САМОЛЁТ Ф-3

В нашем городе Кингисепп был планерный клуб РОСТО, в котором я с 1996 г. работал пилотом-инструктором. Из авиатехники в клубе имелись: два лёгких самолёта и четыре планера. Но все они были далеко не новыми. Денег на покупку новых летательных аппаратов или ремонт старых РОСТО уже не выделяло. Авиатехника пришла в негодность и в 2000 году клуб ликвидировали.
Для меня жизнь в авиации началась с 10 лет, когда записался в авиамодельный кружок. Авиамоделизмом занимался долго и серьёзно, участвовал в соревнованиях, получил звание кандидата в мастера спорта по пилотажным моделям и воздушному бою.

Потом стал профессиональным пилотом: закончил в 1986 году Бугурусланское лётное училище ГА (а в 2004 году — Санкт-Петербургскую Академию ГА). Поэтому и не представлял свою дальнейшую жизнь без авиации и решил самостоятельно и на свои деньги построить самолёт. Из старых коллег мало кто верил, что из этой затеи что-то получится: ведь даже самому построить самолёт не так-то просто, а ещё надо получить на него сертификат лётной годности, государственные номера, чтобы летать на нём официально. В конце концов, преодолев немало трудностей и препон на этом пути, я осуществил задуманное и построил двухместный низкоплан нормальной аэродинамической схемы с тянущим винтом с двигателем VW-1600 фирмы «Фольксваген» мощностью 60 л.с. с воздушным охлаждением. В октябре 2002 г. выполнил на нём первый полёт. В сентябре 2003 г. зарегистрировал самолёт во ФЛА под обозначением Ф-1 и получил бортовой номер.

В этом же году создал некоммерческое партнёрство «Кингисеппский аэроклуб «Взлёт», в котором появились новые члены. Вместе купили самолёт Ан-2 — с него стали «бросать» парашютистов, а на самодельном самолёте — обучать пилотированию. На Ф-1 летали по всем действующим аэродромам Ленинградской области и даже до Твери и Великого Новгорода.

Самолёт Ф-3, о котором пойдёт речь ниже, явился развитием предыдущего — Ф-1. К проектированию и постройке Ф-3 я приступил в конце 2003 г. Большую помощь строительстве самолёта мне оказал Александр Чиликин. Первый полёт на Ф-3 совершил в марте 2005 г., а зарегистрировал его как ЕЭВС АОН 17.05.2007 г.

Самолёт — двухместный, учебнотренировочный, туристический. По аэродинамической схеме — это классический свободнонесущий моноплан с нижним расположением крыла и хвостовым оперением без расчалок. Конструкция — деревянная, со стеклопластиковой обшивкой. Для неё использовался в основном готовый листовой стеклопластик марки СТЭФ-05 (толщина — 0,5 мм).

Силовая установка самолёта — двигатель VW-2100 фирмы «Фольксваген» мощностью 112 л.с. при 4800 оборотах в минуту, четырёхцилиндровый, четырёхтактный, жидкостного (тосол) охлаждения. Работает на бензине А-95.

Моторама выполнена из трубы наружным диаметром 25 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Материал трубы — сталь 20. В точках подвески двигателя к мотораме установлены резиновые амортизаторы.

Вращение от выходного вала двигателя на вал воздушного винта осуществляется через шестерёнчатый редуктор с передаточным отношением 2,05.

Воздушный винт — заводского изготовления, трёхлопастный, изменяемого и фиксируемого на земле шага, марки ВФШ-183/1800 (диаметр ометаемой им поверхности — 1800 мм).

Лопасти — стеклопластиковые. Статическая тяга винта на взлётном режиме — 200 кгс.

Фюзеляж самолёта — деревянный, ферменной конструкции. Все его силовые элементы (лонжероны, раскосы, шпангоуты) изготовлены из высокосортной древесины — прямослойных сосновых брусков без сучков с проверенной прочностью на растяжение (830 кг/см²) и на сжатие (350 кг/см²). Склейка всех узлов производилась эпоксидной смолой усиливались треугольными вставками толщиной тоже 25 мм.

Двухместный низкоплан Ф-3:

1—воздушный трёхлопастный винт ВФШ d1800; 2— капот двигателя (стеклопластик); 3 — остекление кабины; 4 — фюзеляж; 5 — киль; 6 — руль направления; 7—хвостовое колесо; 8 — шасси; 9—консоль крыла (2 шт.); 10 — центроплан; 11 —элерон (2 шт.); 12—закрылки (4 шт.); 13 — стабилизатор; 14 — руль высоты; 15 — накладка (2 шт.)

Шпангоуты выполнены из брусков сечением 25×25 мм в форме Прямоугольных рамок. Передний шпангоут перекрыт противопожарной перегородкой из дюралюминиевого (Д16Т) листа толщиной 2 мм. По углам, в точках стыковки передних концов лонжеронов с первым шпангоутом установлены узлы для навески моторамы — стальные кронштейны-ушки, усиленные приваренными к ним шайбами.

Верхние лонжероны от первого до третьего шпангоута (в районе кабины) — усиленные — из двух сплочённых по высоте и склеенных брусков. Ещё по бортам кабины между вторым и третьим шпангоутом по обе стороны каждого шпангоута центроплана смонтированы стойки, подкреплённые подкосами. Стойки, как и третий шпангоут, закреплены под углом 4° к вертикали — по углу установки крыла.

Третий шпангоут служит одновременно и опорой спинки сиденья. На этом же шпангоуте сверху укреплена дуга безопасности высотой 510 мм, выполненная на оправке из перекпея сосновых брусков. Опорой самого сиденья служат лонжероны центроплана. Кроме этого, сиденье усилено собственными стойками, перекладинами и подкосами, скреплёнными между собой косынками (треугольными вставками) на эпоксидной смоле.

Центроплан и консоль крыла (на общем виде обшивка условно не показана):

1—фюзеляж; 2—центроплан; 3—верхний передний узел стыковки консоли крыла и центроплана (2 шт.); 4—накладка; 5—верхний задний узел стыковки консоли крыла и центроплана (2 шт.); 6 — нервюры консоли крыла; 7 — передний лонжерон консоли; 8 — носок крыла; 9—законцовка консоли крыла (пенопласт, 2 шт.); 10—элерон (2 шт.); 11—задний лонжерон консоли; 12—закрылок консоли крыла (2 шт.); 13—закрылок центроплана (2 шт.); 14—топливный бак; 15—задний лонжерон центроплана; 16 — передний лонжерон центроплана; 17—противопожарная перегородка; 18—пол кабины; 19—опора пола; 20—лонжерон фюзеляжа (брусок 25×25, 2 шт.); 21 —передняя стойка сиденья (брусок 25×25, 2 шт.); 22—подкосы сиденья (брусок 25×25, 4 шт.); 23—задняя стойка сиденья (брусок 25×25, 2 шт.); 24 — шпангоут №3; 25—опора сиденья (брусок 25×25,2 шт.); 26—сиденье (фанера); 27—вставка (пенопласт); 28—лонжерон закрылка; 29—нижний задний узел стыковки консоли крыла и центроплана (2 шт.); 30 — обшивка центроплана (стеклопластик СТЭФ-05); 31—нижний передний узел стыковки консоли крыла и центроплана (2 шт.) 32 —наполнитель носка (пенопласт); 33—косынка

Всего фюзеляж имеет девять шпангоутов. Размеры их рамок и расположение по длине фюзеляжа приведены в таблице 1.

Для формообразования гаргрота фюзеляжа сверху на четвёртый, пятый, шестой и седьмой шпангоуты установлены дужки из 3-мм фанеры, подобные по форме дуге безопасности, скреплённые между собой стрингерами из сосновых реек сечением 10×10 мм.

Ещё одна дужка смонтирована между 3-м и 4-м шпангоутом.

Обшивка фюзеляжа осуществлена готовым листовым стеклопластиком, приклеиваемым к элементам каркаса эпоксидным связующим, с предварительной зачисткой наждачной бумагой соединяемых кромок для придания им шероховатости.

Капот состоит из нижней и верхней крышек, выклеенных из стеклоткани на эпоксидной смоле К-115 в пенопластовых матрицах.

Крыло самолёта имеет профиль МАЭА-23018, данные по которому приведены в таблице 2.

Крыло — прямое без сужения, двухлонжеронное, технологически делится на центроплан и консоли. Передний лонжерон воспринимает около 70% нагрузки, второй задний — около 30%. Лонжероны — коробчатые, их верхние полки — из перекпея сосновых брусков, нижние у главных — из обычных, у вспомогательных — тоже из переклея, стенки — из 3-мм фанеры. По размаху крыла полки лонжеронов консолей облегчаются — изнутри уменьшаются по высоте.

Профилеобразующие нервюры изготовлены из 3-мм фанеры, облегчены круглыми отверстиями и усилены от переднего до заднего лонжерона сосновыми дужками сечением 15×15 мм. Площадь крыла — 10,8 м2, хорда — 1300 мм. Угол установки крыла и его поперечное V одинаковые — по +4°.

В центроплане (между лонжеронами) по обе стороны от фюзеляжа расположены два топливных бака общей ёмкостью 80 л (по 40 л каждый). Баки сварены из стального листа толщиной 1 мм и соединены с расходным баком вместимостью 1л резиновыми шлангами диаметром 16 мм.

Носок крыла расположен на расстоянии 284 мм от первого шпангоута. Полости между нервюрами в носке крыла заполнены пенопластом. За-концовки крыла, как и задние вставки, — тоже пенопластовые. Обшивка центроплана и консолей — стеклопластиковая, причём от переднего до заднего лонжерона — таким же готовым стеклопластиковым листом марки СТЭФ-05, который использовался для обшивки фюзеляжа.

Узлы навески консолей крыла и центроплана выполнены из стальных пластин толщиной 4 мм в виде ответных проушин, закреплённых на верхних и нижних полках лонжеронов, причём так, чтобы обеспечивался угол установки консолей относительно центроплана +4°. Отверстия в проушинах под стыковочные болты усилены приваренными шайбами.

Стабилизатор и руль высоты:

1 —основной лонжерон стабилизатора; 2—вспомогательный лонжерон стабилизатора; 3—заполнитель носка стабилизатора (пенопласт); 4—нервюра (фанера sЗ, 10 шт.); 5—проушина подвески руля высоты (3 шт.); 6—обшивка стабилизатора (стеклопластик); 7—законцовка стабилизатора (2 шт.); 8—лонжерон руля высоты; 9—носок руля высоты; 10—лопасть руля высоты (пенопласт, 2 шт.); 11—противовес; 12—обшивка руля высоты (стеклопластик); 13 —ушко навески руля высоты на стабилизатор (3 шт.); 14—законцовка руля высоты (2 шт.); 15—кабанчик руля высоты; 16—фюзеляж

Элероны и закрылки по конструкции одинаковые — изготовлены из пенопласта с деревянными П-образ-ными лонжеронами (полки из сосновых брусков, а стенки — из 3-мм фанеры) и оклеены стеклотканью.

Закрылки — составные (центропланные и консольные). Между собой соединены карданными шарнирами.

Горизонтальное оперение включает стабилизатор и руль высоты. Стабилизатор — свободнонесущий, по конструкции он такой же, как и крыло: двухлонжеронный, с фанерными нервюрами, усиленными сосновыми рейками (сечением 10×10 мм). Носок — из пенопласта и оклеен стеклотканью на эпоксидной смоле в два слоя. Законцовки тоже пенопластовые, оклеенные. Стабилизатор прикреплён к верхним лонжеронам и двум последним шпангоутам фюзеляжа, а также связан с задним (дополнительным) лонжероном и нижней нервюрой киля. На задний лонжерон стабилизатора навешивается шарнирно руль высоты, для чего на лонжероне смонтированы три проушины.

Хвостовая часть самолёта:

1 —передний (подносный) лонжерон; 2—задний лонжерон; 3—законцов-ка киля; 4—заполнитель носка стабилизатора (пенопласт); 5 — нервюра киля (фанера sЗ); 6—проушина для навески руля направления (2 шт.); 7—лонжерон руля направления; 8 -законцовка киля (пенопласт, покрытый двумя слоями стеклоткани на эпоксидном связующем); 9—заполнитель (пенопласт); 10—нервюра (3 шт.); 11 —ушко навески руля направления на киль (2 шт.); 12 — обшивка руля направления (два слоя стеклоткани на эпоксидном связующем); 13—качалка руля направления; 14 — обшивка киля (два слоя стеклоткани на эпоксидном связующем), условно не показана; 15—стабилизатор; 16—каркас фюзеляжа; 17—каркас гаргрота

Руль высоты — однолонжеронный, носок и хвостовик — из пенопласта. Оклеен стеклотканью на эпоксидном связующем. Он состоит из двух частей, объединённых между собой одним лонжероном. Лонжерон — коробчатого типа. Нижняя и верхняя полки — из цельных сосновых брусков, а стенки — всё из той же 3-мм фанеры. На лонжероне смонтированы ответные ушки подвески к стабилизатору. Вместе со средним ушком смонтированы ещё противовес руля высоты и кабанчик управления рулём. Груз противовеса — свинцовый.

Вертикальное оперение состоит из киля и руля направления. Киль — двухлонжеронный, связан с фюзеляжем конструктивно: его передний лонжерон проходит через каркас и скреплён с нижним бруском седьмого шпангоута, а также установлен враспор между верхними лонжеронами с помощью продольных пенопластовых вставок, оклеенных стеклотканью. Задний лонжерон киля представляет собой колонку, на которую навешивается шарнирно руль направления.

Фрагмент центральной части планера:

1—тяга управления элеронами; 2—левый топливный бак; 3 — ручка управления самолётом (РУС); 4—верхний лонжерон (усиленная часть); 5—третий шпангоут; 6—вал управления закрылками; 7—подкос каркаса фюзеляжа; 8—тяга управления рулём высоты; 9—стрингер гаргрота; 10—сиденье; 11—дужка гаргрота; 12—обшивка гаргрота; 13—дуга безопасности; 14—внутренняя обшивка кабины; 15—место установки приборной доски; 16—подкос центропланной стойки; 17—приборный отсек; 18 — стойки; 19—шпангоуты (первый и второй); 20 — нижний лонжерон фюзеляжа; 21 —лонжерон консоли крыла; 22 — нервюра консоли крыла

Руль направления — однолонжеронной конструкции. На лонжероне смонтированы ответные ушки навески руля на киль и кабанчик управления. Нервюры — фанерные. Полость носка заполнена пенопластом. Вся поверхность руля оклеена двумя слоями стеклоткани.

Конструктивные схемы: а—закрылка (я,—центропланной части, а2—консольной части) и б—элерона:

1 —лонжерон закрылка; 2—носок закрылка; 3—закрылок; 4—обшивка (два слоя стеклоткани на эпоксидном связующем); 5—ушко навески закрылка на крыло (4 шт.); 6—лонжерон элерона; 7—носок элерона; 8—элерон; 9—обшивка (два слоя стеклоткани на эпоксидном связующем); 10—ушко-кронштейн навески элерона на крыло (2 шт.)

Шасси самолёта — трёхопорное, с хвостовым колесом, приспособленное для эксплуатации самолёта с грунтовых взлётно-посадочных полос. Основная опора — рессорного типа, снабжена двумя тормозными колёсами размерами 400×120 мм. Две стойки-рессоры сечением 90×14 мм длиной 850 мм использованы от автомобиля КаМАЗ. Крепление рессоры к главному лонжерону центроплана осуществляется с помощью сварного кронштейна из стального (30ХГСА) листа толщиной 4 мм С помощью другого (тоже сварного) кронштейна к нижнему концу рессоры крепится ось основного колеса.

Моторама:

1—лонжерон фюзеляжа; 2—двигатель; 3 — верхнее ушко крепления элементов моторамы к фюзеляжу (сталь, лист s4,2 шт.); 4—нижнее ушко крепления элементов моторамы к фюзеляжу (сталь, лист s4,2 шт.); 5 -растяжка (стальная труба d25,2шт.); 6—распорка (труба d25, 2шт.); 7—подкос (труба d25); -подмоторная связь (труба d25,2шт.); 9—упор (сталь, лист s4); 10—расположение проушин на задней стенке двигателя

Размер хвостового колеса — 250×80 мм. Хвостовая опора — тоже автомобильный рессорный лист, только сечением 80×10 мм и короче (её длина — 420 мм). Прикреплена одним концом к фюзеляжу двумя болтами М10. На другом (заднем конце смонтирована (подвешена на оси из болта М14 без подшипника) вилка колеса с кабанчиком управления им.

Узлы крепления консоли крыла и рессоры основного колеса к лонжерону центроплана:

1 —фюзеляж; 2—основной лонжерон центроплана; 3 —основной лонжерон консоли крыла; 4—сварной кронштейн крепления рессоры к основному лонжерону центроплана (сталь, лист s4); 5—рессора (сечением 90×14 от автомобиля КамАЗ); 6—нижнее ушко стыковочного узла центроплана и консолн крыла (8 шт.); 7—верхнее ушко стыковочного узла центроплана и консоли крыла (8 шт.); 8—сварной кронштейн крепления основного колеса к рессоре (сталь, лист s4); 9—тормозной барабан; 10—основное колесо; 11 —задний лонжерон центроплана; 12—задний лонжерон консоли; 13—крепление узла подвески консоли к центроплану (болт М16, 4 шт.)

Колёса основных опор шасси снабжены тормозами барабанного типа. В действие приводятся через тросы от гашетки левым пилотом и от педалей — правым пилотом.

Все колёса позже оборудованы обтекателями, выклеенными в пенопластовой матрице из стеклоткани на эпоксидном связующем.

Кабина самолёта — двухместная, с расположением пилотов «бок о бок», находится между первым и третьим шпангоутами На верхней поперечине второго шпангоута закреплена приборная доска. Сиденье пилотов — поролоновое, с основанием из фанеры, сверху обшито тканью типа «флок», какой обшивают автомобильные кресла, оборудовано привязными ремнями Все их точки крепления связаны с силовыми элементами конструкции фюзеляжа. Борта кабины обшиты ещё и изнутри стеклопластиком СТЭФ-05. Пол кабины — из 6-мм фанеры под педалями приклеены резиновые коврики-подследники.

Схема крепления привязных ремней:

1 —плечевые ремни левого пилота; 2—плечевые ремни правого пилота; 3—поясные ремни левого пилота; 4—поясные ремни правого пилота; 5— спинка сиденья пилотов; 6 — сиденье пилотов; 7—полка

Остекление кабины из плексигласа толщиной 3 мм Фонарь — с двумя откидывающимися вверх частями (типа «чайка»).

Ручка управления самолётом (РУС), смонтирована на пог> кабины между пилотами. Открытие дроссельной заслонки карбюратора двигателя осуществляется от ручки управления двигателем (РУД), установленной на левом борту кабины. Здесь же расположена и ручка управления триммером руля высоты а рядом на полу — ручка управления закрылками.

Схема расположения анероидных приборов:

1—приёмник полного воздушного давления; 2 — приёмник статического воздушного давления; 3—шланг полного давления; 4—шланг статического давления; 5 —разветвитель (тройник) статического давления; 6—указатель скорости; 7—высотометр; 8—вариометр

Электропитание оборудования и приборов обеспечивают аккумулятор на 12 В ёмкостью 38 А/ч; генератор на 12 В мощностью 1 кВт, три преобразователя на 36 В х 400 Гц.

Приборная доска, под ней — педали управления рулём направления и хвостовым колесом. На переднем плане — РУС, слева—ручка управления закрылками

Самолёт имеет на борту радиостанцию ІС-А200, а также необходимый набор пилотажно-навигационных приборов для полёта в простых метеоусловиях.

Ф-3 в зимний период оборудуется лыжным шасси и эксплуатируется с заснеженных аэродромов. Лыжи — дюралюминиевые.

Заправка самолёта осуществляется через горловину в левом баке с перетеканием топлива через расходный бак — в правый.

О.ФЕФЁЛОВ, г. Кингисепп, Ленинградская обл.