На сегодняшний день дельтапланеризм - один из самых распространенных и востребованных видов экстремального отдыха. Мотодельтоплан позволяет оторваться от земли, почувствовать себя птицей свободного полета и отвлечься от повседневной суеты (отдохнуть душой). Мотодельтапланы - это заветная мечта многих экстремалов, но можно ли создать такую конструкцию своими руками, в домашних условиях, так сказать? Опытные пилоты сообщают, что это реально, вот только основными требованиями в такой затее считаются качественные материалы, утвержденный чертеж и обеспечение полной безопасности пилота. Только в этом случае можно не сомневаться, что летающая модель взлетит, при этом сам полет не станет для пилота первым и последним в его жизни. Так на что следует обратить внимание в первую очередь? Какие первостепенные требования являются ведущими и основополагающими в процессе домашнего конструирования?
Одним из основных элементов является тросовая растяжка, которая в идеале должна соответствовать стандартам и нормам, иметь высокую прочность и надежность крепления, чтобы исключить внезапное отцепление от карабина. Только в этом случае можно не сомневаться, что полет пройдет максимально безопасно для пилота. Трос рекомендуется покупать у проверенного поставщика, при этом важно ознакомиться лично с существующей технической документацией и сертификацией качества. В данном вопросе желательно не экономить, чтобы во время полета не чувствовать себя скованно и, тем более, не опасаться за собственную жизнь. Другими важными элементами конструкции считаются каркас и обшивка, к которым также предъявляются определенные требования, согласно международным стандартам. Также потребуется специальный инструмент для работы, который заметно облегчает процесс конструирования мотодельтоплана.
Обшивка также должна отличаться повышенной прочностью, то есть выдерживать реальные показатели надежности к аэродинамической нагрузке, которую каркас испытывает при резком перепаде атмосферного давления. Профессионалы рекомендуют выбирать лучшую парусную ткань, но очень важно не перегружать самодельную конструкцию, иначе утяжеление станет первым препятствием на пути к скоростной маневренности. Что касается двигателя, то лучшим вариантом считается лодочный двигатель модели "Вихрь - 30", который обеспечивает тягу порядком 80 кгс. Этого показателя вполне достаточно для двух пилотов и безопасного полета над землей. Прежде чем покупать все эти материалы, важно разобраться с размерами мотодельтоплана, а для этого требуется масштабный чертеж. Вот тут самодеятельность категорически противопоказана, а конструирование "летающей модели" лучше всего доверить специализированному конструкторскому бюро.
Если покупать в розницу мотодельтапланы, цены заметно кусаются, поэтому домашняя модель в любом случае окажется экономически выгодной. Другое дело прочность и надежность, вот об этих критериях оценки должен позаботиться конструктор и технолог. На чертежах в обязательном порядке должны располагаться разъемы, как неотъемлемая составляющая "летательного аппарата". Очень важно заблаговременно оценить количество мест для разъемов и их будущее расположение, поскольку от этого зависит окончательный вес и прочность готового агрегата. Поскольку мотодельтаплан имеет крылья, в качестве основы можно смело воспользоваться любой моделью спортивного дельтаплана. Изготовление крыла проходит в три этапа, где сначала идет обшивка, потом сам каркас, а следом окончательная доводка и сборка. При компоновке полотнищ понадобится двойной шов «зигзаг», однако этого вовсе недостаточно для утяжеления готового агрегата.
Чтобы утяжелить крылья, сверху парусной обшивки требуется задействовать еще четыре слоя ткани, а заднюю кромку обязательно утяжелять поверх самой обшивки. Только так можно не сомневаться, что мотодельтоплан не унесет ветром. Если есть сомнения в своих силах и возможностях, лучше всего купить дельтаплан с мотором и не думать о конструировании самодельного агрегата. Если такие мысли отсутствуют, самое время продолжить возведение задуманной конструкции. Так, килевая и боковая трубы должны быть соединены в передней части объекта, что повысит его аэродинамичность. К верхней части крепится мачта для надежной опоры закрепленных тросов, а на вильчатой основе по такому же принципу фиксируются боковые механизмы. Здесь важно помнить, что трубы и механизмы крепления должны находиться в разных позициях, иначе появление лишних стыков ухудшит во время полета аэродинамику, снизит способность маневрировать на высоте.
Если заинтересовал дельтаплан с мотором, купить конструкцию можно всегда, а вот изготовить своими силами дано не каждому. Продолжая процесс конструирования, важно добавить, что обязательна жесткая фиксация рулевого колеса с повышенной подвижностью его ручки. Пилот должен без особых усилий управлять агрегатом одной рукой, иначе последуют ошибки маневренности, проблемы при взлете и посадке. На последнем этапе выполненных работ проводится проверка натяжки обшивки и первые испытания самодельной модели на прочность и летучесть. Если все получится, то в эконом режиме можно получить безопасный летательный аппарат, который скрасит досуг и даже станет дополнительным источником доходов. Если же окончательно решено купить дельтаплан с мотором, цена варьирует до нескольких тысяч долларов и обусловлена особенностями модели и ее многофункциональностью. Также не последнюю роль играет производитель и его репутация.
Безмоторные аппараты тяжелее воздуха дают ни с чем не сравнимое ощущение полета. К таким устройствам относятся парашют-крыло, планер и дельтаплан. Первые два приспособления для полетов сложны в изготовлении. Построить дельтаплан своими руками вполне по силам при наличии оборудованной мастерской, специального инструмента и материалов. Главное для такого дела - большое желание, а опыт придет во время работы.
Для того чтобы получить точный ответ на вопрос о том, как сделать дельтаплан своими руками, придется изучить некоторые разделы аэродинамики и материаловедения. Начинать следует с определения и его назначения. Классический дельтаплан представляет собой устройство, состоящее из крыла особой формы и специальной подвесной системы для пилота.
Устройство дельтаплана
Основу конструкции летательного аппарата составляет несущий трубчатый каркас, изготовленный из дюралюминиевых труб разных диаметров. Для обеспечения необходимой жесткости крыла используется система тросовых растяжек. На каркас натягивается прочная и легкая ткань. До появления полимерных нитей использовался парашютный шелк. Подвес обеспечивает оптимальное положение пилота в полете и управление дельтапланом.
Несущая конструкция строится вокруг килевой трубы, с нею в передней части соединяются две боковины. В центральной части перпендикулярно к килевой балке установлена поперечина, которая обеспечивает прочность крылу. Тем, кто делает дельтаплан своими руками, известно, что место стыковки основной трубки и поперечины находится в центре масс устройства. В этой же точке устанавливается и вертикальная распорка, и управляющая трапеция.
Она представляет собой дюралевую трубку нужного диаметра с системой крепления тросовых растяжек. Шнуры натягиваются не только в верхней плоскости аппарата от мест соединения несущих элементов, но и в нижней части. Здесь растяжки крепятся к Такая схема позволяет при сохранении минимального веса достичь необходимой жесткости всей конструкции планера.
Особенности изготовления и применения дельтапланов
К материалам, используемым для выделки летательных аппаратов, предъявляются повышенные требования. Для того чтобы сделать качественный дельтаплан своими руками, в дополнение к уже перечисленным трубам и ткани понадобятся специально сконструированные и изготовленные соединительные устройства. Центральный узел - наиболее ответственная деталь, которая обеспечивает соединение несущих элементов.
Он проектируется таким образом, чтобы обеспечить минимальное аэродинамическое сопротивление аппарату. Изготавливая этому узлу следует уделить особое внимание. Для сборки аппарата во всех применяется пара болт с самоконтрящейся гайкой, в остальных случаях крепеж должен фиксироваться шпилькой. Это делается для исключения разрушения конструкции.
Полетать на дельтаплане собственного изготовления - значит получить максимум наслаждения. И удовольствие это будет не только от полета, но и от хорошо выполненной работы.
Перед постройкой мотодельтаплана мы старались собрать и классифицировать технические данные всех аппаратов подобного типа, созданных в СССР и за рубежом. Но информация оказалась чрезвычайно скудной. Опыт использования ранцевых аэродвижителей дельтапланеристам не очень подходил; расположение воздушного винта за спиной спортсмена заметно снижает его КПД по сравнению с работой в открытом потоке: сказывается так называемое «затенение».
Для решения поставленной задачи пришлось спроектировать жесткую платформу из дюралюминиевых труб, несущую пилон крепления купола, подмоторную раму, сиденье пилота, стойки шасси, органы управления и трубчатый каркас крепления рулей поворота и высоты. Мы знали, что установка на дельтаплан рулей и элеронов, расположенных по традиционной самолетной схеме непосредственно на куполе, не дает положительных результатов.
Это обстоятельство объясняется реакцией мягкого крыла (так называемым «реверсом») на изменение положения рулей в потоке. Поэтому мы решили выдвинуть рули вперед, в зону невозмущенного потока. В результате получился аппарат, напоминающий самолет типа утка» (рис. 1). Расположенный под передним узлом треугольного купола руль направления площадью 0,5 м и передняя стойка шасси управляются ножными педалями, руль высоты площадью 1,1 м - ручкой самолетного типа.
Проводка - тросовая, через обычные блоки на руль направления и через дифференциальный механизм - на руль высоты. Для управления по крену задняя кромка купола подтягивается уздечками и выполняет функции элеронов. Пилотское сиденье - облегченного типа от спортивного самолета. Оно снабжено привязными ремнями с одним поясным и двумя плечевыми обхватами, оклеено пенорезиной для смягчения толчков при взлете и посадке.
Каркас купола и поддерживающая его конструкция должны иметь значительный избыток прочности по сравнению с аналогичными элементами обычного дельтаплана, так как мотодельтаплан подвергается значительно большим нагрузкам. Купол следует изготовить из высоко прочного и воздухонепроницаемого материала - дакрона, лавсана или в крайнем случае - ткани АЗТ.
Желательно отдать предпочтение современным, заранее профилированным типам куполов, например, дельтаплана «Альбатрос» А. Рябцева (см. «М-К» № 5, 1979 г.). Двигатель от мотоцикла Иж-Планета« Спорт» 350 см3, номинальной мощностью около 20 л. с. при 3800 об/мин. Никаких доводок или форсировки не делалось, чтобы сохранить моторесурс. Топливо подается самотеком из прозрачного (удобство контроля!) пятилитрового бачка, расположенного на пилоне над двигателем. Винт - толкающий диаметром 1000 мм.
Приборное оборудование состоит из указателей высоты и скорости (УС-250, переделанный для малых скоростей полета) и вариометра планерного типа. Последний может быть заменен термисторным вариометром конструкции С. Казанцева. Полеты без приборов на мотодельтаплане НЕДОПУСТИМЫ. Для контроля работы мотора желательно иметь тахометр и указатель температуры головки цилиндра. Первые же полеты позволили выявить своеобразные особенности построенного нами аппарата. Их следует учитывать всем» кто решит повторить наш эксперимент.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПОЛЕТОВ НА
МОТОДЕЛЬТАПЛАНЕ БС-3
Первое, о чем следует твердо помнить: летать на мотодельтаплане БС-3 можно только тем пилотам, - которые закончили обучение в аэроклубе ДОСААФ (на самолете или планере) и умеют летать на обычных дельтапланах.
Второе - успешные полеты на мотодельтаплане могут быть гарантированы только при последовательном выполнении следующих подготовительных упражнений:
1 - руление на различных скоростях;
2 - подлеты,
3 - полеты по прямой;
4 - полеты с разворотами на 45-90°;
5 - полеты над площадкой по прямоугольному маршруту, с разворотами на 90°, с выполнением взлета и посадки строго против ветра.
Наиболее благоприятные метеорологические условия для выполнения всех этих упражнений - ровный ветер постоянного направления, силой не более 5 м/с. Упражнения должны выполняться на ровной площадке или аэродроме длиной не менее 800 м с хорошими подходами, то есть без высоких заборов, деревьев или строений в направлении взлета и посадки.
1. Руление. Установив аппарат строго против ветра и выбрав на краю площадки хорошо заметный ориентир (для этого можно поставить флаг), начать движение плавной дачей газа мотору. Выдерживать направление на ориентир своевременным Нажимом на педаль: при отклонении влево - правой педалью, при отклонении вправо - левой. Повторять упражнение до тех пор, пока не будет усвоено движение строго по прямой на выбранный ориентир.
Ручка удерживается в нейтральном положении (руль высоты при этом расположен горизонтально). После этого можно понемногу увеличивать скорость пробежек, доводя аппарат до состояния «невесомости», когда подъемная сила купола приближается к весу аппарата. С этого момента начинается освоение подлетов.
2. Подлеты. Момент отрыва от земли, хорошо знакомый пилотам-дельтапланеристам, на мотодельтаплане определяется по прекращению тряски и толчков, передаваемых на конструкцию от шасси. Аппарат как бы зависает на мгновение в воздухе. Скорость отрыва (по прибору) лежит в пределах 40-45 км/ч. В этот момент надо придерживать рычаг управления газом, а ручку немного отдать от себя, чтобы не дать аппарату набирать высоту и удерживать его на высоте не более 0,5-0,8 м от земли.
Во пикающие крены парируются небольшими отклонениями ручки вправо и влево, хотя необходимость в таких действиях возникает редко - аппарат на взлете очень устойчив. По мере освоения упражнения высоту подлета можно увеличивать сначала до 1 м, а затем - если позволяет длина площадки - до 2-3 м, но с таким расчетом, чтобы после посадки мотодельтаплан останавливался не ближе 30-50 м от препятствий в конце площадки. Руление обратно, к месту старта, надо выполнять на минимальной скорости.
Приземление после подлета выполняют путем подвода аппарата к земле на скорости 40- 45 км/ч по прибору непродолжительного выдерживания на высоте 0,3-0,5 м и посадки с энергичным движением ручки на себя, чтобы перевести купол на большие углы и не дать аппарату грубо удариться о землю. Посадку с поднятым носовым колесом, на два основных колеса шасси, не следует считать ошибкой - такие посадки свойственны пилота м-дельтапланеристам. Трехточечные посадки более близки самолетным летчикам.
Скорость вертикального снижения аппарата в момент посадки очень мала, и пробег практически не превышает 5-10 м. В зависимости от формы и размеров площадки после освоения подлетов можно переходить к полетам змейкой, с разворотами на 45° и 90° на высоте до 25 м, для освоения поведения мотодельтаплана в криволинейном полете. По сравнению с известными летательными аппаратами, такими, как самолеты и планеры, мотодельтаплан более инертен, и развороты на нем выполняются с небольшими кренами, «блинчиком».
Рис. I. Схема мотодельтаплана.
Рис. 2. Общий вид мотодельтаплана БС-3 конструкции С. Беликова: 1 - купол, 2 - аэродинамический руль поворота, 3 - аэродинамический руль высоты, 4 - подкосы передней части фермы, 5 - педали ножного управления, 6 - носовое колесо шасси, 7 - ручка управления, 8 - спинка сиденья пилота, 9 - основная стойка фермы, 10 - подкосы поперечной трубы каркаса, 11 - продольная труба каркаса, 12 - поперечная труба каркаса, 13 - боковые трубы каркаса, 14 - ВМГ 15 - подкосы подмоторной рамы, 16 - подкосы рамы (основания), 17 - боковое колесо шасси, 18 - рама основании. Килевой и боковые карманы условно не показаны.
Рис. 3. Чертеж воздушного винта.
Дельтапланеризм, в 70-х годах переживавший период бурного развития, за короткий срок стал популярнейшим видом спорта. Секрет успеха объясняется прежде всего простотой конструкции и уникальными летно-техническими характеристиками летательных аппаратов. Меньше десятилетия потребовалось дельтапланеризму, чтобы стать олимпийским видом спорта. А желание спортсменов расширить возможности дельтаплана за счет старта с равнинной местности и набора высоты при отсутствии восходящих потоков привело к тому, что стали появляться дельтапланы, оборудованные двигателями.
Мотодельтапланы того периода отличало большое разнообразие схем и компоновок, смелый поиск оптимальных технических решений. В 1981 - 1983 годах такие решения были в основном найдены, и последовал бум в развитии этих летательных аппаратов (ЛА).
Но, прежде чем говорить о достоинствах и недостатках схем и компоновок мотодельтапланов, необходимо определить, что же следует понимать под термином «мотодельтаплан».
По существующей международной классификации к сверхлегким летательным аппаратам относятся безмоторные ЛА массой не более 60 кг и моторные ЛА массой не более 150 кг и площадью крыла не менее 10 м 2 . Эти определения приняты в 1981 году Международной авиационной федерацией с целью регистрации рекордов. Среди безмоторных СЛА наибольшее распространение получили дельтапланы. Определение дельтаплана, наиболее полно учитывающее особенности его конструкции, дано А. П. Клименко.
Согласно этому определению дельтапланом называется сверхлегкий летательный аппарат, аэродинамическая несущая поверхность которого формируется под воздействием потока на упругую среду «обшивка - каркас» и управление которым осуществляется за счет перемещения центра масс относительно крыла.
Развитие моторных сверхлегких летательных аппаратов, или, как еще их называют, сверхлегких самолетов (СЛС), идет по двум направлениям: СЛС, которые управляются рулевыми аэродинамическими поверхностями (рули высоты и направления, интерцепторы, элероны), и СЛС с балансирным управлением - мотодельтапланы.
Существенным признаком последних является силовая установка. В связи с этим определение дельтаплана может быть в полной мере перенесено на мотодельтаплан с прибавкой определения «моторный».
На рисунке 1 приведены основные схемы и компоновки мотодельтапланов, встречавшиеся на всех этапах их развития. Первую группу образуют МД, стартующие за счет разбега пилота. К преимуществам аппаратов этой группы относятся малая масса конструкции, возможность устанавливать на них маломощные двигатели, использовать для старта неровные площадки.
Рис. 1. Компоновочные схемы мотодельтапланов:
1 - с двигателем на спине пилота, 2 - с двигателем под крылом, 3 - с двигателем на мачте, 4 - с двумя двигателями на крыле или подкосах, 5 - с двигателем на мототележке, 6 - с двигателями на крыле или подкосах, 7 - с двигателем на фюзеляже, 8 - с двумя или несколькими двигателями на мототележке.
Однако их нельзя применять для транспортирования полезного груза, при выполнении старта на долю пилота выпадают большие физические нагрузки; безопасность же полетов ниже, чем у МД второй группы. Анализ авиационных происшествий на дельтапланах показывает, что подавляющее большинство тяжелых травм происходит при ударе головой или грудью о землю. Дело в том, что пилот такого мотодельтаплана (равно как и спортивного аппарата) не зафиксирован жестко относительно конструкции, а находится в мягкой подвесной системе, допускающей маятниковое перемещение относительно крыла. При сваливаниях, которые возможны во время полетов вблизи земли на малой скорости, мотодельтаплан сталкивается с землей, когда его траектория круто наклонена; в подобной ситуации корпус пилота наклонен вперед, что увеличивает вероятность неприятных последствий. Единственный и наиболее эффективный прием самозащиты, применяемый дельтапланеристами, - во что бы то ни стало встретить землю ногами.
Характерным признаком мотодельтапланов второй группы является шасси - колесное или поплавковое (при старте с воды). Эти аппараты способны перевозить полезный груз, взлет и посадка на них сравнительно просты, а уровень безопасности полетов выше, чем на МД первой группы. Последнее объясняется тем, что пилоты ограждены силовыми элементами конструкции и в большинстве случаев жестко зафиксированы привязными ремнями.
Мотодельтапланы первой группы имеют то же применение, что и мотопланеры. Их компоновки отличаются в основном расположением двигателей. Компоновка любительских аппаратов № 1 с двигателем на спине пилота встречается крайне редко. Она наименее безопасна, полет на таком МД требует от пилота особого внимания и напряжения при старте и к тому же характеризуется крайне низким уровнем комфорта.
Одной из разновидностей этой компоновки является аппарат с жесткой подвесной системой пилота, к которой крепится двигатель.
Компоновку № 3 с двигателем, расположенным на мачте крыла, использовали на начальном этапе конструирования мотодельтапланов. Основной недостаток схемы заключался в том, что линия действия тяги располагалась значительно выше центра масс и точки подвески пилота. В результате изменение силы тяги сильно влияло на величину продольного момента, а следовательно, на продольную устойчивость. На некоторых режимах такие аппараты проявляли склонность к потере продольной устойчивости и управляемости, а в практике их летной эксплуатации случались «кувыркания».
Компоновка № 4 с двигателями на подкосах или на крыле также не получила широкого признания из-за усложненной по сравнению с другими мотодельтапланами этой группы конструкции, к тому же такие МД оказались менее удобными в эксплуатации. Заметим, что двухмоторный летательный аппарат имеет некоторое преимущество перед одномоторным только в тех случаях, когда он может балансироваться и продолжать полет с одним работающим двигателем. У рассматриваемого варианта балансировка при одном работающем двигателе практически невозможна.
Наиболее популярной в первой группе МД стала компоновка № 2.
Силовая установка такого мотодельтаплана состоит из двигателя, длинного полого стержня, соединяющего двигатель с опорой воздушного винта, вала привода и самого воздушного винта. Конструкция обеспечивает быстрый монтаж силовой установки на крыло. Кроме того, винт находится сзади и далеко от пилота, что несколько повышает комфорт и безопасность. Аппараты этого типа выпускаются за рубежом серийно.
Среди мотодельтапланов с шасси наиболее широко распространена компоновка № 5. Мототележка (подвесная система) крепится к крылу через шарнир, имеющий не меньше двух степеней свободы в угловом движении. Силовая установка, кресло пилота, шасси, оборудование и другие элементы закреплены на мототележке. Эти мотодельтапланы просты в эксплуатации, не сложны по конструкции, что позволяет быстро разбирать и собирать их, заменять крыло. Они более комфортабельны, а управляются так же, как и спортивные дельтапланы. Мототележка приспособлена для перевозки грузов и пассажиров. При снятом крыле она может служить наземным транспортным средством.
Встречается среди любительских мотодельтапланов и компоновка № 6. Ее достоинство - малая масса; недостатки - невозможность управления по тангажу и крену при разбеге и пробеге.
На первом этапе развития мотодельтапланов разрабатывались схемы с балансирным управлением по одному или двум каналам и с аэродинамическим по остальным (компоновка № 7). В дальнейшем, правда, оказалось, что достаточно эффективным аэродинамическое управление при столь малых скоростях полета может быть лишь при использовании рулевых поверхностей большой площади.
Следует отметить, что управление с помощью аэродинамических поверхностей приводило к усложнению конструкции и увеличению массы аппаратов. В то же время эксплуатация МД с компоновкой № 5 выявила достаточную эффективность балансирного управления. Именно поэтому от использования смешанного управления довольно быстро отказались.
Компоновки № 8 и № 5 аналогичны и различаются лишь числом двигателей. Аппараты с двухмоторными тележками строятся в настоящее время только как экспериментальные. Некоторым преимуществом таких МД перед другими «двухмоторниками» является возможность балансировки и продолжения полета при одном работающем двигателе.
Наибольший интерес с точки зрения практического применения представляют МД компоновки № 5. По сравнению с другими сверхлегкими самолетами они наиболее просты и дешевы, обладают хорошей эксплуатационной технологичностью и ремонтопригодностью. В частности, мотодельтаплан примерно в два раза дешевле схематических сверхлегких самолетов с аэродинамическим управлением. Следует отметить, что крыло такого МД принципиально не отличается от крыла обычного спортивного аппарата, основное отличие - усиленный каркас.
Рис. 2. Схемы мототележек:
1 - вантовая, 2 - панельная, 3 - ферменная, 4 - балочная.
Гораздо больше конструктивного разнообразия в мототележках. На рисунке 2 представлены четыре типа применяемых в настоящее время тележек. Вантовая содержит минимальное количество стержней, расчаленных тросовыми растяжками. Она получила распространение благодаря минимальной массе, хорошей производственной и эксплуатационной технологичности. Мототележки, выполненные по вантовой схеме, быстро и легко складываются, занимают мало места при хранении. К недостаткам следует отнести меньшую по сравнению с другими схемами прочность и надежность.
Большой интерес представляют мототележки панельной схемы. Они содержат минимальное количество силовых элементов - стержней, из которых делаются плоские панели, стыкующиеся затем между собой, и лишь ненамного тяжелее вантовых при примерно равной производственной и эксплуатационной технологичности. Трудоемкость изготовления мототележек вантовой и панельной схем одинакова.
Мототележки панельной схемы имеют высокую прочность и надежность. Они способны воспринимать ударные нагрузки, возникающие при аварийных посадках, обеспечивают пилоту большую безопасность, реже ломаются. Чаще всего их проектируют для мотодельтапланов, которые предполагается эксплуатировать в жестких условиях с неподготовленных взлетно-посадочных площадок.
Ферменные мототележки состоят, как правило, из двух или нескольких пространственных ферм. Схема широко не используется, хотя по сравнению с другими такие тележки прочнее, да и поломка одного из силовых элементов не нарушает работоспособности всей системы. К недостаткам относится большое число соединительных элементов, сложность сборки и разборки. И последнее - эта схема не обеспечивает складываемость.
Мототележка балочной схемы представляет собой сложную полую балку с работающей, чаще всего стеклопластиковой, обшивкой. Она наиболее комфортабельна, имеет меньшее аэродинамическое сопротивление. С другой стороны, сделать ее значительно сложнее, нежели тележки иных схем. К тому же она не складывается, что усложняет транспортировку.
Очень часто, кстати, встречаются и «гибриды», включающие элементы различных схем.
Классическим примером МД с балочной мототележкой является Т-4, разработанный специалистами ОКБ имени О. К. Антонова. Его аэродинамическая основа - спортивный дельтаплан той же фирмы «Славутич-Спорт» с усиленным каркасом. Мототележка стеклопластиковая, выклеенная по матрице. В местах стыковки с подвесной системой крыла, двигателем и шасси установлены закладные металлические элементы. Т-4 предназначен для выполнения тренировочных полетов и участия в соревнованиях. Этот аппарат неоднократно использовался для выполнения показательных полетов на спортивных праздниках и смотрах-конкурсах СЛА.
В двухместном мотодельтаплане МАИ-2, созданном под руководством студента-дипломника А. Русака, применена панельная мототележка. Этот аппарат демонстрировался на всесоюзном смотре-конкурсе СЛА-85, где был высоко оценен специалистами и занял первое место в своем классе. Его единственный недостаток - ненадежная силовая установка на базе двигателя «ЧЗ-400».
Одна из наиболее удачных конструкций вантовой тележки у серийного французского мотодельтаплана типа «Космос». Этот аппарат удобен в эксплуатации, легко разбирается и быстро монтируется. Привести его из транспортного состояния (крыло в пакете размерами 4500X350 мм, сложенная мототележка) в рабочее можно за 10 мин., и сделать это по силам одному человеку.
Почти все стержни в мототележке изготовлены из труб Ø 53 мм с толщиной стенки 1,3 мм, причем продольный и вертикальный стержни усилены по всей длине трубами 50Х1,3 мм, заложенными внутри. Кроме того, вертикальный стержень имеет страховочную тросовую растяжку, которая с одной стороны крепится к элементам узла подвески, а с другой - к болту узла фиксации вертикального и продольного стержней.
Опытная эксплуатация МД «Космос» показала, что он требует очень «нежного» отношения и не рассчитан на грубые посадки, избежать же их не в состоянии даже высококвалифицированные пилоты.
При создании экспериментального двухмоторного мотодельтаплана «Поиск-03» мы выбрали для мототележки ферменную схему. Она представляет собой два модуля - верхний, изготовленный из труб Ø 34 мм (толщина стенки 1,5 мм) и нижний из труб Ø 36 мм (толщина стенки 2,5 мм). «Поиск-03» построен в СКБ Московского института инженеров гражданской авиации (МИИГА) и предназначен для изучения особенностей пилотирования и исследования функциональных возможностей мотодельтапланов такой схемы.
Прокрутка вверх
Не успел еще как следует утвердиться и стать массовым новый увлекательный вид спорта - дельтапланеризм, как его энтузиасты взялись прокладывать еще одно направление в техническом творчестве, связанном с конструированием балансирних летательных аппаратов, - строительство мотодельтапланов.
Естественно, все началось с попыток «моторизовать» уже имеющиеся под руками и проверенные в полете аппараты. Но каким должен быть двигатель такого гибрида? Где его рациональнее всего разместить на дельтаплане?
Решением этой проблемы сегодня и заняты конструкторы - профессионалы и любители. Некоторым удалось достичь первого успеха. Читателям, вероятно, попадалась информация о таких мотодельтапланах, как «Синяя птица», «Журавлик», БС-3.
Один из вариантов решения конструкции мотора для дельтаплана предлагают омичи Ю. Казуров, И. Полушкин и В. Русаков. Возможно, их двигатель заинтересует не только любителей воздухоплавания, но и приверженцев других видов самодельной моторной техники.
Тяга двигателя компенсирует в полете силу аэродинамического сопротивления дельтаплана. Ее нетрудно подсчитать, используя определение аэродинамического качества как отношения подъемной силы к силе лобового сопротивления. Качество 8 стало уже обычным для современных спортивных дельтапланов; общий полетный вес - 110 кгс, поэтому тяга для горизонтального полета должна быть не менее 15 кгс, а для набора высоты - не менее 30 кгс.
Строители аэросаней знают, что при изготовления воздушного винта трудно получить тягу, превышающую четыре килограмма на одну лошадиную силу мощности двигателя. А для полета под треугольным крылом требуется мотор мощностью не менее 10 л. с.
Какой же выбрать? Форсированный двигатель с малым рабочим объемом имеет большое число максимальных оборотов и нуждается в понижающем редукторе, а значит, в усложнении конструкции и увеличении ее веса. У нефорсированного - низкое число оборотов, что позволяет обойтись без редуктора, но большой рабочий объем.
Ни один из мотоциклетных двигателей мощностью 10-15 л. с. не настолько легок, чтобы его можно было поставить на дельтаплан. Вот почему мы занялись постройкой двигателя, который отвечал бы всем требованиям.
Это двухтактный, двухцилиндровый, с воздушным охлаждением двигатель «Циклон», имеющий рабочий объем 209 см8, диаметр цилиндра 55 мм, ход поршня 44 мм. Максимальная мощность при 6 тыс. об/мин - 12 л. с., степень сжатия - 7. Весит он с винтом, фланцем и катушками зажигания 8,5 кгс, работает на бензине АИ-93 в смеси с маслом МС-20 в пропорции 20: 1.
Картер двигателя взят от лодочного мотора «Ветерок-12» и частично переделан. В нем заварены продувочные и смазочные каналы и сделаны новые по шаблону, снятому с цилиндра. Отверстия в картере для новой гильзы расточены до 62 мм; просверлены отверстия М6 под восемь шпилек крепления цилиндров.
Цилиндры, поршни в сборе и карбюратор - от бензопилы «Урал-2 Электрон». Так как ход поршня у «Ветерка» не совпадает с таковым у бензопилы на 2 мм, то нужно с поверхности картера на стыке с цилиндром снять 1,5 мм и довести место сопряжения деталей на притирочной плите. Чтобы поршни не перекрывали продувочные окна, их днища подтачиваются, окна в юбке завариваются.
Стопорные штифты верхних поршневых колец надо переставить на 5 мм по часовой стрелке, если смотреть сверху. Поршневой палец Ø 13,8 мм можно использовать от бензопилы или взять палец Ø 14 мм от мотоцикла «Иж-Юпитер», развернув отверстия в бобышках до нужного размера. Бронзовые втулки в верхних головках шатунов заменены на роликовые подшипники для надежности, а посадочные места в шатунах прошлифованы до соответствующего размера. В нижних головках, в крышке картера и центральной опоре коленчатого вала - ролики 0 2,5 мм и длиной 12,6 мм, а на концах вала - подшипники № 204.
1 - центральная опора коленвала, 2 - игольчатые подшипники (длина ролика 12,6 мм, Ø 2,5 мм), 3 - крышка картера мотора «Ветерок-12», 4, 5 - цилиндр и поршень бензопилы «Урал-2 Электрон», 6 - поршневой палец, 7 - игольчатый подшипник (длина ролика 15 мм, Ø 2 мм), 8 - шатун мотора «Ветерок-12», 9 - Поршневое кольцо от бензопилы, 10 - заглушка, 11 - картер мотора «Ветерок-12», 12 - подшипник.
Для установки цилиндров в ряд их надо обрезать на 10 мм со стороны впускных окон, которые закрыты дюралюминиевыми пластинами, крепящимися винтами М3 с потайными головками с герметизацией эпоксидной смолой. Чтобы гильзы цилиндров не упирались в центральную опору и крышку картера, последние подпилены на глубину 4 мм. В крышке картера, кроме того, просверлены два отверстия для смазки роликового подшипника.
При вертикальном расположении цилиндров используется беспоплавковый мембранный карбюратор (КПМ-100У от бензопилы). При горизонтальном расположении цилиндров - карбюратор от «Ветерка-12» или другой, с диффузором подходящего диаметра. Топливо в них поступает самотеком.
Для упрощения двигателя и снижения его веса применено батарейное зажигание. Батарея из четырех аккумуляторов СПД-12 весит 1 кгс; ее емкости хватает на восемь часов работы. Контакты прерывателей от двухцилиндровых мотоциклов «Ява» или «Иж». Высоковольтные трансформаторы ТЛМ (катушки зажигания) - от унифицированного магдино МН-1, применяемого в лодочных моторах «Привет-22» и «Вихрь». Свечи зажигания - СИ 12РТ или ПАЛ-14-7. Опережение зажигания - 2,8-3,5 мм до верхней мертвой точки. Для запуска двигателя используется легкий шкив, соосный с воздушным винтом.
Необходимая степень сжатия в камере сгорания подбирается толщиной прокладки между картером и цилиндром.
Мощность двигателя при форсировании может быть увеличена до 14-15 л. с. Рекомендации по повышению мощности «Ветерка-12» можно найти в журнале «Катера и яхты» (№ 6, 1972 г. и № 6, 1973 г.).
Надеемся, что двигатель «Циклон» заинтересует не только дельтапланеристов, но и других любителей технического творчества.
Если же вы предназначаете его для дельтаплана, то не упустите из виду, что сам летательный аппарат должен соответствовать «Временным техническим требованиям для дельтапланов» (ВТТД-80), имеющимся во всех краевых и областныхкомитетах ДОСААФ страны.
При установке двигателя каждый столкнется с несколько противоречивыми требованиями: центр тяжести системы «пилот - дельтаплан» не должен изменять своего положения; работающий двигатель - не вызывать пикирующий или кабрируюший момент; вращающийся винт - находиться как можно дальше от пилота.
Мы выбрали схему с задним расположением двигателя, но применили не толкающий, а тянущий винт, чтобы лучше охлаждались цилиндры. Этой же цели служит и капот из тонкого алюминиевого листа. Такая схема позволила поставить винт Ø 700 мм и получить от него тягу 30 кгс при незначительном кабрирующем моменте.
Перед подвеской двигателя аппарат балансируют на скорости наибольшего аэродинамического качества (при которой усилие на ручке трапеции отсутствует). После этого на килевой трубе подвешивают двигатель.
В пробных полетах с незаведенным двигателем определяют скорость наибольшего аэродинамического качества и балансируют аппарат переносом точки подвески пилота в незначительных пределах. Надо следить за тем, чтобы новая балансировочная скорость была немного больше, чем без двигателя. Стартовать лучше с возвышенности; хорошо, если помощник поддержит килевую трубу. Летать надо при ровном встречном ветре, скорость которого не превышает 6 м/с (в штиль взлет труден и небезопасен). Во время разбега и взлета двигатель должен работать с малым числом оборотов. При достижении балансировочной скорости обороты увеличивают, следя за тем, чтобы воздушная скорость дельтаплана не менялась. Полеты следует прекратить при возникновении пикирующего или большого кабрирующего моментов. Наличие их указывает на неправильную установку двигателя. Проводя пробные полеты и корректируя угол установки двигателя по отношению к килевой трубе, добиваются незначительного кабрирующего момента, не мешающего длительному полету. Перед посадкой необходимо убавить обороты, выключить зажигание и приземлиться обычным способом, помня, однако, о том, что посадочная скорость должна быть выше, - ведь удельная нагрузка на крыло больше.
Особое внимание - безопасности полетов. У дельтаплана перед установкой двигателя надо увеличить диаметр килевой трубы. Необходимо усилить также поперечную трубу - в районе центрального узла. Все резьбовые соединения должны быть надежно законтрены. Перед каждым взлетом надо тщательно осматривать дельтаплан и винтомоторную установку. Воздушный винт должен иметь ограждение, а двигатель - выключатель зажигания, а также аварийное устройство, останавливающее мотор, когда пилот отпускает рукоятку трапеции. При каждом запуске будьте очень внимательны, следите, чтобы помощник не находился вблизи винта или в плоскости его вращения.
Ю. КАЗУРОВ, И. ПОЛУШКИН, В. РУСАКОВ, г. Омск
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
