Предлагаемые простые конструкции планеров разработаны в кружке экспериментального конструирования СЮТ г.Костромы. Все они выполнены в основном из пенопласта, но отличаются друг от друга габаритами, пропорциями, массой, технологией изготовления крыла, летными характеристиками. Модели рекомендуются для изготовления юными моделистами в домашних условиях, на кружковых занятиях и уроках технологии.
Маленький легкий планер с размахом крыла 200 мм и массой 4 г (рис.1) относится к разряду простейших развлекательных моделей и может быть изготовлен за несколько часов. Его запускают в спортивном зале с руки или в безветренную погоду на спортивной площадке с использованием катапульты. Модель с размахом крыла 230 мм и массой 7 г (рис.2) несколько тяжелее и прочнее, продолжительность ее полета выше (примерно 15 секунд). Планер предназначен для запуска с руки и с использованием катапульты (даже при небольшом ветре) на футбольном или другом поле.
Более сложная модель (рис.3) с размахом крыла 400 мм и массой 26 г является метательным планером. Постройкой метательных планеров с увлечением занимаются как начинающие, так и опытные моделисты. По данному классу моделей проводятся соревнования. Главная задача - достижение максимальной продолжительности полета. Набор высоты обеспечивается только от броска рукой. При конструировании такого планера приходится решать целый комплекс задач. Нужно добиться оптимального соотношения массы модели, формы и площади несущих поверхностей, чтобы планер можно было забросить на максимальную высоту. После взлета модель должна четко переходить в режим устойчивого продолжительного планирования. С этой целью в предлагаемой конструкции нос фюзеляжа сделан достаточно коротким, а хвостовая балка - длинной, но легкой и прочной. При такой аэродинамической схеме почти невесомое и компактное хвостовое оперение находится вне зоны завихрений от крыла и работает эффективно. Даже в отсутствие восходящих потоков учащимся 5 - 6 классов при правильно выполненном броске удавалось достигнуть продолжительности полета микропарителя до 30 секунд. Для запуска такой модели требуется поле размерами не менее 200×200 метров, лучше за городом.
Подготовительная работа заключается в выполнении чертежей деталей в натуральную величину, изготовлении шаблонов крыла, стабилизатора, киля и носовой части фюзеляжа, подборе материалов. Потребуются потолочная пенопластовая плитка толщиной 3,5 мм габаритами 500×500 мм (продается в магазинах строительных и отделочных материалов), плотные сорта пенопласта, древесина (ель, сосна, липа), клей ПВА и краски.
1 - центровочный груз (свинец); 2 - нос фюзеляжа; 3 - фюзеляж (сосна); 4 - крыло; 5 - стабилизатор; 6 - киль; материал деталей 2, 4, 5, 6 - пенопласт
1 - центровочный груз (свинец); 2 - нос фюзеляжа; 3 - фюзеляж (сосна); 4 - киль; 5 - крыло; 6 - лонжерон (спичка); 7 - стабилизатор
1 - центровочный груз (свинец); 2 - нос фюзеляжа; 3 - фюзеляж (сосна); 4 - киль; 5 - крыло; 6 - усиление под палец (фанера s1,5); 7 - лонжерон (сосна); 8 - стабилизатор
Создание моделей рекомендуется начинать с изготовления крыла, киля и стабилизатора. Эти детали после разметки контура по шаблонам можно вырезать скальпелем. Затем следует приступить к их профилированию. В целях упрощения конструкции крыло по всему размаху имеет плоско-выпуклый профиль. Значительную часть материала от линии максимальной толщины лучше снять острым ножом. Доводка поверхности осуществляется с помощью шкурки различной зернистости, наклеенной на фанерные пластины размерами приблизительно 50×200 мм, при постоянном контроле по шаблонам. Для придания крылу модели (рис. 1,2) небольшой поперечной V-образности перед вклеиванием его в прорезь фюзеляжа по оси симметрии на верхней поверхности нужно сделать надрез. Во второй из предлагаемых конструкций центральная часть крыла усилена коротким лонжероном из спички. В модели метательного планера (рис.3) на нижней поверхности крыла следует сделать прорезь и вклеить в нее лонжерон. Далее от крыла, там, где заканчивается лонжерон, нужно отпилить «уши» и вновь приклеить их под необходимым углом. Предварительно стыковые поверхности скашиваются шкуркой так, чтобы зазоры были минимальными.
Как известно из практики запуска метательных планеров, хороший бросок получается, когда фюзеляж захвачен большим и средним пальцами, а последний сгиб указательного опирается на заднюю кромку корневой части правой консоли. Поэтому ее нижнюю поверхность целесообразно усилить фанерной или картонной 1,5-мм накладкой под указательный палец. Переднюю кромку крыла можно оклеить тонкой цветной бумагой на жидком ПВА. Киль и стабилизатор моделей имеют профиль «ровной доски» с закругленными краями. Надрезом следует выделить «руль поворота» и «руль высоты».
Носовая часть фюзеляжа моделей изготовлена из плотного пенопласта, а рейка фюзеляжа - из легкой древесины. В носовой части сделана прорезь точно по профилю крыла и высверлена полость под свинцовый груз. Точное место расположения паза на нижней поверхности фюзеляжа для зацепления резинового шнура катапульты подбирается экспериментально.
Соединение деталей осуществляется на клее ПВА. Крыло аккуратно вставляется в прорезь фюзеляжа и фиксируется клеем. Зону стыка крыла и фюзеляжа следует усилить полосками из чертежной бумаги. Далее приклеивают киль и стабилизатор.
Отделка моделей включает окраску нитроэмалью рейки фюзеляжа и оклеенных бумагой участков крыла.
Отладку планеров начинают с устранения перекосов, а затем приступают к балансировке. Центр тяжести моделей, запускаемых с использованием катапульты (рис. 1,2), должен находиться на расстоянии, равном примерно 33% ширины крыла, если отсчитывать от места соединения его передней кромки с фюзеляжем. У метательного планера центровка примерно - 45°. Регулировка осуществляется увеличением массы центровочного груза или ее уменьшением путем его высверливания.
Во время пробных запусков моделей за счет минимального отклонения рулей высоты и направления добиваются плавного перехода после набора высоты к парению в левом вираже. Рекомендации по запуску и отладке простейших, а также метательных планеров ранее приводились в журнале.
А. ТИХОНОВ, г. Кострома
ПЛАНЁР ИЛИ МОТОПЛАНЁР?
Безмоторный планирующий полёт издавна привлекал человека. Казалось бы, чего проще – прикрепил на спину крылья, прыгнул с горы вниз и … полетел. Увы, многочисленные попытки подняться в воздух, описанные в исторических хрониках, привели к успеху лишь в конце XIX века. Первым планеристом стал немецкий инженер Отто Лилиенталь, создавший балансирный планёр – весьма опасный для полётов летательный аппарат. В конце концов, планёр Лилиенталя погубил своего создателя и принёс немало неприятностей энтузиастам планирующего полёта.
Серьёзным недостатком балансирного планёра был способ управления, при котором пилоту приходилось перемещать центр тяжести своего тела. При этом аппарат из послушного мог за секунды превратиться в совершенно неустойчивый, что и приводило к авариям.
Существенное изменение в планирующий летательный аппарат внесли братья Уильбер и Орвилл Райт, создавшие систему аэродинамического управления, состоящую из рулей высоты, руля направления и устройства для перекоса (гоширования) концов крыла, которое вскоре заменили более эффективными элеронами.
Бурное развитие планеризма началось в 1920-е годы, когда в авиацию пришли тысячи любителей. Именно тогда самодеятельными конструкторами многих стран были разработаны сотни разновидностей безмоторных летательных аппаратов.
В 1930 – 1950-е годы конструкции планёров постоянно совершенствовались. Характерным стало применение свободнонесущих – без расчалок и подкосов – крыльев большого удлинения, фюзеляжей обтекаемой формы, а также шасси, убирающегося внутрь фюзеляжа. Однако при изготовлении планёров по-прежнему применялись древесина и полотно.
(площадь крыла-12,24 м2; масса пустого -120 кг; взлётная масса – 200 кг; полётная центровка – 25%; Максимальная скорость – 170 км/ч; скорость сваливания – 40 км/ч; скорость снижения -0,8 м/с; максимальное аэродинамическое качество-20):
1– откидная (вбок вправо) часть фонаря; 2- приёмник воздушного давления указателя скорости; 3 – стартовый крюк; 4 – посадочная лыжа; 5 – подкос (труба из 30ХГСА 45X1,5); 6 - тормозной щиток; 7 - коробчатый лонжерон крыла (полки – сосна, стенки - берёзовая фанера); 8 – профиль крыла DFS-Р9-14, 13,8%; 9 – коробчатая фанерная балка; 10 – указатель скорости; 11 – высотомер; 12 – указатель скольжения; 13 – вариометр; 14 – резиновый амортизатор лыжи; 15 – парашют ПНЛ; 16 – колесо d300x125
АНБ-М – одноместный планёр: площадь крыла – 10,5 м2; масса пустого – 70 кг; взлётная масса – 145 кг.
АНБ-Я – двухместный планёр-спарка
А – стеклопластиковый «Пеликан»: площадь крыла -10,67 м2; масса пустого – 85 кг; взлётная масса – 185 кг; скорость сваливания – 50 км/ч.
Б-планёр «Фома» В. Маркова (г. Иркутск): масса пустого – 85 кг
А -КАИ-502: размах крыла-11 м; площадь крыла-13,2 м2; профиль крыла -РША- 15%; масса пустого -110 кг; взлётная масса-260 кг; скорость сваливания – 52 км/ч; оптимальная скорость планирования – 70 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 14; минимальная скорость снижения -1,3 м/с.
Б – планёр «Юность»: размах крыла – 10 м; площадь крыла - 13м2; профиль крыла – РИА – 14%; масса пустого – 95 кг; взлётная масса – 245 кг; скорость сваливания – 50 км/ч; оптимальная скорость планирования - 70 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 13; минимальная скорость снижения -1,3 м/с.
В – одноместный планёр УТ-3: размах крыла – 9,5 м; площадь крыла- 11,9 м2; профиль крыла- РША-15%; масса пустого-102 кг; взлётная масса - 177 кг; скорость сваливания - 50 км/ч; оптимальная скорость планирования – 65 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 12; минимальная скорость снижения - 1м/с
Настоящий переворот в планеризме произошёл в конце 1960-х годов, когда появились композитные материалы, состоявшие из стеклоткани и связующего (эпоксидной или полиэфирной смолы). Причём успех пластиковым планёрам обеспечивался не столько новыми материалами, сколько новыми технологиями изготовления из них элементов летательных аппаратов.
Интересно, что планёры из композитных материалов оказались тяжелее, чем деревянные и металлические. Однако высокая точность воспроизведения теоретических контуров аэродинамических поверхностей и прекрасная внешняя отделка, обеспечиваемые новой технологией, позволили существенно увеличить аэродинамическое качество планёров. Кстати, при переходе от металла к композитам аэродинамическое качество возрастало на 20 – 30 процентов. Масса конструкции планёра при этом возрастала, что приводило к увеличению скорости полёта, однако высокое аэродинамическое качество позволяло заметно уменьшить вертикальную скорость снижения. Именно это позволяло планеристам-«композитникам» выигрывать соревнования у тех, кто выступал на деревянных или металлических планёрах. В результате современные спортсмены-планеристы летают исключительно на композитных планёрах и самолётах.
Технология изготовления композитных конструкций сейчас широко используется при создании лёгких, в том числе и любительских самолётов и мотопланёров, поэтому имеет смысл рассказать о ней подробнее.
Основными элементами современного планёрного крыла являются лонжерон коробчатого или двутаврового сечения, воспринимающий изгиб и перерезывающую силу, а также верхняя и нижняя несущие обшивочные панели, воспринимающие нагрузки от кручения крыла.
Постройка крыла начинается с изготовления матриц для формования обшивочных панелей. Сначала изготавливается деревянная болванка, которая в точности воспроизводит наружные контуры панели. При этом безукоризненность теоретических контуров и чистота поверхности болванки будут определять точность и гладкость поверхностей будущих панелей.
После нанесения на болванку разделительного слоя выкладываются полотнища грубой стеклоткани, пропитанные эпоксидным связующим. Одновременно вклеивается силовой каркас, сваренный из тонкостенных стальных труб или профилей уголкового сечения. После отверждения смолы получившаяся корка-матрица снимается с болванки и устанавливается на подходящей подставке.
Аналогично изготавливаются матрицы для верхней и нижней панелей, стабилизатора, левой и правой боковин фюзеляжа, которые обычно выполняются зацело с килем. Панели имеют трёхслойную конструкцию типа «сандвич» – их внутреннюю и наружную поверхность изготавливают из стеклоткани, внутренний заполнитель – пенопласт. Толщина его в зависимости от размеров панели составляет от 3 до 10 мм. Внутренняя и наружная обшивка выкладывается из нескольких слоев стеклоткани толщиной от 0,05 до 0,25 мм. Общая же толщина стеклотканевых «корок» определяется при расчёте конструкции на прочность.
При изготовлении крыла в матрицу сначала приформовывают все слои стеклоткани, составляющие внешнюю обшивку. Предварительно стеклоткань пропитывается эпоксидным связующим -чаще всего любители используют смолу К-153. Затем на стеклоткань быстро выкладывают пенопластовый заполнитель, нарезанный полосками от 40 до 60 мм, после чего пенопласт накрывают внутренним слоем пропитанной связующим стеклоткани. Чтобы при этом не было складок, стеклотканевые обшивки вручную выравнивают и выглаживают.
Далее получившийся «полуфабрикат» необходимо накрыть воздухонепроницаемой плёнкой с врезанным в неё штуцером и приклеить её герметиком (или даже просто пластилином) к краям матрицы. Далее через штуцер из-под плёнки вакуумным насосом откачивается воздух – при этом весь набор панели плотно сдавливается и прижимается к матрице. В таком виде набор выдерживается до окончательной полимеризации связующего.
Планёр «Какаду» (площадь крыла – 8,2 м2; профиль крыла – PШA- 15%, масса пустого – 80 кг; взлётная масса – 155 кг):
1 – задний лонжерон крыла (состоит из стенки с пенопластовым заполнителем, оклеенной с двух сторон стеклотканью, и стеклопластиковых полок); 2 – заполнитель из пенопласта ПС-4; 3 - стеклопластиковая полка лонжерона (2 шт.); 4 - стеклопластиковый узел навески элерона; 5 – стеклопластиковый трубчатый лонжерон элерона (толщина стенки 0,5 мм); 6 – трёхслойные панели, образующие обшивку элеронов (заполнитель – пенопласт ПС-4 толщиной 5 мм, толщина стеклопластиковой корки снаружи 0,4 мм, изнутри - 0,3 мм); 7 - фюзеляжная балка; 8 - полка фюзеляжной балки (стеклопластик толщиной 3 мм); 9 - обшивка из стеклопластика толщиной 1 мм; 10 – блок из пенопласта ПС-4; 11 – стеклопластиковая обшивка носка крыла толщиной от 0,5 до 1,5 мм, образующая работающий на кручение контур; 12 - типовая нервюра крыла; 13 - стеклопластиковая полка нервюры толщиной 1 мм; 14 – стеклопластиковая стенка нервюры толщиной 0,3 мм; 15 – передний лонжерон крыла (по конструкции аналогичен заднему)
А – учебно-тренировочный планёр А-10Б «Беркут»:
площадь крыла -10 м2; масса пустого – 107,5 кг; взлётная масса – 190 кг; максимальная скорость 190 км/ч; скорость сваливания – 45 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 22; диапазон эксплуатационных перегрузок – от +5 до -2,5; расчётная перегрузка – 10.
Б - мотопланёр А-10А с двигателем «Вихрь-30-Аэро» воздушного охлаждения мощностью 21 л.с. В полёте силовая установка может убираться в отсек, расположенный в средней части фюзеляжа.
Длина мотопланёра – 5,6 м; размах крыла – 9,3 м; площадь крыла – 9,2 м2; взлётная масса – 220 кг; максимальная скорость – 180 км/ч; скорость сваливания – 55 км/ч; максимальное аэродинамическое качество – 19; диаметр воздушного винта – 0,98 м; шаг винта – 0,4 м, частота вращения винта – 5000 об/мин
двигатель – «Колибри-350» самодельный, двухцилиндровый, оппозитный, мощностью 15 л.с.; длина мотопланёра - 5,25 м; размах крыла -9 м, площадь крыла – 12,6 м2 ; профиль крыла – Р-П – 14%; профиль зависающего элерона – Р-Ш - 16%; масса пустого – 135 кг; взлётная масса – 221 кг; максимальная скорость -100 км/ч; крейсерская скорость – 65 км/ч; скорость сваливания – 40 км/ч; максимальное аэродинамическое качество -10
Аналогичная технология используется и при изготовлении полок лонжеронов, с той лишь разницей, что их выкладывают из однонаправленного стекло- или угле-волокна. Окончательную сборку крыла, оперения и фюзеляжа обычно производят в матрицах.
При необходимости в готовую отформованную трёхслойную панель вкладывают и вклеивают лонжероны, шпангоуты и нервюры, после чего всё накрывается и заклеивается верхней панелью.
Поскольку между деталями внутреннего набора и обшивочными панелями бывают большие зазоры, рекомендуется при склейке использовать эпоксидный клей с наполнителем – например, стеклянными микросферами. Контур склейки панелей снаружи (по возможности, и изнутри) проклеивается стеклотканевой лентой.
Технология выклейки и сборки описывается здесь лишь в общих чертах, но, как показывает опыт, авиаконструкторы любители достаточно быстро постигают её тонкости, особенно если есть возможность посмотреть, как это делают те, кто уже освоил эту методику.
К сожалению, высокая стоимость современных композитных планёров привела к падению массовости планёрного спорта. Обеспокоенная этим, Международная федерация авиационного спорта (ФАИ) ввела ряд упрощённых классов планёров – стандартный, клубный и им подобные, размах крыла у которых не должен превышать 15 метров. Правда, остаются сложности с запуском таких планёров – для этого требуются самолёты-буксировщики или достаточно сложные и дорогие мотолебёдки. В результате на слёты самодеятельных авиаконструкторов СЛА с каждым годом привозят всё меньше планёров. Ко всему, значительную часть планёров представляют вариации БРО-11 конструкции Б.И. Ошкиниса.
Разумеется, постройку своего первого летательного аппарата лучше всего делать по образу и подобию надёжного, хорошо летающего прототипа. Именно такое «копирование» с минимальным количеством проб и ошибок даёт тот бесценный опыт, который нельзя приобрести из учебников, инструкций и описаний.
Тем не менее, на слётах СЛА периодически появляются и оригинальные, более современные летательные аппараты, такие, как планёр АНБ-М, созданный П. Альмурзиным из города Самары.
Пётр мечтал о «крыльях» с детства. Но плохое зрение помешало ему поступить в лётное училище и заниматься авиационным спортом. Но нет худа без добра – Пётр поступил в Авиационный институт, закончил его и получил направление на авиационный завод. Именно там он сумел организовать юношеское авиационное КБ, впоследствии преобразованное в клуб «Полёт». И самыми надёжными помощниками Апьмурзина стали студенты авиационного института, столь же страстно, как и Пётр, мечтавшие о полётах.
Первой самостоятельно разработанной конструкцией клуба стал планёр, выполненный с учётом технологических особенностей современного авиационного производства – прочный, простой и надёжный, на котором можно было бы научиться летать всем членам клуба.
Первый планёр получил название АНБ – по начальным буквам фамилий его конструкторов: Апьмурзин, Никитин, Богатов. Крыло и оперение аппарата имели нетрадиционную для планёров такого класса металлическую конструкцию с использованием в качестве лонжеронов тонкостенных дюралюминиевых труб большого диаметра. Только фюзеляж на исходном варианте планёра был сделан из композитных материалов. Однако на следующем варианте кабину спроектировали металлической, что позволило на 25 – 30 кг уменьшить его массу.
Создатели планёра оказались не только грамотными конструкторами, но и хорошими технологами, знакомыми с современным авиационным производством. Так, при изготовлении тонких листовых деталей из дюралюминия они использовали простую, хорошо отработанную в авиационном производстве технологическую операцию – штамповку резиной. Необходимая для этого оснастка была сделана молодыми инженерами самостоятельно.
Сборку планёров производили в подвальном помещении, где располагался клуб. Лётные характеристики новых аппаратов оказались близкими к расчётным. Вскоре все члены клуба научились летать на самодельных планёрах, совершив десятки самостоятельных полётов с мотолебёдки. А на слётах СЛА планёры неизменно получали самую высокую оценку специалистов, признавших АНБ-М лучшим планёром первоначального обучения среди серийных и любительских конструкций. А клубу «Полёт» представили новое, более подходящее для работы помещение и он был реорганизован в «Конструкторское бюро спортивной авиации» при авиационном заводе со штатом в пять человек.
Тем временем работы по модернизации планёра АНБ продолжались – улучшалась его конструкция, проводились статические испытания на прочность, велась подготовка к серийному производству аппарата.
Всем хороши полёты на планёрах с запуском их с помощью мотолебёдки, однако у таких полётов есть один весьма существенный недостаток – кратковременность. Поэтому в развитии каждого коллектива авиаторов-любителей вполне закономерным оказывается переход от планёра к самолёту.
Используя хорошо отработанную конструкцию планёра АНБ и технологию его производства, молодые авиаконструкторы Альмурзин, Никитин, Сафронов и Царьков спроектировали и построили одноместный тренировочный самолёт «Кристалл» (подробное описание конструкции этой машины – в предыдущих «уроках» нашей школы – в «М-К» № 7 за 2013 г.).
Следует заметить, что планёры первоначального обучения всегда привлекали как любителей-одиночек, так и конструкторские коллективы. Так, одним из самых красивых учебных планёров из тех, что когда-либо демонстрировались на слётах СЛА, был признан «Какаду», созданный авиаторами-любителями из города Отрадное Ленинградской области.
Планёр этот изготовлен из трёх видов материалов – пенопласта, стеклоткани и эпоксидного связующего, причём конструкция крыла и оперения представляет собой своего рода маленький конструкторский шедевр.
Нервюры крыла сделаны из пенопласта и оклеены тонкой стеклотканью. Носок крыла, воспринимающий крутящий момент, – выклеенная на пенопластовом блоке-заполнителе стеклопластиковая оболочка. Фюзеляжная балка вырезана из пенопласта и оклеена стеклотканью, причём изгибающий момент воспринимают стеклопластиковые полки, наклеенные на верхнюю и нижнюю поверхности балки. Качество работы – отменное, внешняя отделка – на зависть многим самодельщикам. Единственное «но» – летать планёр отказывался – как оказалось, в стремлении снизить массу конструкции создатели планёра излишне уменьшили крыло.
Энтузиастам, прошедшим лётную подготовку на планёрах первоначального обучения, можно порекомендовать более сложный аппарат, например, планёр А-10Б «Беркут», созданный студентами Самарского авиационного института под руководством В. Мирошника. Интересно, что по своим параметрам планёр не соответствует ни одному спортивному классу и по своим размерам он меньше стандартных. При этом у А-10Б очень чистые аэродинамические формы, простое подкосное крыло обтянуто тканью, а сам аппарат изготовлен из наиболее распространённых пластиков. Достаточно большое аэродинамическое качество планёра даёт возможность совершать на нём даже продолжительные парящие полёты. А простая техника пилотирования позволяет и новичку справляться с подобным аппаратом. Представляется, что именно таких недорогих и «летучих» планёров не хватает отечественному планеризму.
Своеобразным развитием идей, заложенных в А-10Б, стал планёр «Мечта», созданный в московским самодеятельном клубе под руководством В. Фёдорова. По конструкции, технологии изготовления и внешнему виду «Мечта» -типичный современный спортивный планёр, а по удельной нагрузке на крыло и некоторым другим параметрам – типичный планёр первоначального обучения. Летает «Мечта» совсем неплохо, на слётах СЛА этот планёр отправляли в полёт на буксире у самолёта «Вилга».
Следует заметить, что полёты планёров с запуском их с амортизатора, лебёдки или с небольшой горы крайне ограничены во времени и не приносят пилоту должного удовлетворения. Другое дело – мотопланёр! У аппарата с мотором возможности существенно шире. Причём мотопланёры даже с маломощными моторами подчас превосходят по лётным данным некоторые лёгкие самолёты любительской постройки.
Дело, видимо, в том, что у самолётов, как правило, размах крыла существенно меньше, чем у мотопланёра, а при уменьшении размаха потери в подъёмной силе получаются большими, нежели выигрыш в массе. В результате некоторые самолёты оказываются не в состоянии оторваться от земли. В то время как тренировочные мотопланёры с более грубыми аэродинамическими формами и маломощными двигателями прекрасно летают. Единственным отличием этих летательных аппаратов от самолётов является больший размах крыла. Думается, именно поэтому тренировочные мотопланёры пользуются особой популярностью у любителей.
мощность двигателя – 36 л,с.; площадь крыла – 11м2; масса пустого – 170 кг; взлётная масса – 260 кг; полётная центровка – 28 %; максимальная скорость – 150 км/ч; скорость сваливания – 48 км/ч; скороподъёмность – 2,4 м/с; максимальное аэродинамическое качество – 15
длина мотопланёра -5 м; размах крыла -8 м; площадь крыла – 10,6 м2; масса пустого – 139 кг; взлётная масса – 215 кг; максимальная скорость -130 км/ч; посадочная скорость – 40 км/ч; частота вращения воздушного винта – 5000 об/мин.);
1 – вариометр; 2 – указатель скольжения; 3 – указатель скорости; 4 – высотомер; 5 – педали; 6 – приёмник воздушного давления; 7 – трубчатая моторама; 8 – двигатель; 9 – тросовые расчалки; 10 – тросы управления рулём направления; 11 – тяги управления рулём высоты; 12 – цельноповоротное горизонтальное оперение; 13 – трубчатые подкосы оперения; 14 – участки крыла и оперения, обтянутые лавсановой плёнкой; 15 - хвостовая рессора; 16 – стеклопластиковая гондола пилота; 17 – тяги управления элеронами; 18 – рессора главного шасси; 19 – проводка управления двигателем; 20 – стеклопластиковая рессора носовой стойки шасси; 21 - лонжерон крыла; 22 – узлы навески элерона; 23 – элерон (верхняя обшивка – стеклопластик, нижняя – лавсановая плёнка); 24 – глушитель; 25 – топливный бак; 26 – трубчатый подкос крыла
площадь крыла – 16,3 м2; профиль крыла – модифицированный GAW-1 – 15%; взлётная масса – 390 кг; масса пустого – 200 кг; максимальная скорость -130 км/ч; скороподъёмность – 2, 3 м/с; расчётная перегрузка – от + 10,2 до -5,1; максимальное аэродинамическое качество -25; тяга воздушного винта – 70 кгс при 5000 об/мин
площадь крыла – 18,9 м2; взлётная масса – 817 кг; скорость сваливания – 70 км/ч; максимальная скорость горизонтального полёта-150 км/ч
размах крыла-12,725 м; размах переднего крыла – 4,68 м; длина мотопланёра -5,86 м; площадь переднего крыла – 1,73 м2; площадь основного крыла – 7,79 м2; масса пустого – 172 кг; взлётная масса – 281 кг; максимальное аэродинамическое качество – 32; максимальная скорость – 213 км/ч; скорость сваливания – 60 км/ч; дальность полёта – 241 км; диапазон эксплуатационных перегрузок от +7 до -3
Больших успехов в создании простейших таких аппаратов достигли студенты Харьковского авиационного института, построившие под руководством А. Баранникова мотопланёр «Коршун-М», а в дальнейшем под руководством Н. Лавровой был создан более совершенный «Энтузиаст», обладавший хорошими аэродинамическими формами, закрытой кабиной пилота и тщательно закапотированным двигателем.
Следует заметить, что оба этих мотопланёра являются дальнейшим развитием популярного в своё время учебного планёра БРО-11 конструкции Б. Ошкиниса. Аппараты харьковских студентов имеют простейшую конструкцию без претензий на оригинальность, зато они очень прочны, надёжны и доступны в управлении для начинающих пилотов.
На одном из слётов СЛА Ч. Кишонас из Каунаса продемонстрировал один из лучших мотопланёров – «Гарнис», изготовленный целиком из стеклопластика. Обшивка крыльев и оперения – прозрачная лавсановая плёнка. Силовой агрегат – лодочный мотор «Вихрь-М» мощностью 25 л.с., переделанный под воздушное охлаждение. Мотор легко демонтируется с аппарата.
Мотопланёр комплектуется несколькими вариантами легкосъёмных шасси -трёхколёсным самолётного типа, планёрным одноколёсным и поплавковым.
Мотопланёры и планёры по типу «Коршуна» и «Гарниса» строятся в нашей стране многими любителями в десятках экземпляров. Хочется обратить внимание читателей лишь на одну особенность подобных аппаратов, построенных по образу и подобию БРО-11. Как известно, прототип (а также его многочисленные копии) оснащён зависающими элеронами, кинематически связанными с рулём высоты. При заходе на посадку пилот берёт на себя ручку управления, при этом элероны синхронно отклоняются вниз, что вызывает возрастание подъёмной силы и уменьшение скорости. Но, если пилот случайно перебрал ручку на себя, а затем, исправляя ситуацию, отдал ручку от себя, – последнее движение ручки вызывает не только отклонение руля высоты, но и возврат элеронов в исходное положение, что равносильно уборке закрылков. При этом подъёмная сила резко уменьшается – и планёр «проваливается», что весьма опасно при полёте на небольшой высоте, перед посадкой.
Эксперименты, проведённые планеристами, летающими на БРО-11, показали, что без зависания элеронов взлётно-посадочные характеристики планёра практически не ухудшаются, но пилотировать такой планёр намного проще, что заметно снижает аварийность. При этом для крыла мотопланёра-тихохода более выгодным может оказаться выпукло-вогнутый профиль «Геттинген F-17» – его в своё время использовали на мотопланёре Феникс-02, созданном инженером из ЦАГИ С. Поповым.
Популярность мотопланёров обусловлена, прежде всего, возможностью их старта без специальных буксировочных приспособлений, а также вследствие появления простых, лёгких и достаточно мощных моторов. На слётах СЛА демонстрировалось немало оригинальных, эффектно летающих аппаратов такого класса, созданных конструкторами-любителями. Прекрасный мотопланёр А-10А был построен В. Мирошником на базе уже знакомого читателям А-10Б. Силовой агрегат у него – двигатель «Вихрь-25, переделанный под воздушное охлаждение; размещается он над фюзеляжем, за кабиной пилота. Двигатель, как правило, использовался лишь для взлёта и набора высоты. После его выключения специальный механизм складывал ферму с установленным на неё двигателем и убирал её в фюзеляж, что значительно снижало аэродинамическое сопротивление летательного аппарата. При необходимости двигатель с помощью того же механизма можно было выдвинуть из ниши и запустить.
Ещё один летательный аппарат, построенный студентами из Самарского авиационного института, – двухместный мотопланёр «Аэропракт-18». Он компактен, лёгок, сделан целиком из пластика и оснащён 30-сильным двигателем «Вихрь-30-аэро» с воздушным охлаждением – у этой модели двигатель в полёте не убирается, что позволило упростить и облегчить конструкцию.
Тем не менее, конструкторы-любители продолжали разрабатывать оригинальные варианты механизмов уборки моторов в полёте, и одно из таких наиболее интересных устройств было создано группой московских авиаторов-любителей под руководством А. Фёдорова для одноместного двухмоторного мотопланёра «Истра». Лёгкие моторы были полностью вписаны в обводы крыла, не выступая за его теоретические контуры, а воздушные винты вращались в щелях за задним лонжероном крыла. При остановке двигателей винты фиксировались в горизонтальном положении и закрывались сдвижным хвостовиком крыла.
Ещё одна разработка московских планеристов-любителей – двухместный мотопланёр «Байкал», также оснащённый двумя двигателями. Правда, размещены они не на крыле, а на V-образном пилоне над фюзеляжем. В полёте моторы убираются в фюзеляж – так же, как на «Истре».
Особенность мотопланёров А.Фёдорова – композитная конструкция, выполненная в соответствии с канонами современных технологий.
Принято считать, что аэродинамическая схема современных планёров и мотопланёров полностью стабилизировалась. И в самом деле, все современные аппараты такого типа мало отличаются друг от друга, а их геометрические пропорции практически одинаковые. Тем не менее, конструкторская мысль ищет всё новые решения, иные схемы и пропорции. Подтверждением тому стали летательные аппараты швейцарских конструкторов и мотопланёр Берта Рутана «Солитар». Эти оригинальные мотопланёры, выполненные по схеме «утка», ещё раз продемонстрировали преимущества несущего горизонтального оперения.
В наш век компьютеров, Интернета, домашних роботов и мобильных гаджетов традиционное моделирование не так популярно, как лет 20-30 назад. Но вряд ли что-то может сравниться с ощущением, когда собранная твоими руками из подручных материалов модель успешно плывет/едет/летит. В данной статье рассмотрим изготовление простого бумажного планера.
Такой планер выполнен только из подручных материалов и времени на изготовление требует не больше часа (см. рисунок ниже). Самое трудное - регулировка. Но если все выполнено по нашим рекомендациям, модель будет хорошо летать. Увеличение размеров крыла по размаху и по хорде нисколько не скажется на прочности. Поэтому размеры модели можно смело увеличить в полтора, даже в два раза. Есть у нее еще одна особенность, характеризующая ее аэродинамические качества. Обратите внимание на профиль крыла. Его необычно большая вогнутость увеличивает подъемную силу. Вот почему при заданных размерах и массе примерно в 60 г ее летные показатели в два раза лучше, чем летные показатели у спортивной модели того же класса. Запущенный с помощью леера длиной 30-40 м планер продержится в полете более сотни секунд.
Модель планера - разборная. Она состоит из трех частей: крыла, стабилизатора и фюзеляжа. Так удобней ее хранить и транспортировать в бумажном или полиэтиленовом пакете.
А теперь познакомьтесь с технологией изготовления. Положите на стол лис т ватмана. Вычертите на нем в натуральную величину контуры стабилизатора 1 и крыла 5 по размерам, указанным на рисунке. Не забудьте дать припуски п.1 сгибы. Затем острыми ножницами вырежьте заготовки. Следите за тем, чтобы они случайно не помялись. Чтобы придать крылу необходимую кривизну, заготовки следует с усилием протянуть через край стола. Делается это так. Положите заготовку на стол, чтобы передняя кромка была параллельна его краю. Левой рукой слегка прижмите ее к крышке стола, а правой потяните вниз, заставляя бумагу изгибаться о край. Эту операцию повторите несколько раз, постепенно увеличивая угол изгиба. Затем внешней стороной кончика ножниц легко продавите на заготовках стабилизатора и крыла линии сгиба. Крыло и стабилизатор готовы.
Далее вырежьте две бумажные заготовки для нервюр 6 и одну для нервюры 7. Придайте им форму, как показано на рисунке. Смажьте их канцелярским клеем или клеем ПВА и приклейте к крылу. Клеевое соединение деталей получится более прочным, если места склейки по всему периметру еще и приколоть булавками. Не рекомендуем окончательно приклеивать нервюры 6, если центральная часть крыла перекошена. При вклеивании нервюры 7 обратите внимание на нижнюю плоскость крыла - она должна быть идеально ровной. Чтобы не допустить коробления заготовок, булавки после склейки вкалывайте только сверху. После склейки нервюр сразу же положите крыло нижней поверхностью на стол. Законцовки на крыле следует изготовить, не изгибая бумагу. В противном случае они не получатся прочными, и тогда потребуется дополнительно усиливать их с помощью бумажных прокладок. Стабилизатор 1 собирают из двух заготовок, предварительно согнув край одной из них, как показано на рисунке. Переднюю кромку загнутого края приклейте и прижмите небольшим грузом.
Фюзеляж изготовляют из одной деревянной рейки сечением 8X8 мм квадратного или круглого сечения. Концы следует снять острым ножом на конус. Готовый фюзеляж надо зачистить наждачной бумагой. Надетые на фюзеляж стабилизатор и крыло не должны прокручиваться. Чтобы этого не происходило, трубки из бумаги следует скрутить и склеить на заготовке квадратного сечения. Лучший материал для трубок - тонкая тетрадная бумага. Предварительно бумажные заготовки 2 и 8 формуют, плотно обкатав их на концах рейки. Затем закрутите трубку пальцами, разверните ее на 2-3 оборота и, смазав клеем, вновь закрутите. Заготовку замотайте нитками или резиновой лентой до полного высыхания клея. Потом наждачной бумагой необходимо зачистить жесткие от клея края. Готовые трубки вклеивают в крыло и стабилизатор. Отверстия для этих трубок предварительно прокалывают острым карандашом в местах, показанных на рисунке.
Чтобы обеспечить полет модели, сразу после сборки необходимо выполнить следующие условия. Плоскость стабилизатора должна быть наклеена по отношению к нижней плоскости крыла под углом 3-5°. Вот почему вклеивание трубок в крыло и стабилизатор необходимо провести как можно аккуратнее. Если же у вас все же получились некоторые расхождения, поправьте их, согнув рейку фюзеляжа. Конечно, для полной доводки модели потребуется более тщательное регулирование положения изогнутого относительно крыла и стабилизатора фюзеляжа.
В полете модели схемы «утка» (по такой схеме выполнен данный бумажный планер) склонны к кабрированию, т. е. задирать нос, что приводит к увеличению сопротивления и падению скорости.
В таких случаях либо изменяют угол установки стабилизатора относительно крыла, либо уменьшают площадь стабилизатора, подрезая его ножницами, либо слегка отгибают законцовки вверх.
Центр тяжести планера должен находиться впереди передней кромки крыла. Поэтому, если потребуется, на носовой части фюзеляжа прикрепите дополни тельный грузик - кусочек пластилина. Необходимую центровку модели проводите, запуская ее с рук. Если планер круто пикирует, то нужно увеличить, угол установки стабилизатора или уменьшить массу груза. Если модель хорошо планирует, можно приступать к ее запуску на леере. Для этого с помощью ниток и клея установите на фюзеляже крючок 4. А чтобы модель летала кругами, отрегулируйте угол наклона оперения крыла.
По материалам книги В.А. Заворотов "От идеи до модели".
Для приятного чтения можете включить своё любимое радио ниже:
СХЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ САМОЛЕТА И ПЛАНЕРА
Советские авиамоделисты построили сотни интереснейших моделей самолетов и планеров, от схематических до реактивных и управляемых по радио.
Схематическая модель - это первый шаг в «малую авиацию». Схематическими модели этого класса называются потому, что в основном воспроизводят только схему настоящего самолета или планера. Такая модель самолета, снабженная резиновым мотором, может пролететь расстояние не менее 75 метров. Удачно изготовленная модель планера держится в воздухе до часа.
Конструкция описываемых моделей планера и самолета настолько проста, что ее можно построить в школьном авиамодельном кружке, в пионерском лагере или дома. Основные детали модели: крылья, стабилизаторы, кили и другие изготовляются из обыкновенных сосновых планочек. Сосна, идущая на эти детали, должна отвечать самым элементарным требованиям - быть прямослойной, без сучков, сухой и не смолистой.
Для постройки моделей достаточно иметь: рубанок, перочинный нож, плоскогубцы, круглогубцы, напильник и ножницы.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА
Рабочие чертежи модели планера приведены на листе № 1.
Основные размеры модели:
размах крыльев - 940 мм,
длина модели - 1 ООО мм,
полетный вес - 150 г.
Модель, как и настоящий планер, не имеет мотора. Она совершает полет, поддерживаемая встречными потоками воздуха.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОЛЕТА
На листе № 2 приведены полные рабочие чертежи модели.
Размеры всех частей и деталей даны в натуральную величину.
Основные размеры модели:
размах крыльев - 680 мм,
длина модели - 900 мм,
полетный вес - 75 г,
размер винта 240 мм.
В качестве двигателя применен резиномотор. Винтомоторная установка состоит из воздушного винта с осью, укрепленной в подшипнике, и пучка резины. Резиновый пучок изготовляется из шести ниток резины сечением 1 X 4 мм.
Прежде чем приступить к постройке, внимательно ознакомьтесь с рабочими чертежами модели и текстом. Заготовьте необходимый материал и инструмент.
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ЧЕРТЕЖАМИ.
Наши чертежи являются рабочими, причем все детали на них вычерчены в натуральную величину. Следовательно, чтобы установить размер той или другой детали, ее можно наложить прямо на чертеж.
ПОРЯДОК ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧАСТЕЙ МОДЕЛИ.
При постройке моделей следует идти от более простых деталей к 5олее сложным. Сначала выстругайте рейку, затем сделайте киль, за ним стабилизатор, а потом приступайте к изготовлению крыла.
КАК ГНУТЬ СОСНОВЫЕ КРОМКИ.
Для изготовления закруглений крыла, стабилизатора и киля из сосновых планочек сделайте болванку, а для изгибания нервюр (поперечных планок крыла) - шаблон. Способ будет заключаться в следующем: выструганные по чертежу планочки распариваются в кипятке в течение 5-10 минут, а затем изгибаются на болванке, концы их связывают и оставляют в таком положении до полного высыхания. Нервюры изгибаются на специальном шаблоне (см. чертеж) и закрепляются на нем жестяной скобкой до высыхания.
СРАЩИВАНИЕ ЗАКРУГЛЕНИЙ С КРОМКАМИ.
Для сращивания закруглений крыла, стабилизатора, киля с соответствующими кромками срежьте концы их косо так, чтобы они при накладывании друг на друга не превышали сечения кромки. Места сращивания закруглений с кромками смажьте клеем и туго свяжите ниткой.
КАК ОБТЯНУТЬ БУМАГОЙ КРЫЛО И ХВОСТОВОЕ ОПЕРЕНИЕ.
Перед обклейкой модель собирается и ее части выверяются. После того, как устранены перекосы крыла стабилизатора и киля, они обтягиваются папиросной бумагой. Крылья и стабилизатор-с верхней стороны, киль- с обеих сторон. Обтягивание крыла производите вдвоем. Удерживая бумагу за углы, наложите ее на намазанное клеем крыло и пригладьте на нервюрах и кромках. Бумага наклеивается сначала на одну половину крыла до центральной нервюры, а затем и на вторую часть. Следите, чтобы при обтяжке не образовалось морщин. После высыхания клея лишнюю бумагу срежьте ножом или мелкой стеклянной шкуркой. Обтянутые крыло и хвостовое оперение обрызгайте водяной пылью.
РЕГУЛИРОВКА И ЗАПУСК МОДЕЛЕЙ.
До запуска модели планера или самолета ее следует отрегулировать. Для этого возьмите модель сзади крыла за рейку-фюзеляж и, направляя немного вниз, выпустите ее из руки слегка толкнув при этом вперед. Модель должна пролететь 10-12 метров. Если модель задирает нос вверх, отодвиньте крыло немного назад; если модель слишком круто идет на посадку, подвиньте крыло вперед. При полете модели с креном на правое или на левое крыло выровняйте киль или выпрямите крыло, так как оно перекосилось. Если при полете модель заворачивает вправо или влево, регулируйте повороты килем.
Сделать радиоуправляемый планер из потолочки своими руками очень просто!
Фактически для изготовления нужно только скачать чертежи авиамодели расположенные в конце статьи, вырезать детали и склеить их!
Чертежи представляют собой общий вид и разбивку на А4 следующую картинку.
В результате изготовления у вас получится вот такая авиамодель.
При желании вы можете смаштабировать чертеж под свои задачи, например увеличить его.
Остановимся на нескольких моментах изготовления.
Фюзеляж весьма простой в изготовлении - фактически прямоугольная коробка.
На нос авиамодели приклеивается фанерка или отрезок деревянной линейки, а к ней крепится моторама двигателя.
Крыло имеет ярко выраженное V, обычно на авиамодели без элеронов от 3 до 5 градусов.
Профиль KFM5, подробнее о таких профилях смотрите .
В месте прилегания крыла к фюзеляжу наклеиваются дополнительные слои потолочки. Крепление крыла осуществляется с помощью резинок, в качестве выступов для крепления резинок используются бамбуковые шампуры или отрезки деревянной линейки.
Сервомашинки и приемник размещаются под крылом, аккумулятор размещается в центе тяжести (ЦТ) авиамодели, это позволяет использовать разные по весу аккумуляторы без смещения ЦТ.
Сервомашинки 5-9 грамм, приемник любой от 3-х каналов. Мотор 2205-2208 с 1800-2600 об/вольт. Пропеллер 6х3- 6х4, желательно складной, аккумулятор 2S 350-450 мАч.
- Скачать чертежи планера можно .
