Школа авиаконструктора (часть 3)

САМОЛЁТ ДЛЯ ДВОИХ.Большая часть авиаконструкторов-любителей, начавших собственный путь в авиацию с постройки одноместных летательных аппаратов, в итоге приходят к выводу, что возможности таких автомобилей очень ограничены — летать на них возможно лишь в безветренную погоду; двухтактный двигатель не отличается надёжностью, что не разрешает пилоту удаляться от аэропорта; какое количество-нибудь большой груз на таком самолёте перевезти нереально, да и для обучения одноместный летательный аппарат не пригоден.

В итоге многие авиаторы-любители, взявшие начальную конструкторскую и лётную подготовку на одноместных аппаратах, начинают строить двухместные. Примеров тому возможно привести достаточно большое количество.

Так, известность у нас приобрёл «Дельфин» — один из лучших учебно-спортивных самолётов, выстроенный в самодеятельном клубе (г.

Кронштадт) под управлением инженера П. Лявина.

Самолёт «Дельфин» является монопланомс размещением экипажа и низкорасположенным крылом по-автомобильному — рядом. На данный момент такая компоновка считается наиболее удобной для обучения.

Первый раз самолёт поднялся в воздух с 50-сильным двигателем «Вальтер-Микрон», но тот был для него слабоват и его заменили на 140-сильный мотор данной же компании.

Создатели «Дельфина» выбрали очень рациональную размерность самолёта, при которой главные параметры -удельная нагрузка на крыло (50 кг/м2) и удельная нагрузка на мощность (4 кг/л.с.) — снабжают простоту техники пилотирования, довольно низкую скорость сваливания и низкие взлётную и посадочную скорости.

Одновременно с этим энерговооружённость автомобили в полной мере достаточна для исполнения фигур высшего пилотажа.

Двухместный учебно-спортивный самолёт «Дельфин»:

площадь крыла — 12,69 м2; масса безлюдного — 456 кг; взлётная масса — 670 кг; масса силового агрегата — 125 кг; масса двигателя — 102 кг; большая скорость — 200 км/ч; скороподъёмность у почвы — 4,8 м/с; дальность полёта — 200 км; разбег — 140 м; пробег -110м

Двухместный самолёт «Тройка» Б. Хобутовского (Петербург):

площадь верхнего крыла — 10,8 м2; площадь нижнего крыла — 9,7 м2; установочный угол верхнего и нижнего крыла — + 6 градусов; установочный угол стабилизатора — + 2 градуса; масса безлюдного — 470 кг; взлётная масса-670 кг; полётная центровка — 23% эквивалентной САХ; большая скорость — 150 км/ч; скорость сваливания — 65 км/ч; скороподъёмность у почвы — 2 м/с; дальность полёта — 160 км; разбег — 120 м; пробег — 80 м; эксплуатационная перегрузка — 3

Цельнометаллическая конструкция «Дельфина» отличается рациональностью и простотой. Фюзеляж типа монокок складывается из тринадцати шпангоутов, четырёх дюралюминиевой обшивки и стрингеров.

Передний шпангоут, являющийся к тому же и противопожарной перегородкой, склёпан из двух дюралюминиевых страниц с асбестовой прокладкой между ними. Однолонжеронный киль и двухлонжеронный центроплан выполнены зацело с фюзеляжем. Все подробности обшивки изготовлены из листового Д16Т толщиной 0,6 — 0,8 мм.

Отъёмные консоли крыла — однолонжеронные, с косым запасным лонжероном в хвостовой части, изготовлены с применением подробностей от списанного планёра КАИ-11.

Носок консоли до лонжерона имеет дюралюминиевую обшивку и принимает все нагрузки от кручения крыла. Хвостовая часть консоли обтянута полотном. Такая конструкция снабжает минимальную массу свободнонесущего крыла.

Относительная толщина профиля крыла — 15,5 процента.

Крыло имеет щелевые элероны и закрылки. Конструкция закрылков и элеронов двухопорная, однолонжеронная, с полотняной обшивкой. Закрылки имеют ручной привод и отклоняются на 15 градусов на взлёте и на 58 градусов на посадке.

Горизонтальное оперение цельноповоротное (без руля высоты), по конструкции подобное консоли крыла, с обратным сервокомпенсатором, усиливающим нагрузку на ручке управления до требуемой величины.

Отклонение его вверх — на 12 градусов и вниз — на 10 градусов.

Управление самолётом спаренное, проводка к рулям высоты и к рулю направления выполнена тросами диаметром 3 мм, а к рулю и элеронам направления — твёрдыми тягами.

Конструкция самолёта «Дельфин»:

1 — железный воздушный винт; 2 — носовая рессора шасси с са-моориентируюшимся колесом; 3 — основная рессора шасси; 4 — створки фонаря; 5 — противофлаттерные балансиры; 6 — качалка совокупности управления стабилизатором; 7 — предохранительная хвостовая опора; 8 — двигатель; 9 — выдвижной воздухозаборник вентилятора; 10 — маслобак; 11 — основной лонжерон крыла; 12 — вспомогательный задний лонжерон крыла; 13-сдвижная форточка фонаря; 14-люк аккумуляторного отсека; 15 — бензиномер; 16 — триммер

Конструкция самолёта «Тройка»:

1 — приёмник воздушного давления; 2 — подножка (лишь слева); 3 — V-образная стойка крыла; 4 — двигатель; 5 — железный воздушный винт; 6 — трос привода руля направления; 7 — подкосы стабилизатора; 8 — воздухозаборник маслорадиатора; 9 — жидкостно-газовые амортизаторы шасси; 10 — лонжероны крыла; 11 — зависающие элероны; 12 — закрылок; 13 — бензобак; 14 — маслорадиатор; 15 — пружинный демпфер в проводке управления передней стойкой

Шасси самолёта неубирающееся, рессорное, изготовленное из пружинной стали 65С2А.

Уникально выглядит передняя стойка шасси, выполненная из прутка стали той же марки.

Колёса главного шасси — тормозные, сделанные из стандартных нетормозных колёс размерами 400×150 мм. Привод тормозов — механический.

База силовой установки самолёта — 4-цилиндровый летный двигатель «Вальтер-Минор-4», укомплектованный железным воздушным винтом изменяемого на земле шага.

Запуск двигателя производится электростартёром.

В состав оборудования «Дельфина» включены авиагоризонт, скольжения и указатель поворота, малогабаритная радиостанция и компас, что разрешает делать полёты кроме того в сложных метеоусловиях. Кресла пилотов имеют несложную конструкцию, но допускают применение наспинных парашютов.

Уникально выполнен громадный фонарь кабины с двумя легко раскрывающимися вверх створками (как на земле, так и в полёте), и при необходимости они просто сбрасываются, снабжая надёжное покидание самолёта пилотами в критической обстановке.

По своим лётным возможностям «Дельфин» фактически не уступал учебно-спортивному самолёту Як-52, а по некоторым параметрам превосходил серийную машину.

На одном из слётов СЛА «Дельфин» был удостоен особого приза ЦК ДОСААФ как лучший учебный самолёт.

Хорошими лётными данными владел ещё один двухместный самолёт, созданный питерским водителем Б. Хобутовским. Кстати, это был третий по счёту летательный аппарат конструктора-любителя — первые два были одноместными и излишне субтильными.

На постройку двухместной автомобили ушло пара лет -и это не обращая внимания на то, что у Хобутовского показались юные ассистенты.

Проектом предусматривалось, что самолёт будет монопланом, но ограниченные размеры «сборочного цеха» заставили конструктора сделать самолёт бипланом -вместо одного крыла громадного размаха было нужно установить несколько в два раза меньших.

И ещё — Хобутовский оснастил самолёт толкающим винтом — для этого хвостовую часть фюзеляжа было нужно сделать двухбалочной.

Сперва на машину установили двигатель от автомобиля «Волга», но он был через чур тяжёлым.

Более подходящим был 115-сильный «Вальтер-Минор-4» -с ним самолёт показал очень приличные лётные характеристики. Машина оказалась несложной в управлении, надёжной и неприхотливой в эксплуатации. Её большая скорость образовывает 150 км/ч, скороподъёмность — 2 м/с.

Двухместный учебно-спортивный самолёт М-3 конструкции В. Махова:

площадь крыла — 21 м2; масса безлюдного — 500 кг; взлётная масса — 680 кг; запас горючего — 40 л.; крейсерская скорость — 100 км/ч; скороподъёмность — 6 м/с; длительность полёта — 2,5 ч

Самолёт М-3

Двухместный учебно-спортивный самолёт «Фаворит»:

площадь крыла — 11,3 м2; профиль крыла — NACA-23015; масса безлюдного — 580 кг; взлётная масса — 800 кг; большая скорость — 250 км/ч; скорость сваливания — 100 км/ч; скороподъёмность — 5,6 м/с

Самолёт «Фаворит»

Двухместный самолёт «Экзотика» конструкции братьев Вайнейкис (Литва):

площадь крыла -16 м2; масса безлюдного — 356 кг; взлётная масса самолёта с двумя пилотами — 511 кг; большая скорость — 130 км/ч; скорость сваливания — 60 — 70 км/ч; скороподъёмность — 5 м/с

Двухместный самолёт «Дуэт» конструкции А.Знновкина (г.

Тверь):

масса безлюдного — 525 кг; взлётная масса — 750 кг; большая скорость горизонтального полёта — 150 км/ч; скорость сваливания — 75 км/ч; скороподъёмность у почвы — 3,5 м/с; разбег -150 м; пробег — 100 м; диапазон эксплуатационных перегрузок — от +3 до -3

Учебный самолёт «Томагавк» компании «Пайпер» (США):

двигатель — «Лайкоминг» мощностью 112 л/с; площадь крыла — 11,6 м2; взлётная масса — 758 кг; масса безлюдного — 483 кг; большая скорость — 202 км/ч; скорость сваливания — 87 км/ч; скороподъёмность — 3,5 м/с; дальность полёта — 866 км; разбег — 250 м; пробег — 180 м

По большому счету, чешские двигатели типа «Вальтер-Минор» очень деятельно применяют авиаторы-любители при постройке двухместных самолётов.

Так, в своё время в Воронеже группой энтузиастов под управлением И.Пивоварова был выстроен подкосный высокоплан «Горизонт» с этим мотором. Во второй половине 80-х годов москвич В. Махов создал цельнометаллический высокоплан М-3, при изготовлении которого употреблялись агрегаты и узлы планёра КАИ-12 «Приморец». База силовой установки его автомобили — 140-сильный двигатель М-332.

А на одном из СЛА общее внимание привлёк цельнометаллический высокоплан «Фаворит», созданный коллективом самодеятельного ОКБ «Полёт» (Самара). Данный самолёт, оснащённый 140-сильным 4-цилиндровым авиационным двигателем М-332, по своим параметрам самый близок к оптимальному массовому самолёту для начального обучения. Члены экипажа размещены в кабине как в автомобиле — рядом.

Подобные двухместные самолёты многотысячными сериями выпускаются в государствах Запада, причём в производстве находится более 20 разных моделей. Так, громадной популярностью у авиаторов-любителей пользуются американские «Цессна-152» и «Томогавк» компании «Пайпер». Но наровне с этими цельнометаллическими автомобилями с успехом выпускаются и более простые подкосные высокопланы с матерчатой обшивкой — «Чемпион» и «Декатлон» компании «Белланка» и «Кэб» компании «Пайпер».

Эти самолёты очень несложны по конструкции, дёшевы, выполнены из дешёвых материалов и довольно часто изготавливаются любителями по готовым чертежам самостоятельно.

Кроме этих автомобилей, самодеятельными конструкторами государств Запада создано много вариантов двухместных самолётов, отличающихся конструкцией, силовыми установками и аэродинамическими схемами. самые популярными и уже хорошими на данный момент можно считать свободнонесущие низкопланы типа отечественного «Дельфина».

Из автомобилей этого типа возможно выделить как самый распространённые американский цельнометаллический Т-18 «Тигр» компании «канадский» Зенит и «Троп». Эти автомобили авиаторы-любители строят по авторским чертежам самостоятельно. Хочется обратить внимание читателей на очень несложную цельнометаллическую конструкцию самолёта «Зенит» — одно из основных её преимуществ в том, что она приспособлена для изготовления в маленькой любительской мастерской.

Двухместные высокопланы с «плотной» компоновкой кабины:

А —«светло синий птица-10» конструкции Е. Шевченко:

размах крыла — 8,4 м; площадь крыла — 10,4 м2; взлётная масса — 328 кг; мощность двигателя — 62 л.с.; диаметр воздушного винта — 1050 мм; ход винта — 400 мм; статическая тяга — 115 кгс; большая скорость — 135 км/ч; скорость сваливания — 65 км/ч; скороподъёмность у почвы — 2 м/с

Б — учебно-пилотажный самолёт «Декатлон» (США):

мощность двигателя — 150 л.с.; размах крыла — 10,15 м; площадь крыла — 1552 м2; масса безлюдного — 484 кг; взлётная масса — 748 кг

В — самолёт «Кэб» (США) и компоновка его кабины

«светло синий птица-10»

Самолёт «Декатлон»

Крыло и горизонтальное оперение «Зенита» сужения не имеют, все обшивки выполнены из листового дюралюминия, но ни одной поверхности с двойной кривизной в самолёте нет.

Так что при изготовлении подробностей из страницы употребляется лишь один технологический процесс — эластична. Конструктору самолёта удалось обойтись без подробностей, требующих вытяжки металла. Исходя из этого, к примеру, заготовки нервюр имеют характерные лепестки, каковые при их отгибе образуют отбортовку — с её помощью при сборке нервюра посредством заклёпок соединяется с обшивкой.

Борта и днище фюзеляжа «Зенита» — плоские, что есть весьма несложным и рациональным ответом, разрешающим обходиться кроме того без классических шпангоутов и без стапеля при сборке. Кстати, примерно так же «скроен» фюзеляж «Дельфина».

От авиаторов-любителей довольно часто приходится слышать, что самолёты с крыльями без сужения, с днищем фюзеляжа и плоскими бортами выглядят некрасивыми.

Само собой разумеется, у каждого конструктора собственное представление об эстетике летательного аппарата, но дизайн «Дельфина» и «Зенита» совсем опровергает это вывод. Подтверждением тому помогает вид некоторых лёгких самолётов компании «Пайпер», имеющих фактически такую же конфигурацию фюзеляжа и крыльев, и наряду с этим являющихся примерами прекрасного авиационного дизайна.

Более того, в своё время эксперты NАСА и компании «Пайпер», изучившие сваливание легкомоторных самолётов, заключили, что подобная «квадратная» хвостовая часть фюзеляжа содействует улучшению штопорных черт летательного аппарата.

«Срезанная» заготовка крыла «Зенита» — ещё один пример несложного рационального конструкторского ответа: технологично, красиво и, как показывают аэродинамические продувки, аэродинамическое уровень качества у самолёта с таким крылом немного выше, чем у аппарата с крылом, законцовки которого имеют скруглённую форму.

Ещё одно простое и рациональное конструкторское ответ, заложенное в «Зенит», — подвеска закрылков и элеронов на так называемой «рояльной» петле.

Действительно, у таких элеронов отсутствует аэродинамическая компенсация, но на маленьких скоростях она и не нужно. Ну а аэродинамическое сопротивление у элеронов с таковой подвеской меньше, чем у элеронов с классической подвеской, эффективности элеронов для самолёта для того чтобы класса в полной мере хватает.

Двухместные любительские самолёты с «автомобильным» размещением пилотов:

А — самолёт «Фан Флай» (Швейцария):

двигатель — «Ротакс-503» мощностью 53 л.с. с редуктором (передаточное число — 0,326); диаметр воздушного винта -1,6 м; площадь крыла -17,5 м2; масса безлюдного — 174 кг; взлётная масса — 375 кг; запас горючего — 48 л; большая скорость — 120 км/ч; скорость сваливания — 45 км/ч; скороподъёмность — 5 м/с; пробег и разбег — 50 м; потолок — 5500 м; дальность полёта — 450 км; диапазон эксплуатационных перегрузок — от +10 до-10;

Б — самолёт Т-18 «Тигр» (США):

мощность двигателя — 125 л.с.; размах крыла — 6,35 м; площадь крыла-8 м2; большая скорость-273 км/; скорость сваливания -100 км/ч; дальность полёта — 920 км

В — самолёт «Зенит» (Канада):

мощность двигателя — 100 л.с.; площадь крыла — 10м2; масса безлюдного — 395 кг; взлётная масса — 650 кг; большая скорость полёта — 240 км/ч; скорость сваливания (с выпущенными закрылками) — 85 км/ч; скорость сваливания (без закрылков) — 95 км/ч; скороподъёмность — 4,5 м/с; дальность полёта — 600 км; потолок — 4600 м

Самолёт «Пайпер «Кэб»

В схеме «Зенита» привлекает внимание применение цельноповоротных стабилизатора и киля, а не высоты и обычных рулей направления. Не смотря на то, что конструкция оперения наряду с этим намного проще, но однако, с позиций устойчивости и управляемости это далеко не лучшее ответ.

Параметры всех перечисленных двухместных самолётов очень близки. Так, удельная нагрузка на крыло — от 45 до 60 кг/м2, взлётная масса — 600 — 750 кг.

В большинстве случаев, на самолётах употребляются несложные закрылки с ручным либо электрическим приводом. Мощность двигателей — 100 -150 л.с., что снабжает автомобилям высокие лётные характеристики, разрешающие делать фигуры высшего пилотажа. К тому же такая мощность делает вероятным применять на самолёте крыло уменьшенной площади, компенсируя это высокой нагрузкой на него.

Таковой аппарат делается менее зависимым от негативных погодных условий — атмосферной болтанки и сильного ветра.

Создание двухместного самолёта вероятно и на базе двигателя меньшей мощности — эти автомобили также завлекают внимание самодеятельных конструкторов. Подробнее о таких летательных аппаратах читатели определят на следующем «уроке» отечественной «школы».

Игромир

Школа авиаконструктора (часть 3)

Рандомные статьи:

Школа Гриферов #3 — АДМИН НАКАЗАЛ ГРИФЕРОВ ЗАКРЫЛ ИХ В ТЮРЬМЕ

Похожие статьи, которые вам понравятся: