Влітку минулого року керівник авіакружка Внуківського будинку культури пілот-аматор Андрій Черніков демонстрував на сконструйованому та побудованому своїми руками одномісному біплані досить складні фігури пілотажу над аеродромом Роздолля на Володимирщині.
Літак не має поки що сертифікату льотної придатності через фінансові та організаційні труднощі. Однак побудований він відповідно до вимог, що висуваються до літальних апаратів цього типу. Сьогодні Андрій Олександрович презентує свій літак читачам нашого журналу.
Перш ніж приступити до опису конструкції літака, доведеться трохи розповісти і історію його створення. А створювався надлегкий літальний апарат (СЛА чи ультралайт) в авіаконструкторському гуртку за Внуківським ДК. Діти, як і в інших подібних гуртках, будували різні спортивні моделі, виступали (і не без успіху) на змаганнях. Освоюючи ази теорії та практики створення літальних апаратів, гуртківці дійшли ідеї спорудження справжнього літака — нехай невеликого, але на якому можна було б і самому піднятися в небо.
Наступним етапом став вибір схеми літака, його компонування та конструкції.
Перше, ніж керувалися при виборі конструкції, – це її вартість. Зрозуміло, що чим простіше конструкція, тим вона дешевша. Але головним критерієм була все ж таки надійність, а значить, і безпека. З цією метою обрали і біпланну схему і силову установку з гвинтом, що штовхає. При такому компонуванні гвинт, що обертається, захищений спереду крилами зі стійками і підкосами, з боків — розчалками. До того ж, при такому розташуванні гвинтомоторної установки ніщо не обмежує пілоту огляд вперед, і вихлоп двигуна з глушника залишається позаду. Економія досягалася застосуванням недорогих та недефіцитних, але багаторазово випробуваних матеріалів, вузлів та агрегатів.
Відверто кажучи, більшість робіт з будівництва літака, побоюючись того, щоб перший млинець не вийшов комом, і для прискорення процесу, виконував сам, у вільний час від гуртківських обов’язків.
1 – обтічник з лобовим склом; 2 – верхнє ліве напівкрило (праве – дзеркально відображене); 3 – двигун; 4 – повітряний гвинт; 5 – розчавлення кіля (трос Ø1,8); 6 – розчавлення; 7 – тросове проведення керма напрямку; 8 – кіль; 9 – кермо напрямку; 10 – п’ята; 11 – силовий набір; 12 – ресора основних коліс шасі (сталева пластина); 13 – основне колесо шасі; 14 – ліве нижнє напівкрило (праве – дзеркально відображене); 15 – ручка керування літаком; 16 – важіль управління двигуном; 17 – переднє (кероване та гальмівне) колесо; 18 – гальмівний механізм; 19 – стійка переднього колеса; 20 – приймач повітряного тиску; 21 – стійка біплана (2 шт.); 22 – підкіс верхнього напівкрила (2 шт.); 23 – передні розчалки (трос Ø1,8); 24 – підкіс стабілізатора та кіля (Д16, труба Ø14×1, 2 шт.); 25 – додаткова стійка біплана (2 шт.); 26 – фара та аеронавігаційний вогонь (2 комплекти); 27 – елерон (2 шт.); 28 – стабілізатор; 29 – кермо висоти; 30 – накладка (дюралюміній s0,5)
Силова конструкція літака є плоскою фермою, зібраною в основному з дюралюмінієвих труб діаметром 60 мм з товщиною стінки 2 мм. До цієї ферми кріпляться крила, оперення, силова установка, паливний бак, приладова дошка, шасі, крісло та обтічник пілота. Труби ферми з’єднані між собою за допомогою пластинчастих накладок з підкладними фігурними радіусними шайбами, болтами з гайками, що самоконтрятся.
У місцях приєднання підкосів або розчалок хвостова балка ферми посилена, на неї надіті бужі – трубчасті втулки з кронштейнами.
1 – основна балка (труба Ø60×2); 2 – передній підкіс (труба Ø35×1,5); 3 – пілон кріплення верхнього крила (труба Ø60×2); 4 – центральна стійка (труба Ø60×2); 5 – рама сидіння (труба Ø30×2); 6 – підкіс хвостової балки (труба Ø35×1,5); 7 – хвостова балка (труба Ø55×2); 8 – довгий буж (труба Ø60×2,5, 2 шт.); 9 – короткий буж (труба Ø60×2,5); 10 – підкос моторами (труба Ø16×1, 2 шт.)
Крила та оперення. За своєю схемою, як уже зазначалося, літак є одностійковим біпланом (загалом стійок дві — між верхніми і нижніми півкрилами як з правого, так і з лівого боку). Стійки V-подібні, передня гілка виготовлена з дюралюмінієвої труби овального перерізу, задня – із круглої труби.
Крила, як верхнє, так і нижнє, — однолонжерони, вони мають однаковий двоопуклий профіль РІПА відносною товщиною 18%. Цей профіль, розроблений у ЦАГІ ще на початку 1930-х років, широко використовується досі, оскільки має високі характеристики. Технологічно крила діляться на ліві та праві відокремлені частини.
1 – обшивка носика (фанера s1); 2 – лонжерон; 3 – обтяжка площини (перкаль, просочена емалітом); 4 – нервюра; 5 – обтічник тросової проводки керування елероном (4 шт.); 6 – неповна нервюра; 7 – закінчування; 8 – обшивка носика елерону (фанера s1); 9 – кронштейн-навішування елерону (2 шт.); 10 – обтяжка елерону (перкаль, просочена емалітом); 11 – кінцева нервюра елерону (коренева-дзеркально відображена); 12 – коса нервюра елерону; 13 – задня кромка елерону; 14 – книця елерону; 15 – задня кромка крила; 16 – книця крила; 17 – коренева нервюра; 18 – вузол кріплення напівкрила до кронштейна пілона (2 шт.); 19 – кронштейн кріплення міжкрилової стійки; 20 – “стінка” – додатковий лонжерон; 21 – лонжерон елерону; 22 – гойдалка управління елероном; 23 – вісь гойдання елерону (2 шт.); 24 – козирок; 25 – проведення управління елероном (трос Ø1,5, 2 шт.)
1 – центральна стійка (труба Ø60×2); 2 – пластина кріплення пілона до основної стійки (лист s4, 2 шт.); 3 – кронштейн кріплення переднього підкосу (нержавіюча сталь, лист s2,5); 4 – радіусні шайби; 5 – гойдалка елеронів; 6 – кронштейн гойдалки елеронів; 7 – пілон (труба Ø60×2); 8 – кронштейни кріплення консолі верхнього крила (4 шт.); 9 – кріплення кронштейнів до силових елементів (болт М12, 2 шт.); 10 – кріплення пластин до силових елементів (болт М8, 3 шт.)
1 – носик нервюри (соснова рейка змінного перерізу); 2 – стійка лонжеронного отвору (соснова рейка 8×4, 2 шт.); 3 – підкіс (соснова рейка 8×4); 4 – книця (фанера s1); 5 – верхня дужка нервюри (соснова рейка 8×4); 6 – кінцева книця (фанера s1); 7 – нижня дужка (соснова рейка 8×4); 8 – боковина (фанера s6); 9 – верхня дужка (склейка з двох соснових рейок 12×6); 10 – носик кореневої нервюри (сосновий вкладиш змінного перерізу); 11 – нижня дужка (склейка з двох соснових рейок 12×6)
Лонжерон має швелероподібний переріз: полиці виконані із соснової рейки перетином 10×10 мм, а стінка — із фанери завтовшки 1 мм.
Нервюри зібрані із соснових рейок перетином 8×4 мм. Складання кожного напівкрила проводиться шляхом нанизування нервюр на лонжерон.
| X,% | 0 | 0,5 | 1,0 | 2 | 3 | 5 | 7 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| Yb,% | 0 | 1,98 | 28 | 4,16 | 5,24 | 6,98 | 8,34 | 9,87 | 11,41 | 12,02 | 12,16 | 11,92 | 10,56 | 9,05 | 7,28 | 5,46 | 3,64 | 1,82 | 0 |
| -Yн,% | 0 | -0,91 | -1,29 | -1,75 | -2,03 | -2,35 | -2,31 | -2,65 | -2,77 | -2,82 | -2,82 | -2,80 | -2,61 | -2,30 | -1,95 | -1,52 | -1,04 | -0,52 | 0 |
З’єднання всіх дерев’яних деталей – на епоксидному клеї. Обшивка носової частини крила – з 1-мм фанери – вона разом з лонжероном утворює замкнутий контур і сприймає момент, що крутить. Решта крила обшита перкалем і покрита емалітом. До речі, ним же перкалева обшивка приклеювалася до дерев’яних елементів силового набору.
Верхнє крило, на відміну від нижнього, має елерони і трохи більший розмах. Елерони мають таку ж однолонжеронну конструкцію, що й крило. Тільки нервюри розташовані зигзагоподібно, а профіль – симетричний.
Верхні напівкрила з кутом установки 4° монтуються на пілоні центральної стійки без поперечного V. Зазор між ними закривається алюмінієвою накладкою. Додатково кожне верхнє напівкрило кріпиться до основної балки ферми підкосом та тросовою розчалкою.
1 – обшивка (фанера s1); 2 – коренева нервюра (фанера s6); 3 – кронштейн стійки (нержавіюча сталь s2); 4 – бобишка кронштейна (фанера, s10); 5 – бобишка вузла кріплення напівкрила (фанера s12, 2 шт.); 6 – накладка (дюралюміній s2, 4 шт.); 7 – втулка (трубка Ø8×0,5, 2 шт.)
Нижні напівкрила пристиковуються до основної балки ферми з поперечним V = 4,5 °. Кут установки нижнього крила – теж 4,5 °.
Горизонтальне оперення (ГО) складається із стабілізатора та керма висоти.
Вертикальне оперення (ВО) включає кіль і кермо напряму (РН). Кермо – цільне з ножем, що відхиляється на землі. Кіль та стабілізатор з’єднані між собою кронштейнами та підкосами, а верхні кінці підкосів з міжкриловими стійками – тросовими розчалками.
1 – обшивка носика стабілізатора (фанера s1); 2 – обтяжка стабілізатора (перкаль); 3 – обшивка носика керма висоти; 4 – обтяжка керма висоти (перкаль); 5 – передня частина нервюри стабілізатора (фанера s1); 6 – лонжерон стабілізатора; 7 – нервюра стабілізатора; 8 – стінка стабілізатора; 9 – шарнірний кронштейн стабілізатора (2 шт.); 10 – вісь шарніра підвіски керма висоти (3 шт.); 11 – кронштейн підвіски керма висоти (2 шт.); 12 – передня частина нервюри керма висоти; 13 – нервюра керма висоти; 14 – задня кромка керма висоти
Силовий набір кіля та стабілізатора подібний до того, що застосований у крилах, а у кермів напрямку та висоти — як у елеронах із зигзагоподібним розташуванням нервюр. Профіль всіх елементів хвостового оперення – симетричний ЦАГІ-683. Обшивка шкарпетки – з міліметрової фанери, а за лонжероном – полотняна (перкаль). Покриття також емалітове.
Силова установка
Спочатку на літаку було встановлено двоциліндровий двигун РМЗ-640 потужністю 32 к.с. від снігоходу «Буран» та дволопатевий штовхаючий моноблочний повітряний гвинт діаметром 1600 мм постійного кроку. І з такою установкою літак багато років непогано літав і впевнено справлявся. Але одного разу я дізнався, що продається порівняно недорого двотактний двигун рідинного охолодження Rotax 582. Виявилося, що двигун знаходиться в розібраному стані: господарі хотіли його відремонтувати, а ось зібрати потім вже не змогли. Так я його і купив «розсипом», а потім і зібрав, по ходу усунувши несправності.
1 – кіль; 2 – кермо напрямку; 3 – гойдалка (Д16, лист s3); 4 – кронштейн кріплення кіля до стабілізатора (4 шт.); 5 – шарнір навішування керма напрямку (2 шт.); 6 – вушко шарніра навішування керма напряму (дюралюміній, лист s3, 2 шт.); 7 – вушко шарніра керма напрямку (нержавіюча сталь, лист s1, 2 шт.); 8 – втулка (нержавіюча сталь, труба Ø6×0,5, 2 шт.); 9 – кронштейн кріплення розчалки (2 шт.)
За габаритами, масою, об’ємом двох циліндрів Rotax приблизно такий же, як і РМЗ-640, а ось потужність його перевищує майже вдвічі (є навіть версія, що другий двигун є не зовсім вдалою копією першого). До того ж Rotax має двоконтурну систему запалювання (по дві свічки на циліндр) та рідинне охолодження циліндрів. Паливо недефіцитне – автомобільний бензин АІ-95 у суміші з моторним маслом у пропорції 50:1.
І якщо при заміні двигунів майже не довелося переробляти вузли кріплення, то гвинт довелося придбати новий: діаметром 1680 мм, що теж штовхає, але трилопатевий крок, що регулюється на землі. Знижувальний редуктор з передавальним числом 3,47 скомпонований з двигуном і забезпечує гвинту до 1900 обертів за хвилину.
1 – стійка вилки; 2 – верхня поперечка вилки; 3 – барабанчик гумового джгута (труба Ø10×1, 2 шт.); 4 – валик гумового джгута (коло 8, 2 шт.); 5 – втулка осі опорної стійки (труба Ø12×2, 2 шт.); 6 – амортизатор (гумовий шнур Ø8, 4 шт.); 7 – нижня поперечка вилки; 8 – поперечка двоплечого важеля (труба Ø20×2); 9 – бандаж (нитки капронові); 10 – вушко осі (сталевий лист s2, 4 шт.); 11 – посилення стійки (2 шт.); 12 – болт-вушко кріплення проводки управління (2 шт.); 13 – упор (гума, 2 шт.); 14 – кріплення упору (болт М4, 2 шт.); 15 – верхнє коліно двоплечого важеля (2 шт.); 16 – косинка (сталевий лист s2, 4 шт.); 17 – нижнє коліно двоплечого важеля (2 шт.); 18 – втулка осі колеса (2 шт.); 19 – вісь двоплечого важеля (валик Ø8 з шайбою та шплінтом, 2 комплекти); 20 – втулка осі двоплечого важеля (2 шт.); 21 – вісь стійки
З новою гвинтомоторною установкою літак набув і більш високих льотних характеристик, став здатний виконувати досить складні фігури пілотажу.
Запас палива невеликий – всього 20 л: адже літак розрахований на тренувальні навколоаеродромні польоти, але цього пального вистачає години на півтори. Паливо заливається у алюмінієву каністру, закріплену на майданчику за сидінням водія.
Шасі літака – тристоїчне з переднім керованим колесом. Амортизація здійснюється гумовим шнуром діаметром 8 мм, заведеним петлею за поперечину маятника. Кінці шнура з’єднані та закріплені на верхній поперечній стійці.
1 – стійка; 2 – основна балка; 3 – буж (Д16Т, труба Ø80×10); 4 – вісь стійки (болт М10 з корончастою гайкою та шайбою); 5 – верхня опорна втулка (бронза); 6 – нижня опорна втулка (бронза); 7 – трос Ø1,8; 8 – ролик; 9 – педаль; 10 – важіль; 11 – гойдалка; 12 – вісь важеля та гойдалки; 13 – наконечник важеля; 14 – вісь наконечника важеля та тяги; 15 – тяга; 16 – тандер; 17 – сережки стійки; 18 – болт-вушко; 19 – вісь тяги; 20 – кронштейн кріплення тяги та гойдалки; 21 – вісь гойдалки; 22 – сережки гойдалки; 23 – валик зі шплінтом (4 комплекти); 24 – закладення троса
Управління переднім колесом здійснюється педалями через гнучку (тросову) проводку. На цьому колесі змонтований і гальмівний механізм, який приводиться в дію важелем, встановленим на рукоятці управління літаком. Задні основні опорні колеса змонтовані на поперечній ресорі, виготовленій із сталевої смуги.
Усі колеса однакові, зовнішнім діаметром шин 280 мм та шириною 90 мм. Використані вони від картки. Колія задніх коліс – 1150 мм, а база (відстань між осями переднього та заднього колеса) – 1520 мм.
Для запобігання хвостовій балці від пошкодження при торканні її землі передбачена п’ята.
Літак із самого початку замислювався без кабіни – тільки в цьому випадку можна повністю відчувати політ і відчувати машину. Однак згодом все ж таки був обладнаний саморобним носовим склопластиковим обтічником з днищем і прозорим козирком 5-мм листа оргскла.
1 – переднє колесо (кероване, гальмівне, Ø280, b90, від карти); 2 – стійка переднього колеса; 3 – обтічник (склопластик); 4 – приймач повітряного тиску; 5 – панель приладів; 6 – ручка керування літаком; 7 – вітрове скло; 8 – рама сидіння; 9 – передній підкіс; 10 – підкос моторами (дюралюмінієва труба Ø16×1); 11 – пілон кріплення верхнього крила; 12 – моторна рама; 13 – двигун Rotax 582, N = 64 к.с.; 14 – радіатор; 15 – вал гвинта; 16 – електронний блок; 17 – глушник; 18 – центральна стійка; 19 – акумуляторна батарея; 20 – паливний бак V = 20 л (алюмінієва каністра); 21 – хвостова балка; 22 – ресора основних коліс; 23 – основне колесо (Ø280, b90, від карти, 2 шт.); 24 – сидіння; 25 – пристібні ремені (автомобільні); 26 – інструментальний ящик; 27 – важіль управління двигуном; 28 – гальмівний механізм
Сидіння теж саморобне. Його основою є капронові ремені, пришиті до похилої рамки, що є додатковим підкосом центральної стійки. На основу укладені поролонові подушка та спинка, обтягнуті щільною тканиною – авізентом. Пристібні ремені – автомобільні ремені безпеки.
Система керування літаком – тросова з проміжними тягами від ручки керування (РУЗ), розташованої на фермі перед пілотом. Управління двигуном – важелем, встановленим зліва від пілота. Відхилення керма напрямку та поворот переднього колеса на руліжці – педалями. Літак обладнаний необхідними приладами, що забезпечують політ у простих метеорологічних умовах (ПМУ), що контролюють роботу двигуна. Всі вони розташовані на дошці перед пілотом. На верхньому крилі є фари, але в оперенні ще й навігаційні вогні.
1 – важіль управління двигуном; 2 – тумблер включення фар; 3 – АЗС генератора 1; 4 – лампочка відмови генератора 2; 5 – лампочка відмови генератора 1; 6 – вимикач запалювання 1-го контуру; 7 – варіометр (покажчик швидкості підйому та спуску); 8 – вимикач запалювання 2-го контуру; 9 – покажчик горизонтальної швидкості; 10 – акселерометр; 11 – сигнальна лампа про несправності двигуна; 12 – покажчик ковзання; 13 – комплексний прилад контролю роботи двигуна; 14 – висотометр; 15 – годинник; 16 – розетка-прикурювач; 17 – покажчик палива; 18 – вимикач живлення; 19 – педалі управління кермом напрямку та переднім колесом (2 шт.); 20 – АЗС стартера; 21 – АЗС генератора 2; 22 – тумблер включення маяка та сигнальних вогнів; 23 – ручка управління літаком; 24 – кнопка запуску двигуна; 25 – тумблер увімкнення освітлення приладів; 26 – важіль гальма
Що ж до льотних характеристик літака, деякі з них наведено у таблиці, інші, як, наприклад, скоропідйомність, максимальна висота польоту, досі не замірялися.
Чималою перевагою конструкції є і те, що вона розбірна. Для транспортування (або зберігання) літак розбирається на кілька частин: від аеромодуля від’єднуються напівкрила, хвостова балка, а від неї оперення. Хвостове оперення перевозиться на даховому багажнику автомобіля, а решта частин — у двоколісному причепі для легкової автомашини, закріплені на спеціальній платформі. Зберігається конструкція разом із причепом у звичайному автомобільному гаражі, а збирається в польових умовах менш ніж за годину однією людиною.
Характеристики літака
Довжина, мм 4570
Висота, мм 1970
Крило:
розмах верхнє/нижнє, мм 6140/5320
площа верхня/нижня, м2 5,11/4,43
Хорда, мм 850
Подовження 6,98/6,23
Розмах елерону, мм 1440
Хорда елерону, мм 260
Площа елеронів, м2 2×0,37
Кути відхилення елеронів, град +23/-18
Розмах ГО, мм 2200
Площа ГО, м2 1,54
Кут установки ГО, град -1,5
Площа РВ, м2 0,77
Кути відхилення РВ, град +30/-25
Площа ВО, м2 0,88
Площа РН, м2 0,47
Кути відхилення РН, град ±30
Злітна маса, кг 270
Маса палива, кг 16
Маса конструкції, кг 180
Швидкість (приладом), км/год
максимальна 150
крейсерська 90
злітна 60
звалювання 55
Двигун Rotax 582
Потужність, л.с 64
Число оборотів за хвилину 6500
Паливо бензин АІ-95 у суміші з олією 50:1
Діаметр гвинта, мм 1680
Крок гвинта, мм 700
Від редакції
Редакція попереджає, що польоти на саморобних ЛА допускаються лише за наявності відповідного сертифіката та пілотського свідоцтва.