обозначением Ф-1 и получил бортовой номер.
В этом же году создал некоммерческое партнёрство «Кингисеппский аэроклуб «Взлёт», в котором появились новые члены. Вместе купили самолёт Ан-2 — с него стали «бросать» парашютистов, а на самодельном самолёте — обучать пилотированию. На Ф-1 летали по всем действующим аэродромам Ленинградской области и даже до Твери и Великого Новгорода.
Самолёт Ф-3, о котором пойдёт речь ниже, явился развитием предыдущего — Ф-1. К проектированию и постройке Ф-3 я приступил в конце 2003 г. Большую помощь в строительстве самолёта мне оказал Александр Чиликин. Первый полёт на Ф-3 совершил в марте 2005 г., а зарегистрировал его как ЕЭВС АОН 17.05.2007 г.
Самолёт — двухместный, учебнотренировочный, туристический. По аэродинамической схеме — это классический свободнонесущий моноплан с нижним расположением крыла и хвостовым оперением без расчалок. Конструкция — деревянная, со стеклопластиковой обшивкой. Для неё использовался в основном готовый листовой стеклопластик марки СТЭФ-05 (толщина — 0,5 мм).
Силовая установка самолёта — двигатель VW-2100 фирмы «Фольксваген» мощностью 112 л.с. при 4800 оборотах в минуту, четырёхцилиндровый, четырёхтактный, жидкостного (тосол) охлаждения. Работает на бензине А-95.
Моторама выполнена из трубы наружным диаметром 25 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Материал трубы — сталь 20. В точках подвески двигателя к мотораме установлены резиновые амортизаторы.
Вращение от выходного вала двигателя на вал воздушного винта осуществляется через шестерёнчатый редуктор с передаточным отношением 2,05.
Воздушный винт — заводского изготовления, трёхлопастный, изменяемого и фиксируемого на земле шага, марки ВФШ-183/1800 (диаметр ометаемой им поверхности — 1800 мм). Лопасти — стеклопластиковые. Статическая тяга винта на взлётном режиме — 200 кгс.
Фюзеляж самолёта — деревянный, ферменной конструкции. Все его силовые элементы (лонжероны, раскосы, шпангоуты) изготовлены из высокосортной древесины — прямослойных сосновых брусков без сучков с проверенной прочностью на растяжение (830 кг/см2) и на сжатие (350 кг/см2). Склейка всех узлов производилась эпоксидной смолой марки К-153 с прочностью на разрыв 80 кг/см2. Стыки усиливались треугольными вставками толщиной тоже 25 мм.
Шпангоуты выполнены из брусков сечением 25×25 мм в форме прямоугольных рамок. Передний шпангоут перекрыт противопожарной перегородкой из дюралюминиевого (Д16Т) листа толщиной 2 мм. По углам, в точках стыковки передних концов лонжеронов с первым шпангоутом установлены узлы для навески моторамы — стальные кронштейны-ушки, усиленные приваренными к ним шайбами.
Верхние лонжероны от первого до третьего шпангоута (в районе кабины) — усиленные — из двух сплочённых по высоте и склеенных брусков. Ещё по бортам кабины между вторым и третьим шпангоутом по обе стороны каждого шпангоута центроплана смонтированы стойки, подкреплённые подкосами. Стойки, как и третий шпангоут, закреплены под углом 4° к вертикали — по углу установки крыла.
Третий шпангоут служит одновременно и опорой спинки сиденья. На этом же шпангоуте сверху укреплена дуга безопасности высотой 510 мм, выполненная на оправке из переклея сосновых брусков. Опорой самого сиденья служат лонжероны центроплана. Кроме этого, сиденье усилено собственными стойками, перекладинами и подкосами, скреплёнными между собой косынками (треугольными вставками) на эпоксидной смоле.
Таблица 1.
№ п/п | Высота шпангоута | Ширина шпангоута | Расстояние от первого шпангоута |
---|---|---|---|
1 | 475 | 945 | 0 |
2 | 533 | 1047 | 425 |
3 | 565 | 1080 | 1495 |
4 | 498 | 813 | 2225 |
5 | 433 | 618 | 2775 |
6 | 378 | 460 | 3225 |
7 | 330 | 318 | 3625 |
8 | 285 | 185 | 4000 |
9 | 255 | 80 | 4240 |
Всего фюзеляж имеет девять шпангоутов. Размеры их рамок и расположение по длине фюзеляжа приведены в таблице 1.
Для формообразования гаргрота фюзеляжа сверху на четвёртый, пятый, шестой и седьмой шпангоуты установлены дужки из 3-мм фанеры, подобные по форме дуге безопасности, скреплённые между собой стрингерами из сосновых реек сечением 10×10 мм.
Ещё одна дужка смонтирована между 3-м и 4-м шпангоутом.
Обшивка фюзеляжа осуществлена готовым листовым стеклопластиком, приклеиваемым к элементам каркаса эпоксидным связующим, с предварительной зачисткой наждачной бумагой соединяемых кромок для придания им шероховатости.
Капот состоит из нижней и верхней крышек, выклеенных из стеклоткани на эпоксидной смоле К-115 в пенопластовых матрицах.
Таблица 2. Профиль NАСА-23018, C=18
x, % | 1,25 | 2,5 | 5,0 | 7,5 | 10 | 15 | 20 | 25 | ЗО | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ув, % | 4,01 | 5,33 | 7,07 | 8,28 | 9,17 | 10,22 | 10,7 | 10,9 | 10,86 | 10,31 | 9,29 | 7,93 | 6,3 | 4,48 | 2,45 | 0 |
ун, % | 1,97 | 2,7 | 3,65 | 4,33 | 4,91 | 5,81 | 6,49 | 6,86 | 7,15 | 7,1 | 6,6 | 5,77 | 4,69 | 3,4 | 1,9 | 00 |
Крыло самолёта имеет профиль NASА-23018, данные по которому приведены в таблице 2.
Крыло — прямое без сужения, двухлонжеронное, технологически делится на центроплан и консоли. Передний лонжерон воспринимает около 70% нагрузки, второй задний — около 30%. Лонжероны — коробчатые, их верхние полки — из переклея сосновых брусков, нижние у главных — из обычных, у вспомогательных — тоже из переклея, стенки — из 3-мм фанеры. По размаху крыла полки лонжеронов консолей облегчаются — изнутри уменьшаются по высоте.
Профилеобразующие нервюры изготовлены из 3-мм фанеры, облегчены круглыми отверстиями и усилены от переднего до заднего лонжерона сосновыми дужками сечением 15×15 мм. Площадь крыла — 10,8 м2, хорда — 1300 мм. Угол установки крыла и его поперечное V одинаковые — по +4°.
В центроплане (между лонжеронами) по обе стороны от фюзеляжа расположены два топливных бака общей ёмкостью 80 л (по 40 л каждый). Баки сварены из стального листа толщиной 1 мм и соединены с расходным баком вместимостью 1л резиновыми шлангами диаметром 16 мм.
Носок крыла расположен на расстоянии 284 мм от первого шпангоута. Полости между нервюрами в носке крыла заполнены пенопластом. Законцовки крыла, как и задние вставки, — тоже пенопластовые. Обшивка центроплана и консолей — стеклопластиковая, причём от переднего до заднего лонжерона — таким же готовым стеклопластиковым листом марки СТЭФ-05, который использовался для обшивки фюзеляжа.
Узлы навески консолей крыла и центроплана выполнены из стальных пластин толщиной 4 мм в виде ответных проушин, закреплённых на верхних и нижних полках лонжеронов, причём так, чтобы обеспечивался угол установки консолей относительно центроплана +4°. Отверстия в проушинах под стыковочные болты усилены приваренными шайбами.
Элероны и закрылки по конструкции одинаковые — изготовлены из пенопласта с деревянными П-образными лонжеронами (полки из сосновых брусков, а стенки — из 3-мм фанеры) и оклеены стеклотканью.
Закрылки — составные (центропланные и консольные). Между собой соединены карданными шарнирами.
Горизонтальное оперение включает стабилизатор и руль высоты. Стабилизатор — свободнонесущий, по конструкции он такой же, как и крыло: двухлонжеронный, с фанерными нервюрами, усиленными сосновыми рейками (сечением 10×10 мм). Носок — из пенопласта и оклеен стеклотканью на эпоксидной смоле в два слоя. Законцовки тоже пенопластовые, оклеенные. Стабилизатор прикреплён к верхним лонжеронам и двум последним шпангоутам фюзеляжа, а также связан с задним (дополнительным) лонжероном и нижней нервюрой киля. На задний лонжерон стабилизатора навешивается шарнирно руль высоты, для чего на лонжероне смонтированы три проушины.
Руль высоты — однолонжеронный, носок и хвостовик — из пенопласта. Оклеен стеклотканью на эпоксидном связующем. Он состоит из двух частей, объединённых между собой одним лонжероном. Лонжерон — коробчатого типа. Нижняя и верхняя полки — из цельных сосновых брусков, а стенки — всё из той же 3-мм фанеры. На лонжероне смонтированы ответные ушки подвески к стабилизатору. Вместе со средним ушком смонтированы ещё противовес руля высоты и кабанчик управления рулём. Груз противовеса — свинцовый.
Вертикальное оперение состоит из киля и руля направления. Киль — двухлонжеронный, связан с фюзеляжем конструктивно: его передний лонжерон проходит через каркас и скреплён с нижним бруском седьмого шпангоута, а также установлен враспор между верхними лонжеронами с помощью продольных пенопластовых вставок, оклеенных стеклотканью. Задний лонжерон киля представляет собой колонку, на которую навешивается шарнирно руль направления.
Руль направления — однолонжеронной конструкции. На лонжероне смонтированы ответные ушки навески руля на киль и кабанчик управления. Нервюры — фанерные. Полость носка заполнена пенопластом. Вся поверхность руля оклеена двумя слоями стеклоткани.
Шасси самолёта — трёхопорное, с хвостовым колесом, приспособленное для эксплуатации самолёта с грунтовых взлётно-посадочных полос. Основная опора — рессорного типа, снабжена двумя тормозными колёсами размерами 400×120 мм. Две стойки-рессоры сечением 90×14 мм длиной 850 мм использованы от автомобиля КаМАЗ. Крепление рессоры к главному лонжерону центроплана осуществляется с помощью сварного кронштейна из стального (30ХГСА) листа толщиной 4 мм. С помощью другого (тоже сварного) кронштейна к нижнему концу рессоры крепится ось основного колеса.
Размер хвостового колеса — 250×80 мм. Хвостовая опора — тоже автомобильный рессорный лист, только сечением 80×10 мм и короче (её длина — 420 мм). Прикреплена одним концом к фюзеляжу двумя болтами М10. На другом (заднем) конце смонтирована (подвешена на оси из болта М14 без подшипника) вилка колеса с кабанчиком управления им.
Колёса основных опор шасси снабжены тормозами барабанного типа. В действие приводятся через тросы от гашетки левым пилотом и от педалей — правым пилотом.
Все колёса позже оборудованы обтекателями, выклеенными в пенопластовой матрице из стеклоткани на эпоксидном связующем.
Кабина самолёта — двухместная, с расположением пилотов «бок о бок», находится между первым и третьим шпангоутами. На верхней поперечине второго шпангоута закреплена приборная доска. Сиденье пилотов — поролоновое, с основанием из фанеры, сверху обшито тканью типа «флок», какой обшивают автомобильные кресла, оборудовано привязными ремнями. Все их точки крепления связаны с силовыми элементами конструкции фюзеляжа. Борта кабины обшиты ещё и изнутри стеклопластиком СТЭФ-05. Пол кабины — из 6-мм фанеры, под педалями приклеены резиновые коврики-подследники.
Остекление кабины из плексигласа толщиной 3 мм. Фонарь — с двумя откидывающимися вверх частями (типа «чайка»).
Ручка управления самолётом (РУС), смонтирована на полу кабины между пилотами. Открытие дроссельной заслонки карбюратора двигателя осуществляется от ручки управления двигателем (РУД), установленной на левом борту кабины. Здесь же расположена и ручка управления триммером руля высоты, а рядом на полу — ручка управления закрылками.
Электропитание оборудования и приборов обеспечивают: аккумулятор на 12 В ёмкостью 38 А/ч; генератор на 12 В мощностью 1 кВт, три преобразователя на 36 В х 400 Гц.
Самолёт имеет на борту радиостанцию IC-A200, а также необходимый набор пилотажно-навигационных приборов для полёта в простых метеоусловиях.
Ф-3 в зимний период оборудуется лыжным шасси и эксплуатируется с заснеженных аэродромов. Лыжи — дюралюминиевые.
Заправка самолёта осуществляется через горловину в левом баке с перетеканием топлива через расходный бак — в правый.
Основные лётно-технические характеристики
Взлётная масса, кг 700
Масса пустого, кг 442
Скорость, км/ч отрыва 80
крейсерская 150
максимальная 180
сваливания 75
Скороподъёмность, м/с 3
Длина разбега, м 180
Длина пробега, м 150
Максимальная дальность полёта, км 600
Максимальная продолжительность полёта, ч 6
Практический потолок, м 3000
Расчётная перегрузка, g +3 / -1,5
О. ФЕФЁЛОВ, г. Кингисепп, Ленинградская обл.