Кто в детстве не мечтал стать летчиком, покорителем пятого - воздушного океана! Многие романтические натуры не отказываются от этой своей мечты и в более зрелом возрасте. И они могут ее реализовать: в настоящее время существует большое разнообразие летательных аппаратов, на которых способны летать даже пилоты-любители. Но, к сожалению, если такие аппараты изготовлены заводским способом и предлагаются к продаже, то стоимость их настолько высока, что большинству они практически недоступны.
Однако есть другой путь - самостоятельное изготовление надежного и сравнительно простого летательного аппарата. Например, автожира. В данной статье предлагается описание как раз такой конструкции, которая по силам практически любому человеку, занимающемуся техническим творчеством. Для постройки автожира не требуются дорогостоящие материалы и особые условия -достаточно места непосредственно в квартире, лишь бы домочадцы и соседи не возражали. И только ограниченное число деталей конструкции нуждается в токарной обработке.
Энтузиасту, решившемуся на самостоятельное изготовление предлагаемого летательного аппарата, я рекомендовал бы на первых порах собрать автожир-планер. Он поднимается в воздух с помощью буксирного троса, закрепленного за движущимся автомобилем. Высота полета зависит от длины троса и может превышать 50 метров. После подъема на такую высоту и сброса троса пилотом автожир способен продолжать полет, плавно снижаясь под углом примерно 15 градусов к горизонту. Подобное планирование позволит пилоту выработать навыки управления, необходимые ему в свободных полетах. А к ним он сможет приступить, если установит на автожир-планер двигатель с толкающим винтом. При этом никаких изменений конструкции летательного аппарата не потребуется. С двигателем автожир сможет развивать скорость до 150 км/ч и подниматься на высоту нескольких тысяч метров. Но о силовой установке и ее размещении на летательном аппарате позже, в отдельной публикации.
Итак, автожир-планер. Основа его - три дюралюминиевых силовых элемента: килевая и осевая балки и мачта. Спереди на килевой балке находится управляемое носовое колесо (от спортивного микроавтомобиля-карта), оснащенное тормозным устройством, а на концах осевой балки - боковые колеса (от мотороллера). Кстати, вместо колес можно установить два поплавка, если предполагаются полеты на буксире за катером.
Там же, на переднем конце килевой балки, установлена ферма - склепанная из дюралюминиевых уголков и усиленная прямоугольными листовыми накладками треугольная конструкция. Она предназначена для крепления буксирного крюка, который устроен так, что пилот, дернув за шнур, может в любой момент отцепиться от буксирного троса. На ферме укреплены также аэронавигационные приборы - простейшие самодельные индикаторы воздушной скорости и бокового сноса, а под фермой - педальный узел с тросовой проводкой к рулю направления. На противоположном конце этой балки установлено оперение: горизонтальное (стабилизатор) и вертикальное (киль с рулем направления), а также предохранительное хвостовое колесо. Все картинки при нажатии-увеличиваются
Компоновка автожира:
1 - ферма; 2 - буксирный крюк; 3 - обойма крепления буксирного крюка (Д16Т); 4 - указатель воздушной скорости; 5 - индикатор бокового сноса; 6 - растяжка (стальной трос 02); 7 - ручка управления; 8 - лопасть несущего винта; 9 - головка ротора несущего винта; 10 - кронштейн головки ротора (Д16Т, лист s4, 2шт.); 11 -мачта (Д16Т, труба 50x50x3); 12 - кронштейн крепления спинки сиденья (алюминий, лист s3, 2 шт.); 13 - спинка сиденья; 14 - «самолетный» вариант ручки управления; 15 - рама сиденья; 16 - кронштейн «самолетной» ручки управления; 17 - кронштейн крепления сиденья; 18,25 - ролики тросовой проводки управления (4 шт.); 19 - подкос (Д16Т, уголок 30x30, 2 шт.); 20 - кронштейн крепления мачты (Д16Т, лист s4,2 шт.); 21 - верхний раскос (сталь, уголок 30x30, 2 шт.); 22 - горизонтальное оперение; 23 - вертикальное оперение; 24 - хвостовое колесо; 26 - левая ветвь проводки управления (трос 02); 27 - осевая балка (Д16Т, труба 50x50x3); 28 - узел крепления оси бокового колеса; 29 - нижний раскос (сталь, уголок 30x30,2 шт.); 30 - опора сиденья (Д16Т, уголок 25x25, 2 шт.); 31 -тормозное устройство; 32 - педальный узел; 33 - килевая балка (Д16Т, труба 50x50x3)
Посередине килевой балки расположены мачта и рабочее место пилота - сиденье с автомобильными пристяжными ремнями. Мачта прикреплена к балке двумя дюралюминиевыми пластинчатыми кронштейнами под небольшим углом к вертикали назад и служит основанием для ротора двухлопастного несущего воздушного винта. Механизм ротора с мачтой тоже соединен похожими пластинчатыми кронштейнами. Винт вращается свободно и раскручивается за счет набегающего воздушного потока. Ось ротора может наклоняться в любую сторону с помощью ручки, условно называемой «дельталетной», которой пилот регулирует положение автожира в пространстве. Такая система управления наиболее проста, но отличается от стандартной, применяемой на подавляющем большинстве летательных аппаратов тем, что при движении ручки от себя автожир не снижается, а наоборот, набирает высоту.
При желании возможна установка и «самолетной» ручки управления (на рисунке она показана штрих-пунктиром). Конструкция при этом, естественно, усложняется. Однако выбрать тип управления необходимо еще до постройки автожира. Переделка неприемлема, так как навыки пилотирования, приобретенные с «дельталетной» ручкой, при переходе на «самолетную» могут дать нежелательный результат.
Кроме того, при движении по земле пилот ногами управляет носовым колесом, а после взлета, когда с ростом скорости становится эффективным оперение, - тоже ногами и рулем направления. В первом случае он рулит, попеременно надавливая правой или левой ногой на соответствующее плечо поперечины тормозного устройства, что на колесе; во втором - на ту или иную педаль, связанную тросовой проводкой с рулем направления.
Тормозное устройство применяется во время пробега при посадке на взлетно-посадочную полосу. Оно тоже не отличается особой сложностью. Пилот каблуками прижимает фрикцион (а попросту - деревянную доску) к шине колеса, заставляя их тереться друг о друга и тем самым гасит скорость летательного аппарата. Максимально просто и дешево!
Незначительные масса и габариты автожира позволяют перевозить его даже на крыше легкового автомобиля. Лопасти винта при этом отсоединяются. Устанавливаются они на свое рабочее место непосредственно перед полетом.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАМЫ
Как уже упоминалось, основу рамы автожира составляют килевая и осевая балки, мачта. Они изготовлены из дюралюминиевой трубы квадратного сечения 50x50 мм с толщиной стенок 3 мм. Подобные профили применяются в конструкциях окон, дверей, витрин магазинов и других элементов зданий. Возможен вариант использования коробчатых балок из дюралюминиевых уголков, соединенных аргоно-дуговой сваркой. Наилучший вариант материала - Д16Т.
Все отверстия в балках размечались так, чтобы сверло только касалось внутренних стенок, не повреждая их. Диаметр сверла подбирался таким, чтобы болты Мб входили в отверстия максимально плотно. Работа велась исключительно электрической дрелью - использование ручной для данных целей нежелательно.
На рисунках координировано большинство отверстий в деталях рамы. Однако многие их них сверлились по месту, как, например, в пластинчатых кронштейнах, соединяющих килевую балку с мачтой. Сначала правый кронштейн, привинченный к килевой балке, был просверлен через отверстия в основании прижатой к нему мачты, затем привинчен левый кронштейн и тоже просверлен, но уже через готовые отверстия правого кронштейна и мачты.
Кстати, на рисунке компоновки заметно, что мачта немного отклонена назад (для этого перед установкой у нее скошено основание). Сделано так для того, чтобы лопасти несущего винта имели на земле начальный угол атаки 9°. Тогда даже при относительно небольшой скорости буксировки на них появляется подъемная сила, винт начинает вращаться, поднимая автожир в воздух.
Осевая балка расположена поперек килевой и прикреплена к ней четырьмя болтами Мб с законтренными разрезными гайками. Помимо того, балки для большей жесткости соединены четырьмя раскосами из стального уголка. К концам осевой балки парными обоймами прикреплены колесные оси (подходят от мотороллера или мотоцикла). Колеса, как уже упоминалось, мотороллерные, с подшипниками, закрытыми для предотвращения попадания в них пыли и грязи колпачками от аэрозольных баллончиков.
Рама и спинка сиденья выполнены из дюралюминиевых труб (очень хорошо для этого подходят детали от детских раскладушек или колясок). Спереди рама прикреплена к килевой балке двумя дюралюминиевыми уголками 25x25 мм, а сзади - к мачте кронштейном из стального угол" ка 30x30 мм. Спинка, в свою очередь, привинчена к раме сиденья и также к мачте.
На раму сиденья надеты кольца, вырезанные из резиновой камеры колеса грузового автомобиля. Поверх них положена и тесемками привязана обшитая прочной тканью поролоновая подушка. На спинку натянут чехол из той же ткани.
Передняя стойка шасси представляет собой вилку из листовой стали с колесом от карта, поворачивающуюся вокруг вертикальной оси. Осью служит короткий болт М12, вставленный в отверстие подошвы (прямоугольника из стального листа), которая прикреплена к килевой балке снизу четырьмя болтами Мб. Под головку болта-оси в килевой балке вырезано дополнительное круглое отверстие.
С боков к перьям вилки носового колеса шарнирно подвешено тормозное устройство. Оно собрано из трубчатой поперечины, двух уголковых стрингеров и деревянного фрикциона. Напомню, что выступающие концы поперечины позволяют пилоту поворачивать рулевое колесо ногами.
В исходном положении устройство держится двумя цилиндрическими пружинами натяжения, зацепленными за кронштейны на носу килевой балки, и тросиком, пропущенным сквозь отверстия в доске-фрикционе. Пружины отрегулированы так, чтобы при отсутствии управляющих действий пилота колесо находилось в плоскости симметрии автожира.
Педальный узел управления аэродинамическим рулем в воздухе тоже достаточно прост. Обе педали вместе с приклепанными к ней деталями соединены шарнирными болтами с трубой, которая привинчена к уголку на килевой балке. Сверху к педалям прикреплены отрезки троса, тянущиеся к кабанчикам руля направления на киле. В проводке управления предусмотрены четыре направляющих ролика, конструкция которых исключает выпадание из них тросов. Натяжение тросов поддерживают цилиндрические пружины, прицепленные к педалям и пластинчатому кронштейну на килевой балке. Пружины отрегулированы так, чтобы руль направления находился в нейтральном положении.
Конструкция фермы довольно подробно описана выше. Поэтому остановлюсь на том, что на ферме крепится - на самодельных аэронавигационных приборах, вернее, на одном из них - индикаторе воздушной скорости. Это открытая сверху стеклянная трубка, в которую помещен легкий пластмассовый шарик. Внизу у нее имеется калиброванное отверстие, направленное в сторону полета автожира. Набегающий воздушный поток заставляет шарик подниматься в трубке, и его положение определяет воздушную скорость. Отградуировать индикатор можно, выставив его в окно движущегося автомобиля. Важно точно нанести значения скорости в пределах от 0 до 60 км/ч, так как именно эти значения важны при взлете и посадке.
Горизонтальное оперение изготовлено из листового дюралюминия толщиной 3 мм. В оперении предусмотрены две прорези под дюралюминиевые уголковые подкосы поддержки мачты. В точках болтового крепления оперения с килевой балкой к стабилизатору приклепаны накладки для повышения жесткости соединения.
Вертикальное оперение посложнее. Оно состоит из киля и руля направления, вырезанных из многослойной фанеры: первый из 10-миллиметровой, второй - из 6-миллиметровой. Отдельные кромки этих деталей окантованы тонкой стальной лентой. Друг с другом киль и руль соединены ииар-нирно тремя карточными петлями (по левому борту).
К аэродинамическому рогу руля сквозным болтом Мб прикреплены два противовеса массой 350 г каждый (они нужны для устранения явления флаттера).
Триммер на задней кромке руля изготовлен из мягкого листового алюминия. Отгибая эту пластинку вправо или влево, можно регулировать точность работы руля.
С обеих сторон руля привинчены кабанчики, выгнутые из стального листа. К ним присоединены тросы проводки управления курсом.
Вертикальное оперение прикреплено к килевой балке справа и для большей жесткости усилено двумя кронштейнами из дюралюминиевого уголка 25x25 мм.
В конце килевой балки установлено хвостовое колесо (от роликовых коньков). Оно предохраняет вертикальное оперение от повреждения при случайном опрокидывании автожира на хвост, а также при взлете или посадке со слишком задранным носом.
РЕКОМЕНДАЦИЯ:
предварительная проверка автожира на земле
Вы собрали автожир-планер. Перед тем как приступить к изготовлению ротора, проверьте, как работают уже готовые механизмы. Делать это лучше всего на той площадке, откуда предполагаются полеты автожира.
Расположитесь на сиденье и убедитесь в том, что сидите удобно и достаете ногами педали. Если необходимо, то подложите под спину дополнительную подушку. Попрыгайте на сиденье - подушка не должна допускать касания рамы телом.
Отклоните ногами носовое колесо и посмотрите, как пружины возвращают его в нейтральное положение. Убедитесь в том, что в этом положении пружины не перетянуты, но и не прослаблены. Во всех соединениях не должно быть никакого люфта.
Прицепите автожир тросом длиной не более десяти метров к автомобилю и осуществите рулежку на скорости не более 20 км/ч. Предупредите водителя, чтобы он неожиданно не тормозил и резко не снижал скорость.
Снимите ноги с перекладины тормозного устройства и посмотрите, выдерживает ли автожир прямолинейное направление. В противном случае отрегулируйте натяжение пружин. Научитесь машинально находить рукой шнур раскрытия крюка и сброса буксирного троса.
Ротор несущего винта, размещенный на верхушке мачты, - наиболее сложный узел в конструкции автожира. От качества изготовления, точности сборки и безошибочности его эксплуатации зависит, беэ преувеличения, жизнь пилота. Основные материалы деталей этого узла - дюралюминий Д16Т и сталь ЗОХГСА (все дюралюминиевые детали анодированы, стальные - кадмированы).
Корпус ротора, пожалуй, самая ответственная деталь, так как в полете именно на ушках корпуса висит вся конструкция автожира. В самом корпусе размещаются два подшипника - радиальный и радиально-упорный, обильно смазанные консистентной смазкой. Корпус с подшипниками вращается на оси ротора. На верху у оси - шплинтованная прорезная гайка М20х1,5 (надо заметить, что простых гаек в конструкции автожира нет: наиболее ответственные из них шплинтуемые, остальные самоконтрящиеся). Глухая крышка, скрывающая гайку оси, предохраняет подшипники от проникновения к ним пыли и влаги.
Внизу ось ротора неподвижно связана с ручкой управления автожиром. Двигая ручкой, можно изменять положение ротора в пространстве, поскольку шарнирное соединение оси с цапфой и цапфы со своим корпусом допускает отклонение оси в пределах, диктуемых диаметром отверстия ограничителя.
К верхушке мачты ротор прикреплен болтами с помощью двух пластинчатых кронштейнов.
РЕКОМЕНДАЦИЯ:
проверка центровки автожира
Когда головка ротора готова и установлена на автожире, необходимо проверить центровку автожира-планера. Вставьте в ушки корпуса ротора болт, которым будет крепиться головка ротора с лопастями несущего винта, и подвесьте автожир за этот болт, например, на крепкую ветвь дерева.
Расположитесь на сиденье и возьмитесь за ручку управления. Держите ее нейтрально. Пусть помощник определит положение мачты автожира. Она должна быть наклонена вперед на угол, лежащий в пределах 2-6° (идеально - 4°). Такая проверка, обычно называемая весовой балансировкой, должна повторяться каждый раз, когда меняется масса пилота или автожира. Во всех случаях без такой проверки летать нельзя.
Если указанный угол лежит вне разрешенного диапазона, то следует либо переместить пилота, либо добавить небольшой балласт в хвостовую часть. Но если произошло существенное изменение массы пилота (она превысила 100 кг) или на автожир установлен двигатель, то необходимо изготовить новые - более толстые пластинчатые кронштейны, которые держат ротор на верхушке мачты.
Лопасти несущего винта полностью идентичны, поэтому достаточно описать процесс изготовления только одной из них.
Вдоль всей рабочей длины лопасти сечения ее одинаковы, никакой крутки и изменения геометрических параметров не предусмотрено. Это существенно упрощает дело.
Лучший материал для лобовой части лопасти - дельта-древесина, применялась в авиации, в морском деле. При ее отсутствии можно самому изготовить аналог, склеив эпоксидной смолой тонкие листы фанеры с прокладками стеклоткани. Для такого заменителя подходит авиационная фанера толщиной 1 мм. Так как листов фанеры требуемой для изготовления лопастей длины не выпускают, то можно склеить срезанные на ус фанерные полоски. Стыки в соседних листах не должны располагаться один над другим, их необходимо разнести.
Клеить лучше на ровной поверхности, подложив полиэтиленовую пленку, к которой эпоксидный клей не пристает. Набрать надо суммарную толщину в 20 мм. После нанесения клея весь «пирог» будущей лопасти следует придавить каким-либо длинным и ровным предметом с грузом и оставить для полного высыхания на сутки. По своим механическим свойствам полученная в итоге композиция ничем не хуже настоящей дельта-древесины.
Заданный профиль передней кромки (носка) лонжерона получен с использованием шаблона следующим способом. По всему размаху лонжерона с шагом 150-200 мм в передней кромке сделаны канавки до полного прилегания шаблона в них к лонжерону. Древесина между канавками сострогана под линейку.
В задних кромках лонжерона рубанком (можно циклей) выбраны «четверти» шириной 10 и глубиной 1 мм под фанерную обшивку. Лист нижней обшивки (заподлицо с лонжероном) приклеен эпоксидной смолой, а к ней и лонжерону - листы пенопласта марки ПС-1, которые предварительно остроганы до высоты 20 мм. Слою пенопласта придана необходимая форма по шаблону верха профиля лопасти. В качестве задней кромки использована сосновая рейка. Последней приклеена верхняя обшивка: достаточно было прижать ее струбцинами к «четверти» лонжерона и задней кромке - и лист фанеры сам принял нужную форму (задняя кромка лопасти должна быть слегка отогнута вверх, как это показано на рисунке).
Каждая лопасть имеет груз массой 100 г, установленный в обтекателе на передней кромке, и отгибной триммер на задней. В комлевой части лопасти приклепаны стальные накладки, через которые просверлены отверстия в лонжероне для крепления лопасти к головке ротора.
РЕКОМЕНДАЦИЯ:
балансировка и настройка лопастей
" После изготовления и покраски лопасти необходимо отрегулировать. Уделите этой операции самое серьезное внимание. Имейте в виду, что чем чище и ровнее поверхности лопастей, тем большую подъемную силу они создадут, а автожир сможет взлетать при меньшей скорости.
Присоедините лопасти к головке ротора и проверьте балансировку. Если какая-то лопасть окажется тяжелее и ее конец опустится ниже, то высверлите часть ее свинцового груза, добиваясь того, чтобы лопасти сравнялись. Если эта операция не даст результата (удалять можно не более 50 г), то высверлите несколько неглубоких отверстий в наиболее толстом участке профиля легкой лопасти и заполните их свинцом.
Поскольку законцовки лопастей при вращении имеют окружную скорость около 500 км/ч, то очень важно, чтобы они вращались в одной плоскости. Наклейте на передние кромки у самого конца лопастей две разноцветные пластиковые ленты. В ветреный день выберете место, где ветер дует постоянно со скоростью примерно 20-30 км/ч (проверьте индикатором воздушной скорости) и поставьте автожир против ветра. Привяжите его пятиметровой веревкой к пню или прочно вбитому в землю колу.
Расположитесь на сиденье, привяжите себя ремнями и вместе с автожиром попятьтесь так, чтобы веревка натянулась. Держась за ручку управления левой рукой, поставьте ротор в горизонтальное положение, а правой раскрутите лопасти так сильно, как только сможете. Ваш помощник должен со стороны наблюдать за вращением концов ротора.
Постепенно наклоняйте ротор назад и дайте ему раскрутиться на ветру до большей скорости. Если разноцветные полоски вращаются в одной плоскости, лопасти имеют одинаковый шаг. Если же почувствуете тряску планера или помощник покажет, что лопасти вращаются не в одной плоскости, то сразу же разгрузите ротор, переведя его в горизонтальное положение или даже наклонив вперед. Отгибая триммеры на незначительный угол вниз или вверх, добейтесь правильного вращения лопастей.
По мере увеличения частоты вращения ротора планер качнется, и переднее колесо приподнимется. Ротор при этом окажется отклоненным назад, что приведет к еще более интенсивному его раскручиванию. Опустите ноги на землю и контролируйте положение автожира в пространстве. Если почувствуете, что он взлетает, то сразу же разгрузите ротор, потянув ручку управления на себя. Поупражнявшись так, вы вскоре будете готовы к первому полету.
Автожир своими руками видео
ПРАКТИКА ПИЛОТИРОВАНИЯ
Так как в полете участвует не только пилот, но и водитель автомобиля, то между ними должно быть полное взаимодействие. Лучше всего, если в автомобиле, кроме водителя, будет находиться еще один человек, который сможет следить за полетом и принимать все сигналы пилота (снижение или увеличение скорости движения и т.д.).
Перед полетами еще раз проверьте техническое состояние автожира-планера. На первых порах используйте относительно короткий буксирный трос длиной не более 20 м. Обязательно предупредите водителя о том, что разгоняться следует плавно и ни в коем случае резко не тормозить.
Поставьте автожир против ветра. Раскрутите ротор правой рукой и ждите, пока он не начнет набирать обороты за счет воздушного напора. Если ветер слабый, то дайте водителю команду двигаться со скоростью 10-15 км/ч по индикатору воздушной скорости. Продолжайте помогать ротору рукой, пока можете это делать.
По мере разгона отклоните ротор полностью назад и дайте водителю сигнал увеличить скорость до 20-30 км/ч. Управляя носовым колесом, двигайтесь за автомобилем прямолинейно. Когда это колесо оторвется от земли, переставьте ноги на педали. Манипулируя ручкой управления, поддерживайте такое положение автожира, чтобы он двигался только на боковых колесах, не касаясь земли ни носовым, ни хвостовым. Ждите, пока возросшая воздушная скорость не поднимет автожир в воздух в этом положении. Корректируйте высоту полета продольными движениями ручки управления (руль направления при этом не эффективен, поскольку планер буксируется на тросе). В полете не допускайте слабины в буксирном тросе. Не закладывайте виражи на большой скорости.
Перед посадкой выровняйте свое положение за автомобилем, пока он не достиг конца взлетно-посадочной полосы. Плавно наклоните ротор вперед и летите на высоте около метра. Поддерживайте это положение малыми «подергиваниями» ручки управления. (Вообще, в отличие от управления самолетом, на автожире движения ручки должны быть не плавными, а резкими, буквально рывками.)
Сигнальте водителю снизить скорость. Когда он это сделает, отклоните ротор полностью назад. Заднее колесо автожира должно первым коснуться земли. Держите ротор отклоненным назад, чтобы не допустить слабины буксирного троса. Остановившись, дайте автомобилю развернуться и двигайтесь вместе с ним к месту старта. Держите положение ротора таким, чтобы он продолжал вращаться. Если полетов больше не будет, то поставьте ротор горизонтально и, когда частота вращения снизится, остановите его рукой. Никогда не покидайте сиденья, пока ротор вращается, иначе автожир может улететь без вас.
Постепенно, по мере освоения техники пилотирования, увеличивайте длину буксирного троса до ста метров и поднимайтесь на большую высоту.
Последним этапом освоения полета на автожире будет свободный полет после отцепления от буксирного троса. Ни в коем случае не снижайте в этом режиме воздушную скорость ниже 30 км/ч!
С высоты 60 м дальность свободного полета может достигать 300 м. Учитесь делать повороты, подниматься на большую высоту. Если стартуете с возвышенности, то дальность полета может составлять километры.
Можно без преувеличения сказать, что главное в планёре-автожире -это несущий винт. От правильности его профиля, от массы, точности центровки и прочности зависят лётные качества автожира. Правда, безмоторный аппарат на буксире за автомобилем поднимается всего на 20 – 30 м. Но и полёт на такой высоте требует обязательного соблюдения всех ранее высказанных условий.
Лопасть (рис. 1) состоит из главного, воспринимающего все нагрузки элемента – лонжерона, нервюр (рис. 2), промежутки между которыми заполнены пластинами из пенопласта, и задней кромки, изготовляемой из прямослойной сосновой рейки. Все эти части лопасти склеиваются синтетической смолой и после надлежащего профилирования оклеиваются стеклотканью для придания дополнительной прочности и герметичности.
Материалы для лопасти: авиационная фанера толщиной 1 мм, стеклоткань толщиной 0,3 и 0,1 мм, эпоксидная смола ЭД-5 и пенопласт ПС-1. Смола пластифицируется дибутилфталатом в количестве 10 – 15%. Отвердителем служит полиэтиленполиамин (10%).
Изготовление лонжерона, сборка лопастей и их последующая обработка производятся на стапеле, который должен быть достаточно жёстким и иметь прямолинейную горизонтальную поверхность, а также одну из вертикальных кромок (их прямолинейность обеспечивается строжкой под линейку типа лекальной, не менее 1 м длиной).
Стапель (рис. 3) делают из сухих досок. К вертикальной продольной кромке (прямолинейность которой обеспечена) на время сборки и склейки лонжерона крепятся винтами металлические установочные пластинки на расстоянии 400 – 500 мм друг от друга. Верхний край их должен возвышаться над горизонтальной поверхностью на 22 - 22,5 мм.
1 – лонжерон (фанера, склеенная со стеклотканью); 2 – накладка (дуб или ясень); 3 – задняя кромка (сосна или липа); 4 – планка (сосна или липа); 5 – заполнитель (пенопласт); 6 – обшивка (2 слоя стеклоткани s0,1); 7 – триммер (дюралюминий марки Д-16М s,2 шт.); 8 – нервюра (фанера s2, слой вдоль)
Для каждой лопасти следует заготовить 17 полос фанеры, раскроенных по чертежу лонжерона наружным слоем вдоль, с припусками на обработку по 2 – 4 мм на сторону. Поскольку размеры листа фанеры 1500 мм, в каждом слое неизбежна склейка полос на ус не менее чем 1:10, а стыки в одном слоедолжны отстоять от стыков в другом, следующем за ним на расстоянии 100 мм. Отрезки фанеры располагаются так, что первые стыки нижнего и верхнего слоёв отстоят от комлевого торца лонжерона на 1500 мм, второго и предпоследнего слоёв – на 1400 мм и т. д., а стык среднего слоя будет на расстоянии 700 мм от торца комлевой части лопасти. Соответственно будут распределяться вдоль лонжерона вторые и третьи стыки заготовляемых полос.
Кроме того, нужно иметь 16 полос стеклоткани толщиной 0,3 мм и размерами 95×3120 мм каждая. Предварительно они должны подвергнуться обработке для удаления замасливателя.
Склеивать лопасти нужно в сухом помещении при температуре 18 – 20°С.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОНЖЕРОНА
Перед сборкой заготовок стапель выстилается калькой, чтобы к нему не прилипали заготовки. Затем укладывается и выравнивается относительно установочных пластин первый слой фанеры. Его прикрепляют к стапелю тонкими и короткими гвоздями (4-5 мм), которые вбивают у комля и у конца лопасти, а также по одному с каждой стороны стыков для предотвращения смещения отрезков фанеры по смоле и стеклоткани в процессе сборки. Поскольку они останутся в слоях, их вколачивают вразброс. Гвозди вбивают указанным порядком и для закрепления всех последующих слоёв. Они должны быть из достаточно мягкого металла, чтобы не повреждать режущие кромки инструмента, употребляемого для дальнейшей обработки лонжерона.
Слои фанеры обильно смачивают при помощи ролика или кисти смолой ЭД-5. Затем последовательно накладывают на фанеру полосу стеклоткани, которую разглаживают рукой и деревянной гладилкой, пока на её поверхности не покажется смола. После этого на ткань кладут слой фанеры, у которого сначала смазывают смолой ту сторону, которая ляжет на стеклоткань. Набранный таким образом лонжерон покрывают калькой, укладывают на него рейку размерами 3100x90x40 мм. Между рейкой и стапелем струбцинами, расположенными на расстоянии 250 мм друг от друга, по всей длине рейки производят обжатие набранного пакета, пока его толщина не сравняется с верхними кромками установочных пластин. Излишки смолы надо удалить до её затвердения.
Заготовка лонжерона снимается со стапеля через 2-3 суток и обрабатывается до ширины 70 мм в профильной части, 90 мм – в комлевой, а также длины между торцами – 3100 мм. Необходимое требование, которое следует соблюсти на этом этапе, – обеспечение прямолинейности поверхности лонжерона, образующей в процессе дальнейшего профилирования переднюю кромку лопасти. Поверхность, к которой будут приклеиваться нервюры и заполнитель из пенопласта, должна быть также достаточно прямолинейной. Обрабатывать её следует рубанком и обязательно с ножом из твёрдых сплавов или в крайнем случае драчёвыми напильниками. Все четыре продольные поверхности заготовки лонжерона должны быть взаимно перпендикулярными.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ
Разметку заготовки лонжерона производят так. Её кладут на стапель и на концевом торце, передней и задней плоскостях наносят линии, отстоящие от поверхности стапеля на расстоянии 8 мм (~Ун мах). На концевом торце, кроме того, вычерчивают с помощью шаблона (рис. 4) полный профиль лопасти в масштабе 1:1. Особой точности при изготовлении этого вспомогательного шаблона не требуется. С наружной стороны шаблона наносят линию хорды и на ней у носка профиля и в точке на расстоянии 65 мм от него сверлят два отверстия диаметром 6 мм. Глядя сквозь отверстия, совмещают линию хорды шаблона с линией, проведённой на концевом торце лонжерона, чтобы нанести на нём линию, определяющую границу профилирования. Во избежание сдвигов шаблон крепится к торцу тонкими гвоздями, под которые в нём сверлятся произвольно расположенные по их диаметру отверстия.
Обработку лонжеронов по профилю производят простым рубанком (грубая) и плоским драчёвым напильником. В продольном направлении её контролируют линейкой. Завершив обработку, приклеивают нервюры к задней поверхности лонжерона. Точность их установки обеспечивается тем, что на них в ходе изготовления наносят линию хорды, которая совмещается с линией хорды, нанесённой на задней плоскости заготовки лонжерона, а также визуальной проверкой прямолинейности их расположения относительно вспомогательного шаблона. Его снова крепят для этой цели к концевому торцу. Нервюры располагают на расстоянии 250 мм друг от друга, причём первая выставляется в самом начале профиля лонжерона или на расстоянии 650 мм от торца комлевой его части.
СБОРКА И ОБРАБОТКА ЛОПАСТИ
После затвердения смолы между нервюрами вклеиваются пластины пенопласта, соответствующие профилю задней части лопасти, по выступающим концам нервюр делают пропилы в рейке образующей заднюю кромку. Последнюю приклеивают на
смоле к нервюрам и пластинам из пенопласта.
Далее производят черновую обработку пенопластовых пластин, кривизна которых подгоняется под кривизну нервюр, а также удаляют излишек древесины с рейки для образования задней кромки с некоторым припуском для последующей точной обработки по основному шаблону (рис. 5).
Основой шаблон изготовляется вначале с припуском, 0,2 – 0,25 мм на указанные в шаблоне величины Ув и Ун, чтобы получить профиль меньшего, чем окончательный, размера под оклейку стеклотканью.
При обработке лопасти с помощью основного шаблона за базу берётся её нижняя поверхность. С этой целью выверяется лекальной линейкой прямолинейность её образующей на расстоянии Хн= 71,8 мм, где Ун= 8,1 мм. Прямолинейность можно считать достаточной в том случае, если в середине линейки длиной в 1 м имеется зазор не более 0,2 мм.
Затем к длинным сторонам хорошо отрихтованной дюралюминиевой пластины размерами 500x226x6 мм крепятся направляющие рейки из твёрдого дерева или дюралюминия высотой 8,1 мм. Расстояние между ними для верхней половины основного шаблона должно быть равно ширине лопасти, или 180 мм. Последнюю укладывают на стапеле на 3 – 4 подкладках, толщина которых равна толщине плиты приспособления, и прижимают струбцинами. Благодаря этому от-рихтованная пластина может передвигаться между стапелем и нижней поверхностью лопасти по всей длине в прямолинейной плоскости, чем обеспечивается постоянство толщины лопасти и соответствие её поверхности заданному профилю.
Верхнюю поверхность лопасти можно считать обработанной, если верхняя половина шаблона перемещается по всей её длине без зазора по профилю и в местах соприкосновения шаблона с направляющими. Нижнюю поверхность лопасти проверяют полностью собранным шаблоном, обе половины которого жёстко соединены вместе. Верхнюю и нижнюю поверхности профилируют с помощью драчёвых напильников с грубой и средней насечкой, а впадины и неровности заделывают по шаблону шпаклёвкой из смолы ЭД-5, смешанной с древесной мукой, и снова опиливают по шаблону.
ОКЛЕЙКА ЛОПАСТИ
Следующей операцией является оклейка профильных и комлевых частей лопастей стеклотканью толщиной 0,1 мм в два слоя на смоле ЭД-5. Каждый слой представляет собой сплошную ленту стеклоткани, который накладывается своей серединой на переднюю кромку лопасти. Основное требование, которое необходимо соблюдать при этом, – излишки смолы после того, как ткань хорошо ею пропитается, должны быть тщательно выжаты с помощью деревянной гладилки в поперечном направлении от передней кромки к задней, чтобы под тканью не образовались воздушные пузыри. Ткань нигде не должна подворачиваться или морщиться во избежание ненужных утолщений.
Оклеив лопасти, их зачищают наждачной бумагой, а заднюю кромку доводят до толщины, близкой к окончательной. Проверяют также профиль носка лонжерона. Пока это делают с помощью основного шаблона с некоторыми припусками, как указывалось выше, чтобы убедиться в качественности профилирования верхней и нижней поверхностей.
Основной шаблон доводят до требуемого размера и с его помощью производят окончательную подгонку профиля с применением шпаклёвки, причём за основу опять берётся нижняя поверхность лопасти, для чего с помощью лекальной линейки снова проверяется прямолинейность её образующей на расстоянии Хн= 71,8 мм от носка. Убедившись в её прямолинейности, лопасть кладут на стапель нижней поверхностью вниз на подкладках высотой 42 мм (эта величина представляет собой округлённую разницу между высотой нижней половины шаблона и Ун= 8,1 мм). Одна из подкладок ложится под комлевую часть лопасти, которая в этом месте прижимается к стапелю струбциной, остальные вдоль лопасти на произвольных расстояниях друг от друга. После этого верхняя поверхность лопасти промывается ацетоном или растворителем и покрывается по всей длине тонким слоем шпаклёвки из смолы ЭД-5 и зубного порошка такой густоты, чтобы она легко распределялась на поверхности и не стекала по кривизне профиля (консистенция густой сметаны). Прочно скреплённый основной шаблон медленно и равномерно продвигается вдоль лопасти фаской вперёд по движению так, чтобы его кромка всё время опиралась на горизонтальную поверхность стапеля. Снимая излишнюю шпаклёвку на выпуклых местах профиля и оставляя нужное её количество во впадинах, шаблон обеспечивает таким образом доводку профиля. Если окажется, что впадины в некоторых местах не заполнились, то эта операция повторяется после нанесения на них более толстого слоя шпаклёвки. Излишняя шпаклёвка должна периодически удаляться, когда она начинает свисать с передней и задней кромок лопасти.
При выполнении этой операции важно перемещать шаблон без перекосов и перпендикулярно к продольной оси лопасти, двигая его безостановочно, чтобы избежать неровностей поверхности лопасти. Дав шпаклёвке достигнуть полной твёрдости и сгладив её слегка наждачной бумагой, операцию окончательной шпаклёвки повторяют на нижней поверхности, пользуясь подкладками высотой 37 мм.
ОТДЕЛКА ЛОПАСТЕЙ
Сделав лопасти, их обрабатывают наждачной бумагой средней зернистости, обращая особое внимание на формирование носка профиля, промывают ацетоном или растворителем и покрывают грунтом № 138, кроме места крепления триммера (рис. 6). Затем все неровности заделывают нитрошпаклёвкой, следя, чтобы на профилированных поверхностях не образовалось излишних утолщений.
Окончательные отделочные работы, состоящие в осторожном снятии водоупорной наждачной бумагой разной зернистости излишков шпаклёвки, проводят, сообразуясь с продвижением сомкнутого шаблона вдоль поверхностей лопасти без излишней качки и зазоров (не более 0,1 мм).
После оклейки лопастей стеклотканью толщиной 0,1 мм и до их покрытия грунтом на комлевую часть лопастей сверху и снизу на смоле ЭД-5 приклеивают пластины из дуба или ясеня размерами 400x90x6 мм, которые состругиваются так, чтобы лопасти приобрели установочный угол, заключённый между хордой и горизонтальной плоскостью и равный 3°. Его проверяют с помощью несложного шаблона (рис. 7) относительно передней поверхности комля, а также контролируя параллельность образующихся при этом поверхностей снизу и сверху комля.
На этом заканчивается формирование комля лопасти, и он обклеивается стеклотканью 0.3 мм на смоле ЭД-5 для придания лопасти герметичности. Готовая лопасть, кроме комля, окрашивается нитроэмалью и полируется.
Советы относительно определения фактического положения центра тяжести лопастей, их балансировки и сопряжения со втулкой читайте в следующих номерах журнала.
СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА
В предыдущем номере журнала был подробно описан технологический процесс изготовления лопастей несущего винта автожира.
Следующим этапом является балансировка лопастей по хорде, сборка и балансировка несущего винта по радиусу лопастей. От точности установки последних зависит плавность работы несущего винта, в противном случае будут возникать повышенные нежелательные вибрации. Поэтому к сборке надо отнестись очень серьёзно – не спешить, не начинать работу, пока не будет подобран весь необходимый инструмент, приспособления и не подготовлено рабочее место. При балансировке и сборке надо постоянно контролировать свои действия – лучше семь раз отмерить, чем один раз упасть хотя бы с малой высоты.
Процесс балансировки лопастей по хорде в данном случае сводится к определению положения центра тяжести элемента лопасти.
Основная цель, вызывающая необходимость балансировки лопасти по хорде, – уменьшить тенденцию к возникновению колебаний флаттерного типа. Хотя у описываемой машины возникновение этих колебаний маловероятно, однако помнить о них нужно, и при регулировке следует приложить все усилия для того, чтобы ЦТ лопасти находился в пределах 20 – 24% хорды от носика профиля. Профиль лопасти NACA-23012 имеет очень малое перемещение центра давления (ЦД – точка приложения всех аэродинамических сил, действующих на лопасть в полёте), который находится в тех же пределах, что и ЦТ. Это позволяет совместить линии ЦТ и ЦД, что практически означает отсутствие пары сил, вызывающих закручивание лопасти несущего винта.
Предлагаемая конструкция лопасти обеспечивает требуемое положение ЦТ и ЦД при условии изготовления их строго по чертежу. Но даже при самом тщательном подборе материалов, соблюдении технологии весовое несоответствие может возникнуть, в связи с чем и выполняются балансировочные работы.
Определить (с некоторыми допустимыми погрешностями) положение ЦТ изготовленной лопасти можно, выполнив лопасти с припуском на концах 50- 100 мм. После окончательной опиловки припуск отрезается, на лопасть ставится законцовка, а отрезанный элемент подвергается балансировке.
1 – ограничитель углов (Д16Т); 2 – ось несущего винта (30ХГСА); 3 – нижняя пластина втулки (Д16Т, s6); 4 – ферма втулки (Д16Т); 5 – ось главного шарнира (30ХГСА); 6 – втулка (бронза оловянистая); 7 – шайба Ø20 – 10, 5 – 0,2 (сталь 45); 8 – корпус подшипников (Д16Т); 9 – отверстие под шплинт; 10 – крышка корпуса подшипн. (Д16Т); 11 – корончатая гайка М18; 12 – шайба Ø26 – 18, 5 – 2 (сталь 20); 13 - винт крепления крышки М4; 14 – радиально-упорный подшипник; 15 – радиально-сферический подшипник № 61204; 16 – болт крепления лопасти (30ХГСА); 17 – накладка лопасти (s3, 30ХГСА); 18 – шайба Ø14 – 10 – 1,5 (сталь 20); 19 – самоконтрящаяся гайка М10; 20 – винт М8; 21 – буж (Ø61, L = 200, Д16Т); 22 – пилон (труба Ø65×2, L=1375, липа)
На трёхгранную, горизонтально расположенную призму своей нижней поверхностью кладут элемент лопасти (рис. 1). Его плоскость сечения по хорде должна быть строго перпендикулярна ребру призмы. Передвижением элемента лопасти вдоль хорды добиваются его равновесия и замеряют расстояние на носке профиля до ребра призмы. Это расстояние должно составлять 20 – 24% от длины хорды. Если ЦТ выйдет за этот максимальный предел, на носик профиля в концевой части лопасти надо будет навесить противофлаттерный груз такого веса, чтобы ЦТ сместился вперёд на необходимую величину.
Комель лопасти усилен накладками, которые представляют собой стальные пластины толщиной 3 мм (рис. 2). Они крепятся к комлю лопасти пистонами диаметром 8 мм и заклёпками впотай на каком-либо клее: БФ-2, ПУ-2, ЭД-5 или ЭД-6. Перед установкой накладок комель лопасти зачищается грубой наждачной бумагой, а сама накладка обрабатывается пескоструйным аппаратом. Склеиваемые поверхности деталей, то есть комель лопасти, накладки, отверстия под пистоны и сами пистоны, обезжиривают и тщательно смазывают клеем. Затем расклёпывают пистоны и ставят заклёпки (по 4 штуки на каждую накладку). После этой операции лопасти готовы к разметке для установки их на втулку.
Несущий винт автожира (рис. 3) состоит из двух лопастей, втулки, оси винта с подшипниками качения, корпуса подшипников горизонтального шарнира и ограничителя углов отклонения оси несущего винта.
Втулка состоит из двух деталей: П-образной фермы и нижней пластины (рис. 4). Ферму желательно делать из поковки. При изготовлении её из проката надо обратить особое внимание на то, чтобы направление проката было обязательно параллельно продольной оси фермы. Такое же направпение проката должно быть и на нижней пластинке, которая делается из листа дюралюминия марки Д16Т толщиной 6 мм.
Обработка фермы ведётся по операции в следующем порядке: сначала фрезеруют заготовку, оставляя припуск по 1,5 мм на сторону, затем ферму подвергают термической обработке (закалке и старению), после чего производится окончательная фрезеровка согласно чертежу (см. рис. 4). Потом шабером и наждачной бумагой на ферме выводятся все поперечные риски и наносится продольный штрих.
Ось (рис. 5) крепится на пилоне на двух взаимно перпендикулярных осях, которые позволяют ей отклоняться от вертикали на заданные углы.
На верхнюю часть оси насажены два подшипника качения: нижний -радиальный № 61204, верхний -радиально-упорный № 36204. Подшипники заключены в корпус (рис. 6), который своим нижним внутренним бортиком воспринимает в полёте всю нагрузку от веса автожира. При изготовлении корпуса надо обратить особое внимание на обработку сопряжения бортика с цилиндрической частью. Подрезы и риски в месте сопряжения недопустимы. В верхней части корпус подшипников имеет два ушка, в которые запрессованы бронзовые втулки. Отверстия во втулках обрабатываются развёртками после их запрессовки. Ось втулок должна проходить через ось вращения корпуса строго перпендикулярно ей. Сквозь отверстия в ушках корпуса подшипников и втулки, которые запрессованы в щёки фермы, проходит болт (рис. 7), являющийся горизонтальным шарниром несущего винта автожира, относительно оси которого лопасти совершают маховые движения.
Угол отклонения оси и соответственно изменение положения плоскости вращения диска ограничиваются пластиной, закреплённой на пилоне (рис. 8). Эта пластина не позволяет отклоняться несущему винту сверх допустимых углов, обеспечивающих управляемость автожиром по тангажу и крену.
Б. БАРКОВСКИЙ, Ю. РЫСЮК
Для того чтобы начать собирать что-либо своими руками, необходимо разобраться с основами. Что представляет собой автожир? Это летательный аппарат, который отличается сверхлегкостью. Он является винтокрылой воздушной моделью, которая при полете опирается на несущую поверхность, свободно вращающегося в режиме авторотации несущего винта.
Автожир: характеристики
Данное изобретение принадлежит испанскому инженеру Хуану де ла Сиерва. Сконструирован этот летательный аппарат был в 1919 году. Стоит сказать, что в то время все инженеры пытались построить вертолет, но вышло именно это. Конечно, конструктор не решил избавиться от своего проекта, а в 1923 году выпустил первый в мире автожир, который мог летать за счет эффекта авторотации. Инженер даже создал собственную фирму, которая занималась производством этих аппаратов. Так продолжалось до тех пор, пока не были изобретены современные вертолеты. В этот момент автожиры утратили свою актуальность практически полностью.
Автожир своими руками
Будучи когда-то основным летательным аппаратом, сегодня автожир превратился в пережиток истории, который можно собрать своими руками у себя дома. Стоит сказать, что это очень даже неплохой вариант для тех людей, кто очень хочет "научиться летать".
Чтобы сконструировать этот летательный аппарат, нет необходимости покупать дорогостоящие детали. К тому же, для его сборки не понадобится специальное оборудование, большое помещение и т. д. Собрать его можно даже в квартире, если в комнате достаточно места и соседи не против. Хотя небольшое число элементов автожира все же будет нуждаться в обработке на токарном станке.
В остальном же, сборка автожира своими руками - это довольно простой процесс.
Несмотря на то, что аппарат довольно прост, существует несколько видов этой конструкции. Однако, для тех, кто решился создавать его самостоятельно и впервые, рекомендуется начать с такой модели как автожир-планер.
Недостатком этой модели станет то, что для его подъема в воздух понадобится машина и трос, длиной около 50 метров или больше, который можно будет закрепить на автомобиле. Тут необходимо понимать, что высота полета на автожире будет ограничена длиной этого элемента. После того, как такой планер будет поднят в воздух, у пилота должна будет быть возможность сбросить трос.
После отсоединения от автомобиля летательный аппарат начнет медленно планировать вниз под углом примерно в 15 градусов. Это необходимый процесс, так как он позволит пилоту выработать все необходимые навыки пилотирования, прежде чем отправиться в настоящий, свободный полет.
Основные геометрические параметры автожира, имеющего шасси с носовым колесом
Для того, чтобы перейти к настоящему полету, к автожиру своими руками необходимо добавить еще одну деталь - двигатель с толкающим винтом. Максимальная скорость аппарата с таким типом двигателя составит около 150 км/ч, а максимальная высота увеличится до нескольких километров.
Основа летательного аппарата
Итак, изготовление автожира своими руками необходимо начинать с основы. Ключевыми деталями этого устройства будут три дюралюминиевых силовых элемента. Первые две детали - это килевая и осевая балки, а третий - это мачта.
К килевой балке спереди необходимо будет добавить управляемое носовое колесо. Для этих целей можно использовать колесо от спортивного микроавтомобиля. Важно отметить, что эта деталь должна быть оснащена тормозным устройством.
К концам осевой балки с обеих сторон также нужно прикрепить колеса. Для этого вполне подойдут небольшие колеса от мотороллера. Вместо колес можно монтировать поплавки, если планируется использовать автожир как средство для полета на буксире за катером.
Кроме этого, к концу килевой балки нужно добавить еще один элемент - ферму. Фермой называют треугольную конструкцию, которая складывается из дюралюминиевых уголков, а после усиливается прямоугольными листовыми накладками.
Можно добавить, что цена автожира довольно высока, а его изготовление своими руками не только реально, но и помогает хорошо сэкономить.
Элементы килевой балки
Предназначение крепления фермы на килевую балку - это соединение аппарата и автомобиля посредством троса. То есть он надевается именно на эту деталь, которая должна быть обустроена так, чтобы пилот, когда дернет за нее, мог сразу же освободиться от сцепления с тросом. Кроме этого, эта деталь служит платформой для размещения на ней простейших летательных приборов - индикатора воздушной скорости, а также индикатора бокового сноса.
Под этим элементом располагается педальный узел с тросовой проводкой к рулю управления средством.
Самодельный автожир также должен быть оснащен оперением, располагающимся на противоположном конце килевой балки, то есть сзади. Под оперением понимают горизонтальный стабилизатор и вертикальный, который выражен через киль с рулем управления.
Последняя хвостовая деталь - это предохранительное колесо.
Рама для автожира
Как говорилось ранее, рама самодельного автожира состоит из трех элементов - килевой и осевой балки, а также из мачты. Изготавливаются эти детали из дюралюминиевой трубы, с сечением 50х50 мм, а толщина стенок должна быть 3 мм. Обычно такие трубы используются в качестве основы для окон, дверей, витрин магазинов и т.д.
Если не хочется использовать этот вариант, можно сконструировать автожир своими руками при помощи коробчатых балок из дюралюминиевых уголков, которые соединяются при помощи аргонодуговой сварки. Лучшим вариантом материала считается Д16Т.
При установке разметки для сверления отверстий необходимо следить, чтобы сверло только коснулось внутренней стенки, но не повредило ее. Если говорить о диаметре требуемого сверла, то он должен быть таким, чтобы модель болта Мб входила в отверстие как можно плотнее. Проводить все работы лучше всего электрической дрелью. Использовать ручной вариант здесь неуместно.
Сборка основы
Прежде чем приступить к сборке основания, лучше всего составить чертеж автожира. При его составлении и последующем соединении основных деталей необходимо учитывать, что мачта должна быть немного отклонена назад. Для того, чтобы добиться этого эффекта, перед установкой у нее немного подпиливается основание. Это необходимо сделать для того, чтобы лопасти несущего винта имели угол атаки в 9 градусов, когда автожир просто стоит на земле.
Этот момент очень важен, так как обеспечение нужного угла создаст необходимую подъемную силу даже при небольшой скорости буксировки аппарата.
Расположение осевой балки - поперек килевой. Крепление осуществляется также к килевой балке при помощи четырех болтов Мб, а для большей надежности они должны быть снабжены законтренными разрезными гайками. Кроме этого, для увеличения жесткости автожира балки соединяются между собой четырьмя раскосами из стального уголка.
Спинка, сиденье и шасси
Для того, чтобы прикрепить раму к основе, необходимо использовать два дюралюминиевых уголка 25х25 мм спереди, прикрепив их к килевой балке, а сзади крепить к мачте при помощи кронштейна из стального уголка 30х30 мм. Спинка привинчивается к раме сиденья и к мачте.
На эту деталь также надеваются кольца, которые вырезаются из резиновой камеры колеса. Чаще всего для этих целей используется камера колеса грузового транспорта. Сверху на эти кольца накладывается поролоновая подушка, которая привязывается тесемками и обшивается прочной тканью. На спинку лучше всего натянуть чехол, который будет выполнен из той же ткани, что и сиденье.
Если говорить о шасси, то передняя стойка должна иметь вид вилки, которая выполнена из листовой стали, а также иметь колесо от карта, поворачивающееся вокруг вертикальной оси.
Ротор автожира и цена
Очень важным требованием для стабильной работы летательного аппарата является плавная работа ротора. Это очень важно, так как сбой в работе этой детали вызовет тряску всей машины, что сильно повлияет на прочность всей конструкции, будет мешать стабильной работе самого же ротора, а также нарушать регулировку деталей. Чтобы избежать всех этих неприятностей, очень важно правильно сбалансировать этот элемент.
Первый способ балансировки заключается в том, что элемент обрабатывается целиком, как обычный винт. Для этого необходимо очень жестко закрепить лопасти на втулке.
Второй способ - это балансировка каждой лопасти по отдельности. В таком случае необходимо добиться одинакового веса от каждой лопасти, а также достичь того, чтобы центр тяжести каждого элемента находился на одинаковом расстоянии от корня.
Цена автожира, изготовленного на заводе, начинается от 400 тысяч рублей и доходит до 5 миллионов рублей.
На этот раз, друзья-товарищи, предлагаю переместиться в иную стихию транспортных средств – воздушную.
Несмотря на всеобъемлющий ад и погибель на земле, мы с вами не теряем надежды и мечтаем покорять небеса. А относительно недорогим средством для этого нам послужит чудо-коляска с пропеллером, имя коей - автожир .
Автожир (autogyro) - винтокрылый сверхлегкий летательный аппарат, в полёте опирающийся на несущую поверхность свободновращающегося в режиме авторотации несущего винта.
По-другому эта штука именуется как Гироплан (gyroplane), Гирокоптер (gyrocopter), и иногда Ротоплан (rotaplane).
Немного истории
Автожиры изобрёл испанский инженер Хуан де ла Сиерва в 1919 году. Он так же как и многие авиаконструкторы того времени пытался создать летающий вертолет и как это обычно бывает, создать создал, но не то, что хотел изначально. Но особо по этому факту не расстроился и в 1923 году запустил свой личный аппарат, который летал за счет эффекта авторотации. Далее запилил собственную фирму и клепал потихоньку свои гирокоптеры пока не умер. А потом был сконструирован полноценный вертолет, интерес к автожирам пропал. Хотя они все это время продолжали выпускаться, но использовались (и используются) для узких целей (метеорология, аэрофотосъемка и проч.).
Технические характеристики
Масса: от 200 до 800 кг
Скорость: до 180 км/ч
Расход топлива: ~15 л на 100 км
Дальность полета: от 300 до 800 км
Конструкция
По конструкции автожир ближе всего находится к вертолетам. По сути, он и является вертолетом, только с предельно упрощенной конструкцией.
Собственно сама конструкция включает следующие ключевые элементы: несущая конструкция - «скелет» аппарата, к которому крепится двигатель, 2 винта, сиденье пилота, приборы управления и навигации, хвостовое оперение, шасси и некоторые другие элементы.
Непосредственное управление осуществляется двумя педалями и рычагом управления.
Самым простым гирокоптерам для взлета необходим небольшой разбег в 10 - 50 метров. Это расстояние уменьшается в зависимости от увеличения силы встречного ветра и степени раскрутки несущего винта к моменту начала разбега.
Особенностью автожира является то, что он летит, пока имеется набегающий на несущий винт поток воздуха. Этот поток обеспечивается малым толкающим винтом. Именно по этому автожиру необходим хотя бы небольшой разбег.
Однако более сложные и дорогие автожиры, оснащенные механизмом изменения угла атаки лопасти, способны взлетать с места вертикально вверх (т.н. подскоком).
Изменение положения автожира в горизонтальной плоскости достигается при помощи изменения угла наклона всей плоскости несущего винта.
Автожир так же как вертолет способен зависать в воздухе.
Если у автожира отказывает двигатель, это не значит верную гибель пилота. Если двигатель выключается, ротор автожира переходит в режим авторотации, т.е. продолжает вращаться от набегающего потока воздуха, пока аппарат движется со скоростью вниз. В результате автожир медленно спускается, а не падает камнем.
Разновидности
Несмотря на простоту конструкции, гирокоптеры обладают некоторой вариативностью конструкции.
Во-первых, данные летательные аппараты могут быть оснащены как тянущим винтом, так и толкающим. Первые характерны для исторически самых первых моделей. Второй винт у них расположен спереди, как у некоторых самолетов.
Вторые – имеют винт в задней части аппарата. Автожиров с толкающим винтом – абсолютное большинство, хотя обе конструкции имеют свои преимущества.
Во-вторых, автожир хоть и очень легкое воздушное средство передвижения, но он может перемещать еще пару пассажиров. Естественно для этого должны иметься соответствующие конструктивные возможности. Встречаются автожиры с возможностью перевозки до 3-х человек, включая пилота.
В-третьих, автожир может обладать полностью закрытой кабинкой для пилота и пассажиров, частично закрытой, или может вообще не иметь кабины, которая убирается в целях грузоподъемности или же лучшего обзора.
В-четвертых, может оснащаться дополнительными ништяками, типа автомата перекоса и проч.
Боевое применение
Эффективность автожира как ударного средства конечно невысока, но побывать некоторое время на вооружении СА он успел. В частности в начале XX века, когда весь мир был охвачен вертолетной лихорадкой, военные наблюдали за развитием в этой отрасли. Когда полноценных вертолетов еще не существовало, были попытки применять гирокоптер в военных целях. Первый гирокоптер в СССР был разработан в 1929 году под названием КАСКР-1 . Затем в течении десяти последующих лет вышли еще несколько моделей автожиров, в т.ч. автожиры А-4 и А-7. Последний принимал участие в войне с финнами в качестве разведчика, ночного бомбардировщика и эвакуатора. Хоть в использовании автожира были определенные преимущества, все это время военное руководство сомневалось о его необходимости и на серийное производство А-7 так и не был поставлен. Затем в 1941-м началась война и было не до этого. После войны все силы были брошены на создание настоящего вертолета, а про автожир так и забыли.
Советский автожир А-7 был вооружен 7,62 пулеметами ПВ-1 и ДА-2. Так же была возможность крепить бомбы ФАБ-100 (4 шт.) и неуправляемые реактивные снаряды РС-82 (6 шт.)
История применение автожиров в других странах примерно такая же - аппараты использовались в начале XX века французами, англичанами, японцами, но при появлении вертолетов, практически все автожиры были списаны.
Сабж и ПА
Наверное и так понятно почему сабжем "Техники ПА" стал именно автожир. Очень простой, легкий, маневренный - его при определенной прямости рук и можно собрать в домашних условиях (видимо отсюда появились байки о зеках и вертолете из бензопилы "Дружба").
Несмотря на все его достоинства, мы получаем хорошую возможность покорять воздушное пространство в очень хреновых окружающих условиях.
Помимо банального перемещения по воздуху и перевозки мало-мальского груза, мы получаем неплохую боевую единицу, которую можно тактично использовать в разведывательных и патрульных операциях. Более того, вполне возможна установка автоматического оружия, а также использования боевых снарядов для бомбометания. Как говорится, голь на выдумки хитра, было бы желание.
Итак, подведем итоги. Преимущества сабжа я разделил на абсолютные и относительные. Относительные - сравнительно с другими летательными аппаратами, абсолютные - сравнительно с транспортными средствами вообще, в т.ч. и наземными.
Абсолютные преимущества
Простота изготовления и ремонта
Простота эксплуатации
Простота управления
Компактность
Низкий расход топлива
Относительные преимущества
Высокая маневренность
Устойчивость к сильным ветрам
Безопасность
Посадка без пробега
Низкие вибрации в полете
Недостатки
Низкая грузоподъемность
Низкая защищенность
Высокая чувствительность к обледенению
Достаточно сильный шум толкающего винта
Специфические недостатки (разгрузка ротора, кувырок, мертвая зона авторотации и др.)
ЮТруб о сабже
Чертежи автожира Hornet. 1997 год – дата разработки. В конструкции используется двигатель мощностью более 45 лошадиных сил. Используется любой тип двигателя, например: лодочный; мотоциклетный; снегохода. В случае, выхода из строя двигателя, включается аварийное самостоятельное вращение несущего винта, и посадка выполняется, что обеспечивает высокую безопасность пилота.
Технические характеристики автожира (используемый на модели двигатель - Rotex 447):
- ротор (диаметр), мм – 7320;
- пропеллер, мм – 152;
- высота, мм – 2280;
- ширина, мм – 1830;
- подъемный вес, т – 0,280;
Масса, т – 0,160;
- максимальная скорость, км/ч – 102;
- рабочая скорость, км/ч – 80;
- вместимость бака, л – 20;
- дальность полета, км – 90.
Автожир удерживается в воздухе благодаря винта (несущего). Винт приводится в движение потоком встречного воздуха, а не двигателем. Горизонтальное движение конструкции осуществляется дополнительным винтом, насаженным на горизонтальную ось вращения.
Гироплан – другое название летательной конструкции. Взлететь вертикально, могут далеко не все модели автожиров. Большинству моделей требуется взлетная полоса длиной не более 30-ти метров.
