Самодельный самолет чертежи. Что нужно для успешной постройки легкого самолета Биплан своими руками чертежи
Построить свой самодельный самолёт - биплан - это у меня мечта с детства. Однако осуществить её я смог не так уж и давно, хотя путь в небо проложил ещё в военной авиации, а дальше - на дельталёте. Затем построил и самолёт. Но недостаток опыта и знаний в этом деле дал и соответствующий результат - самолёт так и не взлетел.
Неудача не то чтобы отбила желание строить летательные аппараты, но остудила пыл основательно - уж очень много было потрачено времени и сил. А реанимировать это желание помог, в общем-то, случай, когда появилась возможность недорого приобрести некоторые части от списанного самолёта Ан-2, известного больше в народе под названием «Кукурузник».
И приобрёл-то всего лишь элероны с триммерами и закрылки. Но из них уже было можно изготовить крылья для лёгкого самолёта-биплана. Ну а крыло - это почти полсамолёта! Почему решил строить биплан? Да потому, что площади элеронов для моноплана было недостаточно. А вот для биплана - вполне хватило, и крылья из элеронов Ан-2 даже немного укоротил.
Элероны стоят только на нижнем крыле. Изготовлены они из спаренных триммеров элеронов всё того же самолёта Ан-2 и подвешены на крыле на обычных рояльных петлях. Для повышения эффективности управления самолётом вдоль задней кромки элеронов сверху приклеены деревянные (сосновые) треугольные рейки высотой 10 мм и закрыты полосками обшивочной ткани.
Самолёт - биплан задумывался как учебно-тренировочный, а по классификации относится к сверхлёгким аппаратам (ультралайтам). По конструкции самодельный биплан представляет собой одноместный одностоечный биплан с трёхопорным шасси с хвостовым управляемым колесом.
Подобрать какой-то прототип не смог, а потому решил проектировать и строить по классической схеме и, как говорят автомобилисты, - без дополнительных опций, то есть в простейшем варианте с открытой кабиной. Верхнее крыло «Кузнечика» приподнято над фюзеляжем (как парасоль) и закреплено чуть впереди кабины пилота на опоре, выполнен- ной из дюралюминиевых труб (от тяг элеронов Ан-2) в форме наклонной пирамиды.
Крыло - разъёмное, состоит из двух консолей, стык между которыми прикрывается накладкой. Набор крыла - металлический (дюралюминиевый), обшивка - полотняная с пропиткой эмалитом. Законцовки и корневые части консолей крыла тоже обшиты тонким дюралюминиевым листом. Консоли верхнего крыла дополнительно подкреплены подкосами, идущими от узлов крепления межкрыльевых стоек к нижним лонжеронам фюзеляжа.
Приёмник воздушного давления закреплён на расстоянии 650 мм от конца левой консоли верхнего крыла. Консоли нижнего крыла - тоже отъёмные, крепятся к нижним лонжеронам фюзеляжа (по бокам кабины). Зазоры между корневой частью и фюзеляжем прикрываются полотняными (пропитанными эмалитом) зализами, которые крепятся к консолям на липучих лентах - репейниках.
Угол установки верхнего крыла - 2 градуса, нижнего - 0 . Поперечное V у верхнего крыла - 0 , а у нижнего - 2 градуса. Угол стреловидности у верхнего крыла - 4 градуса, а у нижнего - 5 градусов.
Нижние и верхние консоли каждого крыла соединены между собой стойками, выполненными, как и подкосы, из дюралюминиевых труб от тяг управления самолёта Ан-2. Каркас фюзеляжа самодельного биплана - ферменный, сварен из стальных тонкостенных (1,2 мм) труб наружным диаметром 18 мм.
Его основа - четыре лонжерона: два верхних и два нижних. По бортам пары лонжеронов (один верхний и один нижний) соединены равным количеством и одинаково расположенными стойками и подкосами и образуют две симметричные фермы.
Пары верхних и нижних лонжеронов соединены поперечинами и укосинами, но их количество и местоположение вверху и внизу зачастую не совпадают. Там же, где местоположение поперечин и стоек совпадает, они образуют рамы. Сверху над передними прямоугольными рамами приварены формообразующие дуги.
Остальные же (задние) фюзеляжные рамы - треугольные, равнобедренные. Каркас обтянут неотбеленной бязью, которая затем пропитывалась «эмалитом» домашнего приготовления - целлулоидом, растворённым в ацетоне. Это покрытие хорошо зарекомендовало себя среди самодеятельных авиаконструкторов.
Передняя часть фюзеляжа биплана (до кабины) с левой по полёту стороны обшита панелями из тонкого пластика. Панели - съёмные - для удобства доступа на земле к органам управления в кабине и под двигателем. Днище фюзеляжа - из дюралюминиевого листа толщиной 1 мм. Хвостовое оперение самолёта – биплана - классическое. Все его элементы - плоские.
Каркасы киля, стабилизатора, рулей направления и высоты сварены из тонкостенных стальных труб диаметром 16 мм. Полотняная обшивка к деталям рам пришита, а швы проклеены дополнительно полосками из такой же бязевой пропитанной эмалитом ткани. Стабилизатор состоит из двух половинок, которые крепятся к килю.
Для этого над фюзеляжем через киль близ передней кромки пропущена шпилька М10, а у задней кромки - трубчатая ось диаметром 14 мм. К корневым же стержням половин стабилизатора приварены ушки с секторными пазами, служащими для установки горизонтального оперения под требуемым углом, зависящим от массы пилота.
Каждая половина надевается ушком на шпильку и закрепляется гайкой, а трубка задней кромки - на ось и притягивается к килю расчалкой из стальной проволоки диаметром 4 мм. От редакции. Для исключения самопроизвольного поворота стабилизатора в полёте целесообразно вместо секторного паза в ушках выполнить несколько отверстий под шпильку.
Сейчас на самолёте – биплана стоит винтомоторная установка с двигателем Уфимского моторного завода УМЗ 440-02 (такими моторами завод комплектует снегоходы «Рысь») с планетарным редуктором и двухлопастным винтом.
Двигатель объёмом 431 см3 мощностью 40 л.с. с числом оборотов до 6000 в минуту воздушного охлаждения, двухцилиндровый, двухтактный, с раздельной смазкой, работает на бензине, начиная с Аи-76. Карбюратор - К68Р Система воздушного охлаждения - хотя и самодельная, но эффективная.
Выполнена по такой же схеме, как у авиационных двигателей «Вальтер-Минор»: с воздухозаборником в форме усечённого конуса и дефлекторами на цилиндрах. Раньше на самолёте – биплане стоял модернизированный двигатель от подвесного лодочного мотора «Вихрь» мощностью только 30 л.с. и клиноремённой передачей (передаточное отношение 2,5). Но и с ними самолёт летал уверенно.
А вот тянущий двухлопастный моноблочный (из соснового переклея) самодельный винт диаметром 1400 мм и шагом 800 мм так пока и не поменял, хотя и планирую его заменить более подходящим. Планетарный редуктор с передаточным отношением 2,22... новому двигателю достался от какой-то иномарки.
Глушитель для двигателя изготовлен из десятилитрового баллона пенного огнетушителя. Топливный же бак вместимостью 17 литров - из бака старой стиральной машины - он из нержавеющей стали. Установлен за приборной доской. Капот - из тонколистового дюралюминия.
Он имеет по бокам решётки для выхода нагретого воздуха и справа ещё лючок с крышкой для вывода шнура с рукояткой - ими осуществляется запуск двигателя. Винтомоторная установка на самодельном биплана подвешена на простой мотораме в виде двух консолей с подкосами, задние концы которых закреплены на стойках передней рамки-шпангоута каркаса фюзеляжа. Электрооборудование самолёта - 12-вольтовое.
Основные стойки шасси сварены из отрезков стальной трубы диаметром 30 мм, а их подкосы - из трубы диаметром 22 мм. Амортизатор - резиновый шнур, намотанный на передние трубы стоек и трапецию каркаса фюзеляжа. Колёса основных стоек шасси - нетормозные диаметром 360 мм - от мини-мокика, у них усилены ступицы. Задняя опора имеет амортизатор рессорного типа и управляемое колесо диаметром 80 мм (от авиационной стремянки).
Управление элеронами и рулём высоты - жёсткое, от ручки управления самолётом через тяги из дюралюминиевых трубок; рулём направления и хвостовым колесом - тросовое, от педалей. Постройка самолёта была завершена в 2004 году, и его испытал лётчик Е. В. Яковлев.
Самолёт – биплан прошёл техническую комиссию. Совершал достаточно продолжительные полёты по кругу около аэродрома. Запаса топлива в 17 литров вполне хватает примерно на полтора часа полёта с учётом аэронавигационного запаса. Весьма полезные советы и консультации при строительстве самолёта мне давали два Евгения: Шерстнёв и Яковлев, за что я им очень благодарен.
Самодельный биплан «Кузнечик»: 1 -воздушный винт (двухлопастный, моноблочный. диаметром 1400,1 = 800); 2- глушитель; 3 -обтекатель кабины лётчика; 4- капот; 5 - подкос консоли верхнего крыла (2 шт.); 6- стойка (2 шт.); 7 - пилон верхнего крыла; 8- прозрачный козырёк; 9 - фюзеляж; 10-киль; 11 -руль поворота; 12 - хвостовая опора; 13 - хвостовое рулевое колесо; 14-основная стойка шасси (2 шт.); 15 - основное колесо (2 шт.); 16 - правая консоль верхнею крыла; 17-левая консоль верхнего крыла; 18 - правая консоль нижнего крыла; 19-левая консоль нижнею крыла; 20-приемник воздушною давления; 21 -накладка стыка консолей верхнего крыла; 22 - расчалка стабилизатора и киля (2 шт.); 23 - капот двигателя с воздухозаборником; 24 - газоотбойный щиток; 25 -стабилизатор (2 шт.); 26 - руль высоты (2 шт.); 27-элерон (2 шт.)
Стальной сварной каркас фюзеляжа биплана: 1 -верхний лонжерон (труба диаметром 18x1, 2 шт.); 2- нижние лонжероны (труба диаметром 18x1, 2 шт.); 3 - опора ручки управления самолетом; 4 -хребтовая балка (2 шт.); 5- -четырёхугольная рама (труба диаметром 18, 3 шт.); 6- формообразующая дуга первой и третьей рам (труба диаметром 18x1, 2 шт.); 7 - подкосы и раскосы (труба диаметром 18x1, по чертежу); 8- проушины и ушки крепления и подвески конструктивных элементов (по потребности); 9 - трапеция крепления резинового шнуровою амортизатора основной стойки шасси (труба диаметром 18x1); 10-треугольные рамы хвостовой части (труба диаметром 18x1, 4 шт.)
Углы установки консолей крыльев (а - верхнее крыло; б-нижнее крыло): 1--поперечное V; 2-стреловидность крыльев; 3 -угол установки
Моторама самодельного биплана: I - лонжерон (стальная труба 30x30x2,2 шт.); 2-удлинитель лонжерона (труба диаметром 22,2 шт.); 3 - поперечина (стальной лист s4); 4 - сайлент-блоков (4 шт.); 5-ушко крепления подкоса (стальной лист s4,2 шт.); 6 - опорная дужка капота (стальная проволока диаметром 8); 7 подкос (труба диаметром 22, 2 шт.)
Основная опора шасси биплана: 1 -колесо (диаметром 360, от мини-мокика); 2- ступица колеса; .3 -основная стойка (стальная труба диаметром 30); 4 - основной подкос (стальная труба диаметром 22); 5 - амортизатор (резиновый жгут диаметром 12); 6 -ограничитель хода основной стойки (трос диаметром 3); 7 -трапеция крепления амортизатора (элемент фермы фюзеляжа); 8- ферма фюзеляжа; 9 дополнительная стойка шасси (стальная груба диаметром 22); 10- захват амортизатора (труба диаметром 22); 11 - дополнительный подкос (стальная труба диаметром 22); 12 связь стоек (стальная труба диаметром 22)
Приборная лоска (внизу хорошо видны педали управления рулём направления и хвостовым колесом па трапеции и резиновый шпуровой амортизатор основных стоек шасси): 1 - ручка управления дроссельной заслонкой карбюратора; 2 -указатель горизонтальной скорости; 3 - вариометр; 4 - винт крепления приборной доски (3 шт.); 5--указатель поворота и скольжения; 6-лампочка сигнализация отказа двигателя; 7 - тумблер включения зажигания; 8-датчик температуры головок блоков цилиндров; 9 - педали управления рулём направления
С правой стороны капотa - окно дли воздушного фильтра карбюратора двигатели и пусковое устройство двигателя
Двигатель УМ З 440-02 от снегохода «Рысь» хорошо вписался в контуры фюзеляжа и обеспечил самолету неплохие летные дайные
Летом прошлого года руководитель авиакружка Внуковского дома культуры (г.Москвы) пилот-любитель Андрей Черников демонстрировал на сконструированном и построенном своими руками одноместном биплане довольно сложные фигуры пилотажа над аэродромом Раздолье на Владимирщине.
Самолет не имеет пока сертификата летной годности из-за финансовых и организационных трудностей. Однако построен он в соответствии с требованиями, предъявляемыми к летательным аппаратам этого типа. Сегодня Андрей Александрович представляет свой самолет читателям нашего сайта.
Прежде чем приступить к описанию конструкции самолета, придется немного рассказать и об истории его создания А создавался сверхлегкий летательный аппарат (СЛА или ультралайт) в авиаконструкторском кружке при Внуковском ДК. Ребята, как и в других подобных кружках, строили различные спортивные модели, выступали (и не без успеха) на соревнованиях. Осваивая азы теории и практики создания летательных аппаратов, кружковцы пришли к идее постройки настоящего самолета - пусть небольшого, но на котором можно было бы и самому подняться в небо.
Следующим этапом стал выбор схемы самолета, его компоновки и конструкции.
Первое, чем руководствовались при выборе конструкции, - это ее стоимость. Понятно, что чем проще конструкция, тем она дешевле. Но главным критерием была все же надежность, а значит, и безопасность. С этой целью выбрали и бипланную схему и силовую установку с толкающим винтом. При такой компоновке вращающийся винт защищен спереди крыльями со стойками и подкосами, по бокам - расчалками. Ко всему, при таком расположении винтомоторной установки ничто не ограничивает пилоту обзор вперед, и выхлоп двигателя из глушителя остается позади. Экономия достигалась применением недорогих и недефицитных, но многократно опробованных материалов, узлов и агрегатов.
Откровенно говоря, большинство работ по строительству самолета, опасаясь того, чтобы первый блин не вышел комом, и для ускорения процесса, выполнял сам, в свободное от кружковских обязанностей время.
Силовая конструкция самолета представляет собой плоскую ферму, собранную в основном из дюралюминиевых труб диаметром 60 мм с толщиной стенки 2 мм. К этой ферме крепятся крылья, оперение, силовая установка, топливный бак, приборная доска, шасси, кресло и обтекатель пилота. Трубы фермы соединены между собой посредством пластинчатых накладок с подкладными фигурными радиусными шайбами, болтами с самоконтрящимися гайками.
В местах подсоединений подкосов или расчалок хвостовая балка фермы усилена, на нее надеты бужи - трубчатые втулки с кронштейнами.
Крылья и оперение. По своей схеме, как уже отмечалось, самолет является одностоечным бипланом (вообще-то стоек две - между верхними и нижними полукрыльями как с правой, так и с левой стороны). Стойки V-образные, передняя ветвь изготовлена из дюралюминиевой трубы овального сечения, задняя - из круглой трубы.
1 - обтекатель с лобовым стеклом,
2 - верхнее левое нолукрыло (правое - зеркально отображенное),
3 - двигатель,
4 - воздушный винт,
5 - расчалка киля (трос Ø 1,8), 6 - расчалка,
7 - тросовая проводка руля направления,
9 - руль направления,
11 - силовой набор,
12 - рессора основных колес шасси (стальная пластина);
13 - основное колесо шасси,
14 - левое нижнее полукрыло (правое зеркапьно отображенное);
15 - ручка управления самолетом;
16 - рычаг управления двигателем,
17 - переднее (управляемое и тормозное) колесо,
18 - тормозной механизм,
19 - стойка переднего колеса,
20 - приемник воздушного давления,
21 - стойка биплана (2 шт.),
22 - подкос верхнего полукрыла (2 шт),
23 - передние расчалки (трос Ø 1,8),
24 - подкос стабилизатора и киля (Д16, труба Ø 14х1, 2 шт),
25 - дополнительная стойка биплана (2 шт),
26 - фара и аэронавигационный огонь (2 комплекта),
27 - элерон (2 шт),
28 - стабилизатор,
29 - руль высоты,
30 - накладка (дюралюминий s0,5)
Крылья, как верхнее, так и нижнее, - однолонжеронные, они имеют одинаковый двояковыпуклый профиль РІІІА относительной толщиной 18%. Этот профиль, разработанный в ЦАГИ еще в начале 1930-х годов, широко используется до сих пор, так как имеет высокие несущие характеристики. Технологически крылья делятся на левые и правые отъемные части.
Лонжерон имеет швеллерообраз-ное сечение, полки выполнены из сосновой рейки сечением 10×10 мм, а стенка - из фанеры толщиной 1 мм.
Нервюры собраны из сосновых реек сечением 8×4 мм. Сборка каждого полукрыла производится путем нанизывания нервюр на лонжерон.
(материал деталей-дюралюминий):
1 – основная балка (труба Ø 60×2),
2 - передний подкос (труба Ø 35×1,5),
3 - пилон крепления верхнего крыла (труба Ø 60×2),
4-центральная стойка (труба Ø 60×2),
5-рама сиденья (труба Ø 30×2);
6 - подкос хвостовой балки (труба Ø 35×1,5),
7- хвостовая балка (труба Ø 55×2);
8-длинный буж (труба Ø 60×2,5, 2 шт.);
9-короткий буж (труба Ø 60×2,5);
10 - подкос моторамы (труба Ø 16х 1, 2 шт).
Соединение всех деревянных деталей - на эпоксидном клее. Обшивка носовой части крыла - из 1-мм фанеры - она вместе с лонжероном образует замкнутый контур и воспринимает крутящий момент. Остальная часть крыла обшита перкалем и покрыта эмалитом. Кстати, им же перкалевая обшивка приклеивалась к деревянным элементам силового набора.
Верхнее крыло в отличие от нижнего имеет элероны и немного больший размах Элероны имеют такую же однолонжеронную конструкцию, что и крыло Только нервюры расположены зигзагообразно, а профиль - симметричный.
Верхние полукрылья с углом установки 4° монтируются на пилоне центральной стойки без поперечного V Зазор между ними закрывается дюралюминиевой накладкой. Дополнительно каждое верхнее полукрыло крепится к основной балке фермы подкосом и тросовой расчалкой.
1-переднее колесо (управляемое, тормозное, Ø 280, b90, от карта),
2- стойка переднего колеса,
3 - обтекатель (стеклопластик),
4 - приемник воздушного давления,
5 - приборная панель,
6 - ручка управления самолетом,
7 - ветровое стекло;
8 - рама сиденья,
9- передний подкос,
10- подкос моторамы (дюралюминиевая труба Ø 16×1),
11 – пилон крепления верхнего крыла,
12 - моторная рама,
13- двигатель Rotaх 582, N = 64 л с,
14 -радиатор,
15 - вал винта,
16 - електронный блок,
17 -глушитель,
18 - центральная стойка,
19-аккумуляторная батарея,
20- топливный бак V = 20 л (алюминиевая канистра),
21 - хвостовая балка,
22 - рессора основных колес,
23 - основное колесо (Ø 280, b90, от карта, 2 шт),
24-сиденье,
25 -пристежные ремни (автомобильные),
26 - инструментальный ящик,
27- рычаг управления двгателем,
28- тормозной механизм.
Нижние полукрылья пристыковываются к основной балке фермы с поперечным V = 4,5°. Угол установки нижнего крыла - тоже 4,5°.
Горизонтальное оперение (ГО) состоит из стабилизатора и руля высоты.
Вертикальное оперение (ВО) включает киль и руль направления (РН) Руль - цельный с ножом, отклоняемым на земле Киль и стабилизатор соединены между собой кронштейнами и подкосами, а верхние концы подкосов с межкрыльевыми стойками - тросовыми расчалками.
1 -рычаг управления двигателем,
2 - тумблер включения фар,
3 - АЗС генератора 1,
4-лампочка отказа генератора 2,
5 - лампочка отказа генератора 1,
6-выключатель зажигания 1-го контура,
7 - вариометр (указатель скорости подъема и спуска),
8 - выключатель зажигания 2-го контура,
9-указатель горизонтальной скорости,
10 - акселерометр,
11 -сигнальная лампа о неисправностях двигателя,
12 - указатель скольжения,
13 - комплексный прибор контроля работы двигателя,
14-высотометр,
16 - розетка-прикуриватель,
17 - указатель топлива,
18 - выключатель питания,
19 - педали управления рулем направления и передним колесом (2 шт.),
20 - АЗС стартера,
21 - АЗС генератора 2,
22 - тумблер включения маяка и сигнальных огней,
23-ручка управления самолетом,
24-кнопка запуска двигателя,
25 - тумблер включения освещения приборов,
26 - рычаг тормоза.
Силовой набор киля и стабилизатора подобен тому, что применен в крыльях, а у рулей направления и высоты - как в элеронах с зигзагообразным расположением нервюр. Профиль всех элементов хвостового оперения - симметричный ЦАГИ-683. Обшивка носка - из миллиметровой фанеры, а за лонжероном - полотняная (перкаль). Покрытие тоже эмалитовое.
Силовая установка
Сначала на самолете были установлены двухцилиндровый двигатель РМЗ-640 мощностью 32 л с. от снегохода «Буран» и двухлопастный толкающий моноблочный воздушный винт диаметром 1600 мм постоянного шага. И с такой установкой самолет много лет неплохо летал и уверенно управлялся Но однажды я узнал, что продается сравнительно недорого двухтактный двигатель жидкостного охлаждения Rotах 582. Оказалось, что мотор находится в разобранном состоянии: хозяева хотели его отремонтировать, а вот собрать потом уже не смогли. Так я его и купил «россыпью», а затем и собрал, по ходу устранив неисправности.
Верхнее правое полукрыло (левое - зеркально отображенное):
1 - обшивка носика (фанера s1),
2 - лонжерон,
3 - обтяжка плоскости (перкаль, пропитанная эмалитом),
4 - нервюра,
5 - обтекатель тросовой проводки управления элероном (4 шт),
6 - неполная нервюра,
7 - законцовка,
8 - обшивка носика элерона (фанера s1),
9 - кронипейн-навеска элерона (2 шт),
10 - обтяжка элерона (перкаль, пропитанная эмалитом),
11 - концевая нервюра элерона (корневая - зеркально отображенная),
12 - косая нервюра элерона,
13- задняя кромка элерона,
14 - кница элерона,
15 - задняя кромка крыла,
16 - кница крыла,
17 - корневая нервюра,
18 - узел крепления полукрыла к кронштейну пилона (2 шт.),
19 - кронштейн крепления межкрыльевой стойки,
20 - «стенка»- дополнительный лонжерон,
21-лонжерон элерона,
22 - качалка управления элероном,
23 - ось качания элерона (2 шт.),
24 - козырек,
25 - проводка управления элероном (трос Ø 1,5, 2 шт.).
По габаритам, массе, объему двух цилиндров Rotах примерно такой же, как и РМЗ-640, а вот мощность его превышает почти вдвое (есть даже версия, что второй мотор является не совсем удачной копией первого). К тому же Rotах имеет двухконтурную систему зажигания (по две свечи на цилиндр) и жидкостное охлаждение цилиндров Топливо недефицитное - автомобильный бензин АИ-95 в смеси с моторным маслом в пропорции 50:1.
(неуказанный материал деталей позиций - дюралюминий):
1 -центральная стойка (труба Ø 60×2),
2 - пластина крепления пилона к основной стойке (лист s4, 2 шт.),
3 - кронштейн крепления переднего подкоса (нержавеющая сталь, лист s2,5),
4 - радиусные шайбы,
5 - качалка элеронов,
6- кронштейн качалки элеронов,
7 - пилон (труба Ø 60×2),
8 - кронштейны крепления консоли верхнего крыла (4 шт.),
9 - крепеж кронштейнов к силовым элементам (болт М12, 2шт.),
10-крепеж пластин к силовым элементам (болт М8, 3 шт.).
И если при замене двигателей почти не пришлось переделывать узлы крепления, то винт пришлось приобрести новый: диаметром 1680 мм, тоже толкающий, но трехлопастный, регулируемого на земле шага. Понижающий редуктор с передаточным числом 3,47 скомпонован с двигателем и обеспечивает винту до 1900 оборотов в минуту.
С новой винтомоторной установкой самолет приобрел и более высокие летные характеристики, стал способен выполнять довольно сложные фигуры пилотажа.
(а - профиль. б- нервюра, в - корневая нервюра и законцовка):
1 - носик нервюры (сосновая рейка переменного сечения),
2 - стойка лонжеронною проема (сосновая рейка 8×4, 2 шт.),
3 - подкос (сосновая рейка 8×4),
4 - кница (фанера s1),
5 - верхняя дужка нервюры (сосновая рейка 8×4),
6 - концевая кница (фанера s1),
7 - нижняя дужка (сосновая рейка 8×4),
8 - боковина (фанера s6),
9 - верхняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12×6),
10 - носик корневой нервюры (сосновый вкладыш переменною сечения),
11 - нижняя дужка (склейка из двух сосновых реек 12×6).
Запас топлива небольшой - всего 20 л. ведь самолет рассчитан на тренировочные околоаэродромные полеты, но этого горючего хватает часа на полтора. Топливо заливается в алюминиевую канистру, закрепленную на площадке за сиденьем водителя.
Шасси самолета - трехстоечное с передним управляемым колесом. Амортизация осуществляется резиновым шнуром диаметром 8 мм, заведенным петлей за поперечину маятника. Концы шнура соединены и закреплены на верхней поперечной стойке.
1 -обшивка (фанера s1),
2 -корневая нервюра (фанера s6),
3 - кронштейн стойки (нержавеющая сталь s2),
4 - бобышка кронштейна (фанера, s10),
5 - бобышка узла крепления полукрыла (фанера s12, 2 шт),
6 - накладка (дюралюминий 2, 4 шт.),
7 - втулка (трубка Ø 8×0,5, 2 шт.).
Управление передним колесом осуществляется педалями через гибкую (тросовую) проводку. На этом же колесе смонтирован и тормозной механизм, который приводится в действие рычагом, установленным на рукоятке управления самолетом. Задние основные опорные колеса смонтированы на поперечной рессоре, изготовленной из стальной полосы.
Все колеса одинаковые, наружным диаметром шин 280 мм и шириной 90 мм. Использованы они от карта Колея задних колес -1150 мм, а база (расстояние между осями переднего и заднего колеса) - 1520 мм.
1 - обшивка носика стабилизатора (фанера s1),
2 - обтяжка стабилизатора(перкаль),
3 -обшивка носика руля высоты,
4-обтяжка руля высоты (перкаль),
5 - передняя часть нервюры стабилизатора (фанера s1),
6-лонжерон стабилизатора,
7- нервюра стабилизатора,
8 - стенка стабилизатора,
9 - шарнирный кронштейн стабилизатора (2 шт),
10 - ось шарнира подвески руля высоты (Зшт),
11-кронштейн подвески руля высоты (2 шт),
12 - передняя часть нервюры руля высоты,
13 - нервюра руля высоты,
14 -задняя кромка руля высоты.
Для предохранения хвостовой балки от повреждения при касании ее земли предусмотрена пятка.
Самолет с самого начала задумывался без кабины - только в этом случае можно в полной мере ощущать полет и чувствовать машину Однако впоследствии все же был оборудован самодельным носовым стеклопластиковым обтекателем с днищем и прозрачным козырьком 5-мм листа оргстекла.
2 - руль направления,
3 - качалка (Д16, лист sЗ),
4 - кронштейн крепления киля к сгабилизатору (4 шт.),
5 - шарнир навески руля направления (2 шт),
6 - ушко шарнира навески руля направления (дюралюминий, лист sЗ, 2 шт),
7 - проушина шарнира руля направления (нержавеющая сгаль. лист s1, 2 шт),
8 - втулка (нержавеющая сталь, труба Ø 6×0,5, 2 шт),
9- кронштейн крепления расчалки (2 шт).
Сиденье - тоже самодельное. Его основой являются капроновые ремни, пришитые к наклонной рамке, служащей дополнительным подкосом центральной стойки. На основу уложены поролоновые подушка и спинка, обтянутые плотной тканью - авизентом. Пристежные ремни - автомобильные ремни безопасности.
(детали позиций I, 2, 7, 11, 15, 17 выполнены из стальной трубы 20x20x1,5):
1 - стойка вилки,
2 - верхняя поперечина вилки,
3 -барабанчик резинового жгута (труба Ø 10×1, 2 шт),
4 - валик резинового жгута (круг 8. 2 шт),
5 - втулка оси опорной стойки (труба Ø 12×2, 2 шт),
6 - амортизатор (резиновый шнур Ø 8, 4 шт),
7 - нижняя поперечина вилки,
8 - поперечина двуплечего рычага (труба Ø 20×2),
9 - бандаж (нитки капроновые),
10 - ушко оси (стальной лист s2, 4 шт),
11 - усиление стойки (2 шт),
12 - болт-ушко крепления проводки управления (2 шт),
13 - упор (резина 2шт),
14 - крепление упора (болт М4, 2шт),
15 - верхнее колено двуплечего рычага (2 шт),
16 - косынка (стальной лист s2, 4 шт),
17 - нижнее колено двуплечего рычага (2 шт),
18 - втулка оси колеса (2 шт),
19 - ось двуплечею рычага (валик Ø 8 с шайбой и шплинтом, 2 комплекта),
20 - втулка оси двуплечею рычага (2 шт),
21 - ось стойки.
Система управления самолетом - тросовая с промежуточными тягами от ручки управления (РУС), расположенной на ферме перед пилотом Управление двигателем - рычагом, установленным слева от пилота. Отклонение руля направления и поворот переднего колеса на рулежке - педалями. Самолет оборудован необходимыми приборами, обеспечивающими полет в простых метеорологических условиях (ПМУ), контролирующими работу двигателя Все они расположены на приборной доске перед пилотом. На верхнем крыле имеются фары, а на оперении еще и навигационные огни Что касается летных характеристик самолета, то некоторые из них приведены в таблице, а другие, как, например, скороподъемность, максимальная высота полета, до сих пор не замерялись.
1 - стойка,
2 - основная балка,
3 - буж (Д16Т, труба Ø80×10),
4 - ось стойки (болт М10 с корончатой гайкой и шайбой),
5- верхняя опорная втулка (бронза),
6 - нижняя опорная втулка (бронза),
7 – трос Ø 1,8,
9 - педаль,
10 - рычаг,
11- качалка,
12 - ось рычага и качалки,
13 -наконечник рычага,
14-ось наконечника рычага и тяги,
16 - тандер,
17 - серьга стойки,
18- болт-ушко,
19-ось тяги,
20- кронштейн крепления тяги и качалки,
21 - ось качалки,
22-серьга качалки,
23 - валик со шплинтом (4 комплекта),
24 - заделка троса.
Немалым достоинством конструкции является и то, что она разборная. Для транспортировки (или хранения) самолет разбирается на несколько частей: от аэромодуля отсоединяются полукрылья, хвостовая балка, а от нее - оперение. Хвостовое оперение перевозится на крышном багажнике автомобиля, а остальные части - в двухколесном прицепе для легковой автомашины, закрепленные на специальной платформе. Хранится конструкция вместе с прицепом в обычном автомобильном гараже, а собирается в полевых условиях менее чем за час одним человеком.
Схема управления самолетом (а- рулем направления, б - рулем высоты, в -элеронами).
От редакции. Редакция предупреждает, что полеты на самодельных ЛА допускаются лишь при наличии соответствующего сертификата и пилотского свидетельства.
Полёт на собственном самолёте – удовольствие не из дешевых. Купить заводской легкомоторный самолёт за свои деньги могут позволить себе единицы желающих. Что касается подержанных заводских самолетов, то и они требуют ряд дополнительных вложений от своих новых владельцев: несмотря на предыдущие технические ревизии, новый владелец неизбежно сталкивается с чужими проблемами. К счастью, существует решение этой проблемы. Самолеты домашней постройки, имеющие сертификат ЕЭВС в экспериментальной категории, стали пользоваться повышенной популярностью на слетах любителей авиации.
Если не считать дополнительных временных затрат на постройку, самолеты любительской постройки RV, Sonexes, Velocity и многие другие получили заслуженные высокие отметки за низкую стоимость при отличных лётных качествах, не уступающих заводским собратьям.Но, как это часто бывает, существует обратная сторона домашнего изготовления: на каждый законченный любительский проект приходится несколько заброшенных. Так вот для того, чтобы проект стал успешным, необходимо делать правильные шаги, иметь определенные знания и уметь их применять.
Шаг 1. Выбор модели самолёта
Пожалуй, цель проекта, является основным фактором, влияющим на успех всего мероприятия, прежде чем строительству будет дан старт.
Начало проекта самолета можно поставить в один ряд по важности с предложением руки и сердца, заключения важной сделки и даже выбором домашнего животного. Как и во всех предыдущих случаях, здесь надо продумать все тонкости, прежде чем принять окончательное решение.
Большинство недошедших до финиша перегорают из-за пустяков. Изящество самолета Falco, воздушная акробатика на Pitts 12 и озорной полёт на Гластаре: всё может подогреть интерес будущего строителя на принятие решения исходя только из внешнего вида. Простота этого решения может быть обманчива. Суть правильного решения не во внешних атрибутах, а в цели строительства.
Для правильного решение требуется полностью честный и искренний самоанализа. Конечно, многие мечтают летать как Виктор Чмаль или Светлана Капанина, но так или это? У каждого человека своя индивидуальность и свой почерк пилотирования, и невозможно жить чужим опытом. Можно построить самолёт для воздушного туризма и длительных кросс-кантри полётов, но потом обнаружить, что вам ближе загородный пикник на зеленой лужайке с друзьями за 60 километров от аэроклуба. Важно разрешить все свои сомнения и искренне продумать мечту о «домашнем самолете». Ведь главное – улучшить свою жизнь и больше заниматься тем, что тебе действительно нравится.
После того, как вы определитесь со своей мечтой, выбрать самолет не составит труда. После выбора модели самолета наступит время для проведения экспертизы. Беглый взгляд на 15 летний выпуск журнала Моделист – Конструктор окажет немного отрезвляющее влияние – возможно потому большая часть предложенных там моделей самолетов уже вышла из моды. Мир домашних кокпитостроителей имеет свою нишу на рынке, но даже при сильной мотивации заниматься бизнесом на такой территории окажется непростым занятием с экономической стороны, ведь рынок очень индивидуализирован, а тенденции сменяют друг друга, как мода на купальники. Прежде чем начать строить, следует провести подготовительную работу: подробно проанализировать конструкцию самолета, обзвонить людей, которые уже занимались этим проектом и просмотреть список несчастных случаев. Начать работу над устаревшим проектом, в котором детали и узлы трудно достать в принципе, дорогое и затратное мероприятие.
Шаг 2. Планирование времени
Едва ли найдётся несколько человек, которые справлялись с проектом, требующим такого же внимания, усилий и времени, как строительство самолета с нуля. Это занятие не для дилетантов. Оно требует постоянных и размеренных усилий в течение длительного времени.
Для того чтобы задержек на этом пути было меньше, и прогресс над проектом не стоял на одном месте, можно разбить всю работу на много мелких задач. Работа над каждой задачей не покажется такой уж сложной, а успех придет постепенно по мере выполнения каждой задачи. В среднем строителю потребуется от 15 до 20 часов в неделю для того, чтобы закончить проект простого самолета за приемлемое время.
Для увлеченных строителей большинство авиационных проектов занимает по времени от двух до четырех лет. В среднем же строительство самолета может занять по времени пять и даже десять лет. Именно поэтому опытные авиационные строители никогда не станут назначать точную дату первого полёта, несмотря на постоянные вопрошающие взгляды друзей. В качестве отговорки можно сказать «дело не стоит» или «как только, так сразу».
Идеалистам здесь не место
Не все строители осознают важность правильного планирования времени. Самолетостроение не является социальным мероприятием, и в действительности во время работы может быть чертовски одиноко. Общительные натуры могут найти это занятие более трудным, чем можно себе представить. Поэтому каждый, кто посвятил себя этому делу, должен находить удовольствие в работе в одиночку.
Следующий самолет, который будет построен без нестыковок в отверстиях, станет первым за все времена. Роберт Пирсинг в своем культовом романе «Дзен и искусство ухода за мотоциклом» рассказывает об ошибках при сверлении отверстий. Эти ошибки могут отбить у строителя стремление работать над проектом на долгое время. Подобные ошибки часто сопутствуют авиационным проектам и в том случае, если строитель не обладает личными качествами, которые бы подтолкнули его справиться с подобными трудностями, проект может быть закрыт.
Перфекционистам, которые стремятся к совершенству во всем, следует поискать другое занятие. Если бы все самолеты должны были идеально соответствовать законам аэродинамики, вряд ли бы кто-то осмелился взлететь. Перфекционизм часто ошибочно принимается за ремесло, но это крайне разные вещи. Не имеет значения, насколько хороша вещь: всегда можно что-то улучшить, сделать ярче и качественнее. Задача не в том, чтобы сделать лучший самолёт – задача в том, чтобы сделать практичный самолёт, чтобы строителю не было стыдно за него, и он не боялся на нем летать.
Шаг 3. Оборудование мастерской
Следующий важный момент – место строительства. Не все могут позволить себе иметь такую мастерскую, как ангары по производству Cessna. Размер, на самом деле, не играет в данном случае решающего значения.
Легкие самолеты строят в подвалах, трейлерах, морских контейнерах, деревенских сараях, а также в глинобитных хижинах. В большинстве случаев, гаража на две машины бывает достаточно. Одноместного гаража также может хватить, если у вас есть специальное помещение для хранения узлов в виде крыльев.
Большинство людей полагают, что лучшее место для постройки самолёта находится в ангаре городского аэропорта. В действительности ангары менее всего подходят для авиационных проектов. Чаще всего в ангарах гораздо теплее в летнее время года и холоднее в зимнее, чем на улице. Они повсеместно плохо освещены и редко когда находятся около вашего дома.
Не зависимо от того, где происходит сборка самолета, следует подумать об удобствах. Инвестиции в комфорт, в некоторое подобие климат-контроля, хорошее освещение и рабочий стол удобной высоты, резиновые коврики на бетонном полу – с лихвой себя окупят.
Вот как описывают свой опыт постройки RV-6 в гостиной комнате Мартин и Клаудия Саттер: «В Техасе, где всегда слишком сильные перепады температуры, система воздушного кондиционирования в ангаре обошлась бы нам дороже, чем постройка самого самолета. Мы думали работать в гараже, но как выяснилось, наши автомобили не могли долго переносить воздействия открытого солнца. Поэтому завтрак в баре, жильё в спальной, а постройка в гостиной – так была организована наша работа. Из удобств – бытовой кондиционер, отопление и большие раздвижные двери, которые позволяли выкатывать самолет наружу. Самым главным было то, что всё всегда было под рукой»
Шаг 4. Где взять деньги на самолёт?
На втором месте после времени стоит вопрос денег. Во — сколько обойдется стоимость постройки самолёта? Здесь нет ответа, подходящего для всех: в среднем подобные проекты стоят от $50000 до $65000, а реальная стоимость может быть как ниже, так и значительно выше. Строительство самолета – это как поэтапная выплата кредита, важно правильно оценить весь объем требуемых ресурсов, как финансовых, так и временных до начала активной фазы вложений.
Распределение расходов на проект начинается с определения задач, которые будет решать самолет. Современные производители воздушных судов готовы установить на свою продукцию всё, чего только можно пожелать. Домашние самолётостроители, в свою очередь, точно знают, чего они хотят. Если самолет не будет летать по приборам, то и необходимости ставить на него оборудование для полёта по приборам нет. Нет необходимости летать ночью – зачем ставить взлетно-посадочные огни за 1000$. Винт постоянного шага стоит в три раза меньше винта постоянной скорости, и в большинстве случаев не сильно проигрывает винту постоянной скорости в экономичности полёта.
Правильный вопрос – откуда взять деньги? Богатая тётушка Прасковья не оставит вовремя завещание для финансирования строительства, так что придется повременить с поездкой на юг, либо увеличить свои доходы.
Владелец сайта Van’s Air Force Даг Ривз предлагает первый подход. Его книга «десять шагов для получения самолета» включает в себя откладывание в долгий ящик покупки новой машины, отказ от кабельного телевидения, переход на легкую здоровую еду из овощей и фруктов, отказ от безлимитных телефонных тарифов в пользу экономичных планов. Вообщем Даг подсчитал, что принятие и следование этим шагам позволило ему сэкономить около 570$ каждый месяц. Он добросовестно откладывал эту сумму в копилку каждый месяц и теперь летает на RV-6.
Боб Коллинз, строитель RV, выбрал другую дорогу (не каждый, кто строит самолет – строит RV). Его работа в качестве редактора для общественного радио обеспечивала его и его семью, но этого не хватало для покупки самолёта. Вообщем, он стал «самым старейшим разносчиком газет». Семь дней в неделю, с двух до шести по полудню он разносил местную прессу. Это занятие в сочетании с его обычной работой, семейной жизнью и планами на самолёт не оставляло ему много времени на сон, но в конце концов он стал гордым обладателем RV-7A.
Шаг 5. Где набраться ума?
«Я никогда ничего не клепал, не варил, не красил, и вообще я не золотых рук мастер», — неопытный строитель может возразить. В состоянии ли я вообще построить что-нибудь настолько сложное, как самолёт?
В действительности, это не так уж и трудно. Самолёты домашней постройки – это обычные механические устройства. Механические узлы управления, простая и доступная для понимания электрика, почти нет гидравлики – всё можно изучить и собрать самому. Стандартный авиационный двигатель, например, состоит из четырех шлангов, трех кабелей и двух проводов. Ну, а если знаний недостаточно, можно всегда почерпнуть недостающие пробелы за учебниками и мануалами.
Техника самолётостроения простая и очевидная. Клепка может быть освоена за один день, сварочное дело потребует больше по времени, зато весело и почти даром. В повседневной жизни очень много вещей изготавливается из дерева, техника и инструменты обработки древесины доведены до совершенства, причем всё можно освоить через Интернет и Youtube.
Если при изучении новой информации вам лучше всего подходит структурированная подача материала, то можете взять уроки мастерства в самолётостроении. Подобные мероприятия проводят производители кит наборов и некоторые частные строители.
Всесторонняя поддержка необходима
Если мечта летать на своем самолете не покидает вас, а энтузиазм переполняет вас до самого верха, то ускорить работу над проектом поможет поддержка со стороны пилотов- единомышленников.
- Прежде всего, стоит заручиться поддержкой семьи.Рабочие часы в мастерской могут быть длинными и утомительными, в том числе для остальных членов вашей семьи. Супружеская и семейная поддержка в таких случаях просто необходима. Любые авиапроекты, которые встают поперек отношений, обречены: «Он тратит всё свое время на этот долбанный самолет. Она всё время пилит меня по поводу моего проекта», — стоит ли начинать проект при таком положении дел.Митч Локк придерживается простой тактики: «Прежде чем начать строить новый самолёт, я иду к своей жене и спрашиваю у неё список всех благ, которые она желает, чтобы её жизнь стала лучше, пока я буду меньше посвящать ей времени». И это работает: Митч построил самостоятельно семь самолетов.В то же время существует много проектов, которые ведутся семейными командами: родителями с детьми, супругами. Когда общая командная работа сплачивает людей вместе – сборка самолёта становится дополнительной возможностью провести время с близкими.
- Поддержка вне семейного круга также важна.
При выборе решения в пользу того или иного проекта важно также учитывать сервисную поддержку и опыт предыдущих строителей. Есть ли возможность изменить толщину нервюр без ущерба для безопасности конструкции? Сможет компания-разработчик модели самолета ответить на этот вопрос? Как быстро придут ответы? Имеется ли форум авиационных строителей, которые могут помочь новичкам?
Советы, как ускорить работу над проектом – помощь профессионалов и КИТ наборы
Одна из причин роста числа домашних самолётостроителей – появление КИТ наборов. Большинство самолётов в прошлом были построены с нуля. Строители приобретали набор чертежей для самолёта на свой выбор (либо на свой страх и риск конструировали сами), а затем заказывали материалы для изготовления деталей и узлов.
Вот несколько советов для тех, кто решил пойти этим путём:
- Можно использовать программы виртуального проектирования, например, X-Plane: Авиастроитель Дэвид Роуз использует для конструирования своих моделей именно эту программу, дополняя ее пакетом Airplane PDQ (общая стоимость - $198). Стоимость пакета невысокая, а возможности на уровне промышленных систем за $30000.
- Конструкцию можно спроектировать: Для этого можно проштудировать книгу Мартина Холлмана «Конструкция современного самолета» (Modern Aircraft Design) или Горбенко К. С. «Самолеты строим сами».
Если же вы не готовы делать самолёт с чистого листа, тогда есть смысл задуматься над покупкой КИТ – набора. Изготовитель КИТ — набора может предоставить точные и готовые к сборке детали самолёта при серьезной экономии ресурсов и материалов по сравнению со строительством с нуля. Сборочные инструкции, в отличие от инженерных чертежей, помогут сэкономить несчетные часы на рассуждения по поводу того, как детали сопрягаются друг с другом. Такая экономия времени приведет к тому, что в ваших силах будет собирать более сложные и высокотехнологичные самолёты. Сегодняшние КИТ наборы охватывают поразительно широкий спектр моделей, начиная от деревянных и тканевых, например Piper Cub, до композитных моделей по стоимости сравнимых с Citation.
Вот список производителей КИТ наборов, который авиастроители могут найти полезными:
КИТ – наборы Piper Cub PA-18 и его реплик
СКБ «Вулкан-Авиа»
ЗАО «Интеравиа»
КИТ – наборы самолетов RV
КИТ – наборы самолётов C.C.C.P.
Свой самолёт.ru
КИТ – наборы самолётов Ultra Pup
КИТ – наборы самолётов CH-701, а также Зенит, Зодиак и Bearhawk
Компания Авиа-Комп
Для того, чтобы узаконить полёты на самолете домашней постройки придется пройти процедуру получения сертификата единичного экземпляра воздушного судна (ЕЭВС, подробнее ).
Возможно строительство не для всех. Если вы любите работать руками и головой, знаете к кому обратиться за поддержкой, имеете достаточно средств для покупки грузового пикапа и у вас есть место для его хранения, вам должно быть под силу сделать свой самолёт. Конечно это занятие не для всех, но те, кто этим занимается, считают этот опыт одним из самых волнующих и радостных моментов в своей жизни.
Полезные ссылки
Сайты, посвященные строительству самолётов:
- www.stroimsamolet.ru
- www.reaa.ru
- www.avia-master.ru
- vk.com/club4449615 — группа ВКонтакте с массой полезной информации
- www.avialibrary.com — библиотека авиаконструкторов
Самодельный самолет, чертежи машин и краткое их описание построенных самодеятельными конструкторами
ФЕНИКС М-5
Модель, которая оснащена двумя моторами «Вихрь-25» доработанных под воздушной охлаждение. Конструкция ручки и схема управления машиной не имеет аналогов в мире. Именитые летчики испытатели не скрывали своего восторга, и даже рекомендовали ее применение на военных истребителях.
Взлетная масса машины составляет двести пятьдесят пять килограмм, а площадь поверхности крыла – пять целых шесть десятых квадратных метра.
ФОЛЬКСПЛАН
Модель сконструирована американским конструктором любителем, с тянущем винтом, которая состоит из следующих узлов:
Вал (1), изготовлен из дюралю трубы
лонжерон фюзеляжа (2), материал из которого изготовлен – сосна
обшивка корпуса (3), изготовлена из фанеры толщиной три миллиметра
лонжероны крыльев (4)
дуга (5)
бак (6), который вмещает тридцать литров топлива
шпангоут (7), изготовлен из фанеры толщиной тридцать миллиметров
автомобильный двигатель (8), мощность которого составляет шестьдесят лошадиных сил
капот (9), изготовлен из стеклопластика
рессора (10)
технологические отверстия для установки крыльев (11)
раскосы крыла (12)
его стойки (13)
его расчалки (14)
болт для установки подкоса (15)
Технические характеристики:
Взлетная масса составляет триста сорок килограмм
площадь крыла составляет девять целых двадцать девять десятых квадратных метра
скорость – сто семьдесят километров в час
Данная модель прошла сертификационные испытания и была признана годной к использованию, мало того на ней можно было выполнять фигуры высшего пилотаже и даже «штопор».
АГРО-02
Создан тверскими конструкторами. Основной материал, который использовался при его изготовлении – это фанера, полотно, сосна и отечественный двигатель РМЗ-640. Взлетная масса которого составила двести тридцать пять килограмм и площадь крыла – шесть целых три десятых квадратных метров.
ХАИ-40
Сконструировали студенты харьковского авиационного института. Модель имеет балочный фюзеляж.
ОДНОМЕСТНЫЕ САМОЛЕТЫ БИПЛАНЫ
ОДНОМЕСТНЫЕ БАЛОЧНЫЕ САМОЛЕТЫ
Вы решили построить самолёт. И сразу перед вами первая проблема - каким ему быть? Одноместным или двухместным? Чаще всего это зависит от мощности имеющегося двигателя, наличия необходимых материалов и инструментов, а также от размеров «ангара» для постройки и хранения самолёта. И в большинстве случаев конструктору приходится останавливать свой выбор на одноместном летательном аппарате тренировочного типа.
Как утверждает статистика, этот класс самолётов является самым массовым и популярным среди конструкторов-любителей. Для таких машин используются самые различные схемы, типы конструкций и двигателей. Одинаково часто встречаются бипланы, монопланы с низко- и высокорасположенным крылом, одно- и двухмоторные, с тянущими и толкающими винтами и т.п.
Предлагаемый цикл статей содержит анализ достоинств и недостатков основных аэродинамических схем самолётов и их конструктивных решений, что позволит читателям самостоятельно оценить сильные и слабые стороны различных любительских конструкций, поможет выбрать лучшую из них и наиболее подходящую для постройки.
С ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ -ОДИН НА ОДИН
Одной из наиболее распространенных схем любительского одноместного самолёта является подкосный моноплан с высокорасположенным крылом и тянущим воздушным винтом. Следует заметить, что эта схема появилась в 1920-х годах и за всё время своего существования практически не изменилась, став одной из наиболее изученных, испытанных и конструктивно отработанных. Характерные признаки самолёта такого типа - деревянное двухлонжеронное крыло, стальной сварной ферменный фюзеляж, полотняная обшивка, пирамидальное шасси и закрытая кабина с дверью автомобильного типа.
В 1920-е - 1930-е годы широкое распространение получила разновидность этой схемы - самолёт типа «парасоль» (с франц. parasol - зонтик от солнца), представлявший собой высокоплан с крылом, закреплённым на стойках и подкосах над фюзеляжем. «Парасоли» в любительском самолётостроении встречаются и поныне, однако они, как правило, конструктивно сложны, менее совершенны в аэродинамическом отношении и менее удобны в эксплуатации, чем классические высокопланы. К тому же, у таких аппаратов (особенно небольших размеров) весьма затруднён доступ в кабину и, как следствие, - сложность её аварийного покидания.
Одноместные самолёты-высокопланы:
Двигатель - ЛК-2 мощностью 30 л.с. конструкции Л.Комарова, площадь крыла - 7,8 м2, профиль крыла - КларкУ, взлётная масса - 220 кг (пилот - 85 кг, силовая установка - 32,2 кг, фюзеляж - 27 кг, шасси с лыжами -10,5 кг, горизонтальное оперение - 5,75 кг, крыло с подкосами - 33 кг), максимальная скорость — 130 км/ч, дальность полёта при запасе топлива 10 л-180-200 км
Двигатель - «Цюндапп» мощностью 50 л.с., площадь крыла - 9,43 м2, взлётная масса — 380 кг, масса пустого — 260 кг, максимальная скорость -150 км/ч, скороподъёмность у земли - 2,6 м/с, продолжительность полёта -8 ч, скорость сваливания - 70 км/ч
К достоинствам высокопланов можно отнести простоту техники пилотирования, особенно если удельная нагрузка на крыло не превышает 30 - 40 кг/м2. Высокопланы отличаются хорошей устойчивостью, прекрасными взлётно-посадочными характеристиками, они допускают заднюю центровку до 35 -40% средней аэродинамической хорды (САХ). Из кабины такого аппарата лётчику обеспечен оптимальный обзор вниз. Короче говоря, для тех, кто строит свой первый самолёт, да к тому же собирается самостоятельно освоить его пилотирование, лучшей схемы не придумать.
В нашей стране к схеме подкосного высокоплана авиаконструкторы-любители обращались неоднократно. Так, в своё время появилась целая эскадрилья самолётов-«парасолей»: «Малыш» из Челябинска, созданный бывшим лётчиком Л.Комаровым, «Ленинградец» из Санкт-Петербурга, построенный группой авиамоделистов во главе с В.Тацитурновым, высокоплан, спроектированный механизатором В.Фроловым из подмосковного села Донино.
О последнем аппарате следует рассказать подробнее. Хорошо изучив наиболее простую схему подкосного высокоплана, конструктор тщательно спланировал свою работу. Крыло изготовил из сосны и фанеры, фюзеляж сварил из стальных труб и обтянул эти элементы самолёта полотном по классической авиационной технологии. Колёса для шасси подобрал большие, чтобы можно было летать с неподготовленных грунтовых площадок. Силовой агрегат - на базе 32-сильного двигателя МТ-8, снабжённого редуктором и воздушным винтом большого диаметра. Взлётная масса самолёта - 270 кг, полётная центровка - 30% САХ, удельная нагрузка на крыло - 28 кг/м2, размах крыла - 8000 мм, тяга винта на месте - 85 кгс, максимальная скорость - 130 км/ч, посадочная - 50 км/ч.
Лётчик-испытатель В. Заболотский, производивший облёт этого аппарата, пришёл в восторг от его возможностей. По словам пилота, им сможет управлять даже ребёнок. Самолёт эксплуатировался у В. Фролова более десяти лет и участвовал в нескольких слётах СЛА.
Не меньший восторг у лётчиков-испытателей вызвал самолёт ПМК-3, созданный в подмосковном городе Жуковский группой авиаконструкторов-любителей под руководством Н. Прокопца. Машина имела своеобразную носовую часть фюзеляжа, очень низкое шасси и была спроектирована по схеме подкосного высокоплана с закрытой кабиной; с левой стороны фюзеляжа предусматривалась дверь. Крыло несколько скошено назад для обеспечения необходимой центровки. Конструкция самолёта - цельнодеревянная, с обтяжкой полотном. Крыло - однолонжеронное, с сосновыми полками, набор нервюр и лобик крыла обшиты фанерой.
Площадь крыла - 10,4 м2, профиль крыла - Р-Ш, взлётная масса - 200 кг, запас топлива - 13 л, полётная центровка - 27% САХ, статическая тяга воздушного винта - 60 кгс, скорость сваливания - 40 км/ч, максимальная скорость - 100 км/ч, дальность полёта - 100 км
Основа фюзеляжа - три лонжерона, и посему фюзеляж имел треугольное поперечное сечение. Оперение и система управления самолёта ПМК-3 выполнены как у известного учебного планёра Б. Ошкиниса БРО-11 М. Основа силовой установки - 30-сильный подвесной лодочный мотор «Вихрь» с жидкостным охлаждением; при этом радиатор немного выступал из правого борта фюзеляжа.
Интересной разновидностью подкосного высокоплана любительской постройки стал «Дон Кихот», разработанный в Польше Я. Яновским. С лёгкой руки энтузиаста самодеятельного авиастроения известного лётчика-планериста-испытателя и журналиста Г.С. Малиновского, опубликовавшего в журнале «Моделист-конструктор» чертежи «Дон Кихота», эта, в общем-то, не совсем удачная схема получила весьма широкое распространение в нашей стране - на слётах СЛА порой насчитывалось более четырёх десятков аналогичных аппаратов. Профессиональные авиаконструкторы, правда, считают, что авиаторов-любителей в этой схеме привлекала прежде всего необычность внешнего вида самолёта, но именно в ней и таились некоторые «подводные камни».
Характерной особенностью «Дон Кихота» была вынесенная вперёд кабина, которая обеспечивала прекрасный обзор и удобное размещение лётчика. Однако на предельно лёгком самолёте массой до 300 кг центровка существенно менялась в случае, когда в кабину вместо 80-кг пилота садился более субтильный, весивший 60 кг — аппарат при этом вдруг превращался из чрезмерно устойчивого в абсолютно неустойчивый. Избежать подобной ситуации следовало ещё при проектировании машины - нужно было только установить кресло пилота в центре её тяжести.
Самолёты с толкающим воздушным винтом, спроектированные по схеме самолёта «Дон Кихот»:
Мощность двигателя — 25 л.с., площадь крыла — 7,5 м2, масса пустого - 150 кг, взлётная масса - 270 кг, максимальная скорость - 130 км/ч, скороподъёмность у земли — 2,5 м/с, потолок — 3000 м, дальность полёта - 250 км. Конструкция машины - цельнодеревянная
Мощность двигателя - 30 л.с., размах крыла -7 м, площадь крыла - 7 м2, масса пустого - 105 кг, взлётная масса - 235 кг, максимальная скорость - 160 км/ч, скороподъёмность — 3 м/с, продолжительность полёта - 3 ч
Конструкция - стеклопластиковая, мощность двигателя - 35 л.с., размах крыла — 8 м, площадь крыла — 8 м2, профиль крыла — Кларк YH, взлётная масса - 246 кг, масса пустого - 143 кг, полётная центровка - 20% САХ, максимальная скорость - 130 км/ч
Ещё одна особенность «Дон Кихота» - шасси с хвостовым колесом. Как известно, такая схема в принципе не обеспечивает путевой устойчивости лёгкого самолёта при движении его по аэродрому. Дело в том, что движения самолёта с уменьшением его массы и моментов инерции становятся быстрыми, резкими, короткопериодическими, и пилоту приходится всё своё внимание сосредотачивать на выдерживании направления разбега или пробега.
Самолёт А-12 из клуба «Аэропракт» (г. Самара), представлявший собой одну из копий «Дон Кихота», обладал точно таким же врождённым дефектом, что и первенец этой плеяды, однако конструкторы после испытаний машины профессиональными лётчиками В. Макагоновым и М. Молчанюком быстро нашли ошибку в конструкции. Заменив на А-12 хвостовое колесо носовым, они полностью устранили один из главных недостатков самолёта польской схемы.
Ещё один существенный недостаток «Дон Кихота» - использование толкающего воздушного винта, затеняемого в полёте кабиной пилота и крылом. При этом эффективность винта резко падала, а крыло, не обдуваемое воздушным потоком от винта, не обеспечивало расчётной подъёмной силы. В результате росли взлётная и посадочная скорости, что приводило к удлинению разбега и пробега, а также уменьшало скороподъёмность. При низкой тяговооружённости самолёт мог вообще не оторваться от земли. Именно это и произошло на одном из слётов СЛА с самолётом «Эльф», построенным по схеме «Дон Кихота» студентами и сотрудниками МАИ.
Конечно, строить аппараты с толкающим воздушным винтом вовсе не возбраняется, однако необходимость и целесообразность создания самолёта с такой силовой установкой в каждом конкретном случае следует тщательно оценивать, поскольку при этом неизбежны потери тяги и подъёмной силы крыла.
Следует заметить, что конструкторам, творчески подошедшим к использованию силовой установки с толкающим воздушным винтом, удавалось преодолевать недостатки такой схемы и создавать весьма интересные варианты. В частности, несколько удачных аппаратов по схеме «Дон Кихота» построил механизатор из города Днепродзержинска П. Атёмов.
Площадь крыла - 8 м2, взлётная масса - 215 кг, максимальная скорость - 150 км/ч, скорость сваливания - 60 км/ч, скороподъёмность у земли - 1,5 м/с, диапазон эксплуатационных перегрузок - от +6 до -4
1 - металлический носок крыла; 2 - трубчатый лонжерон крыла; 3 - закрылок; 4 - трубчатые лонжероны элерона и закрылка; 5 - элерон; 6 - рукоятка управления двигателем; 7 - входная дверь кабины пилота (справа); 8 - двигатель; 9 - тяга управления элерона; 10 - подкос в плоскости крыла; 11 - клёпаная дюралюминиевая фюзеляжная балка; 12 - трубчатые лонжероны; 13 - указатель скорости; 14 - выключатель зажигания; 15 - высотомер; 16 - вариометр; 17 - указатель скольжения; 18 - указатель температуры головки цилиндра; 19 - ручка управления закрылком; 20 - наспинный парашют
Хорошо летающий самолёт с толкающим воздушным винтом был создан коллективом самодеятельных авиаконструкторов из клуба «Полёт» Самарского авиационного завода под руководством П. Апьмурзина - машина эта получила название «Кристалл». Облетавший её лётчик-испытатель В. Горбунов не поскупился на высокую оценку - по его отзывам, машина обладала хорошей устойчивостью, была легка и проста в управлении. Самарцы сумели обеспечить высокую эффективность закрылков, отклонявшихся на 20° на взлёте и на 60° - при посадке. Правда, скороподъёмность этого летательного аппарата составляла лишь 1,5 м/с из-за затенения толкающего воздушного винта широкой кабиной пилота. Тем не менее, названный параметр оказался вполне достаточным для любительской конструкции - и это несмотря на то, что взлёт его был несколько затруднён.
Привлекательный внешний вид «Кристалла» сочетается с великолепным производственным исполнением цельнометаллического моноплана. Фюзеляж планёра представляет собой дюралюминиевую балку, склёпанную из 1-мм листов Д16Т. В силовой набор балки входили также несколько выгнутых из листового дюралюминия стенок и шпангоутов.
Следует заметить, что в любительских конструкциях вместо металла вполне можно использовать фанеру, сосновые бруски, пластики и другие доступные материалы.
В изгибе фюзеляжной балки, в носовой её части, располагалась кабина, закрытая большим прозрачным фонарём гранёной формы и лёгким обтекателем из листового Д16Т толщиной 0,5 мм.
Подкосное крыло - оригинальной однолонжеронной конструкции с лонжероном из дюралюминиевой трубы 90x1,5 мм, воспринимавшим нагрузки от изгиба и кручения крыла. Набор нервюр из 0,5-мм Д16Т, штампованных в резину, закреплялся на лонжероне заклёпками. Подкос крыла изготовлен из дюралюминиевой трубы 50x1 и облагорожен обтекателем из Д16Т. В принципе, дюралюминиевые лонжероны и подкосы можно заменить деревянными, коробчатого сечения.
Крыло оснащалось элеронами и закрылками с механическим ручным приводом. Профиль крыла - Р-ІІІ. Элерон и закрылок имели лонжероны из дюралюминиевых труб диаметром 30x1 мм. Лобик крыла - из 0,5 мм листового Д16Т. Поверхности крыла обтягивались полотном.
Оперение - свободнонесущее. Киль, стабилизатор, руль направления и руль высоты - также однолонжеронные, с лонжеронами из труб Д16Т диаметром 50x1,5 мм. Оперение обтягивалось полотном. Проводка управления элеронами имела жёсткие тяги и качалки, проводка к рулям - тросовая.
Шасси - трёхопорное, с управляемым носовым колесом. Амортизация шасси на самолёте происходила за счёт упругости колёс-пневматиков с размерениями 255x110 мм.
Основа силовой установки самолёта - 35-сильный двухцилиндровый двигатель РМЗ-640 от снегохода «Буран». Воздушный винт - деревянной конструкции.
При сравнении тянущего и толкающего воздушных винтов нужно иметь в виду, что для аппаратов с малой мощностью силовой установки первый более эффективен, что в своё время великолепно продемонстрировал французский авиаконструктор сотрудник фирмы «Аэроспасьяль» Мишель Коломбан - создатель небольшой и весьма изящной авиетки «Кри-кри» (сверчок).
Не будет лишним напомнить, что создание малогабаритных летательных аппаратов с моторами минимальной мощности во все времена привлекало как любителей, так и профессионалов. Так, конструктор больших самолётов O.K. Антонов, уже построивший летающий гигант Ан-22 «Антей» взлётной массой 225 т, в своей книге «Десять раз сначала» рассказал о своей давней мечте - самолёте-малютке с двигателем в 16 л.с. К сожалению, создать такой аппарат Олег Константинович не успел...
Сконструировать компактный самолёт - задача не такая уж простая, как это может показаться на первый взгляд. Многие задумывали его в виде сверхлёгкой машины с предельно малой нагрузкой на крыло. В итоге получались ультралёгкие аппараты, способные летать лишь при полном отсутствии ветра.
Позднее конструкторы пришли к идее использования для таких аппаратов крыльев небольшой площади и с большой удельной нагрузкой, что позволило значительно уменьшить размеры машины и повысить её аэродинамическое качество.
Двухмоторные низкопланы:
Б - самолёт «Пася» Эдварда Магранского (Польша) — удачный пример творческого развития схемы «Кри-Кри»:
Силовая установка - два двигателя KFM-107E суммарной мощностью 50 л.с., площадь крыла - 3,5 м2, удлинение крыла - 14,4, масса пустого - 180 кг; взлётная масса - 310 кг; максимальная скорость - 260 км/ч; скорость сваливания - 105 км/ч; дальность полёта - 1000 км
1 - приёмнщс воздушного давления указателя скорости; 2 - дюралюминиевый воздушный винт (максимальная частота вращения - 1000 об/мин.); 3 - двигатель «Ровена» (рабочий объём цилиндра 137 см3, мощность 8 л.с., масса 6,5 кг); 4 - резонансная выхлопная труба; 5 - мембранный карбюратор; 6 - заборники топлива - гибкие шланги с грузиками на концах (по одному на двигатель); 7 - сектор газа (левый борт); 8 - рукоятка механизма триммерного эффекта (перенастройка пружинного загружателя руля высоты); 9 - сбрасываемая часть фонаря; 10 - безопорная качалка в тросовой проводке управления рулём направления; 11 - жёсткая проводка управления стабилизатором; 12 - тросовая проводка привода руля направления; 13 - цельноповоротное горизонтальное оперение; 14 - качалка руля направления; 15 - лонжерон киля; 16 - шасси при обжатом положении амортизации; 17 - рессора главного шасси; 18 - дренажная трубка топливного бака; 19 - ручка управления зависанием элеронов-закрылков (левый борт); 20 - топливный бак ёмкостью 32 л; 21 - тросовая проводка управления носовой стойкой шасси; 22 - регулируемые педали; 23 - загружатель педалей (резиновый амортизатор); 24-резиновый амортизатор правой стойки шасси; 25 - рама установки двигателей (стальная V-образная труба); 26 - качалка управления носовой стойкой; 27 - лонжерон крыла; 28 - зависающий элерон (углы отклонения от -15° до +8°, зависание - +30°; 29 - пенопластовый шпангоут; 30 - обшивка крыла; 31 - кронштейн навески зависающего элерона; 32 - пенопластовые нервюры; 33 - законцовка стабилизатора (бальза); 34 - лонжерон стабилизатора; 35 - носок элерона (обшивка - дюралюминий, заполнитель - пенопласт)
