Протягом 1970 року в нашому журналі був опублікований цикл статей групи конструкторів автожирів про особливості побудови цих гвинтокрилих машин, про те, як будувати моделі автожирів, як літати на виропланерах, що буксуються катером або автомобілем. За проханням численних читачів ми розповідаємо в цьому номері про органи управління автожиром (або виропланером, оскільки вони ідентичні).
Автожир у польоті, як і літак, має можливість переміщатися і бути керованим відносно трьох просторових осей: вертикальної, поздовжньої та поперечної. Відхилення ручки управління у автожира тягне за собою нахил площини обертання несучого гвинта, завдяки чому створюється потрібний момент тангажу або крену. Шляхове управління автожира, як у літака, здійснюється кермом напрямку, укріпленим на кілі в хвостовій частині фюзеляжу.
Рух ручки та педалей на автожирі відповідає встановленій практиці польотів на літаку, в основу якої покладено принцип інстинктивних рухів людини для збереження рівноваги.
Основні загальні вимоги, що висуваються до механізму управління автожиром, ми викладаємо по пунктах — для зручності проведення передпольотних перевірок. Ось вони:
- Достатня жорсткість управління.
- Мінімальне запізнення управління внаслідок тертя, люфтів та деформації. Воно не повинно перевищувати величини, що визначається швидкістю реакції людини (1/7 сек.).
- Помірні зусилля на ручці та педалях. При відхиленні їх від нейтрального положення бажано, щоб зусилля на них зростали плавно і були спрямовані в сторону, протилежну відхиленню (так званий позитивний градієнт зусилля на ручці).
- Відсутність вібрацій. Не повинно бути «вожіння» ручки та «ривків» педалей.
- Живучість і міцність. Обертові частини — підшипники, кульові шарніри та пальці — повинні мати необхідну довговічність.
- Незалежність дії поздовжнього, поперечного та шляхового управління. Так, наприклад, відхилення ручки в поздовжньому напрямку не повинно викликати крену.
- Відсутність заїдань у проводці та механізмах управління при деформаціях фюзеляжу та інших частин автожира, по яких йде проводка управління.
- Наявність обмежувачів поздовжніх відхилень ручки та педалей, які треба ставити безпосередньо на них.
- Запас кутів відхилення механізмів управління (трохи більше, ніж потрібно за розрахунком або експериментальними даними).
- Наявність мастила та захисту шарнірів і тертьових частин від пилу та вологи в з’єднаннях управління.
- Зручність огляду, монтажу та демонтажу агрегатів управління.
Механізм управління автожиром (рис. 1) складається з ручки управління 2, нижньої опори 10, нижньої вилки 8, двох тяг 4, верхньої вилки 7 та верхньої опори 12.
Ручка укріплена на поздовжній балці-фюзеляжі 1 за допомогою болта, відносно якого вона може здійснювати коливальні рухи в поздовжній площині.
Рухи ручки в поперечній площині передаються на вилку через вал, встановлений на бронзових втулках в корпусі нижньої опори. На валу ручка та нижня вилка кріпляться болтами М6, з боку вилки (якщо потрібно) на вал ставляться регулювальні шайби для усунення осьового люфту. З нижньої вилки зусилля передається на верхню за допомогою двох тяг, на кінцях яких є вушкові болти з кульовими підшипниками. Верхня вилка закріплена на осі несучого гвинта, яка, в свою чергу, шарнірно кріпиться на валу верхньої опори.
Таким чином, рух ручки управління в яку-небудь сторону повлече за собою відхилення осі несучого гвинта в ту ж сторону.
Найбільш відповідальними деталями в механізмі управління є вилки (рис. 2 і 3) та їх наконечники (рис. 4). Тому при виготовленні деталей треба звернути особливу увагу на якість їх обробки. Зварювальні шви повинні бути рівними, без раковин та шлакових включень.
Пера вилок після згинання не повинні мати тріщин, складок та прожогів. Для виявлення тріщин та непроварів найкраще, якщо це можливо, зробити рентген деталей або хоча б після термообробки та очищення їх піском провести магнітний контроль.
Зварювати вилки бажано в спеціально виготовлених стапелях дуговою електрозваркою. Це гарантує відповідність геометрії деталі кресленню та позбавить від складної та відповідальної операції — правки. Відразу після зварювання вилки повинні бути піддані термічній обробці згідно з кресленнями. Після термічної та піскоструминної обробки розгортками обробляються центральні стакани по внутрішньому розміру до Ø 24А3 та кінці вилок до Ø 18А3 під установку наконечників.
Наконечники вилок виточуються згідно з кресленням (рис. 4), але на Ø 10П2а та 18 залишається припуск по 1,5—2 мм. В такому вигляді їх піддають термообробці, а потім проточують посадочні місця до потрібного розміру. При цьому особливу увагу треба звернути на якість обробки зазначених у кресленні радіусів сполучень та нарізної канавки.
При збиранні шляхом підгонки сполучених деталей та установкою (де це потрібно) регулювальних шайб необхідно досягти чіткої роботи всього механізму управління без заїдань та люфтів. Всі гайки повинні бути закріплені шплінтами, стопорними шайбами або закернені згідно з кресленням (див. рис. 1).
Шляхове управління автожиром, як вже говорилося вище, здійснюється кермом напрямку. Механізм шляхового управління не становить ні конструктивних, ні технологічних труднощів, і його пристрій та роботу легко зрозуміти з креслення загального вигляду автожира. Розміри кіля та керма поворотів можна зняти з цього ж креслення, збільшивши їх відповідно до масштабу. Хвостове оперення автожира легко виготовити, вирізавши деталі з листа фанери товщиною 10 мм. В цьому випадку на кіль доведеться поставити розчалки з дроту ОВС Ø 1,2—1,5 мм. Іншими кінцями розчалки через тендери М3 кріпляться на поперечну балку в місцях з’єднання підкосів.
Недоліком фанерної конструкції оперення є дещо більша вага, ніж у оперення, виконаного з набору нервюр з обшивкою з міліметрової фанери. Перевага — простота.
Для забезпечення керованості автожиром відносно його поздовжньої осі відхилення керма напрямків повинно становити 25° вправо та вліво від нейтрального положення. Для забезпечення керованості по тангажу та крену відхилення осі несучого гвинта автожира повинно становити 12° в будь-яку сторону від нейтрального положення.
Ю. РИСЮК