Чи знаєте ви, що немало літальних апаратів аматорської конструкції мають в своїй основі БРО-11М – планёр першоначального навчання відомого литовського авіаконструктора Б.И. Ошкиніса? Дуже простий у виготовленні і надійний у експлуатації, спроектований на основі прийомів класичної школи конструювання літальних апаратів 1930-х років, планёр завоював симпатії не тільки початківців планеристів, а й самодіяльних авіаторів, які побачили в конструкції як самого БРО-11М, так і його окремих елементів немало корисного для створення любительських планёров і самолётов. При цьому одні використовували схему планёра в цілому, інші копіювали конструкцію крила, треті – його оригінальну систему управління… Словом, БРО-11М став свого роду навчальним посібником для початківців авіаторів.
Так от, Бро-11М представляє собою подкосний високоплан цільнодерев’яної конструкції з фермовим фюзеляжем.
КРИЛО І ЕЛЕРОНИ
Крило планёра має дуже просту і типову для планёров 1930-х років конструкцію, яка може бути взята за основу при самостійному проектуванні та будівництві схожих за призначенням літальних апаратів. Це підтверджується не тільки роботами самого Б.И. Ошкиніса, створившого кілька планёров першоначального навчання саме з таким крилом, але й розробками багатьох авіаторів-любителів, які будували за зразком і за подібністю БРО-11М планёри, мотопланёри та літаки.
Розуміється, в кожному конкретному випадку повинні враховуватися норми міцності – крило, про яке тут розповідається, розраховане тільки на експлуатацію його на БРО-11М; у випадку ж його установки, скажімо, на легкий літак крило необхідно перерахувати на міцність і, за необхідності, посилити його основні елементи.
Крило БРО-11М складається з двох симетричних півкрильов цільнодерев’яної конструкції, які кріпляться до ферми фюзеляжа за корінь лонжерона та задній стрінгер. Кожне півкрило фіксується підкосом, закріпленим верхнім кінцем на середній частині лонжерона і нижнім – на фермі фюзеляжа.
У набір кожного півкрила входять коробчастий лонжерон, 17 нервюр, передній і задній стрінгери кінцевої дуги, фанерна обшивка, коси і бобишки. Деякі металеві вузли встановлюються на каркас крила до його збірки (на лонжероні і нервюрах), а інші монтуються на вже зібраному каркасі.
Замок хвостовика розтяжок і задній вузол крила монтуються на задньому стрінгері після збірки крила за допомогою двох болтів М6х32 і гайок. Місце кріплення посилено фанерними насадками і ясеневою дошкою сеченням 34×8 мм.
Замок расчалок усилен тремя стальными пистонами діаметром 4 -6 мм. Откидной крючок замка шарнірно зафіксований болтом М6, опиленним і встановленим між двома шайбами. Замок законтрований валиком, в нижньому кінці якого встановлюється фіксуюча булавка, зігнута з проволоки ОВС діаметром 1 мм.
Лонжерон крила складається з двох сплошних соснових полів сеченням 20×10 мм, посилені підклейками з рейок сеченням 10×10 мм, а також трьох бобышок, чотирнадцяти стоек і двох кінцевих реек. Лонжерон після збірки ретельно обробляється фуганком і обклеюється з обох сторін 1-мм фанерою. Коренева частина лонжерона в місці установки вузла кріплення до фюзеляжу посилена накладками з 1-мм фанери розмірами 65×24 мм. Вузол складається з двох 1,5-мм пластин Д16Т, стягнутих пістонами з труби марки 20А діаметром 8 -10 мм. У середній частині лонжерон посилений рейками сеченням 12×5 мм і довжиною 135 мм, наклеєними на обидві полки, і накладками з 1-мм фанери розмірами 135×54 мм. В цьому ж місці між нервюрами № 9 і № 10 встановлений вузол кріплення подкоса крила, який зварений зі сталевої пластини, двох шейок і втулки.
Стыковочний і підкосний вузли зафіксовані болтами М5 х 21 з шайбами і корончастими гайками. Валик призначений для стикування крила з фюзеляжем.
Профілі крила і елерона показані в таблиці контрольних сечень (обидва мають позитивний крен близько 2-х градусів, що підвищує ефективність крила на великих кутах атаки (зрив потоку настає спочатку в середній частині крила). Необхідний крен отримують невеликим згином лонжерона в стапель перед обшивкою лобової частини крила фанерою – після цієї операції крило збереже потрібний крен.
Всі нервюри мають однаковий профіль і хорду, але неоднакові за конструкцією. Так, нервюри № 2 – № 9 і № 11 – № 14 – двутаврового сечення, складені на клею і гвоздях з чотирьох реек сеченням 5×5 мм, двох бобышок і стінки з 1-мм фанери з отворами для їх полегшення.
Коренева нервюра має посилений профіль коробчастого сечення. Полки її склеєні з реек сеченням 12×5 мм. Стійки, прилягаючи до отворів для лонжеронів, мають сечення 12×10 мм, інші стійки і розкоси – 12×5 мм. В стінках передньої частини нервюри вирізані отвори для вентиляції. Посилені нервюри № 10 і № 15 схожі за конструкцією з нервюрою № 1 і мають ті ж самі сечення реек.
До кільця нервюри № 10 знизу приклеєна бобышка розмірами 185x52x14 мм. Кільце і бобышка обклеєні з обох сторін 1,5-мм фанерою розмірами 210×94 мм, поверх якої приклеєні дві рейки сеченням 10×8 мм і довжиною 185 мм. К бобышці трьома болтами М5 кріпиться кронштейн для підвіски елерона, вирізаний з 3-мм листа Д16Т товщиною 3 мм. В вушко кронштейна вставлена і застоскована сталева втулка діаметром 8×1 мм. Кільце нервюри № 16 має аналогічну конструкцію, лише бобышка призначена для запобігання ударів кінця крила об землю.
Елерони підвішені під крилом на двох шарнірах, один з яких розташований на фермі фюзеляжу, а інший – на кронштейні нервюри № 10. Незвичайно великий розмах підвісних елеронів, майже рівний розмаху крила, забезпечує їх високу ефективність.
Каркас елерона складається з лонжерона, шістнадцяти однакових нервюр, переднього і заднього стрингерів, а також обшивок і книць. Нервюри в наборі розташовані на тих же відстанях від площини симетрії планера, що й нервюри крила.
Кожен з лонжеронів складається з соснової дошки сеченням 55×8 мм з трьома двосторонніми посилюючими наклейками. Посилення нервюри елерона № 1 складається з соснової рейки сеченням 55×6 мм довжиною 315 мм, обклеєної 1-мм фанерою: з зовнішньої сторони – на всю довжину, з внутрішньої – на 122 мм, рахуючи від носка нервюри.
Посилення нервюри № 10 складається з двох полок сеченням 7×5 мм, двох книць в носку з бобышкою між ними, фанерної стінки, невеликої книці на кінці, а також бобышки і книць в середній частині нервюри для кріплення шарніра елерона. Конструкція звичайних нервюр така ж, як у нервюри № 10, за винятком того, що середня бобышка з кницею відсутні.
Координати профілю крила Р-II-14%
X, мм | 0 | 11 | 22 | 44 | 66 | 88 | 110 | 165 | 220 | 275 | 330 | 440 | 550 | 660 | 770 | 880 | 990 | 1100 |
YВ, мм | 0 | 30 | 42 | 61 | 75 | 87 | 95 | 110 | 118 | 121 | 120.5 | 113 | 100.5 | 84 | 64 | 43 | 22.5 | 0 |
YН, мм | 0 | 14 | 19 | 25 | 28.5 | 30 | 31.5 | 33.5 | 33.8 | 33.5 | 33 | 31 | 27.5 | 23 | 19 | 13.5 | 7.5 | 0 |
Координати профілю елерона Р-Ш-16%
X, мм | 0 | 7 | 17.5 | 35 | 52.5 | 70 | 105 | 140 | 175 | 210 | 245 | 280 | 315 | 350 |
YВ, мм | 0 | 21 | 27 | 35.5 | 41 | 42.5 | 42 | 38 | 33 | 26 | 20 | 13 | 6.6 | 0 |
YН, мм | 0 | 6.8 | 9.2 | 11 | 11.3 | 11.5 | 11.3 | 10.7 | 9.6 | 8 | 6.3 | 5.1 | 4 | 0 |
Кабанчик елерона з вушком кореневого шарніра виготовляється з листового 2-мм дюралюмінію. У нижні отвори діаметром 8,1 мм застосовані втулки зі сталевої труби діаметром 8×1 мм. Кабанчик кріпиться до зовнішньої сторони нервюри № 1 трьома болтами М6 довжиною 20 мм. Двома такими ж болтами закріплений на нервюрі № 10 кронштейн елерона.
ПІДКОСИ КРИЛА
Підкоси крила виготовляються з соснових заготовок, кожна з яких, для уникнення короблення, склеюється епоксидною смолою з двох планок сеченням 85×20 мм. Планки повинні бути рівними, без гілок, гнилі та косослоя. Після склейки заготовку обробляють за допомогою контршаблонів відповідно до сечень підкоса, зображених на його кресленні.
Кінцеві частини підкосів – пірамідальної форми. Після обклеювання цих ділянок склотканиною за допомогою епоксидної смоли на них насажують верхній та нижній наконечники, зварені з листової сталі Ст. 20, і кріплять їх на підкосі болтами з різьбою М6. Верхній наконечник підкоса кріпиться болтами М8 та корончатими гайками на вушку, встановленому на лонжероні крила біля нервюри №10, а нижній – до вузла передньої стійки рами фюзеляжу. Після монтажу корончаті гайки обов’язково шплинтуються.
Від верхнього наконечника підкоса простягуються тросові розтяжки до передньої частини рами фюзеляжу та хвостового оперення.
Кінці тросів заплітаються на коуши або закріплюються мідною трубкою. Необхідне натягання розтяжок здійснюється тандерами довжиною 100 – 150 мм з різьбою не менше М5. Тандери фіксуються м’якою сталевою дротом діаметром 1 мм.
ХВОСТОВЕ ОПЕРЕННЯ
Хвостове оперення складається з неподвіжних елементів (кіль та стабілізатор) та рухомих (руль напрямку та рулі висоти). Кіль з’єднаний зі стабілізатором парою трубчастих підкосів, кінці яких заделані П-подібними скобами.
Стабілізатор має в плані трикутну форму. Каркас його складається з лонжерона, семи нервюр, переднього ребра, чотирьох бобышок та 32-х кніць. Лонжерон виготовляється з соснової рейки сеченням 35×5 мм з фанерною наклейкою (усилителем) в середній його частині. До задньої стінки лонжерона приклеєні чотири рейки сеченням 10×7 мм. Підсилюючи лонжерон, вони служать також для зменшення ширини щілини між стабілізатором та рулями висоти. Нервюри № 1 (середня) та № 5 (коса) виготовлені з соснових рейок. Вузол, що служить для кріплення підкоса та підвіски рульові висоти, виготовлений з листового 2-мм дюралюмінію Д16Т .
Руль напрямку (так само, як і лопаті руля висоти) має дерев’яний каркас з полотняним обтяженням. Збираються ці елементи планера практично так само, як крило і елерони. Під час покриття рулів аеролаком рекомендується закріплювати їх струбцинами на товстій дошці для уникнення короблення.
ОБТЯЖКА КРИЛА І ЕЛЕРОНІВ
ОБТЯЖКА КАРКАСУ КРИЛА ТА ЕЛЕРОНА ТКАНИНОЮ
Обтяжка каркасу крила та елерона тканиною – вкрай відповідальна операція, від якої залежить аеродинаміка планера в цілому. Підготовка до цієї операції полягає у ретельному зачищенні напильниками і шкуркою поверхонь усіх деталей каркасу, з якими буде з’єднуватися тканина.
Найкращий матеріал для обтяжки – авіаційний перкаль, проте знайти його зараз непросто. Однак можна обтягнути планер сатином або ситцем. Обтяжку бажано виконувати одним шматком тканини або робити заготовку з мінімальною кількістю швів.
Підготовлена таким чином тканина накладається на попередньо покритий клеєм каркас – при цьому бажано використовувати нітроклей АК-20 або аеролак першого покриття. Необхідно слідкувати, щоб тканина була добре прижата до всіх елементів каркасу і рівномірно натягнута. Особливо важливо досягти щільного її прилягання до фанерного обшивання носка крила.
Після висихання клею обтяжка прошивається наскрізь по нервах нитками типу «мокей» (підійде і більш сучасна лавсанова нитка) за допомогою спеціальної довгої голки, після чого шви за допомогою емаліту оклеюються киперною стрічкою – смужками тканини з зубчастими краями; операція ця необхідна для того, щоб запобігти відклеюванню тканини від каркасу при експлуатації планера.
Подальша обробка поверхонь полягає в покритті їх аеролаком для рівномірного і сильного натягу тканини та надання їй водонепроникності. Крило покривається емалітом у два-три шари з міжшаровою сушкою та обробкою дрібної шкуркою для знищення дрібних нерівностей і сміття. Наносити лак слід за допомогою пульверизатора (в крайньому випадку – широким м’яким кистю, без натискання на тканину). Заключне фарбування крила виконується нітрокраскою з високою укривистістю, в два-три шари. Останнє покриття – безбарвний нітролак з подальшим поліруванням автомобільним «поліролем».
ФЮЗЕЛЯЖ
Застосовано до БРО-11М назва це чисто умовна, оскільки фюзеляжу як такого у цього літаючого апарата немає. Замість цього планер має плоску силову ферму з соснових брусків, до якої знизу кріпиться гондола з посадковими пристосуваннями (колесо шасі 250×125 мм і амортизуючі лижі), сидіння пілота з півобтекателем, праворуч і ліворуч від ферми – консолі крил з елеронами, а ззаду – хвостове оперення. З’єднання всіх цих елементів добре продумано і дозволяє швидко збирати і розбирати планер.
Гондола представляє собою короб обтікаємої форми, що має каркас з соснових брусків з працюючою фанерною обшивкою змінної товщини. У середній частині гондоли – ніша для колеса шасі. У передній частині – буксирний крюк та амортизуючий пристосування, що складається з металевої лижі, підпружиненої кільцем з щільної гуми. Така сама лижа встановлена і в задній частині гондоли.
ЦЕНТРАЛЬНА СТОЙКА ФЕРМИ ФЮЗЕЛЯЖУ
Центральна стійка ферми фюзеляжу зварена зі сталевих (марки Ст.20) труб діаметром 25 мм. Верхня перемичка стійки – з 5-мм сталевої полоси, припаяної щільним неперервним швом до труб стійки та башмаку кріплення ферми.
ХВОСТОВА ФЕРМА
Хвостова ферма склеєна епоксидним клеєм з соснових рейок секцією 30×15 мм і 30×20 мм. Задня (трикутна) частина ферми обшита з обох боків 1-мм фанерою, утворюючи таким чином велику кілевату поверхню, що дозволило значно зменшити розміри власне киля, який на БРО-11М практично використовується лише для навіски руля напрямку. У нижнім і верхнім проміжних вузлах ферми встановлені посилюючі бобишки, обклеєні з обох боків косинками з 5-мм фанери.
Передній вузол ферми складений з башмака вертикальної стійки за допомогою болта М8, нижній – таким самим болтом з щічками на задній кінці гондоли. Верхній проміжний вузол несе на собі кронштейн підвіски елерона та ролики провідки тросів руля напрямку. Верхній вузол киля служить для кріплення верхнього шарніра руля напрямку, хвостових розвалок і вілчатих кінців підкосів стабілізатора. Останні згинуті з 1,5-мм сталевого листа (габаритні розміри заготовки – 114×70 мм). В отвори вушок для шарніра руля напрямку та для підкосів закатані втулки зі сталевої труби діаметром 8×1 мм. Нижній шарнір руля напрямку згинутий зі сталевої пластини розмірами 84×45 мм; в його вушко також закатана втулка з труби діаметром 8×1 мм.
Сидіння пілота встановлено в передній частині гондоли; спереду воно закрите легким полуобтекателем з 1,5-мм фанери, закріпленим на каркасі з двох дужок. Сам полуобтекатель монтується на основі гондоли клеєм і шурупами; по задньому краю він додатково фіксується парою дюралюмінієвих кутників з товщиною полиць 3 мм.
Сидіння пілота і спинка зроблені заціло з 4-мм фанери; на основі гондоли сидіння кріпиться клеєм і шурупами. Сидіння і заголовник обклеєні поролоном і обтягнуті штучною шкірою.
Ремені безпеки – полегшеного типу, з конусним замком, контролюється пружинною булавкою (дріт ОВС діаметром 2 мм). Ремені закріплені на середній перемичці центральної стійки.
Педалі ніжного управління виготовлені з ясеневих заготовок; троси управління кріпляться до них за допомогою плоских сережок з 1,5-мм листової сталі.
СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ПЛАНЕРОМ
Планер БРО-11М може виконувати маневри по курсу, крену та тангажу за допомогою ручного та ніжного управління. Перше – це ручка пілота, пов’язана з елеронами та рулями висоти, друге – педалі, пов’язані з рулем напрямку.
Усі ці елементи виключно прості за конструкцією, зручні при збірці та розбірці, а також при регулюванні. Усі вузли системи управління згруповані на фермі фюзеляжу, що дуже зручно при експлуатації та ремонті апарату.
ВУЗОЛ КАЧЕЛІВ УПРАВЛІННЯ РУЛЯМИ ВИСОТИ
Вузол качелів управління рулями висоти є конструктивною особливістю БРО-11М. При русі ручки управління до відмови «на себе» одночасно з відхиленням рулів висоти вгору обидва елерона відхиляються вниз на 10 градусів завдяки оригінальній кінематиці вузла управління, що дозволяє планеру активно виходити на посадкові кути без помітного «задирання» носа, що дозволяє проводити посадку планеру виключно просто – як правило, без «козлів» та злетів.
ЗБІРКА ПЛАНЕРУ
Перший збір планеру слід виконувати в світлому приміщенні розмірами не менше ніж 10×8 м, перед тим як відобразити на підлозі основні координати БРО-11М – осьову лінію (слід площини симетрії апарату), місця розташування крила та хвостового оперення. Точно в площині симетрії туго натягується дріт, на якому на тонких нитках підвішуються кілька невеличких важків-вісьок, призначених для точної установки півкрил та оперення, а також для усунення перекосів окремих збірочних деталей та вузлів.
Гондолу необхідно закріпити на підлозі за допомогою тимчасових бобычок та підпорок, після чого виконується монтаж хвостової ферми та півкрил. Для цієї операції доведеться зробити кілька козлів, за допомогою яких збірка виконується швидко і точно.
Досягти правильної геометричної форми планеру можна рівномірним натягом тросових розтяжок. Слід врахувати, що при заплітці тросів необхідно можливо точніше визначати їхню довжину з таким розрахунком, щоб на початку збірки різьбові хвостовіки тандеров можна було б завинчувати вручну, не звертаючись до використання гайкового ключа.
Після встановлення всіх розтяжок і рівномірного їх натягу тандерами можна перейти до монтажу тросів управління рулями висоти і рулем напрямку – вони натягуються не занадто сильно, але і без провисань.
Після обтягування тросів тандери контряться м’якою сталевою дротом. При правильній регулюванні тросів, що йдуть до руля напрямку, його нейтральне положення повинно відповідати нейтральному положенню педалей. Той же показник справедливий і при регулюванні руля висоти, тобто при нейтральному положенні рульов висоти положення ручки управління планером також повинно бути нейтральним.
Елерони при правильному і аккуратному їх виготовленні в регулюванні практично не потребують.
Лётно-технічні характеристики планеру БРО-11М
Розмах крила, мм 7800
Довжина, мм 5470
Висота на стоянці, мм 2500
Хорда крила, мм 1450
Площа крила, м2 11,8
Удовження крила 6,0
Кут поперечного V крила, град 3
Розмах елерона, мм 3650
Площа елерона, м2 1,2
Плече елерона, мм 1850
Довжина фюзеляжу з балкою, мм 4520
Висота ферми фюзеляжу, мм 1240
Максимальна ширина фюзеляжу, мм 510
Розмах горизонтального оперення, мм 2200
Площа горизонтального оперення, м2 1,43
Площа руля висоти, м2 0,71
Плече горизонтального оперення, мм 1820
Висота вертикального оперення, мм 2130
Площа вертикального оперення, м2 1,43
Площа руля напрямку, м2 0,71
Плече вертикального оперення, мм 2140
Маса планеру з обладнанням, кг 65
Корисне навантаження, кг 60
Польотна маса, кг 125
Удельне навантаження, кг/ м2 1,8
Максимальне якість 12
Мінімальна швидкість зниження, м/с 1
Крейсерська швидкість, км/год 40
Посадкова швидкість, км/год 30
Г. МАЛИНОВСЬКИЙ