«Поиск-04» — это мотодельтаплан, созданный в студенческом конструкторском бюро Московского института инженеров гражданской авиации. Принимаясь за его разработку, мы намеревались на базе отечественных материалов и двигателя создать простой, надежный и безопасный летательный аппарат для учебно-тренировочных полетов, а также для решения тех народнохозяйственных задач, которые не требуют от крылатой машины чрезмерной грузоподъемности.
Опыт эксплуатации двух таких аппаратов, имеющих налет 149 и 70 часов, показывает, что задачу эту решить удалось.
Крыло нашего мотодельтаплана с усиленными каркасом и обшивкой обеспечивает хорошие летные характеристики. Мототележка панельной схемы имеет форму тетраэдра. Такая схема хорошо зарекомендовала себя во многих конструкциях как система повышенной безопасности.
Силовая установка — лодочный двигатель «Вихрь-30», оборудованный клиноременным редуктором, что позволяет получить статическую тягу на месте 80…85 кгс.
МДП «П-04» использовался для проведения опытной эксплуатации в геологической партии объединения «Аэрогеология» на Кольском полуострове в 1986 году. В частности, выполнялись аэровизуальные и аэрофотосъемочные полеты, перевозились небольшие грузы.
1 — швы, крепящие латкарман на верхней обшивке, 2 — отверстие в верхней обшивке под верхний боковой трос, 3 — линия обреза нижней обшивки, 4 — швы, крепящие латкарманы на нижней обшивке, 5 — линия обрезки и шва, крепящего обтекатель, 6 — линия обреза и совмещения обтекателя нижней и верхней обшивки, 7 — линия прямого шва, соединяющего нижнюю и верхнюю поверхности обтекателя (она же — линия закладки передней кромки), 8, 9 — швы, соединяющие полотнища обшивки (показаны условно), 10 — линия нахлеста левой и правой нижних частей обшивки, 11 — точки совмещения нижней и верхней обшивок, 12 — шов, крепящий килевой карман, 13 — усилительный слой ткани, 14 — текстильная застежка типа «репейник» длиной 800 мм, 15 — шов сквозного килевого латкармана, 16 — отверстие в левом полукрыле под передний верхний трос, 17 — люверс под крепление обшивки на боковой трубе, 18 — отверстие под антипикирующее устройство, 19 — линия обрезки и шва, крепящего обтекатель, 20 — начало закладки на «лопухе» (линия закладки прямая), 21 — отверстие в нижней обшивке под нижний боковой трос, 22 — съемный обтекатель из материала типа «майлар» толщиной 0,35 мм, 23 — усилительные боуты (в 4 слоя на клее «Момент»), 24 — латкарман упорной латы (сквозной). Чертеж обшивки закоординирован точками А, В и С.
«П-04» обладает хорошими устойчивостью и управляемостью. При правильно выбранной точке подвески мототележки даже при полностью отданной от себя рулевой трапеции он не проявляет тенденций к сваливанию на крыло практически на всех режимах полета.
Прототипом крыла МДП «П-04» послужило крыло спортивного дельтаплана «Тайфун», чертежи которого разработаны Федерацией дельтапланерного спорта УССР. В отличие от каркаса крыла спортивного дельтаплана у МДП «П-04» он собран из труб большего диаметра и с большей толщиной стенки. (Если не удастся подобрать трубы с указанными на чертеже размерами, можно использовать и другие, важно лишь, чтобы у них была та же прочность.) Материал труб — Д16Т, задняя кромка обшивки усилена одинарной стропой типа ЛТК шириной 20—40 мм.
Крыло изготовляется в три этапа: сначала — обшивка, затем — каркас, и в последнюю очередь — сборка и окончательная доводка.
Первый этап начинается с подготовки шаблонов: их вырезают из плотной бумаги или картона в натуральную величину. Так как выпускаемые промышленностью ткани имеют различную ширину, то линия сшива полотнищ обшивки показана на чертеже условно и может быть изменена в соответствии С конкретным полотнищем.
При изготовлении шаблонов также необходимо учесть, что полотнища обшивки соединяются внахлест (на 20 мм).
С помощью карандаша на шаблонах наносят линию сшива полотнищ, а также линии основных швов и линий построения обшивки крыла.
1 — ось мачты, 2 — ось подвески мототележки, 3, 7 — стакан упорной латы, 4 — точка фиксации нижнего бокового троса, 5 — центральные тросы (Ø3,6 мм, длина между осями фиксации 1525 мм, натяжение 15 кгс), 6, 9 — оси отверстий под крепление обшивки лямкой с натяжением 30 кгс, 8 — ось поддержки антипикирующего устройства, 10 — ось отверстия под болт крепления стыковочного узла поперечной балки, 11 — ось отверстия фиксации тросов, 12 — ось отверстия под болт крепления верхнего троса, 13 — ось отверстия под болт крепления центральных тросов. 14 — ось отверстия под болт крепления нижних тросов, 15 — нижний боковой трос (Ø3,6 мм, длина между осями фиксации 2750 мм), 16 — ось отверстия фиксации тросов, 17 — пластиковый хвостовик латы Ø6 мм для лат № 1, 2 и 3, 18 — труба латы (килевая Ø12X1 мм, упорная Ø12X1 мм, остальные — Ø9X1 мм), 19 — килевая труба, 20 — ось отверстия крепления носового узла.
Буквами обозначено: А — боковая балка, Б — поперечная балка, В — мачта, Г — килевая балка, Д — трапеция.
Теперь можно приступать к раскрою обшивки. Для этого на каждый шаблон равномерно раскладывается ткань и на ней карандашом наносятся контуры шаблона и позиции.
Выкраивать заготовки можно только паяльником с расплющенным и остро заточенным «жалом».
Перед сшиванием полотнищ их необходимо предварительно сметать — «сварить» заточенным под иглу жалом паяльника (точками с шагом 100…150 мм) либо склеить клеем «Момент».
Полотнища сшиваются двойным швом типа «зигзаг». Затем поверх обшивки пришиваются усилительные боуты, которые представляют собой четыре слоя ткани, проклеенные «Моментом». Далее усиливают заднюю кромку поверх обшивки. Для этого заднюю кромку обшивки подгибают на 12 мм и прошивают одним швом «зигзаг». Сверху еще пришивается лента типа ЛТК из того же материала.
Изнутри крыла, к верхней и нижней частям обшивки одним швом пристрачиваются латкарманы. Сверху же око-, ло каждого латкармана (по задней кромке) устанавливаются люверсы или пришиваются лямки под шнуровой амортизатор Ø 8 мм. На нижней поверхности пришивается, как показано на чертеже, текстильная застежка.
Затем верхняя обшивка равномерно раскладывается латкарманами вниз. По передней кромке накладывается обтекатель и «приваривается» или приклеивается к обшивке. Сверху накладывается нижняя обшивка латкарманами вверх и закрепляется. «Пакет» прострачивается прямым швом, далее нижняя поверхность подворачивается и на расстоянии 29…25 мм от прямого шва прошивается «зигзагом». Теперь пристрачивается обтекатель (одиночным «зигзагом»), усилительный слой ткани под люверсы в носовой части паруса и в концевой — в месте крепления его к боковой трубе. Далее оконтуриваются отверстия и к верхней обшивке одним швом «зигзаг» пришивается нижняя.
1 — вилка, 2 — ось переднего колеса, 3 — левая половина ступицы, 4 — правая половина ступицы, 5 — болт крепления оси, 6 — крепление диска колеса, 7 — диск, 8 — подшипники № 204.
В заключение половинки крыла сшиваются между собой, пристрачивается на место усилительный слой ткани, килевой карман, килевой латкарман, обшивается носовая часть паруса и отверстие под мачту.
При изготовлении каркаса крыла особое внимание уделите узлам каркаса — соответствию их деталей чертежам, правильности подбора материала и термообработки.
Все пластины узлов выполнены из листовой нержавеющей стали толщиной 3 мм.
Болты носового, бокового узла, узла стыковки поперечной балки, а также болты крепления нижних задних тросов должны быть по диаметру не менее 8 мм.
Все резьбовые соединения необходимо законтрить. В быстроразъемных соединениях гайки контрятся шплинтами. В неразъемных возможно применение самоконтрящихся гаек.
Диаметр нижних боковых тросов должен быть не менее 3,6 мм. Заделка тросов — с помощью медных трубок.
Для этого они обжимаются специальным устройством или расплющиваются с последующим закручиванием. При заделке надо использовать коуши — они предохранят трос от перетирания и увеличат прочность соединения. Длина передних нижних тросовых растяжек, определяющих положение рулевой трапеции, — 2260 мм.
Третий и заключительный этап — сборка и окончательная доводка крыла. Для этого парус надевают на каркас, пропускают через отверстия в парусе все тросовые растяжки и закрепляют их в соответствующих узлах каркаса. Незакрепленными оставляют только нижние передние тросы. Парус закрепляется болтами с резьбой М6 в отверстиях в районе носового узла.
Далее парус натягивают по боковым трубам с усилием 30 кгс и закрепляют его на боковой трубе. Если натяжение окажется меньше 30 кгс, то отверстие на конце боковой трубы следует пересверлить.
Затем вставляются все латы в латкарманы и закрепляются с помощью шнурового амортизатора. Натяжение регулируется длиной амортизационного шнура.
Теперь надо натянуть тросы и закрепить их болтами в отверстиях на килевой трубе. Крыло ставят на рулевую трапецию и закрепляют передние тросы.
1 — передний стержень, 2, 3 — законцовки переднего стержня, 4, 5, 9, 16 — ушковые болты с резьбой М8, 6 — продольный болт узла подвески, 7 — косынки узла подвески, 8 — задние вертикальные стержни, 10 — верхний горизонтальный стержень задней панели, 11 — нижний горизонтальный стержень задней панели, 12 — подкос кресла пилота, 13, 14 — законцовки кресла пилота, 15 — замок, 17 — ось основного шасси, 18 — ухо шарнира, 19 — вилка шарнира, 20 — ответная пластина шарнирного узла, 21 — полуось колеса основного шасси, 22 — косынка, 23 — рама топливного бака, 24 — продольные нижние стержни, 25 — сектор управления дроссельной заслонкой карбюратора двигателя, 26 — педали управления носовой стойкой шасси, 27 — стойки педалей, 28 — поперечина педалей управления, 29 — тяга управления, 30 — регулируемый наконечник тяги, 31 — носовые пластины нижней панели подвесной системы, 32 — ось стойки шасси, 33 — ушковые болты крепления тяг управления, 34 — поворотная носовая стойка шасси, 35, 38 — болты крепления оси колеса, 36 — ось, 37 — дистанционная втулка, 39 — гайка колеса основного шасси, 40 — втулка оси педалей управления.
Следующим этапом создания мотодельтаплана является изготовление мототележки. Как уже упоминалось, она имеет форму тетраэдра и спроектирована по панельной схеме, Обеспечивающей повышенную безопасность пилоту.
Общий вид и основные размеры мототележки (МТ) приведены на рисунке. Она состоит из силового каркаса, трехколесного шасси с носовым управляемым колесом, кресла пилота и силовой установки. Силовой каркас образован передним стержнем, задней и нижней панелями из стержней, осью колес основного шасси, подкосами кресла пилота, а также другими соединительными и крепежными элементами. Передний стержень сделан из трубы, он имеет законцовки в виде вилок, каждая из которых вставляется в трубу С легкой прессовой посадкой и фиксируется двумя заклепками Ø 6 мм.
1 — вилка, 2 — ось переднего колеса, 3 — левая половина ступицы, 4 — правая половина ступицы, 5 — болт крепления оси, 6 — крепление диска колеса, 7 — диск, 8 — подшипники № 204.
Все детали из сплава Д16Т. Передний стержень крепится с Помощью ушковых болтов к пластинам носового узла и пластинам узла подвески из листа Д16Т толщиной 5—6 мм.
В нижней части вертикальных стержней задней панели смонтирована проушина, позволяющая складывать мототележку при транспортировке или хранении. В местах сверления отверстий трубы усилены, а в торце трубы усиление имеет буртик.
Продольные стержни нижней панели также с торцевыми и внутренними усилениями. Подкосы кресла пилота заканчиваются вилками и имеют внутреннее усиление в местах расположения отверстий для крепления силовых ремней кресла. Фиксация подкосов кресла к продольным стержням нижней панели на быстроразъемных элементах Ø 6 мм, а нижних продольных стержнях установлена рама топливного бака — емкость крепится к ней резиновыми амортизаторами.
А — внутреннее усиление, Б — торцевое усиление. Принимать размер b=5d, если усиление имеет одно отверстие или не имеет их вообще, и b=5d+а, где а — расстояние между крайними отверстиями на усилении.
Передняя стойка шасси состоит из сварной поворотной вилки, регулируемых под рост пилота тяг управления, педалей и стоек педалей, смонтированных на поперечине. Последняя вставляется при сборке в отверстия в нижних продольных стержнях. Угловое перемещение педалей обеспечивается надетыми на поперечину радиусными втулками. Тяги управления передней стойкой соединены с ушковыми болтами вилки.
Вилка зафиксирована на пластинах носового узла тележки. Ступица колеса посажена на ось колеса, закрепленную на вилке болтами М8. Колесо после установки крепится корончатой гайкой.
В узле подвески мототележки к крылу имеется шарнирный параллелепипед, обеспечивающий две степени свободы для углового перемещения крыла относительно мототележки. Он изготавливается из капрона или из материала Д16Т. Узел подвески состоит из разрезного хомута (Д16Т), стальных пластин и стяжных болтов.
При выполнении полетов узел дублируется фалом из стропы ЛТК, прочность на разрыв которого не меньше 1000 кгс.
Размеры, обозначенные на чертежах, корректируются в зависимости от имеющихся труб.
1 — болты с резьбой М8, 2 — разрезной хомут, 3 — боковые пластины (30ХГСА), 4 — болты с резьбой М10, 5 — корпус кардана подвески, 6 — косынки узла подвески.
После изготовления мотодельтаплана необходимо обязательно произвести простейшие испытания на прочность. Для этого надо вывесить крыло в перевернутом положении, закрепив оттяжки в узлах крепления тросов. Затем поместить на крыло грузы (мешки с песком по 20—25 кг с общей массой 500—600 кг), при этом 30—40% их следует сосредоточить на линии четверти хорд от носка крыла.
Для испытаний на прочность мототележки ее подвешивают за верхний узел и помещают сосредоточенные грузы: 200… 250 кг на место пилота и 60… 80 кг на раму крепления двигателя. Это поможет выявить скрытые дефекты конструкции. После испытаний внимательно осмотрите все узлы и детали! Нарушений целостности и остаточных деформаций быть не должно, так как приложенные нагрузки составляют лишь около 50% от расчетных разрушающих. При обнаружении повреждений замените детали более прочными.
Летные характеристики мотодельтаплана доводятся после проведения прочностных испытаний — в процессе облета. Это — работа для опытных пилотов-дельтапланеристов с уровнем подготовки не ниже 1-го спортивного разряда и допуском к облету мотодельтапланов. Летные испытания выполняются по специальной программе в соответствии с временными техническими требованиями к мотодельтапланам, разработанными в отделе дельтапланерного спорта УАП и АС ЦК ДОСААФ. Начинать следует с выполнения подлетов над взлетно-посадочной полосой (ВПП) на высоте 5… 10 м для оценки устойчивости аппарата и его балансировки.
Обратите внимание, что из-за использования отличных от рекомендуемых материалов и неточностей при сборке мотодельтаплана точка подвески может быть смещена относительно правильного ее положения, показанного на рисунке крыла. Поэтому особое внимание при подлетах уделите балансировке. Усилие на рулевой трапеции в продольном направлении должно отсутствовать, только когда она находится на расстоянии 0,25… 0,30 м от груди пилота — в так называемом балансировочном положении. Если поперечина трапеции при этом оказывается слишком далеко от пилота или во всем диапазоне ее перемещения ощущается усилие, направленное от пилота, узел подвески сместите вперед. Если же трапеция балансируется слишком близко к груди пилота или ее постоянно приходится отжимать от себя, узел подвески сместите назад. Для этого ослабьте натяжение болтов узла и переместите крыло относительно подвесной системы, после чего затяните гайки и законтрите их. Смещение выполняйте на 20… 30 мм, контролируя эффект в процессе подлетов. При правильно выбранной точке подвески характерен отчетливый градиент усилий на рулевой трапеции: при ее перемещении от нейтрали на себя возникает пропорциональное перемещению усилие, возвращающее рулевую трапецию в балансировочное положение.
1 — полуось, 2 — подшипник № 1000906, 3 — левая половина ступицы, 4 — диск, 5 — крепежный болт, 6 — дистанционная втулка, 7 — подшипник № 204, 8 — гайка фиксации колеса на оси, 9 — правая половина ступицы.
При перемещении рулевой трапеции от нейтрали вперед, от себя появляется усилие, направленное в сторону пилота, которое также растет с увеличением отклонения. Максимальные усилия в двух крайних положениях рулевой трапеции составляют по абсолютной величине 8… 10 кгс.
Если крыло аппарата несимметрично относительно плоскости симметрии, то МДП может проявить тенденцию к крену и это потребует от пилота постоянно парировать его, прилагая усилия в поперечном направлении. Устранить это можно увеличением натяжения обшивки на другой консоли. Выполнять такую операцию следует также ступенчато, перемещая точки крепления паруса на консолях по 5… 10 мм; критерием хорошо сбалансированного аппарата является его прямолинейный полет в спокойной атмосфере при освобожденной рулевой трапеции в течение 1… 2 мин и более.
После первых подлетов и доводки МДП следует выполнить полеты над ВПП для оценки эффективности управления при различных режимах работы двигателя. В программу полетов включаются плавные развороты, спирали, посадка с выключенным двигателем, а также облет несколькими пилотами, которые должны дать экспертные оценки о летных характеристиках, устойчивости и управляемости мотодельтаплана и о пригодности его к летной эксплуатации.
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА
Спектр выпускаемых отечественной промышленностью двигателей внутреннего сгорания, пригодных для установки на мотодельтапланы, не широк. По нашему мнению, наиболее подходящи для этой цели мощные лодочные моторы, например, такие, как «Вихрь-30». Это компактный двухтактный двигатель жидкостного охлаждения мощностью 30 л. с., в меру легкий, надежно и устойчиво работающий на различных режимах и мало требовательный к качеству горючего. Единственный его серьезный недостаток: он развивает максимальную мощност на слишком высоких оборотах, и, следовательно, силовую установку приходится оснащать редуктором.
Один из самых удачных способов переделки лодочного мотора в авиационный вариант предложили самодеятельные авиаторы из города Воскресенска А. Биднык и С. Гущин. Наша силовая установка по ряду параметров повторяет эту конструкцию. Она включает в себя подвесной мотор «Вихрь-30» с системой охлаждения, редуктор и воздушный винт.
1 — амортизирующий подкос двигателя, 2 — глушитель, 3 — двигатель, 4 — воздушный винт, 5 — подмоторная рама, 6 — резиновая прокладка, 7 — трубчатые кронштейны радиатора, 8 — подкос подмоторной рамы, 9 — радиатор. (Размер А — по месту.)
Редуктор установки — клиноременный, с передаточным числом 1,6. Такая схема при не слишком больших потерях на трение (от 5 до 10%) оказалась наиболее надежной и технологичной. Для привода воздушного винта используются клиновые ремни от системы «двигатель — генератор — насос» автомобиля «Жигули».
Ведущий и ведомый шкивы точеные, из алюминиевого сплава Д16Т. Ведущий шкив закрепляется на маховике двигателя десятью заклепками. Операция осуществляется на маховике, снятом с двигателя.
Для установки ведомого шкива на двигателе монтируется пластина-проставка из стального листа толщиной 5 мм с овальными отверстиями. На пластине с помощью болтов фиксируется ось-консоль ведомого шкива. Сам же ведомый шкив вращается на трех подшипниках — шариковых радиально-упорных № 8204 и № 204 и шариковом однорядном упорном № 205. Между подшипниками располагается дюралюминиевая дистанционная втулка. Фиксация шкива на оси — стопорным кольцом и болтом с шайбой.
1 — болт с резьбой М10, 2 — шайба, 3 — воздушный винт, 4 — болт с резьбой М8, 5 — шайба, 6 — упорный подшипник (№ 8204), 7 — шариковый подшипник (№ 201), 8 — ось-консоль, 9 — ведомый шкив, 10 — втулка, 11 — шариковый подшипник (№ 205), 12 — шайба, 13 — стопорное кольцо, 14 — гайка с резьбой М8, 15 — болт механизма натяжения ремней, 16 — натяжной болт, 17 — болт с резьбой М8, 18 — болт-переходник, 19 — кронштейн редуктора, 20 — клиновый ремень, 21 — ведущий шкив, 22 — заклепка Ø 5 мм (сталь), 23 — пластина-проставка, 24 — двигатель «Вихрь-30».
Пластина-проставка крепится болтами к картеру двигателя и к кронштейнам, а последние устанавливаются на переходные оси, которые наворачиваются вместо гаек на шпильки крепления головки двигателя. Для натяжения ремней предусмотрен несложный механизм: приваренная к пластине-проставке втулка и болт с гайкой.
1 — корпус, 2 — переходная втулка, 3 — вал, 4 — подшипники (№ 100), 5 — сальник, 6 — резиновая прокладка, 7 — муфта, 8 — переходник, 9 — резиновая прокладка, 10 — крышка, 11 — крыльчатка, 12 — болт М4, 13 — резиновая втулка, 14 — штуцер.
Система охлаждения двигателя — жидкостная, замкнутая. Она состоит из водяного насоса, радиатора, расширительного бачка и соединительных шлангов. Стандартный насос от двигателя легкового автомобиля лучше не использовать — он недостаточно надежен в работе и отбирает у двигателя солидную долю мощности. Значительно лучше самодельный насос, сделанный на основе крыльчатки от водяного электронасоса типа «Кама». Корпус и штуцеры его — дюралюминиевые. Крыльчатка закреплена на стальном валу, а тот вращается в двух подшипниках, запрессованных в корпус насоса. С валом двигателя вал крыльчатки соединяется через переходную втулку.
1 — выходной патрубок, 2 — входной патрубок; 3, 5, 7, 9 — соединительные шланги, 4 — водяной насос, 6 — радиатор системы охлаждения, 8 — расширительный бачок.
В качестве радиатора удобно использовать стандартный маслорадиатор от автомобиля ГАЗ-53А. Крепление его на тележке мотодельтаплана осуществляется с помощью трубчатых кронштейнов. Устанавливать радиатор желательно на расстоянии не более 150 мм от плоскости вращения винта — охлаждение двигателя при этом будет оптимальным.
Емкость расширительного бачка должна составлять не менее 0,5 л, и располагаться он должен приблизительно на 1 м выше водяного насоса. В крышке расширительного бачка выполняется дренажное отверстие диаметром не менее 3 мм.
Соединительный шланг фиксируется в штуцере, последний приварен к стальной пластине, закрепленной на задней части головки.
ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЫЛА МДП «ПОИСК-04»
Носовой угол, град. — 122
Удлинение — 6,4
Площадь, м2 — 16,72
Размах, м — 10,36
Масса, кг — 34
Материал обшивки — ткань типа «Яхта».
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МДП «П-04»
Максимальная взлетная масса, кг — 230
Масса конструкции, кг — 102
Масса полезной загрузки, кг — 80—110
Размах крыла, мм — 10300
Площадь крыла, м2 — 16,7
Диаметр винта, мм — 1350
Мощность силовой установки при 5000 об/мин, кВт — 22
Передаточное число редуктора — 1,6
Статическая тяга, кГс — 85
Расход топлива, л/ч — 8
Скорость, км/ч — 48-60
Скороподъемность, м/с — 1,5
Средняя длина разбега/пробега, м — 30/25
Дальность полета в штиль, км — 150
П. КОРНИЮК, И. НИКИТИН, О. ЧЕРНИГИН, Б. ВАКАНЬЯ
Рекомендуем почитать
СТАЛЬ
Сталь (от нем. Stahl) — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами), характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более...
ЗИМНИЙ САМОКАТ
Когда сын подрос и ему «перевалило» уже за пять, к катанию на санках с горки он потерял всяческий интерес. Ему требовалось какое-то новое более динамичное развлечение. Вспомнив о...
