БРО-11М — СТУПЕНЬКА В НЕБО

Знаете ли вы, что немало летательных аппаратов любительской постройки имеют в своей основе БРО-11М — планёр первоначального обучения известного литовского авиаконструктора Б.И. Ошкиниса. Весьма простой в изготовлении и надёжный в эксплуатации, спроектированный на основе приёмов классической школы конструирования летательных аппаратов 1930-х годов, планёр завоевал симпатии не только начинающих планеристов, но и самодеятельных авиаторов, увидевших в конструкции как самого БРО-11М, так и его отдельных элементов немало полезного для создания любительских планёров и самолётов. При этом одни использовали схему планёра в целом, другие копировали конструкцию крыла, третьи — его оригинальную систему управления… Словом, БРО-11М стал своего рода учебным пособием начинающих авиаторов.

В рамках «Школы авиаконструктора» и по многочисленным просьбам читателей редакция подготовила обстоятельный материал об устройстве БРО-11М и технологии его изготовления.

Итак, Бро-11М представляет собой подкосный высокоплан цельнодеревянной конструкции с ферменным фюзеляжем.

КРЫЛО И ЭЛЕРОНЫ

Крыло планёра имеет весьма простую и типичную для планёров 1930-х годов конструкцию, которая может быть взята за основу при самостоятельном проектировании и постройке схожих по назначению летательных аппаратов. Это подтверждается не только работами самого Б.И. Ошкиниса, создавшего несколько планёров первоначального обучения именно с таким крылом, но и разработками многих авиаторов-любителей, строивших по образцу и подобию БРО-11М планёры, мотопланёры и самолёты.

Разумеется, в каждом конкретном случае должны учитываться нормы прочности — крыло, о котором здесь рассказывается, рассчитано только на эксплуатацию его на БРО-11М; в случае же его установки, скажем, на лёгкий самолёт крыло необходимо пересчитать на прочность и, при необходимости, усилить его основные элементы.

Крыло БРО-11М состоит из двух симметричных полукрыльев цельнодеревянной конструкции, которые крепятся к ферме фюзеляжа за корень лонжерона и задний стрингер. Каждое полукрыло фиксируется подкосом, закреплённым верхним концом на средней части лонжерона и нижним — на ферме фюзеляжа.

В набор каждого полукрыла входят коробчатый лонжерон, 17 нервюр, передний и задний стрингеры концевой дуги, фанерная обшивка, кницы и бобышки. Некоторые металлические узлы устанавливаются на каркас крыла до его сборки (на лонжероне и нервюрах), а остальные монтируются на уже собранном каркасе.

Замок хвостовика расчалок и задний узел крыла монтируются на заднем стрингере после сборки крыла с помощью двух болтов М6х32 и гаек. Место крепления усилено фанерными накладками и ясеневой планкой сечением 34×8 мм.

Замок расчалок усилен тремя стальными пистонами диаметром 4 -6 мм. Откидной крючок замка шарнирно зафиксирован болтом М6, опиленным и установленным между двумя шайбами. Замок законтрён валиком, в нижнем конце которого устанавливается фиксирующая булавка, согнутая из проволоки ОВС диаметром 1 мм.

Лонжерон крыла состоит из двух сплошных сосновых полок сечением 20×10 мм, усиленных подклейками из реек сечением 10×10 мм, а также трёх бобышек, четырнадцати стоек и двух концевых реек. Лонжерон после сборки тщательно обрабатывается фуганком и оклеивается с двух сторон 1-мм фанерой. Корневая часть лонжерона в месте установки узла крепления к фюзеляжу усилена наклейками из 1-мм фанеры размерами 65×24 мм. Узел состоит из двух 1,5-мм пластин Д16Т, стянутых пистонами из трубы марки 20А диаметром 8 -10 мм. В средней части лонжерон усилен рейками сечением 12×5 мм и длиной 135 мм, наклеенными на обе полки, и накладками из 1-мм фанеры размерами 135×54 мм. В этом же месте между нервюрами № 9 и № 10 установлен узел крепления подкоса крыла, который сварен из стальной пластины, двух шеек и втулки.

Стыковочный и подкосный узлы зафиксированы болтами М5 х 21 с шайбами и корончатыми гайками. Валик предназначен для стыковки крыла с фюзеляжем.

Профили крыла и элерона показаны в таблице контрольных сечений (оба имеют положительную крутку около 2-х градусов, повышающую эффективность крыла на больших углах атаки (срыв потока наступает сначала в средней части крыла). Необходимую крутку получают небольшим изгибом лонжерона в стапеле перед обшивкой лобовой части крыла фанерой — после этой операции крыло сохранит нужную крутку.

Все нервюры имеют одинаковые профиль и хорду, но неодинаковы по конструкции. Так, нервюры № 2 — № 9 и № 11 — № 14 — двутаврового сечения, собраны на клею и гвоздях из четырёх реек сечением 5×5 мм, двух бобышек и стенки из 1-мм фанеры с отверстиями для их облегчения.

Корневая нервюра имеет усиленную конструкцию коробчатого сечения. Полки её склеены из реек сечением 12×5 мм. Стойки, прилегающие к отверстиям для лонжеронов, имеют сечение 12×10 мм, остальные стойки и раскосы — 12×5 мм. В стенках передней части нервюры вырезаны отверстия для вентиляции. Усиленные нервюры № 10 и № 15 сходны по конструкции с нервюрой № 1 и имеют те же сечения реек.

К хвостовику нервюры № 10 снизу подклеена бобышка размерами 185x52x14 мм. Хвостовик и бобышка оклеены с двух сторон 1,5-мм фанерой размерами 210×94 мм, поверх которой приклеены две рейки сечением 10×8 мм и длиной 185 мм. К бобышке тремя болтами М5 крепится кронштейн для подвески элерона, вырезанный из 3-мм листа Д16Т толщиной 3 мм. В ушко кронштейна вставлена и завальцована стальная втулка диаметром 8×1 мм. Хвостовик нервюры № 16 имеет аналогичную конструкцию, лишь бобышка предназначена для предохранения конца крыла от ударов о землю.

Элероны подвешены под крылом на двух шарнирах, один из которых расположен на ферме фюзеляжа, а другой — на кронштейне нервюры № 10. Необычно большой размах подвесных элеронов, почти равный размаху крыла, обеспечивает их высокую эффективность.

Каркас элерона состоит из лонжерона, шестнадцати одинаковых нервюр, переднего и заднего стрингеров, а также обшивок и книц. Нервюры в наборе располагаются на тех же дистанциях от плоскости симметрии планёра, что и нервюры крыла.

Каждый из лонжеронов состоит из сосновой планки сечением 55×8 мм с тремя двусторонними усиливающими наклейками. Усиленная нервюра элерона № 1 состоит из сосновой рейки сечением 55×6 мм длиной 315 мм, оклеенной 1-мм фанерой: с внешней стороны — по всей длине, с внутренней — на 122 мм, считая от носка нервюры.

Усиленная нервюра № 10 собрана из двух полок сечением 7×5 мм, двух книц в носке с бобышкой между ними, фанерной стенки, небольшой кницы на конце, а также бобышки и кницы в средней части нервюры для крепления шарнира элерона. Конструкция нормальных нервюр такая же, как у нервюры № 10, за исключением того, что средняя бобышка с кницей отсутствуют.

Координаты профиля крыла Р-II-14%

Координаты профиля элерона Р-Ш-16%

Кабанчик элерона с ухом корневого шарнира изготавливается из листового 2-мм дюралюминия. В нижние отверстия диаметром 8,1 мм завальцованы втулки из стальной трубы диаметром 8×1 мм. Кабанчик крепится к внешней стороне нервюры № 1 тремя болтами М6 длиной 20 мм. Двумя такими же болтами закреплён на нервюре № 10 кронштейн элерона.

ПОДКОСЫ КРЫЛА

Подкосы крыла изготавливаются из сосновых заготовок, каждая из которых во избежание коробления склеивается эпоксидной смолой из двух планок сечением 85×20 мм. Планки должны быть ровными, без сучков, гнили и косослоя. После склейки заготовку обрабатывают с помощью контршаблонов в соответствии с сечениями подкоса, изображёнными на его чертеже.

Концевые части подкосов — пирамидальной формы. После оклейки этих участков стеклотканью с помощью эпоксидной смолы на них насаживают верхний и нижний наконечники, сваренные из листовой стали Ст. 20, и крепят их на подкосе болтами с резьбой М6. Верхний наконечник подкоса закрепляется болтами М8 и корончатыми гайками на ушке, установленном на лонжероне крыла около нервюры №10, а нижний — к узлу передней стойки фермы фюзеляжа. После монтажа корончатые гайки обязательно шплинтуются.

От верхнего наконечника подкоса протягиваются тросовые расчалки к передней части фермы фюзеляжа и хвостовому оперению.

Концы тросов заплетаются на коуши или заделываются медной трубкой. Необходимое натяжение расчалок осуществляется тандерами длиной 100 — 150 мм с резьбой не менее М5. Тандеры контрятся мягкой стальной проволокой диаметром 1 мм.

ХВОСТОВОЕ ОПЕРЕНИЕ

Хвостовое оперение состоит из неподвижных элементов (киль и стабилизатор) и подвижных (руль направления и рули высоты). Киль состыкован со стабилизатором парой трубчатых подкосов, концы которых заделаны П-образными скобами.

Стабилизатор имеет в плане треугольную форму. Каркас его собран из лонжерона, семи нервюр, переднего ребра, четырёх бобышек и 32-х книц. Лонжерон изготавливается из сосновой рейки сечением 35×5 мм с фанерной наклейкой (усилителем) в средней его части. К задней стенке лонжерона приклеены четыре рейки сечением 10×7 мм. Усиливая лонжерон, они служат также для уменьшения ширины щели между стабилизатором и рулями высоты. Нервюры № 1 (средняя) и № 5 (косая) сделаны из сосновых реек. Узел, служащий для крепления подкоса и навески рулей высоты, изготовлен из листового 2-мм дюралюминия Д16Т .

Руль направления (так же, как и лопасти руля высоты) имеет деревянный каркас с полотняной обтяжкой. Собираются эти элементы планёра практически так же, как крыло и элероны. При покрытии рулей аэролаком рекомендуется закреплять их струбцинами на толстой доске во избежание коробления.

ОБТЯЖКА КРЫЛА И ЭЛЕРОНОВ

Обтяжка каркаса крыла и элерона тканью -весьма ответственная операция, от качества выполнения которой зависит аэродинамика планёра в целом. Подготовка к этой операции заключается в тщательной зачистке напильниками и шкуркой поверхностей всех деталей каркаса, с которыми будет стыковаться ткань.

Наилучший материал для обтяжки — авиационный перкаль, однако найти его сейчас непросто. Однако можно обтянуть планёр сатином или ситцем. Обтяжку желательно производить одним куском ткани или делать заготовку с минимальным количеством швов.

Подготовленная таким образом ткань накладывается на предварительно покрытый клеем каркас -при этом желательно использовать нитроклей АК-20 или аэролак первого покрытия. Необходимо следить, чтобы ткань была хорошо прижата ко всем элементам каркаса и равномерно натянута. Особенно важно добиться плотного её прилегания к фанерной обшивке носка крыла.

После высыхания клея обтяжка прошивается насквозь по нервюрам нитками типа «мокей» (подойдёт и более современная лавсановая нить) с помощью специальной длинной иглы, после чего швы с помощью эмалита оклеиваются киперной лентой — полосками ткани с зубчатыми краями; операция эта необходима для того, чтобы предотвратить отслаивание ткани от каркаса при эксплуатации планёра.

Дальнейшая обработка поверхностей заключается в покрытии их аэролаком для равномерного и сильного натяжения ткани и придания ей водонепроницаемости. Крыло покрывается эмалитом в два-три слоя с междуслойной сушкой и обработкой мелкой шкуркой для уничтожения мелких неровностей и соринок. Наносить лак следует с помощью пульверизатора (в крайнем случае — широкой мягкой кистью, без нажима на ткань). Окончательная окраска крыла выполняется нитрокраской с высокой укры-вистостью, в два-три слоя. Последнее покрытие — бесцветный нитролак с дальнейшей полировкой автомобильным «полиролем».

ФЮЗЕЛЯЖ

Применительно к БРО-11М название это чисто условное, поскольку фюзеляжа как такового у этого летательного аппарата нет. Вместо него планёр имеет плоскую силовую ферму из сосновых брусков, к которой снизу крепится гондола с посадочными приспособлениями (колесо шасси 250×125 мм и амортизирующие лыжи), сиденье пилота с полуобтекателем, справа и слева от фермы — консоли крыльев с элеронами, а сзади — хвостовое оперение. Стыковка всех этих элементов хорошо продумана и позволяет быстро собирать и разбирать планёр.

Гондола представляет собой короб обтекаемой формы, имеющий каркас из сосновых брусков с работающей фанерной обшивкой переменной толщины. В средней части гондолы -ниша для колеса шасси. В передней части — буксировочный крюк и амортизирующее приспособление, состоящее из металлической лыжи, подрессоренной кольцом из плотной резины. Такая же лыжа установлена и в задней части гондолы.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ СТОЙКА ФЕРМЫ ФЮЗЕЛЯЖА

Центральная стойка фермы фюзеляжа сварена из стальных (марки Ст.20) труб диаметром 25 мм. Верхняя перемычка стойки — из 5-мм стальной полосы, приваренной плотным непрерывным швом к трубам стойки и башмаку крепления фермы.

ХВОСТОВАЯ ФЕРМА

Хвостовая ферма склеена эпоксидным клеем из сосновых реек сечением 30×15 мм и 30×20 мм. Задняя (треугольная) часть фермы обшита с обеих сторон 1-мм фанерой, образуя тем самым большую килевую поверхность, что позволило значительно уменьшить размеры собственно киля, который на БРО-11М практически используется лишь для навески руля направления. В нижнем и верхнем промежуточных узлах фермы установлены усиливающие бобышки, оклеенные с двух сторон косынками из 5-мм фанеры.

Передний узел фермы состыкован с башмаком вертикальной стойки с помощью болта М8, нижний — таким же болтом со щёчками на задней оконечности гондолы. Верхний промежуточный узел несёт на себе кронштейн подвески элерона и ролики проводки тросов руля направления. Верхний узел киля служит для крепления верхнего шарнира руля направления, хвостовых расчалок и вильчатых концов подкосов стабилизатора. Последние согнуты из 1,5-мм стального листа (габаритные размеры заготовки — 114×70 мм). В отверстия ушков для шарнира руля направления и для подкосов завальцованы втулки из стальной трубы диаметром 8×1 мм. Нижний шарнир руля направления согнут из стальной пластины размерами 84×45 мм; в его ушко также завальцована втулка из трубы диаметром 8×1 мм.

Сиденье пилота установлено в передней части гондолы; спереди оно закрыто лёгким полуобтекателем из 1,5-мм фанеры, закреплённым на каркасе из двух дужек. Сам же полуобтекатель монтируется на основании гондолы клеем и шурупами; по заднему краю он дополнительно фиксируется парой дюралюминиевых уголков с толщиной полок 3 мм.

Сиденье пилота и спинка сделаны зацело из 4-мм фанеры; на основании гондолы сиденье крепится клеем и шурупами. Сиденье и заголовник оклеены поролоном и обтянуты искусственной кожей.

Ремни безопасности — облегчённого типа, с конусным замком, контрящимся пружинной булавкой (проволока ОВС диаметром 2 мм). Ремни закреплены на средней перемычке центральной стойки.

Педали ножного управления изготовлены из ясеневых заготовок; тросы управления крепятся к ним с помощью плоских серёжек из 1,5-мм листовой стали.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЛАНЁРА

Планёр БРО-11М может совершать манёвры по курсу, крену и тангажу с помощью ручного и ножного управления. Первое — это ручка пилота, связанная с элеронами и рулями высоты, второе — педали, связанные с рулём направления.

Все эти элементы исключительно просты по конструкции, удобны при сборке и разборке, а также при регулировке. Все узлы системы управления сгруппированы на ферме фюзеляжа, что весьма удобно при эксплуатации и ремонте аппарата.

УЗЕЛ КАЧАЛОК УПРАВЛЕНИЯ РУЛЯМИ ВЫСОТЫ

Узел качалок управления рулями высоты является конструкторской особенностью БРО-11М. При движении ручки управления до отказа «на себя» одновременно с отклонением рулей высоты вверх оба элерона отклоняются вниз на 10 градусов благодаря оригинальной кинематике узла управления, позволяющей планёру активно выходить на посадочные углы без заметного «задира» носа, что позволяет производить посадку планёра исключительно просто — как правило, без «козлов» и взмываний.

СБОРКА ПЛАНЁРА

Первую сборку планёра следует производить в светлом помещении размерами не менее чем 10×8 м, предварительно изобразив на полу основные координаты БРО-11М — осевую линию (след плоскости симметрии аппарата), места расположения крыла и хвостового оперения. Точно в плоскости симметрии туго натягивается проволока, на которой на тонких нитях подвешиваются несколько небольших грузиков-отвесов, предназначенных для точной установки полукрыльев и оперения, а также для устранения перекосов отдельных сборочных деталей и узлов.

Гондолу необходимо закрепить на полу с помощью временных бобышек и подпорок, после чего производится монтаж хвостовой фермы и полукрыльев. Для этой операции придётся сделать несколько козелков, с помощью которых сборка осуществляется быстро и точно.

Добиться правильной геометрической формы планёра можно равномерным натяжением тросовых растяжек. Следует учесть, что при заплётке тросов необходимо возможно более точно определять их длину с таким расчётом, чтобы в начале сборки резьбовые хвостовики тандеров можно было бы заворачивать вручную, не прибегая к использованию воротка.

После установки всех растяжек и равномерного их натяжения тендерами можно перейти к монтажу тросов управления рулями высоты и рулём направления — они натягиваются не слишком туго, но и без провисаний.

После обтяжки тросов тандеры контрятся мягкой стальной проволокой. При правильной регулировке тросов, идущих к рулю направления, его нейтральное положение должно соответствовать нейтральному же положению педалей. Тот же признак справедлив и при регулировке руля высоты, то есть при нейтральном положении рулей высоты положение ручки управления планёром также должно быть нейтральным.

Элероны при правильном и аккуратном их изготовлении в регулировке практически не нуждаются.

Лётно-технические характеристики планёра БРО-11М

Размах крыла, мм 7800
Длина, мм 5470
Высота на стоянке, мм 2500
Хорда крыла, мм 1450
Площадь крыла, м² 11,8
Удлинение крыла 6,0
Угол поперечноого V крыла, град 3
Размах элерона, мм 3650
Площадь элерона, м² 1,2
Плечо элерона, мм 1850
Длина фюзеляжа с балкой, мм 4520
Высота фермы фюзеляжа, мм 1240
Максимальная ширина фюзеляжа, мм 510
Размах горизонтального оперения, мм 2200
Площадь горизонтального оперения, м² 1,43
Площадь руля высоты, м² 0,71
Плечо горизонтального оперения, мм 1820
Высота вертикального оперения, мм 2130
Площадь вертикального оперения, м² 1,43
Площадь руля направления, м² 0,71
Плечо вертикального оперения, мм 2140
Масса планёра с оборудованием, кг 65
Полезная нагрузка, кг 60
Полётная масса, кг 125
Удельная нагрузка, кг/ м² 1,8
Максимальное качество 12
Минимальная скорость снижения, м/с 1
Крейсерская скорость, км/ч 40
Посадочная скорость, км/ч 30

Г. МАЛИНОВСКИЙ