Цей моторний параплан (зараз такі апарати частіше називають паралетами), розроблений у конструкторському бюро клубу аматорської технічної творчості «Евріка» якутського селища Торго, отримав назву «Карлсон-4». Цифра в назві однозначно вказує, що це четвертий варіант літального апарату такого роду. З 1985 року ми змогли накопичити чималий досвід — передусім у буксирувальних польотах на наших конструкціях.
Перше, що ми з’ясували для себе, — це те, що використання серійних парашутів як крила для паралета малоефективне. Тому довелося розробляти м’яке крило власної конструкції.
Попередні розрахунки та численні експерименти показали, що потрібен літальний апарат, здатний зависати на одному місці та злітати практично вертикально. Оптимальне питоме навантаження на крило параплана має становити близько 4,6 кг на 1 кв. м, потужність силової установки — 80 к. с., а статична тяга повітряного гвинта — близько 240 кгс. Наш «Карлсон» став своєрідною спробою наблизитися до цих ідеальних параметрів.
Крило-парашут (паракрило) нашого літального апарату являє собою витягнутий п’ятикутник площею 31 кв. м; воно складається з дев’яти труб шириною по 870 мм, кожна з яких у свою чергу поділена нервюрою на дві секції. Повітрозабірники труб мають висоту по 190 мм. Така конструкція забезпечує порівняно невеликий лобовий опір паракрила та достатньо високу аеродинамічну якість.
Верхнє полотнище викроєно з плащового матеріалу типу «анорок» (Чехія), хоча цілком можна було б скористатися й вітчизняною плащівкою типу «болонья» (арт. 52087 або 52188), з якої найчастіше й шиють серійні параплани. Нижнє полотнище — з фарбованого каландрованого полотна (арт. 56005 КрПк або 56005 КрП). З цього ж матеріалу вирізані передні косинки, бічні нервюри та стабілізуючі полотнища. Основні нервюри викроєні з капронового полотна (арт. 56011 АП). Верхнє полотнище, нервюри, стабілізатори та косинки посилені стрічками (арт. ЛТКП-15-185), що утворюють своєрідний силовий каркас. Менш навантажені зони посилюються стрічками арт. ЛТКП-13-70.
Слід зазначити, що крило моторного параплана не зазнає в польоті навантажень, які виникають зазвичай при розкритті парашутів. Це означає, що зроблене за зразком стандартного парашута воно буде завідомо міцним.
Профіль паракрила досить товстий — максимальна висота становить 500 мм. У передній частині нервюр, що утворюють повітрозабірники, пришиті десять латкарманів шириною по 8 мм, у які вставлені бамбукові лати (рейки від корейських штор), що запобігають «злипанню» повітрозабірників, що сприяє швидкому наповненню крила та підвищенню його жорсткості.
Стропи (60 шт.) виготовлені з тонкого шнура ШКП-200 міцністю 200 кгс. З нього ж зроблені й дві стропи керування.
Підвісна система збирається зі стрічок ЛТК-44-1600 з замками ОСК (можливе використання й легших замків ОСК-Д або КЗУ). Вільні кінці підвісної системи — зі стрічки ЛТК-44-1600, з чотирма напівкільцями зверху та двома пряжками знизу. На задніх вільних кінцях є кільця для строп керування, що використовуються при буксирувальних польотах. Для ж моторного польоту стропи керування кріпляться за апарат через подовжувальні фали. Зверху вільні кінці з’єднуються перемичкою.
Кінцеві частини паракрила фіксуються двома фалами зі шнура ШКП-200 за верхні частини «вусиків». Останні, до речі, виконують на нашому паралеті понад десять функцій, і наявність їх на такого роду літальних апаратах цілком обґрунтована. Виготовлені ці елементи з дюралюмінієвих труб — ми, зокрема, скористалися спортивними списами, з’єднавши кілька заготовок за допомогою втулок-перехідників до конструктивно необхідної довжини — 5100 мм. До мототележки паралета вони кріпляться в чотирьох точках за допомогою текстолітових та сталевих перехідників. Встановлення та демонтаж «вусиків» займає лише кілька хвилин.
Варто, здається, згадати про те, що масштабна радіокерована літаюча модель паралета, оснащена «вусиками», чудово летіла, виконуючи фігури вищого пілотажу, серед яких була й петля Нестерова, причому все це було знято на кіноплівку.
Ми з’ясували, зокрема, що «вусики» гарантують збереження робочої форми паракрила у разі відкритих повітрозабірників. Крім того, «вусики» перешкоджають потраплянню паракрила в зону обертання повітряного гвинта, оскільки між ними натягнуті шнури у вигляді сітки. «Вусики» перешкоджають перекручуванню строп, перешкоджають складанню крила в поперечному його перерізі, підвищують безпеку при капотуванні апарату під час розбігу чи пробігу завдяки тому, що при цьому автоматично встановлюється оптимальний кут атаки паракрила. І нарешті, «вусики» дають можливість стартувати без помічників: потрібно лише додати «газу» — і купол паракрила над головою.
1 — поперечна рульова тяга, 2 — глушник, 3 — рухома (ковзна) труба рульової вилки, 4 — нерухома труба («перо»), 5 — верхній місток «пера», 6 — нижній місток «пера», 7 — крісло пілота, 8 — соосний редуктор, 9, 21 — «вусики», 10 — карбюратор двигуна, 11, 35 — повітрофільтри, 12 — приладова щиток, 13 — приймач повітряного тиску, 14 — тросовий привід до педалей керування, 15 — педалі керування передніми колесами, 16 — силова прямокутна рама, 17 — пружини підвіски приладового щитка, 18 — генератор системи запалювання, 19 — стропи керування, 20 — перемичка вільних кінців, 22 — заднє колесо, 23 — переднє колесо, 24 — підвісна система, 25 — клеванти строп керування, 26 — важель керування дросельною заслінкою карбюратора, 27 — гумові жгути, 28 — передній повітряний гвинт, 29 — парашутні гумові амортизатори, 30 — вільні кінці, 31 — задній повітряний гвинт, 32 — ремені безпеки, 33 — з’єднувальний шнур, 34, 38 — двигуни типу ІЖ-Планета-Спорт, 36 — силові ремені крісла, 37 — ежектор системи охолодження, 39 — кожух, 40 — паливний бак, 41 — стикові вузли кріплення «вусиків», 42 — стикові вузли, 43 — гумові амортизатори паливного бака, 44 — стрічка з кільцем (для зняття клевант), 45 — кронштейн кріплення переднього кінця підвісної системи, 46 — КЕТ системи запалювання.
Мототележка паралета являє собою просторову стержневу конструкцію, зібрану в основному з дюралюмінієвих (Д16Т) труб діаметром 40 мм, з’єднаних за допомогою дюралюмінієвих пластин товщиною 2 мм та текстолітових перехідників. Силова рама прямокутної форми — для її виготовлення ми використали лонжерон крила списаного літака Ан-2.
Шасі мототележки чотириколісне, з двома передніми керованими колесами. Така схема має підвищену стійкість порівняно з триколісною, і особливо яскраво ця перевага виявляється на посадках при бічному вітрі — зі ковзанням. Триколіски при цьому, як правило, капотирують, перевертаючись через переднє та одне з бічних коліс.
Кожне з передніх коліс має незалежну підвіску на базі мотоциклетного амортизатора — телескопічного пера від передньої вилки мотоцикла ІЖ-15К (можна використовувати також аналогічні вузли від мотоцикла ІЖ-Планета-Спорт). Самі ж пера встановлюються (окремо кожне) у свій верхній та нижній місток, закріплені в передній частині мототележки на лонжероні за допомогою сталевих кутників. При монтажі пер слід враховувати хід амортизаторів — при повному їх обтисканні має забезпечуватися безпечна відстань від кінців повітряних гвинтів до землі (не менше 200 мм).
Поворотні кулаки передніх коліс з’єднані поперечною тягою (труба Д16Т діаметром 28 мм), утворюючи рульову трапецію. Керування передніми колесами здійснюється за допомогою педалей, з’єднаних тросовою проводкою з поворотними кулаками передніх коліс. Задні колеса шасі — легкознімні, що створює певні зручності при транспортуванні паралета.
Колеса шасі сконструйовані на базі ступиць від мопеда «Рига», обточених для полегшення. Шини — типу 300×125, з полегшеними покришками та камерами від шин дитячого велосипеда. Фіксація шин на ступиці — дюралюмінієвими дисками. Підшипники ті ж, що й у базових ступицях — № 201. Шасі показало себе на диво міцним — за три роки експлуатації паралета навіть найжорсткіші посадки не змогли вивести його з ладу. Ступиці коліс фіксуються гайками та в обов’язковому порядку шплінтуються.
Силова установка паралета — двомоторна: основу її складають два двигуни типу ІЖ-15К (можна використовувати також мотори від мотоцикла ІЖ-Планета-Спорт, що практично те саме). Двигуни максимально полегшені — у них обрізані коробки зміни передач і залишені лише вузли кріплення. Циліндри разом з головками розташовані на мототележці боком до набігаючого потоку, тому для покращення охолодження необхідно зрізати перемички по центру циліндра, між ребрами, а також просвердлити отвори у всіх ребрах головок циліндрів. Доработаний двигун (без системи запалювання, карбюратора, глушників та веденої зірочки) має масу 18,5 кг, укомплектований — 22 кг. Карбюратори на нашій силовій установці — японські, типу «мікуні», хоча цілком підійшли б і доступніші від 43-350. Глушник саморобний, зварений з листової сталі — один на два двигуни. Запалювання безконтактне, електронне, типу КЕТ-1а — як на мотоциклі «Восход». Генератор — Г-427 (7 В, 60 Вт), котушки запалювання — Б-50М. Свічки — А-23, їх наконечники додатково фіксуються пружинами.
Форсуванню двигуни не піддавалися. На карбюраторах встановлені легкі повітрофільтри — в основному для створення опору на впуску, що дещо покращує приймистість мотора. Паливо в карбюратори надходить самопливом (в принципі, можна було б використати насос підвісного човнового мотора).
Керування дросельними заслінками карбюратора — ножне: сектор «газу» встановлений на одній з педалей керування (на нашому паралеті — на правій). Кнопки «стоп» дистанційної зупинки двигунів розташовані на правій та лівій клевантах керування паракрилом. Біля кожного з циліндрів встановлені ежектори з тонкого листового дюралюмінію, що істотно покращують охолодження мотора.
Кожен із двигунів кріпиться в п’яти точках через жорсткі гумові подушки. Схема силової установки дещо нагадує ту, що використовується на мотодельтаплані «Пошук-5» (див. № 3 за 1988 рік), тільки на нашому паралеті використовується ланцюгова передача. Вал редуктора в обов’язковому порядку повинен мати радіально-упорний підшипник, оскільки сила тяги створює значне осьове навантаження. Ведуча зірочка ланцюгового редуктора має 19 зубів; за допомогою зварювання вона кріпиться на сточену ведучу косозубу шестерню від двигуна ІЖ-Планета-Спорт. На веденій — 42 зуби, запозичена вона від заднього колеса того ж мотоцикла.
Запуск двигунів здійснюється за допомогою розробленого нами інерційного стартера, основу якого складає мікродвигун КМД-2,5. Маса такого пристрою — лише півтора кілограма (це в основному маса маховика). Для роботи стартера потрібна паливна суміш, що складається з 31% ефіру, 45% гасоту, 8% рицинової олії та 16% олії типу МС-20. КМД-2,5 легко запускається (треба лише різко провернути маховик рукою) і розвиває 10…12 тисяч обертів на хвилину. Запуск двигунів паралета здійснюється по черзі за допомогою фрикційної насадки на маховику: вона забезпечує контакт обертового маховика з вторинними валами ланцюгових редукторів.
Силова установка має два гвинти: перший — діаметром 1500 мм, з кроком 700 мм; і другий — того ж діаметра, але з кроком 600 мм. Зменшення кроку другого гвинта відносно першого зумовлене врахуванням впливу закручування потоку першим гвинтом. Обидва вони виконані з сухої соснової заготовки, склеєної епоксидним клеєм з чотирьох дощок. Після остаточної обробки їх поверхні обклеювалися склотекстилітом на епоксидній смолі. На центральній втулці (фланці) кожен із гвинтів зафіксований болтами з гайками та шайбами, з обов’язковою контровкою гайок за методикою, описаною в № 12 за 1988 рік.
Паливний бак прозорий (з десятилітрової поліетиленової каністри), розміщується він перед пілотом, на гумових амортизаторах; паливо надходить у карбюратори самопливом. Якщо ж передбачається використання паливного насоса, має сенс встановити бак ззаду.
Приладова щиток підпружинений — це захищає його від вібрації. На щитку встановлені указатель швидкопідйомності, висотомір та указатель температури головок циліндрів (два ТЦТ-47). Приймач повітряного тиску (ПВД) винесений на «вусики».
Крісло пілота викроєно та пошито з авізенту з поролоновою прокладкою. Кріпиться воно на мототележці стрічками типу ЛТКкр П-813-800 та оснащене ременями безпеки. Залежно від зросту пілота положення крісла можна регулювати по висоті. В холодну пору року перед пілотом встановлюється козирок з органічного скла.
При відлагодженні апарату особливу увагу слід приділити його центруванню. Орієнтовні точки підцепки мототележки до крила показані на схемі. Однак точніше положення точок визначається після експериментальних підльотів на висоту 2…3 метри: апарат при цьому орієнтується так, щоб не відбувалося підтримування паракрила «вусиками» — інакше крило може змінити встановлювальний кут на від’ємний. Характерно, що на центрування паралета істотно впливає тяга гвинта, оскільки мототележка підвішена до паракрила в двох точках, і при затягуванні клевант центрування зміщується відносно фокусу крила. Однак добре відрегульована система «паракрило–мототележка» достатньо стійка і при будь-яких несприятливих впливах швидко повертається до стану стійкої рівноваги.
Регулюванням довжин строп можна в певних межах змінювати профіль крила. При цьому чим ширше рознесені вільні кінці, тим вища поперечна стійкість паралета. А регулюванням бічних стабілізаторів можна зробити паракрило стійким до звалювання, а також змінити швидкість розвороту. Слід врахувати, що при регулюванні рекомендується збільшувати довжину тих чи інших строп не більше ніж на 50 мм, перевіряючи вплив зробленої зміни в підльотах на висоту 1,5…2 м. Стропи ж двох передніх рядів паракрила повинні бути суворо однаковими: максимальне відхилення їх довжини — не більше 10 мм.
Регулювання довжин першого ряду центральних строп починається з розміру 2800 мм. При зменшенні їх довжини зростає вертикальна складова швидкості планування, а вже при довжині їх у 2500 мм бічні повітрозабірники не наповнюються. Бічні стропи повинні бути на 200 мм довші за основні — від цього залежить стійкість парашутної системи. Довжини строп слід вимірювати від пряжок напівкілець до нижнього полотнища паракрила, включаючи й довжину стабілізуючих полотнищ та косинок. Правильно відрегульоване крило при плануванні має від’ємний кут атаки та нахилене повітрозабірниками вниз. Різниця довжин строп першого та останнього (шостого) ряду становить 1250 мм.
В режимі моторного польоту (за наявності тяги) кут атаки паракрила становить 7…10 градусів. При зльоті та посадці цей кут дещо більший.
Регулювання довжин строп здійснюється послідовним розв’язуванням вузлів кріплення строп на пряжках-напівкільцях вільних кінців підвісної системи. Після уточнення довжини вузли на стропах знову зав’язуються простим п’яти-восьмишлаговим «штибом», як це показано на одному з рисунків. Надалі, коли довжина стропи буде визначена, кінець її пришивається капроновою ниткою № 9–13, що повністю гарантує від розв’язування такого вузла.
При виконанні підльотів треба мати на увазі, що керування по тангажу (вгору чи вниз) здійснюється за допомогою регулювання оборотів двигунів, а розворот — витягуванням відповідного клеванта керування.
ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАЛЕТА «КАРЛСОН-4»
Маса, кг
— паракрила … 7
— мототележки з обладнанням … 36
— силової установки … 52
— апарату з паракрилом … 95
— корисного навантаження … 80
— злітна … 185
Параметри паракрила
— розмах, мм … 7830
— хорда, мм … 3760
— площа, кв. м … 31
— стріловидність, град … 5
— подовження … 3,76
Параметри силової установки
— потужність двигунів, к. с. … 2×32
— макс. частота обертання, 1/хв … 6500
— статична тяга, кгс … 160
— діаметри гвинтів, м … 1,5
— крок гвинта 1, м … 0,7
— крок гвинта 2, м … 0,6
— частота обертання гвинта 1, 1/хв … 2750
— частота обертання гвинта 2, 1/хв … 2850
— пит. навантаження на потужність, кг/к. с. … 2,89
— витрата палива, л/год … 14
«МОДЕЛІСТ-КОНСТРУКТОР» № 2’95, Євген ШАБУРОВ, с. Торго (Якутія)