Виды летательных аппаратов как сделать

Как я делал свой самолёт

Меня зовут Константин Томаревский. Я инженер компании Deutsche Telekom IT Sotutions. Хотел поделиться с Вами своей давней задумкой, которую пытаюсь воплотить в «железе».

По образованию я авиационный инженер. Когда я поступал в Университет СПбГПУ, я мечтал о том, что буду конструировать самолёты (ну или космические ракеты), буду работать в каком-нибудь конструкторском бюро и проводить рабочие дни за математическими расчётами, лабораторными стендами и полевыми испытаниями. Я закончил Университет, получив там очень много теоретических знаний, но ни разу не прикоснувшись к настоящей практике. Прошло уже много времени, но мысль о том, что мои знания так и остались знаниями, и не воплотились в практической плоскости, не покидала меня и я решил попробовать сделать пусть и совсем не большой, но реально функционирующий по всем правилам летательный аппарат.

Первоначальная идея

Мой университетский профиль – это системы управления летательными аппаратами. Мне всегда было интересно, как ведёт себя летательный аппарат (планер, самолёт) в зависимости от управления им, то есть от того, каким образом отклоняются его управляющие поверхности, как быстро и в какой конфигурации. Ещё один интересный момент – эффективность управляющих плоскостей. На разной скорости полёта их отклонение действует на летательный аппарат с разными усилиями. Если подобрать отклонения для разных скоростей, можно сделать мягкое управление летательным аппаратом.

Первая идея заключалась в приобретении готовой полноценной модели планера и проектирования радиоуправления со встроенной системой автоматизированного управления, в том числе и автопилотом. По радиочасти я продвинулся достаточно далеко и собрал два одинаковых приёмопередатчика для отработки цифрового канала управления. Об этом, если будет интересно, расскажу в другом посте.

После продолжительных поисков я понял, что хочу создать с нуля не только систему управления, но и сам планер, чтобы это был мой планер, не похожий ни на какой другой. Было не очень интересно повторять то, что уже создано.

Развитие идеи

Когда-то давно, ещё в школьные времена, я ходил на радиокружок. Рядом с ним на этаже располагались также судомодельный и авиамодельный. Я иногда заходил к авиамоделистам и смотрел как они работают. Когда начал заниматься этим проектом, прошерстил Интернет на предмет технологии создания авиамоделей, пересмотрел много роликов на YouTube и понял, что этого мне мало. Я не хочу создавать одиночную модель из чего попало. Нужна была настоящая технология, с помощью которой, воспользовавшись ей единожды, я смогу делать одинаково точные модели в любом количестве. Как на конвейере. Выбор незамедлительно пал на 3D-моделирование и 3D-печать. Эти технологии позволяют создавать самые разнообразные формы аэродинамических поверхностей с большой точностью.

Расчёт планера

Та ещё задачка. Прежде всего нужно было определиться с размерами. Забегая вперёд, от этого зависело то, как придётся резать модель для того, чтобы её можно было напечатать на 3D принтере – область печати не «резиновая». Я принял решение, что это будет узкофюзеляжный низкоплан с классическим хвостовым оперением. Я задал следующие параметры:

• длина корпуса: 90 см

• размах: 130 см
• удлинение: 7,8
• сужение 2,5
• площадь: 2160 кв. см
• геометрическая крутка — 4 градуса
• аэродинамическая крутка — нет
• поперечное V — 5 градусов
• профиль крыла — ЦАГИ-718 14%

• электрический бесколлекторный
• заявленная тяга двигателя

Проектирование

На первом курсе университета у нас была инженерная графика на компьютере в среде «Компас». Поэтому и сейчас выбор среды моделирования пал именно на него. Только тогда 3D мы не проходили, поэтому пришлось эту область осваивать самому. И это оказалось безумно интересно! Вот что получилось:

3D печать

Для печати был приобретён один из самых простых 3D принтеров. На самом деле, расчёт планера, проектирование и печать были тесно переплетены. Дойдя на определённом этапе до проектирования и печати, приходилось часто возвращаться назад и пересматривать расчёты, первоначальные параметры. Что-то было слишком сложно реализовать с учётом ограниченной области печати принтера и особенностей печати, что-то просто отбросилось за ненадобностью. Некоторые части (например крылья), пришлось перепроектировать с учётом прочности пластика (утолщать стенки). Ещё одной из задач было сделать так, чтобы не было ни одного клееного или паянного соединения. Я старался проектировать модель таким образом, чтобы некоторые части можно было перепроектировать и перепечатать, не затрагивая всю модель. После долгих усилий и примерно 230 часов печати и перепечатывания получилось следующее:

Я начинал проектирование модели с хвоста. Первым печатался также хвост. От этого качество печати хвоста не лучшее. Постепенно осваивая печать, я довёл её до довольно высокого качества. Масса всей конструкции получилась чуть больше 2 кг что оказалось несколько больше проектной.

Передняя стойка шасси:

Промежуточный итог

Что мы имеем по внутреннему оснащению:

• Двигатель
• Литий-полимерный аккумулятор на 6000 миллиампер-часов
• 6 сервоприводов
• 3 стойки шасси

Вспомним старый добрый спор, всколыхнувший в своё время многие форумы в Интернете – взлетит или не взлетит?

САМОЛЕТ МОЖЕТ СДЕЛАТЬ КАЖДЫЙ!

Решив однажды построить самолет, самодельщик сталкивается с рядом вопросов, и от ответа на них зависит исход всего дела. Мне кажется, что самолет может сделать каждый грамотный человек, если выполнит три условия.

Во-первых, необходимо заручиться поддержкой и пониманием своей задумки у родных и близких. Создание самолета отнимает все свободное время, и очень важно, чтобы семья не была против. Еще лучще — сделать это общим делом, зажечь своей идеей самых близких людей. По данным Американской ассоциации экспериментальной авиации, около 70% недостроя случается «из-за жен». Проблемы в семье, связанные с отсутствием взаимного внимания во время строительства, в большинстве случаев приводят к тому, что дело не доводится до конца.

Во-вторых, нужно выработать в себе силу воли. Это обеспечит превосходство разума над чувствами. Создание собственного самолета — процесс весьма трудоемкий. Огромный объем работ может заставить усомниться в правильности выбранного пути, расстроиться из-за ошибок или сложностей. Приготовьтесь к тому, что будут взлеты и падения. Нужно научиться бороться с самим собой: «Не хочется, а надо!». И каждый день, несмотря ни на что, идти к своей цели!

В-третьих, важно найти подходящий проект. В наше время появилось много готовых разработок самолетов для самостоятельной постройки, и из всего этого многообразия требуется выбрать один, наиболее пригодный для себя в соответствии с имеющимися финансовыми, технологическими и эксплуатационными возможностями.

Для правильной оценки всего этого нужен опыт, конечно, и в предлагаемом материале мне хочется поделиться собственными соображениями на этот счет.

ПУТЬ В НЕБО

В детстве я мечтал стать летчиком. Это желание даже стало предметом своеобразного родительского «шантажа»: «Хочешь быть летчиком — должен хорошо учиться». Отец выписывал тогда журнал «Моделист-конструктор», в котором я с восхищением читал репортажи со слетов СЛА 1980-х годов, и думал: «Неужели возможно самому построить самолет?». Отец был военным, поэтому, мотаясь по разным гарнизонам, возможностей ходить в кружки или СЮТ у меня не было. А в средних классах возникли проблемы со зрением, и с мечтой пришлось расстаться.

После школы я неожиданно для всех поступил в колледж искусств и стал… саксофонистом. Затем окончил институт искусств, чему поспособствовала работа в созданной мной мастерской художественной керамики. Все шло хорошо и размеренно, пока я случайно не увидел в магазине игрушек авиамодель. Вот тут все и началось! Неосуществленные мечты и воспоминания захлестнули со страшной силой.

Начал я со сборки пластиковых масштабных моделей самолетов, попутно изучал историю авиации. Стал «летать» в разных компьютерных симуляторах, что дало мне представление о том, как управлять самолетом. Затем перешел к самостоятельной постройке радиоуправляемых летающих моделей, а это уже основы аэродинамики и конструирования. В это время я познакомился с местным самодельщиком, у которого был самолет ХАИ 29 «Коршун». На этом самолете я впервые поднялся в небо. Интересно, что мой первый в жизни полет был и первым самостоятельным! Ну а потом: «крылья выросли», а своего самолета все нет…

Поразмыслив, я пришел к выводу, что самый доступный для меня способ летать — освоить дельтаплан. Дельтаклуб, который мне приглянулся, оказался в городе Жуковском. От Смоленска, где я живу, это около 500 км. Но как говорится, кто хочет — тот сможет. Вот это полет, вот это восторг! Среди всех летательных аппаратов, придуманных человеком, дельтаплан наиболее полно передает полет птицы! Однако вначале нужен разбег с горы или буксировка аппарата, если дело происходит в равнинной местности. Организация полетов — самое сложное в дельтапланеризме.

Модель 1932 года LNA-40 с двигателем Continental мощностью 37 л.с.

Продолжая летать на дельтаплане в Смоленске, я начал задумываться о том, чтобы сделать собственный самолет. Вначале был «деревянный» проект. Но оказалось, что в нашей стране авиационную фанеру давно не производят, а та, что еще встречается — баснословно дорогая. Рассматривал также аппарат из стеклопластика. Тут тоже возникла неразрешимая проблема — однонаправленная стеклоткань. А о цельнометаллическом варианте даже не мечтал из-за цены на материалы и оснастку. Да и не хотелось обрастать приспособлениями и станками из-за одного самолета. В итоге сделал для себя ряд выводов. Самых важных из них три: 1 — необходима простая, доступная и надежная технология: 2 — следует использовать самые доступные материалы; 3 — требуется распространенный и надежный мотор.

Таким образом, я для себя решил, что мой самодельный самолет должен быть только одноместным из экономических и моральных соображений. Он намного дешевле двухместного. К тому же, я принципиально против самодельных двухместных самолетов, потому что считаю так: сам построил — сам и летай. А если хочешь «поделиться эмоциями», покупай заводскую модель, не надо делать людей заложниками своих амбиций.

«Хит Супер Парасоль» модель V — победитель Национальных воздушных гонок в Чикаю 1930 года в классе до 100 куб. дюймов

Важнейший параметр сверхлегкого самолета — нагрузка на крыло. Она должна лежать в пределах 20 — 27 кг. При меньшем значении самолет будет «хрупкой игрушкой в руках ветра». При большем — придется использовать более мощный мотор. А это то, что вызовет необходимость усиления конструкции, что, в свою очередь, приведет к увеличению веса и потянет за собой применение специальных технологий и материалов — в результате самолет получится тяжелый и очень дорогой.

Важно также определиться с эксплуатационными задачами. В основном самодельщики строят самолеты «для души», просто чтобы полетел и все. Однако всегда должна быть перспектива! Когда я спрашивал людей, которые хотели сделать самолет, для чего им это нужно, то чаще всего ответ был таким: «Пролететь по кругу и все». Бывшие пилоты добавляли: «Ну, отвести душу, вспомнить…». Но такие полеты очень быстро наскучат! Должна быть какая-то более значимая задача.

Например, сделать свой самолет для путешествий. Ведь для «пролететь по кругу» достаточно парамотора (и не надо ничего изобретать!). Или самолет, пригодный для эксплуатации в разных климатических условиях. Для зимы и лета, способный взлетать с грунта, асфальта или с воды (и приземляться туда же). А может, создать самолет для совершенствования навыков пилотирования?

Обычно энтузиасты строят самолеты с малой нагрузкой на крыло, для обеспечения невысокой взлетно-посадочной скорости и хорошей управляемости. На таких машинах относительно легко научиться летать. Однако выбор подходящей погоды становится чрезвычайно актуальным! Все возможности летательного аппарата используются практически в первых же полетах, развития пилота не происходит. Или существует другая крайность: самолет «Арго», пользующийся большой популярностью у самодеятельных авиаконструкторов. Он довольно строг к пилоту, имеет приличную скорость взлета-посадки и ярко выраженный экранный эффект. Им может управлять человек с опытом. И вот, строит-строит самодельщик в течение нескольких лет такой самолет, а потом, в первых же пробежках (иногда они заканчиваются и случайными взлетами) — бац, и плод всех долгих трудов превращается в груду «дров». Поэтому любителю нужен такой летательный аппарат, чтобы без серьезной подготовки позволил бы и первый вылет совершить, а дальше расти как пилоту: садиться на неподготовленные или ограниченные площадки, научиться выполнять виражи 2G, «боевой разворот» и «ленивые восьмерки». Поэтому перспектива, в моем понимании, это и путешествия, и эксплуатация зимой и летом, и с грунта, и с воды, и развитие своих навыков. Всего этого можно достичь и в СЛА, выбирая подходящую погоду и имея подходящую машину.

Забегая вперед, скажу, что наш самолет отвечает всем этим требованиям. На нем можно научиться летать (но я все равно советую делать первые шаги с опытным инструктором), путешествовать — летом, используя колеса или поплавки, зимой — лыжи, участвовать в праздниках, фестивалях (летать с дымами, с лентами, «наперегонки» с автомобилем). Я даже рассматриваю вариант использования нашего самолета для буксировки дельтаплана. Вот это и есть, в моем понимании, полеты «для души», а не вокруг «песочницы» (на сленге авиаторов «песочница» — это ВПП).

Копия одного из чертежей набора, предлагаемого компанией Э. Хита любителям авиации для самостоятельной постройки легкого самолета

Самолеты, относящиеся к категории СЛА, в основном эксплуатируются вне аэродромов. Также у них всегда существует вероятность отказа мотора, что приведет к необходимости совершить посадку вне подготовленной площадки. Поэтому логично выбрать схему высокоплана с достаточно малой посадочной скоростью, которая определяется нагрузкой на крыло. Выбор схемы шасси с хвостовой опорой, несмотря на ее недостатки, тоже логичен: малый вес, малое аэродинамическое сопротивление, простота конструкции. Все чемпионские пилотажные машины — с хвостовой опорой, буш-пилоты на Аляске также предпочитают такую схему.

Эдд Хит писал: «Это такой простой в управлении самолет, что опытный пилот может посадить его даже без помощи рук!» Модель V на поплавках. При смехотворно короткой посадке на воду, «Супер-Парасоль» может в случае необходимости сесть на любое озеро

Накануне Первой мировой войны в мире не существовало специальной авиационной отрасли промышленности. При создании самолетов конструкторы пользовались наработками из смежных областей машиностроения. Бурное развитие авиации во время войны отбросило все сомнительные и неперспективные технологии, методы и аэродинамические схемы. К 1918 году сформировалась наиболее компромиссная конструкция, которая и стала классической. А к концу 1920-х годов самолеты со стальной сварной ферменной рамой фюзеляжа и деревянным крылом с полотняной обшивкой достигли своего совершенства. Стремления летать выше, быстрее и перевозить больше груза потребовало новых материалов и технологий. Но очевидно, что они лишь удорожают самодельный самолет. Как я уже заметил выше, для того, чтобы построить надежный, хорошо летающий аппарат можно и нужно использовать самые доступные материалы и простые технологии, отработанные еще в начале прошлого века.

НЕСТАРЕЮЩАЯ КЛАССИКА

Пересмотрев все доступные проекты для самостоятельной постройки, я открыл для себя творчество Эдварда Хита и его легендарный «Хит Супер Парасоль». Как и следовало ожидать, все уже придумано до нас! Именно этот самолет удовлетворял всем моим требованиям и задачам в полной мере.

Heath Super Parasol — это очень известный в США самолет пионера сверхлегкой авиации, пилота, конструктора и бизнесмена Эдварда Хита. Пик его технического творчества пришелся на середину-конец 1920-х годов. Авиация всегда была делом состоятельных людей, но Эдд Хит всю жизнь мечтал создать ЛА, доступный простому среднему американцу. В 1918 году первый проект такого самолета был готов. Это был биплан с размахом крыльев 6 метров, с двигателем от мотоцикла мощностью 15 л.с. Вес пустой машины, которую Эдд назвал «Перо», составил 122 кг. Однако окончание войны сделало проект невыгодным: на рынок хлынули военные самолеты по цене ниже себестоимости. Тогда Хит основал фирму по продаже запчастей и материалов, где любой энтузиаст мог купить «все и в одном месте!». Но идея доступного самолета не оставляла его. Хит начал проектировать и строить самолеты для участия в популярных в то время воздушных гонках. В 1926 году на модели «Томбой» он стал победителем Национальных воздушных гонок в Филадельфии. На 2500 долларов, полученных в качестве приза, в том же году Хит с инженером Клером Линстедом создали первую версию ставшего в последствии знаменитым «Хит Парасоль».

Первый Heath Super Parasol mod. V, построенный в России (конструктор Андрей Яковлев, Смоленск). Фото сделано на аэродроме Орловка во время XIII Всероссийскою слета любителей авиации «Открытое небо» в 2018 году

Через год появился следующий «Парасоль», и на соревнованиях в Спокане в классе легких спортивных самолетов Хит выиграл на нем приз в 1000 долларов. С этого момента пришло признание! Эдд стал продвигать лозунг «Создайте свой собственный самолет». Именно он первым придумал продавать самолет в виде «кита» (набора). Можно было приобрести готовый аппарат за 695 долларов («Форд-Т», кстати, стоил тогда около 400 долларов), или купить его по частям для самостоятельной сборки, или заказать только чертежи за 5 долларов. Надо отметить, что это был лицензированный самолет, и налетав на нем 200 часов, любой желающий мог получить лицензию коммерческого пилота. Были проданы сотни комплектов чертежей. десятки наборов и около 80 готовых самолетов. Множество простых людей стали пилотами благодаря Эдварду Хиту и его «Супер Парасолю»!

Эдвард Хит впервые предложил вариант расчалочного стального фюзеляжа без использования сварки, что очень облегчало постройку самолета в домашних условиях и не сказалось на прочности. Однако в конце 1929 года Хит перешел на полностью сварную раму. Были доработаны капоты мотора, появился кок. Шасси вместо цельной оси колес получило разрезную ось. Параллельные подкосы крыла заменены на V-образные. Появилась дверь, и было изменено положение топливного бака. Модернизированный вариант самолета стал называться «Хит Супер Парасоль, модель V».

Именно его в 2018 году и построил наш небольшой коллектив единомышленников. На слете СПА в Орловке в том же году (см. «М-К» № 8-2018) эта работа отмечена призовым местом. Следует заметить, что в России «Хит Супер Парасоль» был построен впервые. Он создавался нами в Смоленске в течение двух с половиной лет. Мы хотели сделать маленький легкий самолет, максимально доступный по материалам (бюджет до 200 000 рублей) и технологиям, чтобы любой желающий мог повторить его, ведь Heath Super Parasol — самолет, который может построить каждый!

Самолет А-8. В кабине — Ю. Яковлев, готовящийся к участию в Чемпионате Европы по СЛА-2019 (фото 2019 года, г. Киев)

ИЗ ДОСЬЕ «М-К»

Экспериментальный самолет-тандем А-8 — пример легкого самодельного летательного аппарата из стеклопластика, созданный но мотивам «Квики» Берта Рутана в Куйбышевском авиационном институте в 1984 году. Впервые продемонстрирован авиационной общественности в Коктебеле на СЛА-85 (см. «М-К» № 3-1986). Автор конструкции Юрий Яковлев (в те годы студент КуАИ).

Технические характеристики: размах крыла — 5,08 м; длина самолета — 5,2 м; площадь крыла — 4,92 м2; взлетная масса — 223 кг; мощность двигателя — 30 л.с.; диаметр винта — 1,1 м; шаг винта — 0,7 м; обороты винта — 5000 об/мин; статическая тяга винта — 65 кгс; удельная нагрузка на крыло — 45 кгс/м2; удельная нагрузка на мощность — 7,5 кгс/л.с.; максимальная скорость — 200 км/ч; скорость сваливания — 75 км/ч; скороподъемность у земли — 5 м/с; максимальные эксплуатационные перегрузки — 6

Подробное описание конструкции и чертежи «Арго-02» опубликованы в «М-К» №№ 10-12 за 1991 год, по которым самодельщинами было построено множество таких ЛА. Самолет Виктора Жевагина из Иваново, показанный на СЛА-2018 (Тверская обл., аэродром Орловка)

ИЗ ДОСЬЕ «М-К»

Сверхлегкий одноместный учебно-тренировочный самолет «Арго-02» — самодельный ЛА с деревянным каркасом и полотняной обшивкой крыла. Построен тверскими авиаторами-любителями Евгением Игнатьевым. Юрием Гулаковым и Александром Абрамовым в 1987 году. Успешно летал на СЛА-87, СЛА-89, получил первую премию на региональном смотре-конкурсе в Ярославле (см. «М-К» №3-1990).

Технические характеристики: размах крыла — 6.3 м; длина самолета — 4,55 м; площадь крыла — 6,3 м2; взлетная масса — 225 кг; мощность двигателя — 28 л.с.; диаметр винта — 1,48 м; шаг винта — 0,95 м; обороты винта — 2750 об/мин; статическая тяга винта — 95 кгс; удельная нагрузка на крыло — 37,3 кге/м2; удельная нагрузка на мощность — 8,39 кгс/л.с.; максимальная скорость -130 км/ч; скорость сваливания — 72 км/ч; скороподъемность у земли — 2 м/с; максимальные эксплуатационные перегрузки — н.д.

Основные ТТХ самолета «Хит Супер Парасоль», созданного в Смоленске

Размах крыла, м 7,62

Площадь крыла, м2 10

Макс, скорость, км/ч 90

Посадочная скорость, км/ч 45

воздушного охлаждения Lifan 2V78-F2A. 24 л.с при 3600 об/мин.

Расход топлива (Аи-92), л/ч 5

Дальность полета, км

Максимальный взлетный вес. кг 230

Максимальная нагрузка, кг 105

Расчетная перегрузка 10

Время постройки, чел/ч

Сердце любого самолета — двигатель, и тут я очень консервативен, заявляя, что главное для авиационного мотора -это надежность. Все же остальное -мощность, вес, шумность, экономичность — это тоже важно, но вторично.

В авиации почти с самого ее рождения прочно утвердился четырехтактный мотор с винтом на коленвале. Причем от редуктора я отказался, на что есть ряд причин. Во-первых, уверен, что силами самодельщика невозможно изготовить надежный редуктор в принципе. К тому же, в авиационном моторостроении считается, что редуктор с длительным ресурсом можно получить лишь на двигателе с числом цилиндров не менее шести. Во-вторых, редуктор — это дополнительный вес, да и вопрос компоновки и капотирования тоже не последний. В-третьих, обычно редуктор используют для получения максимальной мощности двигателя путем форсировки по оборотам. Однако это негативно сказывается и на ресурсе, и на надежности. Да и в обслуживании и эксплуатации мотор без редуктора проще.

Традиционно большинство самодеятельных конструкторов использует либо отечественные двухтактные моторы РМЗ, либо импортные «Ротаксы», также работающие на смеси бензина с маслом. Еще на заре своего приобщения к сверхлегкой авиации, я имел негативный опыт эксплуатации РМЗ-640, поэтому этот двигатель я твердо решил больше не применять. «Ротаксы» же для меня оказались слишком дорогими. К тому же, в последнее время появился довольно большой выбор других моторов.

Проанализировав множество различных вариантов от мотоциклов, снегоходов и прочей техники, я пришел к выводу, что индустриальный двухцилиндровый V-образный двигатель, который применяется на электростанциях, садовых косилках и т.п., мне идеально подходит. Китайский четырехтактный Lifan 2V78F-2А мощностью 24 л.с. при 3600 об/мин представляет собой копию «Хонды» и вполне доступен по цене. У него довольно большой крутящий момент, смазка осуществляется под давлением, есть масляный радиатор, зажигание у каждого цилиндра от собственного магнето, а также без маховика его удельный вес почти как у «двухтактника». Двигатель поступает в продажу готовым агрегатом, что делает его установку несложной задачей, почти не требующей доработки. Перед его монтажом на самолет надо выполнить стандартные операции, такие как: удаление регулятора оборотов, шлифовка и полировка каналов, подбор диаметра отверстия в главном жиклере карбюратора, поскольку изначально мотор искусственно «задушен». Также был отлит колокол упорного подшипника и изготовлены выхлопные патрубки. На мой взгляд, этот мотор наиболее близок по своей конструкции к понятию «авиационный». У четырехтактного «движка», в отличие от двухтактного, шире диапазон мощностей, меньше тепловая нагрузка и чувствительность к качеству топливовоздушной смеси, он более экономичный и менее шумный. Все это в целом добавляет надежности. Да и звук-то какой!

Рама фюзеляжа (трубы, сталь 20, толщина стенки 1 мм, если не указано другое)

Мне не очень нравятся самодеятельные разработки, в которых используются узлы и детали от редкой, малораспространенной техники. Это заметно сужает круг людей, способных такой проект повторить. Но особенно остро данная проблема проявляется в любительском авиационном техническом творчестве. Использование узлов и агрегатов от «больших» самолетов делает работу практически эксклюзивной. То же можно сказать о редких или дорогих материалах и сложных технологиях, которые трудно применить в обычной практике. Например, для постройки металлического самолета нужны дорогие материалы, специальные приспособления и владение технологией, но все это потом, в повседневности, вряд ли пригодится. И напротив, создание деревянного крыла требует таких навыков и инструментов, которые не будут лишними в жизни. Та же ситуация со сваркой или пайкой.

На валу установлена «мулинетка» для проверки мощности мотора

«Хит Супер Парасоль» в аэродинамическом и технологическом плане настолько классический самолет, что на его примере можно студентов обучать! Крыло — деревянное, двухлонжеронное. Лонжероны представляют собой, по сути, доску, установленную на ребро. Коробка лонжеронов расчалена проволокой ОВС. Дуга законцовки крыла и задняя кромка элерона — стальная оцинкованная трубка (подойдет тормозная трубка от КАМАЗа, продающаяся в любом магазине запчастей для грузовиков этой марки). Нервюры — ферменные, с фанерными кницами. Фанера у меня осталась еще с авиамодельных времен. При ее отсутствии (а она, как я отмечал ранее, нынче в большом дефиците) смело порекомендовал бы кницы из текстолита толщиной 0,8 мм. Больше тонкой авиационной фанеры нигде на нашем самолете не используется.

Каркас крыла Лонжероны крыла (сосна авиационного качества) Корневая часть заднего лонжерона (узел поз. 47 на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 — обойма (сталь 1 мм); 2 — соединительная пластина 25x65x3 мм; 3 — шпилька М6; 4 — фанера 1,5 мм; 5 — болт и шпилька М5; 6 — шпилька М4 Лонжероны элерона (сосна авиационного качества) Корневая часть переднего лонжерона (узел поз. 46 на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 — соединительная пластина 25x65x3 мм: 2 — шпилька М6; 3 — заполнитель; 4 — фанера 3 мм; 5,6 — болт М5; 7 — обойма (сталь 1 мм) Узел крепления роликов (сечение А — А на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 — заполнитель; 2 — скоба (сталь 2 мм); 3 — шуруп Ø3 мм: 4 — болт М5х140; 5 — брусок (сосна 16×16 мм)

Каркас и лонжероны крыла:

1 — фальшлобик; 2 — усилитель лонжеронов 18×18 мм (2 шт); 3 — болт М4; 4 — обод (труба 08 мм, сталь); 5 — картер бака; 6-топливный бак (только на правом крыле, оц. сталь 0,6 мм); 7 — заливна я горловина; 8 — дренажный кран; 9 — шуруп Ø3,5 мм; 10 — ролик 050 мм (дюраль, 2 шт); 11 — планка 10х10 мм; 12 — световое окно (акрил 0,8 мм); 13 — распорная втулка 05 мм (сталь, паять к расчалкам); 14 — расчалка (проволока ОВС Ø1,6 мм, 2 шт — над и под баком); 15 — усилитель 16×5.6 мм (по 2 шт); 17-укосина 8×8 мм (2 шт); 17 — расчалка (проволока ОВС Ø2,0 мм); 18 — серьга (сталь 1 мм); 19 — стойки коробки лонжеронов 16×13 мм; 20 — расчалка (проволока ОВС Ø1,5 мм); 21 — косынка (фанера 3 мм); 22 — распорка 16×16 мм; 23 — трос управления (КСАН Ø3,2 мм); 24 — расчалка (проволока ОВС Ø1,5 мм); 25 — болт М4; 26 — рейка 10×10 мм; 27 — нервюра законцовки крыла; 28 — заполнитель 5,6×5,6 мм; 29 — рейка 8×8 мм; 30 — обойма крепления обода (латунь); 31 — задняя кромка элерона (труба 08 мм, сталь); 32 — рейка 8×8 мм; 33 — рейка 8×8 (2 шт); 34 — рейка 8×8 мм; 35-усилитель 16×5,6 мм (2 шт); 36-усилитель 16×5,6 мм (2 шт); 37 — рейка 8×8 мм (2 шт); 38 — болт М5х80; 39 — рейка 8×8 мм (2 шт); 40 — усиливающая рейка 16×5.6 мм по контуру нервюры; 41 — обоймы крепления задней кромки; 42 — заполнитель; 43 — кронштейны тросов (сталь 2 мм); 44 — обоймы (сталь 2 мм); 45 — серьга (сталь 1,5 мм); 46 — корневая часть переднего лонжерона: 47 — корневая часть заднею лонжерона

Нервюры (а — типовая; б — силовая; в — концевая):
1 — лобовой стрингер (сосна 50х 18 мм); 2,3,7 — полка нервюры (сосна 5,6×5,6 мм. кницы — фанера 1 мм); 4 — стойки коробки лонжеронов (сосна 16×13 мм); 5 — шайба 5x12x1 мм (паять латунью); 6 — рычаг элерона (сталь 1,5 мм, усилен накладками из фанеры 3 мм с двух сторон) Петля элерона (увеличено):
1 — сухарь (сосна 19×50 мм); 2 — заполнитель (фанера 6×50 мм); 3 — болт «откидной» М6; 4 — проставка (трубка 8×1 мм); 5 — опорная пластина 13x25x1 мм; 6 — заполнитель (фанера 6×25 мм) Петля навески элерона

Топливный бак находится в крыле. Это позволяет иметь резервное питание двигателя самотеком в случае отказа топливного насоса. Бак — одна из больших проблем для самодельщика. Я решил изготовить его из обычной тонкой оцинкованной стали. Соорудил маленький листогиб, согнул детали бака и спаял их припоем ПОС60. Заливная горловина — латунная заглушка из магазина сантехники, подобранная по диаметру. Штуцер трубки питания двигателя — опять-таки из магазина «КАМАЗ». Получился очень простой, недорогой и достаточно легкий бак. Кстати, на самолетах По-2 баки тоже были из «оцинковки». Возникла небольшая сложность с топливным краном: все подходящие из магазинов автозапчастей подтекали. В итоге, нашел нужную деталь среди сантехнических изделий. Доработал ее для соединения с медными трубками, и получился надежный и очень даже «авиационный» кран.

Предварительная сборка крыла. Хорошо виден топливный бак

Стабилизатор и рули высоты Крепление расчалок крыла Крепление ролика троса элеронов Узел крепления торсионной трубы РУСа

Фюзеляж и хвостовое оперение -сварные, из тонкостенных бесшовных труб Ст-20. Фюзеляж — ферменный, с диагональными раскосами. Мне так было проще. Эдвард Хит предлагал делать фюзеляж без использования сварки, благодаря чему его изготовление было доступно большинству людей. Однако в оригинальной конструкции используется большое количество тандеров (талрепов) для натяжки проволочных расчалок. Подходящие в наши дни либо практически невозможно достать, либо их покупка (и уж тем более изготовление) делает стоимость фюзеляжа настолько дорогой, что применение этой, простой, в сущности, технологии теряет всякий смысл. Тандеры — это проблема для самодельщика. Они используются в проводке управления и расчалках крыла. Я их изготовил из ушкового болта (в магазинах крепежа именуется как «болт откидной») и стальной полосы, соединенных между собой выточенной ниппельной гайкой. Этот же болт я использовал для петель навески элеронов и рулей хвостового оперения, что решило вопрос петель очень просто.

Шасси — пирамидальное, из стальных тонкостенных труб Ст-20, собранное без сварки на болтах. Хвостовая рессора изготовлена из рессоры кабины КАМАЗа.

Две полуоси шасси — из стальных толстостенных труб 25×3 мм (также Ст-20). Трубы эти калиброваны, поэтому их не нужно протачивать для установки колес. Амортизация шасси — резиношнуровая. Сами шнуры приобрел в магазине спорттоваров.

Колеса — это еще одна наша «изюминка» — они тоже самодельные! Дело в том, что колеса — это очередная головная боль для самодельщика-авиастроителя. Пригодные готовые найти очень сложно. Мне это не удалось. Те, что продаются, тяжелые или дорогие, либо у меня есть сомнения в их прочности. Я долго думал и пришел к выводу, что опять-таки «все уже придумано до нас». Ведь в начале своего существования авиация вполне успешно довольствовалась спицованными колесами. Так я и решил поступить. Заказал токарю втулки, на моторазборке купил стальные колеса от скутера по 300 рублей за штуку, а в веломагазине — усиленные спицы диаметром 3 мм. Рассчитал и приступил к изготовлению. «Болгаркой» удалил диски — получилось два отличных обода. Поскольку у меня не было станка для накатки резьбы на спицах, пришлось их укоротить со стороны головки и сделать маленький пресс из домкрата для формования новых головок. Этим же прессом выдавил лунки для ниппелей в ободьях. В качестве подшипников использовал подходящие бронзовые втулки из «ГАЗовского» магазина. В целом получились легкие и очень прочные колеса, идеально подходящие для нашего самолета.

РУС с установленными тросами Узел шасси без амортизатора Рессора хвостовой опоры

Летательный аппарат покрыт тканью, натянутой пропиткой «эмалитом» (лак НЦ-551) в два слоя. Еще два слоя -«эмалит» с алюминиевой пудрой, служат для защиты ткани от воздействия ультрафиолетового излучения. А потом нанесена раскраска автомобильной «акрилкой». Такое небольшое количество слоев «эмалита» и ограниченная по площади схема позволили уменьшить «вредный» вес. Ткань — обычный лавсан плотностью около 60 г/м2, тоже для облегчения, продается в любом магазине тканей и называется по-разному: полиэстеровая, полиэфирная. Мы провели разрывные испытания и решили, что нам такая подойдет. Полотно пришито к каркасу крыльев и хвостового оперения лавсановыми нитками, а к раме фюзеляжа — приклеено. Все швы заклеены лентами, нарезанными из той же ткани специальными ножницами, дающими зубчатый край (ножницы купили в магазине «Икея»), Пришивка к крылу требует длинных игл, которыми можно проткнуть крыло на всю толщину. Я такие не нашел, пришлось сделать самому из проволоки ОВС диаметром 2 мм. Лак НЦ-551 продается в 50-литровых бочках. Сначала казалось, что этого количества будет более чем достаточно, но в итоге у нас осталось всего литров пять. Так что бочка на небольшой самолет — это нормально.

Отдельно хочу остановиться на приборах. Это очень дорогая статья расходов в бюджете постройки любого самолета. Плюс настоящие приборы еще и довольно тяжелые. Все это побудило искать альтернативные решения. Главная сложность — указатель скорости. Тем не менее, его я сделал за час из куска проволоки ОВС диаметром 2 мм и двух дюралевых пластинок. Получился указатель скорости флажкового типа, который широко применялся в 20-х годах прошлого века.

На роль высотомера подошел туристический анероидный барометр со шкалой указателя высоты. Механический указатель давления масла — от автобуса ПАЗ. Указатель температуры масла УТ-200 (он тоже механический!) приобрел в магазине «Агрозапчасти». Тахометр — очень распространенный, электронный, индукционного типа. Указатель топлива — прозрачная трубка на топливном баке. А указатель скольжения мне подарили, хотя и его можно было сделать самому.

Самолет летает классно! Разбег около 50 метров. В воздухе машина устойчива и послушна. В турбулентной атмосфере эффективность рулей достаточна. Садится, при полностью выбранной на себя ручке, точно на три точки. Во время посадки тенденций к сваливанию на крыло нет. При разбеге и пробеге на грунте даже устойчивее, чем на асфальте, но это особенность всех аппаратов с хвостовой опорой. В целом, по моим субъективным оценкам, самолет дружелюбен и приятен в управлении, полностью удовлетворяет мои потребности в «радости полета», однако требует от пилота предварительной подготовки. Из недостатков могу отметить ограничения на вес пилота (до 90 кг) и его рост (до190 см), а также зависимость от погодных условий, но это характерно для всех СЛА. Возможно, кто-то скажет, что скороподъемность 1,5 м/с — это мало, однако мне этого достаточно, особенно учитывая поставленную задачу. Ведь мы хотели получить самый доступный самодельный самолет, который может построить каждый, и считаю, что это у нас получилось.

В заключение хочу привести слова В.П. Кондратьева из книги «Самолет — своими руками». Вот что он пишет: «Деятельность СМИ превратила самолет, в общем-то простую и понятную машину, в глазах неспециалистов в невероятно сложный аппарат, над расчетом которого трудятся десятки и сотни ученых и инженеров, опирающихся на помощь научных институтов и современную вычислительную технику. Куда уж там самодельщикам с их доморощенными методиками и полукустарными самолетами. Эта деятельность СМИ нанесла немалый ущерб любительскому самолетостроению в нашей стране. В итоге все это отрицательно сказалось и на авиационном спорте, и на планеризме, и даже на авиамоделизме. Резко снизился приток в авиационную промышленность энтузиастов. В результате на свет появляются вполне правильные машины, сработанные «без души», «без изюминки». Такая техника успешно эксплуатируется, но конкурировать с лучшими зарубежными образцами, конечно, не может.

Накопленный на сегодняшний день опыт показывает, что самолет в наше время может построить любой грамотный человек. Однако, чтобы полеты приносили радость, а не огорчения, в работе необходимо соблюдать множество правил и условий. Эти правила выработаны за много лет развития авиации».

От соблюдения этих правил зависит результат постройки самодельного самолета, и наш пример это отлично продемонстрировал.

Этот самолет широко известен в США. Его придумал энтузиаст сверхлегкой авиации, пилот, конструктор и бизнесмен Эдвард Хит в 20-х годах прошлого века. Андрей Яковлев из Смоленска с группой единомышленников впервые в нашей стране решили построить эту удачную модель. Самолет создавался в течение двух с половиной лет. Была задача сделать маленький легкий самолет, максимально доступный по материалам и технологиям, чтобы любой желающий мог повторить его. Ведь Эдд Хит говорил: «Heath Super Parasol -самолет, который может построить каждый!»

Как сделать самолет из бумаги: 3 идеи для создания летающего аппарата

Простой самолет из бумаги под руководством взрослых сделает даже маленький ребенок. Для работы понадобится лист бумаги А4. Автор «Новой книги оригами» Ольга Щеглова советует для поделок использовать писчую бумагу. Она содержит необходимое количество клея, поэтому сравнительно устойчива к воде, легко складывается и перегибается, удерживает заданную форму.

Самолет из бумаги: YouTube/Хочу Творить

1. Сложите лист бумаги по длине вдвое. Разверните и поверните лист вертикально.
2. Загните верхние углы треугольником к центральной линии сгиба.
3. Отогните углы треугольников от центральной оси наружу. Подровняйте по краю основного треугольника. Загните еще раз к наружным краям.
4. Разложите заготовку полностью. Захватите слева складку по среднему изгибу вверх и заверните к центральной оси. Проделайте такую же операцию с правой стороны.
5. Загните верхний угол фигуры вниз по крайним точкам пересечения линий на сторонах. Раскройте все складки.
6. Загните верхние треугольники слева и справа внутрь по первым линиям изгибов.
7. Заверните треугольники с обеих сторон к центральной оси.
8. Загните верхний угол вниз по точке пересечения треугольников на центральной линии.
9. Переверните лист на другую сторону. Сделайте горизонтальный изгиб вниз по нижней линии сгиба.
10. Переверните лист. Положите треугольником вверх. Загните прямоугольные углы к центру, распрямите треугольные кармашки по прямой линии.
11. Сложите фигуру пополам по центральной оси, согните крылья наружу.
12. Положите заготовку горизонтально и загните сначала одно крыло к нижней линии, а затем поверните фигуру и загните так же второе крыло.
13. Отогните кончики крыльев на 5 мм вверх. Подровняйте крылья. Самолет готов к полету.

Такой самолетик летит прямо, не сбиваясь с курса. Если сделать несколько подобных летающих аппаратов, можно устроить соревнование с друзьями на дальность полета.

Истребитель из бумаги

Мальчикам будет интересно сделать военный самолет-истребитель F-14. Гийом Дени в книге «Оригами» предлагает использовать для изделий двухцветную бумагу. В работе нужен лист бумаги А4.

Истребитель из бумаги: YouTube/TriKdanG

1. Сложите лист бумаги А4 пополам по широкой стороне. Разверните заготовку.
2. Заверните левый нижний угол к верхнему краю. Разверните лист.
3. Сложите левый верхний угол к нижнему краю листа и разверните.
4. Переверните лист и положите его вертикально. Согните верхнюю часть вниз по точке пересечения сгибов. Разверните и переверните на другую сторону.
5. Сложите сгибы справа и слева внутрь, чтобы получился двойной треугольник.
6. Заверните нижний край к основе треугольника.
7. Переверните фигуру на другую сторону и заверните полосу снизу вверх на треугольник.
8. Сделайте в правом и левом углу фигуры кармашки. Поднимите их вверх, ровняя одну сторону по линии треугольника.
9. Поверните вершину треугольника влево.
10. Сложите нижний треугольник на верхний. Нижнюю часть фигуры загните к центральной линии вверх. Найдите середину и отогните треугольник от этой точки вниз.
11. Переверните фигуру, чтобы крылья оказались сверху. Сделайте такой же двойной изгиб к центральной линии и вверх от середины линии.
12. Разложите основной треугольник, расправляя крылья. Сведите кармашки на хвосте вместе и поднимите их вверх.
13. Переверните фигуру. Сведите 2 треугольника вместе. Сложите один треугольник пополам вниз, переверните его по центральной оси. Сложите второй треугольник таким же образом.
14. Переверните фигуру на другую сторону. Поднимите крыло вверх. На носу снизу с одной и с другой стороны сделайте складки и заложите их под крылья.
15. Согните слегка нос истребителя вниз, делая дополнительную складку между крыльями. Поднимите крылья с частью фюзеляжа вверх.
16. Загните уголки крыльев вверх.

Запускайте истребитель в полет, придерживая снизу за фюзеляж. Размахивайте рукой сильно, чтобы самолет сразу набрал высоту.

Самолет гражданской авиации

Легкий самолет с красивым хвостом долго парит в воздухе. Для его изготовления используют приемы оригами и вырезание деталей из бумаги.

• бумага А4;
• ножницы;
• карандаш;
• линейка;
• клей.

Бумажный самолет гражданской авиации: YouTube/Gx Paul’s Craft World

1. Сложите лист А4 пополам по длине. Разверните и положите лист вертикально.
2. Согните верхние углы к центральной оси. Переверните фигуру на другую сторону и согните треугольник вниз по точкам пересечения.
3. Разогните треугольник вверх и загните вершину к линии сгиба.
4. Сделайте еще по одному сгибу с обеих сторон, ровняя края по центральной оси.
5. Согните вершину фигуры вниз по точкам пересечения.
6. Отогните вершину треугольника вверх так, чтобы его половина выступала над линией сгиба.
7. Сложите фигуру по центральной оси складками наружу.
8. Положите заготовку основной складкой горизонтально. Заверните крыло вниз под углом, выровняйте складки на носу самолета. Переверните и повторите действие с другой стороны.
9. Разверните крылья вверх и нарисуйте карандашом линии хвоста. Вырежьте лишние части снизу и сверху ножницами.
10. Расправьте крылья и хвост.
11. Сделайте в нижней части хвоста прорезь на 1 см. Отогните и выведите вверх через отверстие верхнюю часть хвоста.
12. Склейте складки центральной части фюзеляжа, двойные детали хвоста. Воспользуйтесь клеящим карандашом, как советует автор книги «Поделки из бумаги, игрушки, сувениры и подарки» Елена Каминская . Он удобен в обращении, не пачкает руки и наносит клей ровным тонким слоем.

Самолет с таким хвостом долго держится в воздухе. Его можно разрисовать фломастерами и добавить в коллекцию летательных аппаратов.

Самолеты из бумаги развивают у детей интерес к технике. Они вместе со взрослыми изучают способы изготовления разных видов летательных аппаратов, построение моделей и учатся подбирать нужные материалы для творчества.

Летательный аппарат своими руками

Желание летать не пропадало у человека никогда. Даже сегодня, когда путешествие на самолёте на другой конец планеты совершенно обычное дело, хочется своими руками собрать хотя бы простейший летательный аппарат и если не полететь самому, то хоть полетать от первого лица при помощи камеры, для этого используют беспилотные аппараты. Мы рассмотрим самые простые конструкции, схемы и чертежи и, возможно, осуществим свою давнюю мечту…

Требования к сверхлёгким летательным аппаратам

Иногда эмоции и желание летать могут победить здравый смысл, а умение конструировать и грамотно проводить расчёты и слесарные работы и вовсе во внимание не берётся. Такой подход в корне неверный и поэтому ещё несколько десятков лет назад Министерством авиации были прописаны общие требования к самодельным сверхлёгким летательным аппаратам. Мы не станем приводить весь свод требований, а ограничимся только самыми важными.

1. Самодельный ЛА обязан быть прост в управлении, простым в пилoтировании на взлёте и при посадке, причём применение нетрадиционных методов и систем управления аппаратом строго запрещается.
2. При выходе из строя двигателя ЛА должен сохранять стабильность и обеспечивать безопасное планирование и посадку.
3. Разбег ЛА до взлёта и oтрыва от грунта не больше 250 м, а взлётная скорость минимум 1,5 м/с.
4. Усилия на ручках управления – в пределах 15-50 кгс в зависимости от выпoлняемого манёвра.
5. Фиксаторы аэродинамических рулевых плоскостей обязаны выдерживать перегрузку не менее 18 единиц.

Требования к конструированию летательного аппарата

Поскольку летательный аппарат — это средство повышенного риска, то при проектировании конструкции ЛА не допускается использование материалов, сталей, тросов, метизов узлов и агрегатов неизвестного происхождения. Если в конструкции применяется древесина, то она обязана быть без видимых повреждений и сучков, а те отсеки и полости, в которых может скапливаться влага и конденсат, обязаны быть оборудованы дренажными отверстиями.

Использование гнутых труб и тяг крайне нежелательно, особенно в тех случаях, когда на них приходится высокая нагрузка на сжатие/растяжение. Все резьбовые крепления должны иметь контровку, а подвижные шарнирные соединения в обязательном порядке должны быть оборудованы механическим стопором. Гроверы и самоконтрящиеся гайки не применяются. Тросы не могут иметь узлов и повреждений жил и должны быть обработаны антикоррозионным составом.

Как построить высокоплан. Чертежи и схемы моделей

Самый простой вариант моторного летательного аппарата – моноплан с тянущим моторным винтом. Схема достаточно старая, но проверенная временем. Единственный недостаток монопланов в том, что в аварийных условиях покинуть кабину довольно затруднительно, мешает монокрыло. Зато по конструкции эти аппараты очень просты:

• крыло выполняется из дерева по двухлонжеронной схеме;
• рама стальная сварная, некоторые используют клёпаные алюминиевые каркасы;
• обшивка комбинированная или полотняная полностью;
• закрытая кабина с дверью, работающей по автомобильной схеме;
• простое пирамидальное шасси.

На чертеже выше представлен моноплан Малыш с 30-сильным бензиновым двигателем, взлётная масса составляет 210 кг. Самолёт развивает скорость 120 км/ч и имеет дальность полёта с десятилитровым баком около 200 км.

Конструкция подкосного высокоплана

На чертеже представлен одномоторный высокоплан Ленинградец, построенный группой питерских авиамоделистов. Конструкция аппарата также проста и незатейлива. Крыло изготовлено из сосновой фанеры, фюзеляж сварен из стальной трубы, обшивка классическая полотняная. Колеса для шасси — от сельхозтехники для того, чтобы можно было выполнять полёты со стартом с неподготовленных грунтов. Двигатель базируется на конструкции мотоциклетного мотора МТ8 на 32 лошадиных силы, а взлётная масса аппарата — 260 кг.

Аппарат показал себя превосходно с точки зрения управляемости и простоты маневрирования и на протяжении десяти лет успешно эксплуатировался и принимал участие в слётах и соревнованиях.

Цельнодеревянный летательный аппарат ПМК3

Также отличные лётные качества показал цельнодеревянный аппарат ПМК3. Самолёт имел своеобразную форму носовой части, приземлённое шасси с колёсами малого диаметра, кабина имела дверь автомобильного типа. Самолёт имел полностью деревянный фюзеляж с обшивкой из полотна и однолонжеронное крыло из сосновой фанеры. На аппарате установлен лодочный мотор Вихрь3 с водяным охлаждением.

Как видим, при определённых навыках в конструировании и проектировании, можно не только сделать действующую модель самолёта или беспилотник, но и вполне полноценный простейший летательный аппарат своими руками. Творите и дерзайте, удачных полётов!