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
«ТОПИ ИХ ВСЕХ!», ИЛИ ОТ КОНФУЗА К ПОЛНОЙ ПОБЕДЕ
(Продолжение. Начало в №1-2017). Вступление США в войну, которая с учетом всех технических неприятностей, стремительности японского наступления, недостаточной подготовки экипажей, а,...
ТОПОРЫ
+ВИДЕО. Еще с древних времен люди использовали топоры, чтобы рубить деревья. Первые топоры представляли собой просто заостренные камни, позже 30 000 лет назад, когда к топору...
