АЭРОСАНИ: ИДЕИ И КОНСТРУКЦИИ

Интерес к аэросаням как индивидуальному средству передвижения по зимнему бездорожью и спортивному типу моторной техники проявлялся давно. Но столь массовому, как сейчас, увлечению любительскими аэросанями способствовало, несомненно, повышение общего технического уровня молодежи. По далеко не полным сведениям, число аэросаней, построенных любителями с 1968 года, увеличилось почти вдвое.

КОГДА ДВИГАТЕЛЬ… ТОРМОЗ

Можно назвать немало населенных пунктов в северных районах нашей страны, где имеется от нескольких экземпляров до 25—35 аэросаней. Их строят не только отдельные любители. Они создаются в школьных технических кружках, Домах и Дворцах пионеров, на городских станциях юных техников, в профессионально-технических училищах.

Большим тормозом при создании аэросаней является то, что наша промышленность не выпускает специальных двигателей, приспособленных для работы с воздушным винтом в тяжелых климатических условиях Севера с его низкими температурами. Существующие мотоциклетные моторы, наиболее часто используемые на самодельных аэросанях, не отвечают предъявляемым требованиям из-за сравнительно малой мощности. Поэтому обычно спаривают двигатели (рис. 1) или приспосабливают по два, а то и три для работы на один или два воздушных винта (рис. 2).

Рис. 1. Аэросани с двумя двигателями ПД-10, работающими на один винт.

Рис. 2. Винтомоторная группа аэросаней конструкции В. Грибанова (Саратовская обл.): два двигателя ПД-10 с толкающими винтами. Привод на винты безредукторный.

Рис. 3. Самодельный двигатель ББ-1 с использованием цилиндров и шатунно-поршневого механизма от мотоцикла ИЖ-56. Аэросани Л. Шустова (Витебск).

В последнее время наметилась тенденция к созданию двигателей собственной конструкции. Они. как правило, выполняются на базе серийных деталей и агрегатов.

Эти двигатели (рис. 3) нередко отличаются оригинальной компоновкой, высокой мощностью и приспособленностью для работы в зимних условиях. Проведенный редакцией опрос показал, что сейчас около 8% общего количества аэросаней оснащены самодельными двигателями. Следует отметить также значительное повышение мощности применяемых двигателей аэросаней: 24,5% из них — собственной конструкции или мотоциклетные типа М-72, М-61, М-63, К-750, Ява-350, мощностью свыше 20 л. с.; 4,2% — автомобильные, мощностью от 40 до 70 л. с.; и 7,2% — старые авиационные двигатели типа М-11, АИ-14, Вальтер-Минор и др.

ЭСТЕТИКА И КОМФОРТ

Анализируя имеющиеся в распоряжении редакции материалы по аэросаням любительской постройки, хочется отметить, что за последнее время значительно повысилась техническая культура конструкций, больше внимания стало уделяться эстетике (рис. 4), комфорту, внешней отделке их. Если лет 10 назад большинство аэросаней строилось по простейшей схеме, без кузова, защищающего водителя и пассажира от встречного потока воздуха и снежной пыли, то сейчас 55% машин выполнено с полузакрытыми и более 20% — с полностью закрытыми кузовами. Причем эти машины, как правило, имеют обтекаемую форму корпуса и моторной установки (рис. 5 и 6).

Всего 3,6% аэросаней построено по мотоциклетной схеме, наиболее выгодной для машин малой мощности.

Преобладает пока еще трехлыжная схема ходовой части: по ней построено 73,5% известных аэросаней. Число четырехлыжных машин по сравнению с 1965—1966 годами возросло от 10 до 10%. Четырехлыжиая схема более трудоемка, но обеспечивает лучшую проходимость саней по рыхлому снегу и хорошую устойчивость при движении по пересеченной местности, особенно при крутых поворотах на большой скорости.

Рис. 4. Аэросани с закрытым кузовом, построенные Н. Мезенцевым (Ленинградская обл.). Двигатель от мотоцикла М-72, привод на винт клиновидными ремнями.

Рис. 5. Сигарообразный закрытый корпус отличает аэросани А. Сироткина (Ярославская обл.). Двигатель от мотоцикла М-72, привод на винт безредукторный.

Рис. 6. Тяжелые аэросани Н. Мазова (г. Железнодорожный Московской обл.) с двигателем «Вальтер-Минор», 200 л. с. Двухместная полностью закрытая кабина.

Любители применяют на своих санях главным образом двухлопастные деревянные блочные воздушные винты, то есть изготовленные из цельного бруска или болванки, склеенной из отдельных тонких досок — дрек.

Всего 5,5% аэросаней снабжены трех- или четырехлопастными воздушными винтами; 3,5% винтов выполнены с металлическими лопастями и столько же — с лопастями изменяемого шага (при неработающем двигателе).

Очень мало (меньше 1%) винтов — с изменением угла атаки лопастей во время движения машины (наш журнал сообщал читателям о таких винтах — см. № 5 за 1969 г. и № 2 за 1972 г.). Около 40% аэросаней снабжены редукторами; 25,8% редукторов выполнены цепными, остальные клиноременными и шестеренчатыми.

Ниже приведены краткие сведения о некоторых любительских аэросанях, представляющих интерес для широкого круга читателей.

В подмосковном городе Железнодорожном уже много лет работает группа самодеятельных конструкторов аэросаней. И. Лукин, В. Машенкии, С. Кузнецов и их юные помощники создали и успешно эксплуатируют целый ряд интересных машин.

ТРИ ЛЫЖИ? ЧЕТЫРЕ?

И. Лукин первые аэросани построил и испытал зимой 1969/70 года. Они имели трехлыжную недостаточно устойчивую схему. Конструктор переделал машину на четырехлыжную (см. вкладку). Передние, управляемые лыжи он установил на прикрепленной к корпусу трубчатой ферме, снабдив их пружинной амортизацией. Низко расположенная (почти у самой подошвы) точка подвески лыж обеспечивает хорошую устойчивость и значительно повышает проходимость машины по мягкому целинному снегу.

Подошвы лыж выполнены из нержавеющей стали, что также способствует улучшению ходовых качеств аэросаней.

Повышение устойчивости машины достигнуто и за счет снижения ее центра тяжести. Двигатель от мотоцикла М-72 размещен на раме корпуса в нижней задней части на специальных узлах. На двигателе имеется магнето и автомобильный бензиновый насос, работающий от кулачкового валика, привод к которому — клиновидный ремень от вала воздушного винта. Для этого на последнем установлен шкивок Ø 26 мм, а на кулачковом валике — Ø 80 мм. Магнето крепится на крышке картера, где располагается снятый с двигателя распределитель зажигания.

Передача от двигателя на вал воздушного винта выполнена двумя параллельными клиновидными ремнями. Это устраняет пробуксовку ремней при передаче полной мощности. Шкив на валу двигателя Ø 130 мм изготовлен из дюралюминия. Ведомый шкив Ø 260 мм посажен на шпонке на валу воздушного винта.

Сам же вал — на выносном пилоне, на двух радиальных шариковых и одном упорном подшипниках.

Передаточное отношение ведущего и ведомого шкивов — 1:2, что позволило сделать воздушный винт с повышенной тягой. Изготовлен он из березового бруска.

В настоящее время И. Лукин работает над созданием более мощного двухцилиндрового двигателя.

С. Кузнецов увлекся аэросанями еще учеником восьмого класса. Интересно, что его первой конструкцией была также трехлыжная, одноместная машина с мотоциклетным двигателем ИЖ-49. Мотор располагался сзади, сверху, па трубчатой сварной раме; воздушный винт устанавливался непосредственно на хвостовик коленчатого вала двигателя. Мотор был оборудован агрегатным магнето «КАТЭК».

Вторая конструкция (рис. 7), созданная С. Кузнецовым в 1972 году, с тем же двигателем, была построена по мотоциклетной схеме. Это одноместная машина с полузакрытым корпусом. Двигатель на ней располагался внизу, на поперечной балке, с передачей на вал воздушного винта двумя клиновидными ремнями.

Рис. 7. Схема легких аэросаней С. Кузнецова (г. Железнодорожный Московской обл.). Двигатель ИЖ-350, передача на винт клиноременная.

Эта конструкция интересна тем, что вся винтомоторная группа представляла собой легкосъемный агрегат. Летом она демонтировалась и без всяких изменений использовалась на воде.

Винт изготовлен из цельного бруска дерева, с прямыми обрезами концов лопастей. Вал воздушного винта смонтирован на шариковых подшипниках, установленных в специальных гнездах, приваренных к раме.

Корпус аэросаней собран на клею и шурупах из брусков сечением 20×20 мм, обшит фанерой толщиной 2 мм. В задней части установлена поперечная доска, служащая опорой для кронштейнов крепления двигателя, рамы воздушного винта и поперечной трубы подвески лыж.

Лыжи аэросаней снабжены стальными подошвами и имеют подрезы, обеспечивающие устойчивость хода.

Следующий этап технического творчества С. Кузнецова — аэросани с двумя двигателями ИЖ-49, с приводом на один винт.

АЭРОСАНИ «СВЕРЧОК» И «КУПАВНА»

А вот Вшивцевы, проживающие в Подмосковье, строят аэросани всей семьей: Кузьма Афанасьевич Вшивцев — глава семьи, жена и сын-школьник.

Начало было положено санями тоже трехлыжной схемы. На них использовался мотор от автомобиля «Запорожец» первых выпусков. Двигатель располагался наверху, а воздушный винт устанавливался непосредственно на хвостовик коленчатого вала. Винт был трехлопастной, металлический, каждая из лопастей своим резьбовым хвостовиком вворачивалась в гнездо втулки и фиксировалась контргайкой. Это позволяло при необходимости изменять углы установки лопастей.

Корпус машины был изготовлен из старой мотоциклетной коляски. Аэросани имели неплохие ходовые качества, но высокое расположение центра тяжести делало их малоустойчивыми.

Поэтому в 1972—1973 годах К. Вшивцев сделал новые, двухместные аэросани «Сверчок» (рис. 8). Двигатель на них использован тот же, но смещен вниз и закреплен на раме корпуса. Привод воздушного винта выполнен тремя клиновидными ремнями. Изменен и сам воздушный винт: он стал двухлопастным.

Рис. 8. Всесезонная машина конструкции К. Вшивцева (Ухтомский Московской обл.), аэросани-аэромобиль «Сверчок». Двигатель ЗАЗ-965, передача на винт клиноременная.

Аэросани «Сверчок» оригинальны тем, что их можно быстро превратить в аэромобиль: они имеют 4 колеса небольшого диаметра, на которые, собственно, и надеваются лыжи, имеющие для этого специальные гнезда и крепление на ось колес.

Низкая посадка машины обеспечивает ей хорошую устойчивость и позволяет свободно двигаться по пересеченной местности, не боясь опрокидывания. Аэросани «Сверчок» участвовали в зимнем празднике в Зеленограде и привлекли внимание многочисленных участников слета.

В свободное от работы время любит промчаться на аэросанях и П. Семкин из подмосковного поселка Купавна. Такие прогулки он считает лучшим отдыхом.

Его аэросани — одноместные, трехлыжные (см. вкладку).

Оригинально выполнены передняя и задняя подвески лыж. Они состоят из подвижных рам-качалок с пружинными амортизаторами. Такая схема подвески помогает саням тронуться с места, даже если лыжи, примерзли. Чтобы носки лыж не зарывались в снег, между ними и рамой-качалкой ставятся оттягивающие пружины. На аэросанях предусмотрены фермы ограждения воздушного винта.

Двухцилиндровый двухтактный мотор развивает мощность 16 л. с., снабжен шестеренчатым редуктором с передаточным отношением 1 :3. Двигатель расположен на трубчатой под-моторной раме вверху, над задним обрезом корпуса. Воздушный винт — деревянный, блочный, установлен на валу редуктора на шпонке.

Корпус аэросаней полузакрытый, обтекаемой формы, имеет ветровое стекло. Сухой вес конструкции всего 96 кг. Сани эксплуатируются с 1965 года.

КАК У САМОЛЕТА

Уже третий год совершенствует свою конструкцию аэросаней И. Светчиков, постепенно добиваясь все большей проходимости, скорости, надежности..

Аэросани С-4 (рис. 9) имеют корпус закрытого типа. В кабине помещаются два человека: водитель — на удобном переднем и пассажир на заднем сиденье. Кабина имеет сдвижной фонарь, подобный самолетному.

Рис. 9. Аэросани московского педагога И. Светчикова имеют полностью закрытую кабину «самолетного» типа.

На аэросанях установлен мотоциклетный двигатель М-72 мощностью 22 л. с.; он размещен в нижней задней части корпуса, с передачей вращения на вал воздушного винта четырьмя клиновидными ремнями. Диаметры шкивов обеспечивают редуцирование оборотов в отношении 1 : 1,4.

Воздушный винт — двухлопастной, деревянный, блочный. Имея диаметр 1,8 м, он обеспечивает тяговое усилие 84 кг.

В КАБИНЕ — ДВОЕ

Шестой год занимается самостоятельной постройкой аэросаней М. Носиков из Нефтегорска Куйбышевской области.

Сани много раз переделывались, зато получены вполне удовлетворяющие конструктора результаты. АНОМИ-4 (рис. 10) — это четвертая и наиболее удачная конструкция любителя. Машина имеет приятный внешний вид, хорошие ходовые качества, устойчива, маневренна и, главное, надежна в работе.

Конструкция выполнена по четырехлыжной схеме, с передними управляемыми лыжами. Корпус полузакрытый, обтекаемой формы. В нем размещаются два человека.

Рис. 10. Двухместные аэросани М. Носикова (г. Нефтегорск) с параллельным расположением сидений.

В отличие от обычно принятой схемы, когда водитель сидит спереди а пассажир сзади, в АНОМИ-4 они сидят рядом.

Несмотря на то, что машина имеет неполностью закрытый кузов, ветровое стекло и верхние застекленные участки входных дверей хорошо защищают пассажиров от встречного потока воздуха.

Задняя часть корпуса выполнена с большим скосом, обеспечивая хороший подход воздуха к работающему винту.

На аэросанях применен мотоциклетный двигатель М-72 мощностью 22 л. с. Он размещен над задним обрезом корпуса и крепится к трубчатой моторной раме. Вал воздушного винта установлен над двигателем на подрамнике. Передача осуществляется через промежуточный вал цепью. Двигатель соединен с промежуточным валом через карданное сочленение, На промежуточном валу, который вращается в шарикоподшипниках, размещены две звездочки: ведущая (для привода вала винта) и маленькая (от заднего колеса велосипеда) — для привода магдины, дающей ток для световых приборов.

На фото (сверху вниз). Необычная передача от двигателя на воздушный винт — двумя коническими редукторами с жестким вертикальным валом — выполнена на аэросанях Н. Мельникова (г. Тюмень).

Аэросани «наоборот»: рулевая лыжа сзади, передние — неподвижные, винт — спереди. Конструкция И. Ципана (Ровен-ская обл.).

Мини-сани Л. Перченко (Мурманская обл.) с двигателем ПД-10/ИЖ-49.

Мини-сани В. Мишагина (г. Горький) с двигателем ИЖ-49, оборудованным шестеренчатым редуктором.

Магдина использована от мотоцикла М-105, но в самодельном корпусе. Размещена под промежуточным валом и крепится болтами к моторной раме.

На задней крышке двигателя установлено двухискровое магнето, что значительно упростило схему зажигания и позволило избавиться от тяжелого аккумулятора.

Воздушный винт — левого вращения, диаметр — 2 м. Изготовлен из соснового прямослойного бруска. Вал винта установлен на шарикоподшипниках.

М. Носиков работает над созданием винта изменяемого (при движении) шага лопастей, с реверсом — для торможения (пока используются штыревые тормоза, расположенные в задних лыжах).

Аэросани имеют ограждение винта, выполненное из труб и редкой защитной сетки.

Скорость движения аэросаней АНОМИ-4 по целинному снегу с полной нагрузкой — 40—45 км/ч.

ДУБЛЬ РЕДУКТОРА

Легкие аэросани с двигателем мощностью в 20 л. с. построил И. Мельников из Тюмени (стр. 16). Закрытая остекленная кабина обеспечивает хороший обзор и необходимый комфорт для водителя машины. В передней части расположена мощная фара.

Для снижения центра тяжести и обеспечения хорошей устойчивости машины двигатель крепится на резиновых муфтах к нижним дюралюминиевым профилям корпуса.

Оригинальная подвеска лыж аэросаней, построенных П. Семкиным, на рамках-качалках.

Оригинально выполнена передача от двигателя на вал винта: через два редуктора с. коническими шестернями и вертикальным валом. Передаточное число 11:20. Шестерни редукторов размещены в специальных фланцевых корпусах. Вертикальный вал, соединяющий оба редуктора, имеет мягкие карданные муфты, компенсирующие возможные неточности при сборке машины.

Воздушный винт имеет три деревянные лопасти, каждая из которых входит своим хвостовиком в гнездо металлической втулки и зажимается специальной гайкой. Угол установки лопастей может регулироваться на месте, при неработающем двигателе; зажимные гайки контрятся проволокой. Диаметр воздушного винта — 1,5 м.

Запас топлива — 40 л, размещен в двух баках, хватает его на 250—300 км. Максимальная скорость аэросаней — 90 км/ч.

АЭРОСАНИ — НАОБОРОТ?

«Вихрь-2» — так названы аэросани, построенные Н. Ципаном из Ровенской области. Они развивают скорость до 50 км/ч.

Аэросани выполнены по «обратной» трехлыжной схеме — две передние лыжи закреплены жестко на поперечной балке, а задняя является управляемой. Двигатель ИЖ-56 мощностью 13 л. с. размещен спереди на балке корпуса, воздушный винт — четырехлопастной, тянущий, диаметром 1,4 м. Передача от двигателя на вал винта осуществляется мотоциклетной цепью.

Верхняя часть двигателя и вал воздушного винта закрыты легкосъемным капотом, обеспечивающим хороший доступ ко всем агрегатам моторной установки.

Лопасти винта изготовлены из фанеры толщиной 10 мм и своей комлевой частью вклепаны в двусторонние лапки втулки, которая крепится к валу на шпонке и затягивается контрящейся гайкой.

Корпус аэросаней — закрытого типа, с одной дверью по левому борту.

МИНИ-САНИ

Несколько вариантов малогабаритных аэросаней, один из которых — см. фото — создал Л. Перченко из поселка Оленья-1 Мурманской области. В качестве двигателя он использовал старый, списанный тракторный «пускач» ПД-10, с небольшими переделками: цилиндр водяного охлаждения заменен на мотоциклетный, воздушного охлаждения, от двигателя ИЖ-49.

Для подачи топлива из бензинового бака (полиэтиленовая канистра), размещенного под двигателем, использован бензонасос подвесного лодочного мотора «Ветерок-8». Для обеспечения двигателя топливом перед пуском между баком и бензиновым насосом установлен насос ручной подкачки.

Воздушный винт — дюралюминиевый, блочный, с усиливающими накладками в комлевой части. Диаметр винта — 1,1 м.

Для увеличения опорной площади и уменьшения прокаливания машины при движении по рыхлому, глубокому снегу она имеет дополнительную четвертую лыжу, расположенную между задними, по оси симметрии машины. При движении задняя лыжа идет по следу передней, управляемой.

В качестве поперечной балки задней подвески использован коренной лист автомобильной рессоры (1 пластина).

Аэросани отличаются малым весом и небольшими габаритами: длина — 3 м, ширина — 1,2 м. Развиваемая скорость — до 50 км/ч.

вниз цилиндром

Сделать маленькую, красивую и легкую машину — такой целью задался и Валерий Мишагин из Горького, разрабатывая свою конструкцию аэросаней (на фото). Это ему удалось. Аэросани ВАМ-1 компактны, изящны, а их вес всего 80 кг. Для этих мини-саней использован двигатель ИЖ-49, расположенный сзади, вниз цилиндром.

Для повышения тягового усилия воздушного винта на двигатель установлен шестеренчатый редуктор с передаточным отношением 1 : 1,5, а двигатель форсирован. Это позволило уменьшить обороты воздушного винта, а за счет увеличения диаметра до 1,4 м увеличить тягу. Винт деревянный (береза), блочный.

Корпус аэросаней в нижней части имеет силовую раму и легкую надстройку обтекаемой формы, которая откидывается вперед вместе с рулевой колонкой, обеспечивая удобства посадки водителя в машину. Длина корпуса всего 2 м.

При испытаниях мини-сани показали скорость 60 км/ч.

И. ЮВЕНАЛЬЕВ, инженер