У нашому місті Кінгісепп був планерний клуб “РОСТО”, в якому я з 1996 р. працював пілотом-інструктором. З авіатехніки в клубі були: два легкі літаки і чотири планери. Але всі вони були не новими. Грошей на покупку нових літальних апаратів чи ремонт старих РОСТО вже не виділяло. Авіатехніка стала непридатною і в 2000 році клуб ліквідували.
Для мене життя в авіації почалося з 10 років, коли записався до авіамодельного гуртка. Авіамоделізм займався довго і серйозно, брав участь у змаганнях, отримав звання кандидата в майстри спорту з пілотажних моделей і повітряного бою. Потім став професійним пілотом: закінчив 1986 року Бугурусланське льотне училище ГА (а 2004 року — Санкт-Петербурзьку Академію ГА). Тому й не уявляв свого подальшого життя без авіації і вирішив самостійно і на свої гроші збудувати літак. Зі старих колег мало хто вірив, що з цієї витівки щось вийде: адже навіть самому побудувати літак не так просто, а ще треба отримати на нього сертифікат льотної придатності, державні номери, щоб літати на ньому офіційно. Зрештою, подолавши чимало труднощів і перепон на цьому шляху, я здійснив задумане і побудував двомісний низькоплан нормальної аеродинамічної схеми з гвинтом, що тягне, з двигуном VW-1600 фірми «Фольксваген» потужністю 60 к.с. з повітряним охолодженням. У жовтні 2002 р. виконав на ньому перший політ. У вересні 2003 р. зареєстрував літак у ФЛА під позначенням Ф-1 та отримав бортовий номер.
Цього ж року створив некомерційне партнерство «Кінгісепський аероклуб «Зліт», у якому з’явилися нові члени. Разом купили літак Ан-2 — з нього почали «кидати» парашутистів, а саморобним літаком — навчати пілотуванню. На Ф-1 літали по всіх аеродромах Ленінградської області, що діють, і навіть до Твері і Великого Новгорода.
Літак Ф-3, про який йтиметься нижче, став розвитком попереднього — Ф-1. До проектування та будівництва Ф-3 я розпочав наприкінці 2003 р. Велику допомогу у будівництві літака мені надав Олександр Чилікін. Перший політ на Ф-3 здійснив у березні 2005 р., а зареєстрував його як ЄЕВС АОН 17.05.2007 р.
Літак – двомісний, навчально-тренувальний, туристичний. За аеродинамічною схемою — це класичний моноплан, що вільно носить, з нижнім розташуванням крила і хвостовим оперенням без розчалок. Конструкція – дерев’яна, зі склопластиковою обшивкою. Для неї використовувався переважно готовий листовий склопластик марки СТЕФ-05 (товщина — 0,5 мм).
1 – повітряний трилопатевий гвинт ВФШ Ø1800; 2 – капот двигуна (склопластик); 3 – скління кабіни; 4 – фюзеляж; 5 – кіль; 6 – кермо напрямку; 7 – хвостове колесо; 8 – шасі; 9 – консоль крила (2 шт.); 10 – центроплан; 11 – елерон (2 шт.); 12 – закрилки (4 шт.); 13 – стабілізатор; 14 – кермо висоти; 15 – накладка (2 шт.)
Силова установка літака – двигун VW-2100 фірми “Фольксваген” потужністю 112 к.с. при 4800 оборотах за хвилину, чотирициліндровий, чотиритактний, рідинного (тосол) охолодження. Працює на бензині А-95.
Моторама виконана із труби зовнішнім діаметром 25 мм і товщиною стінки 1,5 мм. Матеріал труби – сталь 20. У точках підвіски двигуна до двигуна встановлені гумові амортизатори.
1 – лонжерон фюзеляжу; 2 – двигун; 3 – верхнє вушко кріплення елементів моторами до фюзеляжу (сталь, лист s4, 2 шт.); 4 – нижнє вушко кріплення елементів моторами до фюзеляжу (сталь, лист s4, 2 шт.); 5 – розтяжка (сталева труба Ø25, 2 шт.); 6 – розпірка (труба Ø25, 2 шт.); 7 – підкіс (труба Ø25); 8 – підмоторний зв’язок (труба Ø25, 2 шт.); 9 – упор (сталь, лист s4); 10 – розташування вушок на задній стінці двигуна
Обертання від вихідного валу двигуна на вал повітряного гвинта здійснюється через шестерний редуктор з передавальним ставленням 2,05.
Повітряний гвинт — заводського виготовлення, трилопатевий крок, що змінюється і фіксується на землі, марки ВФШ-183/1800 (діаметр ометаної їм поверхні — 1800 мм). Лопаті – склопластикові. Статична тяга гвинта на злітному режимі – 200 кгс.
Фюзеляж літака – дерев’яний, фермової конструкції. Всі його силові елементи (лонжерони, розкоси, шпангоути) виготовлені з високосортної деревини – прямошарових соснових брусків без сучків із перевіреною міцністю на розтяг (830 кг/см2) та на стиск (350 кг/см2). Склейка всіх вузлів проводилася епоксидною смолою марки К-153 із міцністю на розрив 80 кг/см2. Стики посилювалися трикутними вставками завтовшки теж 25 мм.
Шпангоути виконані із брусків перетином 25×25 мм у формі прямокутних рамок. Передній шпангоут перекритий протипожежною перегородкою з дюралюмінієвого (Д16Т) листа завтовшки 2 мм. По кутах, у точках стикування передніх кінців лонжеронів з першим шпангоутом встановлені вузли для навішування моторами – сталеві кронштейни-вушка, посилені привареними до них шайбами.
1 – фюзеляж; 2 – основний лонжерон центроплана; 3 – основний лонжерон консолі крила; 4 – зварний кронштейн кріплення ресори до основного лонжерону центроплана (сталь, лист s4); 5 – ресора (перетином 90×14 від автомобіля КамАЗ); 6 – нижнє вушко стикувального вузла центроплана та консолі крила (8 шт.); 7 – верхнє вушко стикувального вузла центроплана та консолі крила (8 шт.); 8 – зварний кронштейн кріплення основного колеса до ресори (сталь, лист s4); 9 – гальмівний барабан; 10 – основне колесо; 11 – задній лонжерон центроплана; 12 – задній лонжерон консолі; 13 – кріплення вузла підвіски консолі до центроплана (болт М16, 4 шт.)
Верхні лонжерони від першого до третього шпангоуту (в районі кабіни) – посилені – з двох згуртованих по висоті та склеєних брусків. Ще бортами кабіни між другим і третім шпангоутом по обидва боки кожного шпангоуту центроплана змонтовані стійки, підкріплені підкосами. Стійки, як і третій шпангоут, закріплені під кутом 4 ° до вертикалі – по кутку установки крила.
Третій шпангоут служить одночасно опорою спинки сидіння. На цьому ж шпангоуті зверху укріплено дугу безпеки висотою 510 мм, виконану на оправці з переклею соснових брусків. Опорою самого сидіння є лонжерони центроплана. Крім цього, сидіння посилено власними стійками, поперечинами та підкосами, скріпленими між собою косинками (трикутними вставками) на епоксидній смолі.
Таблиця 1.
| № п/п | Висота шпангоуту | Ширина шпангоуту | Відстань від першого шпангоуту |
|---|---|---|---|
| 1 | 475 | 945 | 0 |
| 2 | 533 | 1047 | 425 |
| 3 | 565 | 1080 | 1495 |
| 4 | 498 | 813 | 2225 |
| 5 | 433 | 618 | 2775 |
| 6 | 378 | 460 | 3225 |
| 7 | 330 | 318 | 3625 |
| 8 | 285 | 185 | 4000 |
| 9 | 255 | 80 | 4240 |
Усього фюзеляж має дев’ять шпангоутів. Розміри їх рамок та розташування по довжині фюзеляжу наведено у таблиці 1.
Для формоутворення гаргроту фюзеляжу зверху на четвертий, п’ятий, шостий та сьомий шпангоути встановлені дужки з 3-мм фанери, подібні за формою дузі безпеки, скріплені між собою стрінгери з соснових рейок перерізом 10×10 мм.
Ще одна дужка змонтована між 3-м та 4-м шпангоутом.
Обшивка фюзеляжу здійснена готовим листовим склопластиком, що приклеюється до елементів каркасу епоксидним сполучним, з попереднім зачищенням наждачним папером кромок для надання їм шорсткості.
Капот складається з нижньої та верхньої кришок, виклеєних зі склотканини на епоксидній смолі К-115 у пінопластових матрицях.
Таблиця 2. Профіль NАСА-23018, C=18
| x, % | 1,25 | 2,5 | 5,0 | 7,5 | 10 | 15 | 20 | 25 | ЗО | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ув, % | 4,01 | 5,33 | 7,07 | 8,28 | 9,17 | 10,22 | 10,7 | 10,9 | 10,86 | 10,31 | 9,29 | 7,93 | 6,3 | 4,48 | 2,45 | 0 |
| ун,% | 1,97 | 2,7 | 3,65 | 4,33 | 4,91 | 5,81 | 6,49 | 6,86 | 7,15 | 7,1 | 6,6 | 5,77 | 4,69 | 3,4 | 1,9 | 00 |
Крило літака має профіль NASА-23018, дані по якому наведено у таблиці 2.
Крило – пряме без звуження, дволонжеронне, технологічно ділиться на центроплан та консолі. Передній лонжерон приймає близько 70% навантаження, другий задній – близько 30%. Лонжерони – коробчасті, їх верхні полиці – з переклею соснових брусків, нижні у головних – зі звичайних, у допоміжних – теж з переклею, стінки – з 3-мм фанери. По розмаху крила полиці лонжеронів консолей полегшуються зсередини зменшуються по висоті.
1 – фюзеляж; 2 – центроплан; 3 – верхній передній вузол стикування консолі крила та центроплана (2 шт.); 4 – накладка; 5 – верхній задній вузол стикування консолі крила та центроплана (2 шт.); 6 – нервюри консолі крила; 7 – передній лонжерон консолі; 8 – носок крила; 9 – закінчування консолі крила (пінопласт, 2 шт.); 10 – елерон (2 шт.); 11 – задній лонжерон консолі; 12 – закрилок консолі крила (2 шт.); 13 – закрилок центроплана (2 шт); 14 – паливний бак; 15 – задній лонжерон центроплана; 16 – передній лонжерон центроплана; 17 – протипожежна перегородка; 18 – підлога кабіни; 19 – опора підлоги; 20 – лонжерон фюзеляжу (брусок 25×25, 2 шт); 21 – передня стійка сидіння (брусок 25 25, 2 шт); 22 – підкоси сидіння (брусок 25 25, 4 шт.); 23 – задня стійка сидіння (брусок 25 25, 2 шт); 24 – шпангоут №3; 25 – опора сидіння (брусок 25 25, 2 шт); 26 – сидіння (фанера); 27 – вставка (пінопласт); 28 – лонжерон закрилка; 29 – нижній задній вузол стикування консолі крила та центроплана (2 шт); 30 – обшивка центроплана (склопластик СТЕФ-05); 31 – нижній передній вузол стикування консолі крила і центроплана (2 шт); 32 – наповнювач шкарпетки (пінопласт); 33 – косинка
Профілеутворюючі нервюри виготовлені з 3-мм фанери, полегшені круглими отворами та посилені від переднього до заднього лонжерону сосновими дужками перетином 15×15 мм. Площа крила – 10,8 м2, хорда – 1300 мм. Кут установки крила та його поперечне V однакові – по +4°.
У центроплані (між лонжеронами) по обидва боки від фюзеляжу розташовані два паливні баки загальною ємністю 80 л (по 40 л кожен). Баки зварені зі сталевого листа завтовшки 1 мм і з’єднані з витратним баком місткістю 1л гумовими шлангами діаметром 16 мм.
1 – ручка управління літаком; 2 – основна тяга; 3 – проміжна гойдалка (2 шт.); 4 – диференціальна гойдалка (2 шт.); 5 – елеронна тяга (2 шт.); 6 – вушка навішування елерону на консоль крила (6 шт.); 7 – елерон (2 шт.)
Шкарпетка крила розташована на відстані 284 мм від першого шпангоуту. Порожнини між нервюрами в носінні крила заповнені пінопластом. Закінчування крила, як і задні вставки, теж пінопластові. Обшивка центроплану та консолей — склопластикова, причому від переднього до заднього лонжерону — таким самим готовим склопластиковим листом марки СТЕФ-05, який використовувався для обшивки фюзеляжу.
Вузли навішування консолей крила і центроплана виконані із сталевих пластин товщиною 4 мм у вигляді вушок у відповідь, закріплених на верхніх і нижніх полицях лонжеронів, причому так, щоб забезпечувався кут установки консолей щодо центроплану +4°. Отвори в вухах під болти стикувальні посилені привареними шайбами.
1 – лонжерон закрилка; 2 – носок закрилка; 3 – закрилок; 4 – обшивка (два шари склотканини на епоксидному сполучному); 5 – вушко навішування закрилка на крило (4 шт.); 6 – лонжерон елерону; 7 – шкарпетка елерону; 8 – елерон; 9 – обшивка (два шари склотканини на епоксидному сполучному); 10 – вушко-кронштейн навішування елерону на крило (2 шт.)
Елерони і закрилки по конструкції однакові – виготовлені з пінопласту з дерев’яними П-подібними лонжеронами (полиці із соснових брусків, а стінки – з 3-мм фанери) та обклеєні склотканкою.
1 – ручка управління; 2 – замок відключення закрилків на 3 положення; 3 – тяга ручки управління закрилками; 4 – гойдалка; 5 – вал повороту закрилків (дюралюмінієва труба Ø30×1,5); 6 – підшипники (2 шт.); 7 – закрилок центроплана (2 шт.); 8 – закрилок консолі крила (2 шт.); 9 – з’єднання валу та закрилка центроплана (2 шт.); 10 – карданний шарнір з’єднання закрилків ценроплану та консолі крила (2 шт.); 11 – фюзеляж
Закрилки – складові (центропланні та консольні). Між собою з’єднані карданними шарнірами.
Горизонтальне оперення включає стабілізатор та кермо висоти. Стабілізатор – вільнонесучий, за конструкцією він такий самий, як і крило: дволонжеронний, з фанерними нервюрами, посиленими сосновими рейками (перетином 10×10 мм). Шкарпетка — з пінопласту і обклеєна склотканини на епоксидній смолі в два шари. Законцювання теж пінопластові, обклеєні. Стабілізатор прикріплений до верхніх лонжеронів та двох останніх шпангоутів фюзеляжу, а також пов’язаний із заднім (додатковим) лонжероном та нижньою нервюрою кіля. На задній лонжерон стабілізатора навішується шарнірно кермо висоти, для чого на лонжероні змонтовано три вуха.
1 – основний лонжерон стабілізатора; 2 – допоміжний лонжерон стабілізатора; 3 – заповнювач носіння стабілізатора (пінопласт); 4 – нервюра (фанера s3, 10 шт.); 5 – вушко підвіски керма висоти (3 шт.); 6 – обшивка стабілізатора (склопластик); 7 – закінчування стабілізатора (2 шт.); 8 – лонжерон керма висоти; 9 – носок керма висоти; 10 – лопать керма висоти (пінопласт, 2 шт.); 11 – противагу; 12 – обшивка керма висоти (склопластик); 13 – вушко навішування керма висоти на стабілізатор (3 шт.); 14 – закінчування керма висоти (2 шт.); 15 – кабанчик керма висоти; 16 – фюзеляж
Кермо висоти — однолонжеронне, шкарпетка та хвостовик — з пінопласту. Оклеєний склотканиною на епоксидному сполучному. Він складається із двох частин, об’єднаних між собою одним лонжероном. Лонжерон – коробчатого типу. Нижня і верхня полиці – із суцільних соснових брусків, а стінки – все з тієї ж 3-мм фанери. На лонжероні змонтовані вушка у відповідь підвіски до стабілізатора. Разом із середнім вушкам змонтовані ще противагу керма висоти та кабанчик керування кермом. Вантаж противаги – свинцевий.
1 – ручка управління літаком; 2 – передня (коротка) тяга; 3 – гойдалка; 4 – задня (довга) тяга; 5 – кабанчик керма висоти; 6 – кермо висоти; 7 – ваговий компенсатор керма висоти; 8 – ручка тримера; 9 – трос тримера; 10 – пружина тримера
Вертикальне оперення складається з кіля та керма напряму. Кіль – дволонжеронний, пов’язаний з фюзеляжем конструктивно: його передній лонжерон проходить через каркас і скріплений з нижнім бруском сьомого шпангоуту, а також встановлений врозпір між верхніми лонжеронами за допомогою поздовжніх пінопластових вставок, обклеєних склотканкою. Задній лонжерон кіля є колонкою, на яку навішується шарнірно кермо напрямку.
1 – тяга управління елеронами; 2 – лівий паливний бак; 3 – ручка управління літаком (РУЗ); 4 – верхній лонжерон (посилена частина); 5 – третій шпангоут; 6 – вал управління закрилками; 7 – підкіс каркасу фюзеляжу; 8 – тяга управління кермом висоти; 9 – стрінгер гаргроту; 10 – сидіння; 11 – дужка гаргроту; 12 – обшивка гаргроту; 13 – дуга безпеки; 14 – внутрішня обшивка кабіни; 15 – місце встановлення приладової дошки; 16 – підкіс центропланної стійки; 17 – приладовий відсік; 18 – стійки; 19 – шпангоути (перший та другий); 20 – нижній лонжерон фюзеляжу; 21 – лонжерон консолі крила; 22 – нервюра консолі крила
Кермо напряму – однолонжеронної конструкції. На лонжероні змонтовані вушка у відповідь навішування керма на кіль і кабанчик управління. Нервюри – фанерні. Порожнина носка заповнена пінопластом. Вся поверхня керма обклеєна двома шарами склотканини.
1 – педалі пілотів (2 пари); 2 – міжпедальна тяга; 3 – троси управління кермом напрямку; 4 – гойдалка керма напрямку; 5 – кермо напрямку; 6 – троси управління заднім колесом; 7 – заднє колесо; 8 – гойдалка педалей (2 шт.); 9 – демпфуючі пружини; 10 – тандери; 11 хвостова опора-вилка; 12 – гойдалка хвостового колеса; 13 – гойдалка міжпедальної тяги (2 шт.)
Шасі літака – трипірне, з хвостовим колесом, пристосоване для експлуатації літака з ґрунтових злітно-посадкових смуг. Основна опора – ресорного типу, забезпечена двома гальмівними колесами розмірами 400х120 мм. Дві стійки-ресори перетином 90×14 мм завдовжки 850 мм використані від автомобіля КаМАЗ. Кріплення ресори до головного лонжерону центроплана здійснюється за допомогою зварного кронштейна із сталевого (30ХГСА) листа завтовшки 4 мм. За допомогою іншого (теж зварного) кронштейна до нижнього кінця ресори кріпиться вісь основного колеса.
1 – передній (підкісний) лонжерон; 2 – задній лонжерон; 3 – закінчування кіля; 4 – заповнювач носіння стабілізатора (пінопласт); 5 – нервюра кіля (фанера s3); 6 – вушко для навішування керма напрямку (2 шт.); 7 – лонжерон керма напрямку; 8 – закінчування кіля (пінопласт, покритий двома шарами склотканини на епоксидному сполучному); 9 – заповнювач (пінопласт); 10 – нервюра (3 шт.); 11 – вушко навішування керма напряму на кіль (2 шт.); 12 – обшивка керма напрямку (два шари склотканини на епоксидному сполучному); 13 – гойдалка керма напрямку; 14 – обшивка кіля (два шари склотканини на епоксидному сполучному), умовно не показана; 15 – стабілізатор; 16 – каркас фюзеляжу; 17 – каркас гаргроту
Розмір хвостового колеса – 250×80 мм. Хвостова опора – теж автомобільний ресорний лист, тільки перетином 80х10 мм і коротше (її довжина – 420 мм). Прикріплена одним кінцем до фюзеляжу двома болтами М10. На іншому (задньому) кінці змонтовано (підвішено на осі з болта М14 без підшипника) виделку колеса з кабанчиком управління ним.
Колеса основних опор шасі забезпечені гальмами барабанного типу. В дію наводяться через троси від гашетки лівим пілотом та від педалей – правим пілотом.
Всі колеса пізніше обладнані обтічниками, виклеєними в пінопластової матриці зі склотканини на епоксидному сполучному.
Кабіна літака — двомісна, з розташуванням пілотів «пліч-о-пліч», знаходиться між першим і третім шпангоутами. На верхній поперечині другого шпангоуту закріплено приладову дошку. Сидіння пілотів – поролонове, з основою з фанери, зверху обшите тканиною типу “флок”, який обшивають автомобільні крісла, обладнане прив’язними ременями. Усі їхні точки кріплення пов’язані із силовими елементами конструкції фюзеляжу. Борти кабіни обшиті ще й зсередини склопластиком СТЕФ-05. Підлога кабіни – з 6-мм фанери, під педалями приклеєні гумові килимки-підслідники.
1 – плечові ремені лівого пілота; 2 – плечові ремені правого пілота; 3 – поясні ремені лівого пілота; 4 – поясні ремені правого пілота; 5 – спинка сидіння пілотів; 6 – сидіння пілотів; 7 – полиця
1 – приймач повного повітряного тиску; 2 – приймач статичного повітряного тиску; 3 – шланг повного тиску; 4 – шланг статичного тиску; 5 – розгалужувач (трійник) статичного тиску; 6 – покажчик швидкості; 7 – висотометр; 8 – варіометр
Засклення кабіни з плексигласу завтовшки 3 мм. Ліхтар — з двома частинами, що відкидаються вгору (типу «чайка»).
Ручка керування літаком (РУЗ), змонтована на підлозі кабіни між пілотами. Відкриття дросельної заслінки карбюратора двигуна здійснюється від ручки керування двигуном (РУД), встановленої на лівому борту кабіни. Тут же розташована ручка керування триммером керма висоти, а поруч на підлозі — ручка керування закрилками.
Електроживлення обладнання та приладів забезпечують: акумулятор на 12 В ємністю 38 А/год; генератор на 12 В потужністю 1 кВт, три перетворювачі на 36 В х 400 Гц.
Літак має на борту радіостанцію IC-A200, а також необхідний набір пілотажно-навігаційних приладів для польоту у простих метеоумовах.
Ф-3 у зимовий період обладнується лижним шасі та експлуатується із засніжених аеродромів. Лижі – дюралюмінієві.
Заправка літака здійснюється через горловину у лівому баку з перетіканням палива через видатковий бак – у правий.
Основні льотно-технічні характеристики
Злітна маса, кг 700
Маса порожнього, кг 442
Швидкість, км/год відриву 80
крейсерська 150
максимальна 180
звалювання 75
Швидкопідйомність, м/с 3
Довжина розбігу, м 180
Довжина пробігу, м 150
Максимальна дальність польоту, км 600
Максимальна тривалість польоту, ч 6
Практична стеля, м 3000
Розрахункове навантаження, g +3 / -1,5
О. ФЕФЕЛІВ, м. Кінгісепп