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!

Прочитал я недавно тут пост Как начать летать, хоть на чем-то, самостоятельно. Вдохновляет. Несомненно. Но мне кажется, что рисков для жизни в этом деле много больше, чем описывает автор. Это мое личное мнение, и, возможно, оно ничем не подкреплено. В комментариях к посту про это сказано не мало слов и останавливаться на этом я не буду.
В этом посте я хочу поделиться с вами не менее вдохновляющим процессом создания летательного аппарата по мотивам тематики «Сделай это сам».
Не так давно, где-то с пол года назад, мне захотелось «что-то смастерить», прям сильно захотелось. Скорее всего безделье так сказывается. Всякие роботы на ардуино уже не вдохновляли. Хотелось чего-то пусть и более сложного, но более мм… захватывающего что-ли. И в это время наткнулся я на форум сообщества радиоуправляемых моделей, на котором люди своими руками мастерили самолеты. Сначала я был удивлен: «Ничего себе, люди сами делают самолеты, да они потом еще и летают!». На этом форуме (кстати, ссылки на все-все-все дам в конце топика) я провел часа 3-4, просматривая темы о том, как куски фанеры или потолочной плитки с пластиковыми бутылками превращаются в штурмовики годов Второй мировой и выполняют затем фигуры высшего пилотажа в воздухе… Вот это вдохновило! Но мне все равно казалось, что все это сложно, это не для меня, у меня ничего подобного не получится и тд. Но все это продолжало вдохновлять. Затем я вспомнил каким путем я вообще очутился на этом форуме, что искал и что хотел. Пол секунды на размышление взял чистый лист бумаги и начал составлять план постройки одной из самых простых моделей. И тут понеслось…
План. С чем сразу необходимо определиться
Электроника
Подбор материалов
Полеты
Финансы
Я сразу хочу определиться с некоторым рядом деталей:

  • я в этом деле новичок
  • мои подходы/решения/советы не претендуют на роль единственно верных
  • я не первооткрыватель
  • велосипед я не изобрел
  • я просто делюсь своим опытом в этом деле

План. С чем сразу необходимо определиться

Итак, поехали. Первое да и последнее, что важно на начальном этапе при постройке самолета, это определиться с его размерами и весом. От этого зависит все: выбор материалов, электроники, технологий, да просто ВСЕ. На этом этапе я серьезно промахнулся. С материалом выбор был сделан сразу — потолочная плитка (да, именно та, которая у многих наклеена на потолке в коридорах и на кухне). Это самый простой в использовании материал после бумажных самолетиков. Далее я прикинул размеры самолета, посмотрел какого веса, в среднем, получаются самолеты такого размера. И, исходя из этих данных (в основном данных о среднем весе), сразу заказал электронику из Китая.
Самолеты бывают разных типов: планеры, трененры, акробаты, импеллерные, 3D. Летать умеют все, но у каждого из них свое назначение. Оно интуитивно ясно из названия этих групп. Я, конечно же, делал тренера. Этот тип самолетов наиболее мягок в управлении и летает на меньших скоростях. Это в теории. А на самом деле все зависит от того, каким ты его сделаешь!
Затем, пока ездил по строительным рынкам, выбирая потолочную плитку, окончательно определился с размерами. Я не хотел делать маленький (в пол метра) самолет, сразу хотел что-то реально ощутимое. Поэтому размеры у меня были примерно 950мм в длину и 1150мм размах крыльев. На фото к топику я ( мой рост 1850мм), так что самолет был реально ощутимых размеров.
А промах заключался в том, что за средний вес я принял вес таких же самолетов (кстати, это был знаменитый самолет Цессна 150) с приблизительно такими же размерами (размах 1-1.2 метра). Но я не учел, что те самолеты делали люди уже знающие в этом толк. И как правило у них вес получается в 1.5 — 2 раза меньше, чем у новичков. Перебор веса накапливается не только из-за излишков используемого материала (допустим слишком толстый слой клея может прибавить до 15% веса), но и из-за выбора электроники. Например, я купил два аккумулятора, побольше емкости и веса соответственно. Думал, что летать на них буду дольше — облом, это не так. Вообщем, за расчетный вес я выкатился процентов на 30%. Собирался строить модель весом примерно в 650 грамм, получилось почти 900. Для самолета эта критично. Очень. Хотя, забегая вперед, скажу, что в воздух он поднимал не только свой вес, но и разводной ключ на борту! Эта статья не инструкция по изготовлению, а скорее сказ о том, какие шаги необходимо выполнить на пути построения летательного аппарата, ну и ряд фотографий этого процесса.

Электроника

Это один из самых сложных моментов. Мне кажется, самолет было легче делать, чем выбрать электронику. Вариантов столько, что не хватает свободного времени, чтобы все пересмотреть, перечитать и сравнить. Я много советовался с активистами сообщества RC Design и RC Aviation. В основном там мне и подсказали мой финальный сет электроники. И конечно в котором я, как самый умный, поменял батарейки на более емкостные (почти в два раза). Каков же минимальный набор электроники необходим, чтобы поднять в небо упаковку потолочной плитки, 2 метра проволоки, 2 квадратных метра пленки и грамм 100 клея? Мне предстояло купить:

Картинки только для ознакомительных целей, я покупал немного другие детали…
Все, кроме аппаратуры, я заказал из Китая. Аппаратуру, которую я хотел, там долго ждать по пред заказу, поэтому нашел её в Москве. Хоть и за 150% китайской цены. Доехало все, как обычно, за месяц. Коробка ужасно смятая, но внутренности целы и невредимы.
Сначала я хотел описать некоторые тонкости подбора электроники (испытав это на своем опыте), но подумал, что не стоит пока этим загромождать топик. Я дам все линки, где можно будет найти всю подробную информацию по этому поводу. Существуют даже калькуляторы (самый простой из них).
Основное, что нужно знать, пользуясь этой электроникой, так это:

  1. НИКОГДА и ни при каких условиях(!) не запускайте не закрепленный должным образом электромотор с пропеллером! Незакрепленный — значит находящийся на столе, в руках (на сколько бы сильно вы его не зажимали — он вырвется!, проверенно на себе, но к счастью, он улетел в сторону и остановился ударом об стенку)! Даже после установки его на самолет, если его можно легко пошевелить руками, — он вырвется!
  2. Никогда не заряжайте батарейки без присмотра. Особенно, если зарядник для них из дешевых
  3. Не перезаряжайте батарейки и не разряжайте их ниже определенного порога — иначе придется выкинуть
  4. В режиме хранения все электроника должна быть обесточена. Обесточена — значит отключена от батарейки, а не просто выключена

Подбор материалов

Для меня выбор материала был очень прост. Потолочная плитка и точка. Летательные аппараты из нее строят не только начинающие авиамоделисты, но и уже познавшие в этом толк. Я уже говорил, что с этим материалом очень просто работать. Он легкий. Самолет из него очень просто ремонтировать, что очень важно для начинающих (если уж совсем плохо ему стало — можно вырезать пострадавший кусок и на это место приклеить новый).
Я поехал в ближайший строительный магазин и купил там:

  • Упаковку простой (без текстуры) потолочной плитки 500х500мм
  • Упаковку ровной, но не простой (поймете дальше) плитки 200х1000мм
  • Клей TITAN

Обошлось все это порядка 300-350 рублей.
Никаких хитростей в покупке потолочной плитки, в принципе, нет, выбираем ровную (без рельефа) плитку толщиной 4-5 мм и несем на кассу. А вот с выбором клея бывалые пилоты что только не советуют. Там есть целая уйма параметров, по которым нужно выбирать. Вплоть до того, что в разных частях склейки узлов самолета используется разный клей. Я сильно забивать голову себе не стал и решил взять что то среднее — TITAN. Он недорогой, хорошо смывается с рук и ни одной из склеенных частей не отвалилось. Про выбор клея можете почитать .
Про материалы еще следует отметить из чего же еще делают хорошие модели. Из пластиковых бутылок. Тетрис технология. Так же, резка специальной авиационной фанеры (или бальзы) на станках с ЧПУ.

Постройка (тут много фотографий)

Итак, поехали. Все, что нам еще понадобиться — это нож, линейка и… и все.

Я уже говорил о том, что велосипед я не изобретал и делать самолет старался по чертежам, которые нашел на одном из сайтов (они есть в ссылках в конце топика). Но некоторые детали чертежа мне были не ясны, и после вырезки крыла я решил от них отойти и делать «на глаз».
Начать я решил с крыла. Как я уже говорил, оно будет состоять из 3 частей. Вырезается по размерам с чертежа. Крыло НЕ плоское, как и у настоящего самолета оно имеет выпуклую форму (ну или примерно так). Внутрь крыла вклеиваются лонжероны, которые служат (должны были служить… ) ребрами жесткости крыла и не дают ему «сложиться».


Затем 3 части склеиваются между собой этими же лонжеронами. Забегая вперед, скажу, что эти лонжероны не удержат крыло сами по себе. Но в финале весь самолет обтягивается скотчем, который придает процентов 80% жесткости всей конструкции. Но и скотч отдельно тоже не сможет сдержать крыло от «складывания». По этому используются оба метода. Но лонжероны должны быть более мощными для таких размеров. Часто в крыло закладывают карбоновые трубки диаметром 3-5мм — и это правильно!

Как вы уже успели заметить, крыло будет закрываться сверху путем сгибания листа потолочной плитки. Для этого с внешней стороны сгиба наклеиваем полоску скотч (вдоль все длины), а с внутренней стороны «проминаем» канавку по линии сгиба. Я для этого использовал обычный CD диск, обычно советуют использовать затупленную плоскую отвертку (по-моему это намного сложней). Затем необходимо разместить серво приводы, которые будут управлять элеронами. И можно заклеивать крыло.


Как вы заметили, я уже успел вклеить элероны (ссылка на словарь основных терминов есть в конце топика), но фотографий, к сожалению, не сделал. Но про этот процесс я расскажу, когда будем изготавливать хвостовое оперение. А сейчас приступим к телу самого самолета. Берем плитку, ту, которая 200х1000мм, рисуем контур. Прикидываем. Перерисовываем. Вырезаем. Это не верно! Но я именно так и делал. Потому что следовать размерам на тот момент меня уже сильно утомило. Тем более точно-точно размеры я выдержать не мог ввиду разных обстоятельств. Хотя, может быть он бы летал еще лучше, если бы я все делал по чертежам. Так что моя история это не идеальный случай! Продолжим. Все части самолета будут склеены из двух слоев плитки. Поэтому нам понадобится 4 копии:

Поверхность потолочки, используемой для фюзеляжа, имела текстуру «под дерево». Склеивал я их «белыми» сторонами. Вообще, при склейке двух слоев потолочки советуют зашкурить обе поверхности (даже если они обычные). Это поможет клею лучше впитаться. Вырезаем каркасную часть фюзеляжа, в которой располагаем 2 серво машинки для управления рулями высоты и направления. Склеиваем их.
В центральной части крыла вырезаем отверстия для серво машинок и заклеиваем крыло полностью.
Для того чтобы клей схватился окончательно, должно пройти примерно сутки (так пишут бывалые моделисты). Я удерживал детали дисками/резинками и всем, что только попадалось под руки, примерно час-два. Как уже говорил — ничего не отваливалось. Промежуточный результат:
На фото видно, что крыло получилось кривоватым… Не знаю, что сказать. Пока я делал крыло — я следовал чертежам с максимально возможной точностью. Центральная часть складывалась под прямым углом, а боковые — под наклоном. Может быть дело в этом… В дальнейшем это все поправится. Перейдем к хвостовому оперению.
Здесь можно заметить как вклеиваются рули высоты (аналогично руль направления и элероны (см. выше)). В двух словах: чертим и вырезаем все части в 2 экземплярах. Затем части, которые будут приклеены друг к другу встык (на самом деле я бы советовал сделать там 1-2мм зазор), нужно подправить. А именно обрезать прямые углы вдоль детали под 45 градусов. Если присмотреться, то это можно заметить на последней фотографии, у самого скотча.
О скотче. Он двухсторонний, вклеивается и в сам хвост (крыло) и в сам руль. Они у нас двухслойные, помните да? Так вот наклеиваем часть скотча на первый слой руля, остальную площадь мажем клеем и накладываем второй слой руля. Получившуюся деталь прикладываем к первому слою хвоста, наклеиваем кусок скотча, который торчит из руля и… ну вы поняли. А если не поняли посмотрите фото выше еще раз. Я остановил этот убивающий мозг рассказ на том же моменте. Вклеиваем хвост.
Можно заметить, что самолетик уже начинает принимать финальный вид.
Далее, электроника. Ух… Тут много о чем нужно сказать, но боюсь тогда статью уже придется делить на части. А, учитывая мой статус, это вряд ли получится. Да и цель этого топика не написать подробную инструкцию для создания самолета (хотя может сделаю это в будущем) — на это понадобится 3-5 стандартных для хабра топика.
Коротко скажу так. Питание всего самолета происходит от батарейки (спасибо КО), к нему, в свою очередь, подключен регулятор двигателя. Далее вся электроника самолета получает питание от регулятора. Регулятор служит для плавного увеличения/снижения оборотов двигателя. Двигатель к регулятору подключается путем пайки 3 проводов. Они, что на двигателе, что на регуляторе, совершенно одинаковые. Если после пайки двигатель крутится не в ту сторону, то нужно перепаять любые два (поменять местами). Это стандартная процедура и единственно верная — не удивляйтесь. Так же от регулятора питается и приемник (который будет связываться с пультом управления). Все серво приводы будут питаться через цепь приемника. Нужно просто подключить их (сервы) к приемнику. Это супер сокращенные знания. Подробней информацию можно найти по ссыкам в конце статьи или спрашивайте в комментариях.
На фото регулятор и двигатель. 2 толстых провода с большим желтым разъемом идут к батареи, 3 тонких к передатчику. К большому сожалению я потерял фотографии (делал то я этот самолет летом 2012), на которых я делал тяги от серво машинок к кабанчикам. Они были вклеены в рули высоты, направления и элероны. Кабанчики — это кусочки пластика или чего-то подобного (тонкого и достаточно прочного), которые вклеиваются в рули. Выглядят они так:
Фотография Ященко Юрия сообщества RC Aviation
Заметить как они соединены с сервами можно будет на фотографиях ниже, ближе к концу.

Далее нужно смастерить мотораму. Уже из названия можно понять предназначение, но я поясню. Обычно этим термином в постройке самолетов называют площадку, к которой будет крепиться двигатель. Но в самом начале, когда я только собирался начинать строить самолет, я смотрел много видео с полетами. Там были и крутые полеты, и первые полеты, и морковки (так называют краши самолетов, когда над ними теряется контроль и они, словно морковки, летят носом на встречу земле…). Так вот, 99% первых полетов заканчиваются морковкой, 90% вторых полетов заканчиваются морковкой, 80%… ну вы поняли. Итак я знал, что бедному носу моего самолета предстоит выдержать как минимум десяток ударов о землю на скоростях от 5 до 35 км/ч. На тех видео, которые я смотрел, половина морковок заканчивалась отломанным носом. Ну ничего, можно ведь приклеить новый! Но нет, это не для меня!
Обычно самолетостроители вклеивают двигатель примерно так
Только вместо карбона — потолочка в 2-3 слоя. Ну и после морковки сами понимаете где оказывается все это добро. Я не мало времени думал над тем, как отвести концентрацию энергии при падении от самых хрупких мест — то носа. Были очень гениальные мысли, но делать каркас из линеек или фанеры не было времени, поэтому решил так:
После этого в верхней части этой «рамы безопасности» я вырезал место для батарейки:
В силу того, что центр тяжести должен был находиться на лини передней кромки крыла (или 2-5см дальше) батарейку нужно было распологать как можно ближе к носу самолета. Этот каркас служил подушкой безопасности для самых тяжелых частей самолета — мотора и батарейки. Каркас упирался в раму самолета и через него проходила палочка из китайского ресторана, которая использовалась для креления крыла:
Таким образом энергию от удара о землю батарейки и мотора принимал на себе этот каркас, а места крепления каркаса без проблем удерживали энергию удара от остального корпуса (который весит меньше, чем нос).
Кстати, на этой фотографии хорошо заметно устройство тяг (кусочков проволоки) от серво машинок к кабанчикам элеронов. Там ничего хитрого нет.
На фото еще присутствует пленка. Да, я буду обклеивать его пленкой, а не скотчем, как я писал ранее. Из за этого он опять прибавил в весе. Но ничего с этим уже не поделать… Процесс оклейки я не снимал. Там ничего интересного, получилось криво и плохо.
И вот уже более интересное. Фото готового самолета:
Желтые куски сверху крыла заклеивают самые ужасные места оклейки фиолетового цвета… Но сейчас разговор не об этом. На фотке еще виден весь стартовый набор. Ключ, пассатижи, приемник, пульт управления, 2 батарейки, пропеллер, нож и много резинок.

Тут уже небольшая дрожь в коленках. Делал я его на протяжении двух недель (или чуть больше), уделяя ему в среднем по 2 часа в день. Друг мне помогал его запустить. Я провел краткий инструктаж по запуску, как куда кидать и тд. Сказать, что после запуска меня переполняли разносортные эмоции — ничего не сказать. Я давно такого не ощущал. Это была радость/огорчение/смех/печаль/смех/разочарование и все за доли секунд и все через край, в общем смотрим запуск!

Осмотр после посадки

Для тех, кто не понял что произошло, а не поняли наверное 99%, сразу, как только мой друг выпустил его из рук, он практически на месте крутанул мертвую петлю диаметром метра в 3-4 и на полном ходу (газ на максимум) и воткнулся почти в то место, откуда его пускали — друг еле успел отбежать… Замешательство.
Осмотр показал, что практически все цело. Порвало только немного фюзеляж прям под крылом в месте, где выходит антенна от приемника. Не долго думая, проведя тест на работу всех органов управления мы проводим второй запуск — результат такой же. Ну конечно, сейчас я бросил газ как только понял, что вытянуть его не получится и вернулся на землю он более мягкой посадкой на траву. Третий запуск прошел точно так же. Немного поразмыслив, я подумал, что у меня все таки неправильная центровка (центр тяжести не в том месте был). Начал думать, что же подвесить к носу, чтобы выровнять ее. Эмпирическим путем пришли к единственному решению, которое помогало перенести центр тяжести в нужную точку:
Жестко, я знаю. Так же я знал, что самолет итак уже имеет хороший перевес. Но не уезжать же домой после всего трех фигур высшего пилотажа? Просто мне рядом с домом пускать негде, по этому ездил за город ~20 минут в одну сторону.

На посадку он ушел так же против моей воли. Но что поделать, с таким грузом он вообще не должен был летать.
Итоги первого дня:
Как вы заметили, удары о землю были действительно неслабыми!
Как выяснилось, причиной такого поведения была не только плохая центровка. Но и неправильно вклеенный стабилизатор (горизонтальная часть хвостового оперения), неправильный угол атаки крыла (как раз оно тянуло модель непрерывно вверх) ну и центр тяжести. В общем, поправил я все, что можно было легко поправить (центр тяжести и угол атаки крыла), и поехал на очередные тесты:

Внимательные могли заметить, что в конце видео у самолетки переломилось крыло, но это уже совсем другая история… Так же заметно, на сколько этому самолету сложно бороться с набегающими воздушными массами, как сложно подниматься вверх и все это из за перебора веса. Так что запомните, если начнете строить свой самолет с блекджеком и … — покупайте мотор с запасом по тяге!

Финансы

Плюс к этому примерно 350 рублей за потолочку и клей, 500 рублей за пленку, 3000 рублей за пульт управления.
Итого первый самолет мне вышел в 7500 рублей.
Прошу отметить следующее. Зарядку и пульт управления (основные статьи расхода) можно использовать не только для этой модели, да и не только в авиации вообще. Учитывая, что зарядка весит порядка килограмма, а доставка такой посылки стоит порядка 500-600 рублей, то можно сказать, что сам самолет обошелся мне в цену порядка 3000 рублей!
За такие деньги можно купить готовый самолет в тех же магазинах. Но с дешевым пультом управления (не дальше 100 метров) и с плохой зарядкой или вообще без нее. Да и вообще я больше хотел САМ сделать, чем полетать!

Полёт на собственном самолёте – удовольствие не из дешевых. Купить заводской легкомоторный самолёт за свои деньги могут позволить себе единицы желающих. Что касается подержанных заводских самолетов, то и они требуют ряд дополнительных вложений от своих новых владельцев: несмотря на предыдущие технические ревизии, новый владелец неизбежно сталкивается с чужими проблемами. К счастью, существует решение этой проблемы. Самолеты домашней постройки, имеющие сертификат ЕЭВС в экспериментальной категории, стали пользоваться повышенной популярностью на слетах любителей авиации.

Если не считать дополнительных временных затрат на постройку, самолеты любительской постройки RV, Sonexes, Velocity и многие другие получили заслуженные высокие отметки за низкую стоимость при отличных лётных качествах, не уступающих заводским собратьям.Но, как это часто бывает, существует обратная сторона домашнего изготовления: на каждый законченный любительский проект приходится несколько заброшенных. Так вот для того, чтобы проект стал успешным, необходимо делать правильные шаги, иметь определенные знания и уметь их применять.

Шаг 1. Выбор модели самолёта

Пожалуй, цель проекта, является основным фактором, влияющим на успех всего мероприятия, прежде чем строительству будет дан старт.

Начало проекта самолета можно поставить в один ряд по важности с предложением руки и сердца, заключения важной сделки и даже выбором домашнего животного. Как и во всех предыдущих случаях, здесь надо продумать все тонкости, прежде чем принять окончательное решение.

Большинство недошедших до финиша перегорают из-за пустяков. Изящество самолета Falco, воздушная акробатика на Pitts 12 и озорной полёт на Гластаре: всё может подогреть интерес будущего строителя на принятие решения исходя только из внешнего вида. Простота этого решения может быть обманчива. Суть правильного решения не во внешних атрибутах, а в цели строительства.

Для правильного решение требуется полностью честный и искренний самоанализа. Конечно, многие мечтают летать как Виктор Чмаль или Светлана Капанина, но так или это? У каждого человека своя индивидуальность и свой почерк пилотирования, и невозможно жить чужим опытом. Можно построить самолёт для воздушного туризма и длительных кросс-кантри полётов, но потом обнаружить, что вам ближе загородный пикник на зеленой лужайке с друзьями за 60 километров от аэроклуба. Важно разрешить все свои сомнения и искренне продумать мечту о «домашнем самолете». Ведь главное – улучшить свою жизнь и больше заниматься тем, что тебе действительно нравится.

После того, как вы определитесь со своей мечтой, выбрать самолет не составит труда. После выбора модели самолета наступит время для проведения экспертизы. Беглый взгляд на 15 летний выпуск журнала Моделист – Конструктор окажет немного отрезвляющее влияние – возможно потому большая часть предложенных там моделей самолетов уже вышла из моды. Мир домашних кокпитостроителей имеет свою нишу на рынке, но даже при сильной мотивации заниматься бизнесом на такой территории окажется непростым занятием с экономической стороны, ведь рынок очень индивидуализирован, а тенденции сменяют друг друга, как мода на купальники. Прежде чем начать строить, следует провести подготовительную работу: подробно проанализировать конструкцию самолета, обзвонить людей, которые уже занимались этим проектом и просмотреть список несчастных случаев. Начать работу над устаревшим проектом, в котором детали и узлы трудно достать в принципе, дорогое и затратное мероприятие.

Шаг 2. Планирование времени

Едва ли найдётся несколько человек, которые справлялись с проектом, требующим такого же внимания, усилий и времени, как строительство самолета с нуля. Это занятие не для дилетантов. Оно требует постоянных и размеренных усилий в течение длительного времени.

Для того чтобы задержек на этом пути было меньше, и прогресс над проектом не стоял на одном месте, можно разбить всю работу на много мелких задач. Работа над каждой задачей не покажется такой уж сложной, а успех придет постепенно по мере выполнения каждой задачи. В среднем строителю потребуется от 15 до 20 часов в неделю для того, чтобы закончить проект простого самолета за приемлемое время.

Для увлеченных строителей большинство авиационных проектов занимает по времени от двух до четырех лет. В среднем же строительство самолета может занять по времени пять и даже десять лет. Именно поэтому опытные авиационные строители никогда не станут назначать точную дату первого полёта, несмотря на постоянные вопрошающие взгляды друзей. В качестве отговорки можно сказать «дело не стоит» или «как только, так сразу».

Идеалистам здесь не место

Не все строители осознают важность правильного планирования времени. Самолетостроение не является социальным мероприятием, и в действительности во время работы может быть чертовски одиноко. Общительные натуры могут найти это занятие более трудным, чем можно себе представить. Поэтому каждый, кто посвятил себя этому делу, должен находить удовольствие в работе в одиночку.

Следующий самолет, который будет построен без нестыковок в отверстиях, станет первым за все времена. Роберт Пирсинг в своем культовом романе «Дзен и искусство ухода за мотоциклом» рассказывает об ошибках при сверлении отверстий. Эти ошибки могут отбить у строителя стремление работать над проектом на долгое время. Подобные ошибки часто сопутствуют авиационным проектам и в том случае, если строитель не обладает личными качествами, которые бы подтолкнули его справиться с подобными трудностями, проект может быть закрыт.

Перфекционистам, которые стремятся к совершенству во всем, следует поискать другое занятие. Если бы все самолеты должны были идеально соответствовать законам аэродинамики, вряд ли бы кто-то осмелился взлететь. Перфекционизм часто ошибочно принимается за ремесло, но это крайне разные вещи. Не имеет значения, насколько хороша вещь: всегда можно что-то улучшить, сделать ярче и качественнее. Задача не в том, чтобы сделать лучший самолёт – задача в том, чтобы сделать практичный самолёт, чтобы строителю не было стыдно за него, и он не боялся на нем летать.

Шаг 3. Оборудование мастерской

Следующий важный момент – место строительства. Не все могут позволить себе иметь такую мастерскую, как ангары по производству Cessna. Размер, на самом деле, не играет в данном случае решающего значения.

Легкие самолеты строят в подвалах, трейлерах, морских контейнерах, деревенских сараях, а также в глинобитных хижинах. В большинстве случаев, гаража на две машины бывает достаточно. Одноместного гаража также может хватить, если у вас есть специальное помещение для хранения узлов в виде крыльев.

Большинство людей полагают, что лучшее место для постройки самолёта находится в ангаре городского аэропорта. В действительности ангары менее всего подходят для авиационных проектов. Чаще всего в ангарах гораздо теплее в летнее время года и холоднее в зимнее, чем на улице. Они повсеместно плохо освещены и редко когда находятся около вашего дома.

Не зависимо от того, где происходит сборка самолета, следует подумать об удобствах. Инвестиции в комфорт, в некоторое подобие климат-контроля, хорошее освещение и рабочий стол удобной высоты, резиновые коврики на бетонном полу – с лихвой себя окупят.

Вот как описывают свой опыт постройки RV-6 в гостиной комнате Мартин и Клаудия Саттер: «В Техасе, где всегда слишком сильные перепады температуры, система воздушного кондиционирования в ангаре обошлась бы нам дороже, чем постройка самого самолета. Мы думали работать в гараже, но как выяснилось, наши автомобили не могли долго переносить воздействия открытого солнца. Поэтому завтрак в баре, жильё в спальной, а постройка в гостиной – так была организована наша работа. Из удобств – бытовой кондиционер, отопление и большие раздвижные двери, которые позволяли выкатывать самолет наружу. Самым главным было то, что всё всегда было под рукой»

Шаг 4. Где взять деньги на самолёт?

На втором месте после времени стоит вопрос денег. Во — сколько обойдется стоимость постройки самолёта? Здесь нет ответа, подходящего для всех: в среднем подобные проекты стоят от $50000 до $65000, а реальная стоимость может быть как ниже, так и значительно выше. Строительство самолета – это как поэтапная выплата кредита, важно правильно оценить весь объем требуемых ресурсов, как финансовых, так и временных до начала активной фазы вложений.

Распределение расходов на проект начинается с определения задач, которые будет решать самолет. Современные производители воздушных судов готовы установить на свою продукцию всё, чего только можно пожелать. Домашние самолётостроители, в свою очередь, точно знают, чего они хотят. Если самолет не будет летать по приборам, то и необходимости ставить на него оборудование для полёта по приборам нет. Нет необходимости летать ночью – зачем ставить взлетно-посадочные огни за 1000$. Винт постоянного шага стоит в три раза меньше винта постоянной скорости, и в большинстве случаев не сильно проигрывает винту постоянной скорости в экономичности полёта.

Правильный вопрос – откуда взять деньги? Богатая тётушка Прасковья не оставит вовремя завещание для финансирования строительства, так что придется повременить с поездкой на юг, либо увеличить свои доходы.

Владелец сайта Van’s Air Force Даг Ривз предлагает первый подход. Его книга «десять шагов для получения самолета» включает в себя откладывание в долгий ящик покупки новой машины, отказ от кабельного телевидения, переход на легкую здоровую еду из овощей и фруктов, отказ от безлимитных телефонных тарифов в пользу экономичных планов. Вообщем Даг подсчитал, что принятие и следование этим шагам позволило ему сэкономить около 570$ каждый месяц. Он добросовестно откладывал эту сумму в копилку каждый месяц и теперь летает на RV-6.

Боб Коллинз, строитель RV, выбрал другую дорогу (не каждый, кто строит самолет – строит RV). Его работа в качестве редактора для общественного радио обеспечивала его и его семью, но этого не хватало для покупки самолёта. Вообщем, он стал «самым старейшим разносчиком газет». Семь дней в неделю, с двух до шести по полудню он разносил местную прессу. Это занятие в сочетании с его обычной работой, семейной жизнью и планами на самолёт не оставляло ему много времени на сон, но в конце концов он стал гордым обладателем RV-7A.

Шаг 5. Где набраться ума?

«Я никогда ничего не клепал, не варил, не красил, и вообще я не золотых рук мастер», — неопытный строитель может возразить. В состоянии ли я вообще построить что-нибудь настолько сложное, как самолёт?

В действительности, это не так уж и трудно. Самолёты домашней постройки – это обычные механические устройства. Механические узлы управления, простая и доступная для понимания электрика, почти нет гидравлики – всё можно изучить и собрать самому. Стандартный авиационный двигатель, например, состоит из четырех шлангов, трех кабелей и двух проводов. Ну, а если знаний недостаточно, можно всегда почерпнуть недостающие пробелы за учебниками и мануалами.

Техника самолётостроения простая и очевидная. Клепка может быть освоена за один день, сварочное дело потребует больше по времени, зато весело и почти даром. В повседневной жизни очень много вещей изготавливается из дерева, техника и инструменты обработки древесины доведены до совершенства, причем всё можно освоить через Интернет и Youtube.

Если при изучении новой информации вам лучше всего подходит структурированная подача материала, то можете взять уроки мастерства в самолётостроении. Подобные мероприятия проводят производители кит наборов и некоторые частные строители.

Всесторонняя поддержка необходима

Если мечта летать на своем самолете не покидает вас, а энтузиазм переполняет вас до самого верха, то ускорить работу над проектом поможет поддержка со стороны пилотов- единомышленников.

  • Прежде всего, стоит заручиться поддержкой семьи.Рабочие часы в мастерской могут быть длинными и утомительными, в том числе для остальных членов вашей семьи. Супружеская и семейная поддержка в таких случаях просто необходима. Любые авиапроекты, которые встают поперек отношений, обречены: «Он тратит всё свое время на этот долбанный самолет. Она всё время пилит меня по поводу моего проекта», — стоит ли начинать проект при таком положении дел.Митч Локк придерживается простой тактики: «Прежде чем начать строить новый самолёт, я иду к своей жене и спрашиваю у неё список всех благ, которые она желает, чтобы её жизнь стала лучше, пока я буду меньше посвящать ей времени». И это работает: Митч построил самостоятельно семь самолетов.В то же время существует много проектов, которые ведутся семейными командами: родителями с детьми, супругами. Когда общая командная работа сплачивает людей вместе – сборка самолёта становится дополнительной возможностью провести время с близкими.
  • Поддержка вне семейного круга также важна.
    При выборе решения в пользу того или иного проекта важно также учитывать сервисную поддержку и опыт предыдущих строителей. Есть ли возможность изменить толщину нервюр без ущерба для безопасности конструкции? Сможет компания-разработчик модели самолета ответить на этот вопрос? Как быстро придут ответы? Имеется ли форум авиационных строителей, которые могут помочь новичкам?

Советы, как ускорить работу над проектом – помощь профессионалов и КИТ наборы

Одна из причин роста числа домашних самолётостроителей – появление КИТ наборов. Большинство самолётов в прошлом были построены с нуля. Строители приобретали набор чертежей для самолёта на свой выбор (либо на свой страх и риск конструировали сами), а затем заказывали материалы для изготовления деталей и узлов.

Вот несколько советов для тех, кто решил пойти этим путём:

  • Можно использовать программы виртуального проектирования, например, X-Plane: Авиастроитель Дэвид Роуз использует для конструирования своих моделей именно эту программу, дополняя ее пакетом Airplane PDQ (общая стоимость — $198). Стоимость пакета невысокая, а возможности на уровне промышленных систем за $30000.
  • Конструкцию можно спроектировать: Для этого можно проштудировать книгу Мартина Холлмана «Конструкция современного самолета» (Modern Aircraft Design) или Горбенко К. С. «Самолеты строим сами».

Если же вы не готовы делать самолёт с чистого листа, тогда есть смысл задуматься над покупкой КИТ – набора. Изготовитель КИТ — набора может предоставить точные и готовые к сборке детали самолёта при серьезной экономии ресурсов и материалов по сравнению со строительством с нуля. Сборочные инструкции, в отличие от инженерных чертежей, помогут сэкономить несчетные часы на рассуждения по поводу того, как детали сопрягаются друг с другом. Такая экономия времени приведет к тому, что в ваших силах будет собирать более сложные и высокотехнологичные самолёты. Сегодняшние КИТ наборы охватывают поразительно широкий спектр моделей, начиная от деревянных и тканевых, например Piper Cub, до композитных моделей по стоимости сравнимых с Citation.

Вот список производителей КИТ наборов, который авиастроители могут найти полезными:

КИТ – наборы Piper Cub PA-18 и его реплик

СКБ «Вулкан-Авиа»

ЗАО «Интеравиа»

КИТ – наборы самолетов RV

КИТ – наборы самолётов C.C.C.P.

Свой самолёт.ru

КИТ – наборы самолётов Ultra Pup

КИТ – наборы самолётов CH-701, а также Зенит, Зодиак и Bearhawk

Компания Авиа-Комп

Для того, чтобы узаконить полёты на самолете домашней постройки придется пройти процедуру получения сертификата единичного экземпляра воздушного судна (ЕЭВС, подробнее ).

Возможно строительство не для всех. Если вы любите работать руками и головой, знаете к кому обратиться за поддержкой, имеете достаточно средств для покупки грузового пикапа и у вас есть место для его хранения, вам должно быть под силу сделать свой самолёт. Конечно это занятие не для всех, но те, кто этим занимается, считают этот опыт одним из самых волнующих и радостных моментов в своей жизни.

Полезные ссылки

Сайты, посвященные строительству самолётов:

  • vk.com/club4449615 — группа ВКонтакте с массой полезной информации
  • www.avialibrary.com — библиотека авиаконструкторов

Статья из журанала «Моделист-Конструктор» №10 за 69 год.
Автор статьи — Малиновский Г.
Scan: Петрович (сайт http://mkma…nacwhf.ru/)
Также приводятся чертежи авиамодели этого самолета.
Его испытывали в Златоусте в 60-е годы. Необычной конструкции самолет по имени «Малыш», построенный ребятами со станции юных техников. Самолет с двигателем всего лишь в 30 л. с. Строили самолет школьники, а главным его конструктором и летчиком-испытателем был Лев Александрович Комаров — инструктор по авиамоделизму и планеризму, человек незаурядных творческих способностей.
Впервые о «Малыше» рассказал читателям альманах «ЮМК» — предшественник нашего журнала. Теперь (в ответ на многочисленные просьбы читателей) чертежи и описание этого самолета, значительно дополненные, публикуются снова, а также его модели.
«Малыш» — одноместный моноплан, предназначенный для спортивно-тренировочных полетов в пределах радиуса 100 км от аэродрома. По схеме — подносный высокоплан; конструкция самолета — цельнодеревянная; обшивка — полотно и тонкая фанера. Склейка всех деревянных деталей произведена казеиновым клеем. У самолета нет сложных механических узлов, все его детали предельно просты.
ФЮЗЕЛЯЖ — ферменно-расчалочный (рис. 1). Вся его носовая часть, до кабины летчика включительно, обшита фанерой толщиной 2 мм. За кабиной раскосы фюзеляже усилены проволочными расчалками. Поверх образовавшейся таким образом пространственной фермы укреплен гаргрот полукруглого сечения, состоящий из фанерных рамок и сосновых стрингеров. Обшивка части фюзеляжа, расположенной за кабиной, полотняная. Исключение составляет корма фюзеляжа, где крепится оперение: она зашита фанерой толщиной 1,5 мм.
Размеры кабины были выбраны теми же, как у учебного планера. Сиденье летчика взято со списанного самолета ЯК-18.
В кабине установлены указатель скорости, указатель высоты, указатель поворота, вариометр (рис. 2). На полу кабины размещены обычная ручка управления и педали. Проводка от рычагов управления к рулям — тросовая, а к элеронам — смешанная. Управление двигателем находится в кабине слева. Под рукой расположены рычаги управления дроссельной заслонкой и жиклерами, рядом с ними — выключатель зажигания, а чуть впереди — ручке пускового магнето. Справа размещена груша топливного насоса, около сиденья летчика расположен бензиновый бак на 10 л, сделанный из жести толщиной 0,15 мм. Спереди фюзеляжа укреплена противопожарная перегородка. Моторная рема — М-образная, сварена из стальных труб 18X16 мм. Узлы, которыми моторама соединена с фюзеляжем, являются одновременно и деталями крепления передних стоек шасси и передних стоек крыльевого пилона. Детали крепления мотора регулируются по длине, благодаря чему можно производить в небольших пределах смещение оси тяги воздушного винта. В местах соединения двигателя с моторамой вмонтированы резиновые демпфирующие шайбы, поэтому вибрация от работы двигателя почти не передается на фюзеляж.
ШАССИ у «Малыша» — лыжное. По схеме оно такое же, как у самолета ПО-2, и состоит из стальных труб, расчаленных стальным тросом. Задняя стойка шасси имеет пружинную амортизацию с гасителем колебаний.
ХВОСТОВОЙ КОСТЫЛЬ — рессорного типа, снабжен маленькой лыжей, управляется от педалей совместно с рулем направления. Наиболее ответственные металлические узлы «Малыша» выполнены из стали. После сварки все эти детали были подвергнуты термообработке и обработке пескоструйным аппаратом.
КРЫЛО — разъемное в центре, имеет постоянную по размаху ширину и плавные концевые закругления. Профиль крыла «Кларк-V», с относительной толщиной 11,7. Всему крылу придана небольшая отрицательная закрутка. Концевые нервюры закручены относительно центральной на 2°. Конструкция крыла — однолонжеронная.
ЛОНЖЕРОН — коробчатого сечения. Полки лонжерона — сосновые, выклеены из реек, стенки — фанера толщиной 1 мм. Места лонжерона, где размещены узлы крепления, усилены бобышками и фанерными накладками. Внутри лонжерона вклеены диафрагмы из тонких реек, что гарантирует устойчивость стенок. Для получения третьей точки крепления крыла к фюзеляжу и для навески элеронов имеется легкий вспомогательный лонжерон П-образного сечения.
НЕРВЮРЫ с облегчающими отверстиями выполнены из фанеры толщиной 1 мм с двусторонней окантовкой сосновыми рейками сечением 4X5 мм. Носок крыла до переднего коробчатого лонжерона зашит фанерой толщиной 1 мм. Этот носок совместно с лонжероном образует V-образную фанерную трубу, которая воспринимает на себя основную часть крутящего момента. В трех участках каждого полукрыла между нервюрами имеются дополнительные усиления фанерной обшивки. Кроме того, для большей жесткости крыла в четырех нервюрах вмонтированы рамные распорки. Эти распорки соединяются с основным и вспомогательным лонжеронами на болтах и клею. Крыло крепится к верхней части фюзеляжа посредством пилона, состоящего из стальных труб. В нижней части фюзеляжа крыло укреплено на подкосе и расчалено проволокой с тендером натяжения. Подкос крыла металлический, регулируется по длине. Предусмотрена возможность регулировки угла установки крыла на фюзеляже, угла поперечного V и положения крыла вдоль по фюзеляжу в пределах 100 мм (в сторону передней центровки).
ХВОСТОВОЕ ОПЕРЕНИЕ — нормальной схемы, подносное. Профиль как вертикального, так и горизонтального оперения, симметричный, с относительной толщиной 8%. Стабилизатор — неразъемный. Носки стабилизатора, киля, рулей высоты, направления и элеронов зашиты фанерой. У рулей и у элеронов аэродинамическая и весовая компенсации отсутствуют.
КИЛЬ выполнен заодно с кормовой частью фюзеляжа, благодаря чему образовался жесткий пирамидальный лонжерон, с которым посредством верхних подкосов соединяется стабилизатор. Крепление стабилизатора к фюзеляжу допускает предполетную регулировку угла установки стабилизатора.
На «Малыше» применен двигатель ЛК-2 собственной конструкции. Это двухцилиндровый, двухтактный «боксер» с горизонтальным расположением цилиндров, работающих попеременно. За один оборот коленчатого вала двигателя происходит два рабочих хода. Рабочий объем цилиндров — 700 см3, степень сжатия — 7. При изготовлении двигателя использованы некоторые готовые детали от наших современных мотоциклов и тракторов. Двигатель максимально облегчен, требования к нему были, как и ко всякому авиационному.
Основные технические данные самолета «Малыш» следующие:
размах крыла — 6,9 м;
длина — 4,75 м;
площадь — 8 м^2;
хорда крыла в центре — 1,2 м;
угол установки крыла к оси фюзеляжа — 3 м^2;
площадь элерона — 0,52 м^2,
углы отклонения элеронов: вверх — 30°, вниз — 30°;
угол поперечного V крыла — 1° (на каждую сторону);
размах стабилизатора — 2,3 м;
площадь горизонтального оперения — 1,53 м^2 (включая руль высоты);
площадь руля высоты — 0,88 м^2;
угол установки стабилизатора к оси фюзеляжа — 0° (может регулироваться в пределах от — 2° до +3°;
углы отклонения руля высоты: вверх — 34°, вниз — 30°;
площадь вертикального оперения — 0,64 м^2 (включая руль направления);
площадь руля направления — 0,54 м^2;
углы отклонения руля направления — по 30° влево и вправо;
вес пустого самолета — 110,25 кг;
взлетный вес — 200 кг;
нагрузка на крыло — 25 кг/м^2;
нагрузке на мощность — 6,7 кг/л, с.;
центровка — 33…35% по хорде;
длина разбега на лыжах до 50…120 м;
скорость при отрыве от земли — 65 км/час;
скорость при наборе высоты — 90 км/час;
максимальная скорость — 110 км/час;
посадочная скорость — 55… 60 км/час;
наибольшая допустимая скорость пикирования — 160 км/час.
Вес отдельных частей:
фюзеляж с несъемным оборудованием — 27 кг;
шасси с лыжами в сборе — 10,5 кг;
руль направления — 1,8 кг;
горизонтальное оперение — 5,75 кг;
крыло с элеронами — 28 кг;
подкосы с узлами крепления крыла — 5 кг;
двигатель с воздушным винтом — 32,2 кг.
Схема самолета:
..
Авиамодель самолета:
..

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *