НА ПАРАШЮТЕ — В НЕБО

Этот моторный параплан (сейчас такие аппараты чаще называют паралетами), разработанный в конструкторском бюро клуба самодеятельного технического творчества «Эврика» якутского поселка Торго, получил название «Карлсон-4». Цифра в его названии недвусмысленно указывает, что это четвертый вариант летательного аппарата такого рода. С 1985 года мы смогли накопить немалый опыт — прежде всего в буксировочных полетах на наших конструкциях.

Первое, что мы выяснили для себя, так это то, что использование серийных парашютов в качестве крыла для паралета малоэффективно. Так что пришлось разрабатывать мягкое крыло собственной конструкции.

Предварительные расчеты и многочисленные эксперименты показали, что нужен летательный аппарат, который способен зависать на одном месте и взлетать практически вертикально. Оптимальная удельная нагрузка на крыло параплана должна составлять около 4,6 кг на 1 кв. м, мощность силовой установки 80 л. с., и статическая тяга воздушного винта — около 240 кгс. Наш «Карлсон» стал своего рода попыткой приблизиться к этим идеальным параметрам.

Крыло-парашют (паракрыло) нашего летательного аппарата представляет собой вытянутый пятиугольник площадью 31 кв. м; оно состоит из девяти труб шириной по 870 мм, каждая из которых в свою очередь разделена нервюрой на две секции. Воздухозаборники труб имеют высоту по 190 мм. Такая конструкция обеспечивает сравнительно небольшое лобовое сопротивление паракрыла и достаточно высокое аэродинамическое качество.

Верхнее полотнище выкроено из плащевого материала типа «анорок» (Чехия), хотя вполне можно было бы воспользоваться и отечественной плащевкой типа «болонья» (арт. 52087 или 52188), из которой чаще всего и шьются серийные парапланы. Нижнее полотнище — из крашеного каландрированного полотна (арт. 56005 КрПк или 56005 КрП). Из этого же материала вырезаны передние косынки, боковые нервюры и стабилизирующие полотнища. Основные нервюры выкроены из капронового полотна (арт. 56011 АП). Верхнее полотнище, нервюры, стабилизаторы и косынки усилены лентами (арт. ЛТКП-15-185), образующими своего рода силовой каркас. Менее нагруженные зоны усиливаются лентами арт. ЛТКП-13-70.

Следует отметить, что крыло моторного параплана не испытывает в полете нагрузок, которые возникают обычно при раскрытии парашютов. Это означает, что, сделанное по образцу и подобию стандартного парашюта, оно будет заведомо прочным.

Профиль паракрыла достаточно толстый — максимальная высота его составляет 500 мм. В передней части нервюр, образующих воздухозаборники, нашиты десять латкарманов шириной по 8 мм, в которые вставлены бамбуковые латы (рейки от корейских штор), предотвращающие «слипание» воздухозаборников, что способствует быстрому наполнению крыла и увеличению его жесткости.

Стропы (60 шт.) изготовлены из тонкого шнура ШКП-200 прочностью 200 кгс. Из него же сделаны и две стропы управления.

Подвесная система собирается из лент ЛТК-44-1600 с замками ОСК (возможно использование и более легких замков ОСК-Д или КЗУ). Свободные концы подвесной системы — из ленты ЛТК-44-1 600, с четырьмя полукольцами вверху и двумя пряжками внизу. На задних свободных концах имеются кольца для строп управления, используемые при буксировочных полетах. Для моторного же полета стропы управления крепятся за аппарат через удлинительные фалы. Сверху свободные концы соединяются перемычкой.

Концевые части паракрыла фиксируются двумя фалами из шнура ШКП-200 за верхние части «усов». Последние, кстати, выполняют на нашем паралете более десяти функций, и наличие их на такого рода летательных аппаратах вполне обоснованно. Изготовлены эти элементы из дюралюминиевых труб — мы, в частности, воспользовались спортивными копьями, соединив несколько заготовок с помощью втулок-переходников до конструктивно необходимой длины — 5100 мм. К мототележке паралета они крепятся в четырех точках с помощью текстолитовых и стальных переходников. Установка и демонтаж «усов» занимает всего лишь несколько минут.

Стоит, как кажется, упомянуть о том, что масштабная радиоуправляемая летающая модель паралета, оснащенная «усами», великолепно летала, выполняя фигуры высшего пилотажа, в числе которых была и петля Нестерова, причем все это было отснято на кинопленку.

Мы выяснили, в частности, что «усы» гарантируют сохранение рабочей формы паракрыла в случае, если открыты воздухозаборники. Помимо этого, «усы» препятствуют попаданию паракрыла в зону вращения воздушного винта, поскольку между ними натянуты шнуры в виде сетки. «Усы» препятствуют перекручиванию строп, препятствуют складыванию крыла в поперечном его сечении, повышают безопасность при капотировании аппарата в процессе разбега или пробега в силу того, что при этом автоматически устанавливается оптимальный угол атаки паракрыла. Ну и, наконец, «усы» дают возможность стартовать без помощников: нужно лишь прибавить «газу» — и купол паракрыла над головой.

Мототележка паралета представляет собой пространственную стержневую конструкцию, собранную в основном из дюралюминиевых (Д16Т) труб диаметром 40 мм, соединенных с помощью дюралюминиевых же пластин толщиной 2 мм и текстолитовых переходников. Силовая рама прямоугольной формы — для ее изготовления мы использовали лонжерон крыла списанного самолета Ан-2.

Шасси мототележки четырехколесное, с двумя передними управляемыми колесами. Такая схема обладает повышенной устойчивостью по сравнению с трехколесной и особенно ярко это преимущество выявляется на посадках при боковом ветре — со скольжением. Трехколески при этом, как правило, капотируют, переворачиваясь через переднее и одно из боковых колес.

Каждое из передних колес к тому же имеет независимую подвеску на базе мотоциклетного амортизатора — телескопического пера от передней вилки мотоцикла ИЖ-15К (можно использовать также аналогичные узлы от мотоцикла ИЖ-Планета-Спорт). Сами же перья устанавливаются (по отдельности каждое) в свой верхний и нижний мостик, закрепленные в передней части мототележки на лонжероне с помощью стальных уголков. При монтаже перьев следует учитывать ход амортизаторов — при полном их обжатии должно обеспечиваться безопасное расстояние от концов воздушных винтов до земли (не менее 200 мм).

Поворотные кулаки передних колес соединены поперечной тягой (труба Д16Т диаметром 28 мм), образуя рулевую трапецию. Управление передними колесами производится с помощью педалей, соединенных тросовой проводкой с поворотными кулаками передних колес. Задние колеса шасси — легкосъемные, что создает определенные удобства при транспортировке паралета.

Колеса шасси сконструированы на базе ступиц от мопеда «Рига», обточенных для облегчения. Шины — типа 300×125, с облегченными покрышками и камерами от шин детского велосипеда. Фиксация шин на ступице — дюралюминиевыми дисками. Подшипники те же, что и в базовых ступицах — № 201. Шасси показало себя на удивление прочным — за три года эксплуатации паралета даже самые жесткие посадки не смогли вывести его из строя. Ступицы колес фиксируются гайками и в обязательном порядке шплинтуются.

Силовая установка паралета — двухмоторная: основу ее составляют два двигателя типа ИЖ-15К (можно использовать также моторы от мотоцикла ИЖ-Планета-Спорт, что практически то же самое). Двигатели предельно облегчены — у них обрезаны коробки перемены передач и оставлены лишь узлы крепления. Цилиндры вместе с головками располагаются на мототележке боком к набегающему потоку, поэтому для улучшения охлаждения необходимо срезать перемычки по центру цилиндра, между ребрами, а также просверлить отверстия во всех ребрах головок цилиндров. Доработанный двигатель (без системы зажигания, карбюратора, глушителей и ведомой звездочки) имеет массу 18,5 кг, скомплектованный — 22 кг. Карбюраторы на нашей силовой установке — японские, типа «микуни», хотя вполне подошли бы и более доступные от 43-350. Глушитель самодельный, сварен из листовой стали — один на два двигателя. Зажигание бесконтактное, электронное, типа КЭТ-1 а — как на мотоцикле «Восход». Генератор — Г-427 (7 В, 60 Вт), катушки зажигания — Б-50М. Свечи — А-23, их наконечники дополнительно фиксируются пружинами.

Форсировке двигатели не подвергались. На карбюраторах смонтированы легкие воздухофильтры — в основном для создания сопротивления на впуске, что несколько улучшает приемистость мотора. Топливо в карбюраторы поступает самотеком (в принципе, можно было бы использовать насос подвесного лодочного мотора).

Управление дроссельными заслонками карбюратора — ножное: сектор «газа» установлен на одной из педалей управления (на нашем парапете — на правой). Кнопки «стоп» дистанционной остановки двигателей располагаются на правой и левой клевантах управления паракрылом. Возле каждого из цилиндров установлены эжекторы из тонкого листового дюралюминия, существенно улучшающие охлаждение мотора.

Каждый из двигателей закрепляется в пяти точках через жесткие резиновые подушки. Схема силовой установки несколько напоминает ту, что используется на мотодельтаплане «Поиск-5» (см. № 3 за 1988 год), только на нашем паралете используется цепная передача. Вал редуктора в обязательном порядке должен иметь радиально-упорный подшипник, поскольку сила тяги создает значительную осевую нагрузку. Ведущая звездочка цепного редуктора имеет 19 зубьев; с помощью сварки она крепится на сточенную ведущую косозубую шестерню от двигателя ИЖ-Планета-Спорт. На ведомой — 42 зуба, позаимствована она от заднего колеса того же мотоцикла.

Запуск двигателей производится с помощью разработанного нами инерционного стартера, основу которого составляет микродвигатель КМД-2,5. Масса такого устройства — всего полтора килограмма (это в основном масса маховика). Для работы стартера требуется топливная смесь, состоящая из 31% эфира, 45% керосина, 8% касторового масла и 1 6% масла типа МС-20. КМД-2,5 легко запускается (надо лишь резко провернуть маховик рукой), и развивает 10…12 тысяч оборотов в минуту. Запуск двигателей паралета осуществляется поочередно с помощью фрикционной насадки на маховике: она обеспечивает контакт вращающегося маховика с вторичными валами цепных редукторов.

Силовая установка имеет два винта: первый — диаметром 1500 мм, с шагом 700 мм; и второй — того же диаметра, но с шагом 600 мм. Уменьшение шага второго винта по отношению к первому вызвано учетом влияния закручивания потока первым винтом. Оба они выполнены из сухой сосновой заготовки, склеенной эпоксидным клеем из четырех досок. После окончательной обработки их поверхности оклеивались стеклотканью на эпоксидной смоле. На центральной втулке (фланце) каждый из винтов зафиксирован болтами с гайками и шайбами, с обязательной контровкой гаек по методике, описанной в № 12 за 1988 год.

Топливный бак прозрачный (из десятилитровой полиэтиленовой канистры), размещается он перед пилотом, на резиновых амортизаторах; топливо поступает в карбюраторы самотеком. Если же предполагается использование топливного насоса, имеет смысл установить бак сзади.

Приборный щиток подпружинен — это защищает его от вибрации. На щитке смонтированы указатель скороподъемности, высотомер и указатель температуры головок цилиндров (два ТЦТ-47). Приемник воздушного давления (ПВД) вынесен на «усы».

Кресло пилота выкроено и сшито из авизента с поролоновой прокладкой. Крепится оно на мототележке лентами типа ЛТКкр П-813-800 и оснащено ремнями безопасности. В зависимости от роста пилота положение кресла можно регулировать по высоте. В холодное время года перед пилотом устанавливается козырек из органического стекла.

При отладке аппарата особое внимание следует уделить его центровке. Ориентировочные точки подцепки мототележки к крылу показаны на схеме. Однако более точно положение точек определяется после экспериментальных подлетов на высоту 2…3 метра: аппарат при этом ориентируется так, чтобы не происходило подергивания паракрыла «усами» — в противном случае крыло может изменить установочный угол на отрицательный. Характерно, что на центровку паралета существенно влияет тяга винта, поскольку мототележка подвешена к паракрылу в двух точках, и при затягивании клевант центровка перемещается относительно фокуса крыла. Однако хорошо отрегулированная система «паракрыло-мототележка» достаточно устойчива и при любых неблагоприятных воздействиях быстро возвращается в состояние устойчивого равновесия.

Регулировкой длин строп можно в определенных пределах видоизменять профиль крыла. При этом чем шире разнесены свободные концы, тем выше поперечная устойчивость паралета. А регулировкой боковых стабилизаторов можно сделать паракрыло устойчивым к сваливанию, а также изменить скорость разворота. Следует учесть, что при регулировке рекомендуется увеличивать длину тех или иных строп не более чем на 50 мм, проверяя влияние сделанного изменения в подлетах на высоту 1,5…2 м. Стропы же двух передних рядов паракрыла должны быть строго одинаковыми: максимальное отклонение их длины — не более 10 мм.

Регулировка длин первого ряда центральных строп начинается с размера 2800 мм. При уменьшении их длины возрастает вертикальная составляющая скорости планирования, а уже при длине их в 2500 мм боковые воздухозаборники не наполняются. Боковые стропы должны быть на 200 мм длиннее основных — от этого зависит устойчивость парашютной системы. Длины строп следует замерять от пряжек полуколец до нижнего полотнища паракрыла, включая и длину стабилизирующих полотнищ и косынок. Правильно отрегулированное крыло при планировании имеет отрицательный угол атаки и наклонено воздухозаборниками вниз. Разница длин строп первого и последнего (шестого) ряда составляет 1 250 мм.

В режиме моторного полета (при наличии тяги) угол атаки паракрыла составляет 7…10 градусов. При взлете и посадке этот угол несколько больше.

Регулировка длин строп производится последовательным развязыванием узлов крепления строп на пряжках-полукольцах свободных концов подвесной системы. После уточнения длины узлы на стропах снова завязываются простым пяти-восьмишлаговым «штыком», как это показано на одном из рисунков. В дальнейшем, когда длина стропы будет определена, конец ее пришивается капроновой нитью № 9—13, что полностью гарантирует от развязывания такого узла.

При производстве подлетов надо иметь в виду, что управление по тангажу (вверх или вниз) осуществляется с помощью регулировки оборотов двигателей, а разворот — вытягиванием соответствующего клеванта управления.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАЛЕТА «КАРЛСОН-4»

Масса, кг
— паракрыла … 7
— мототележки с оборудованием … 36
— силовой установки … 52
— аппарата с паракрылом … 95
— полезной нагрузки … 80
— взлетная … 185
Параметры паракрыла
— размах, мм … 7830
— хорда, мм … 3760
— площадь, кв. м. … 31
— стреловидность, град … 5
— удлинение … 3,76
Параметры силовой установки
— мощность двигателей, л. с. … 2×32
— макс, частота вращения, 1/мин … 6500
— статическая тяга, кгс … 160
— диаметры винтов, м … 1,5
— шаг винта 1, м … 0,7
— шаг винта 2, м … 0,6
— частота вращения винта 1, 1/мин … 2750
— частота вращения винта 2, 1/мин … 2850
— уд. нагрузка на мощность, кг/л. с. … 2,89
— расход топлива, л/ч … 14

«МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР» № 2’95, Евгений ШАБУРОВ, пос. Торго (Якутия)