Виды летательных аппаратов как сделать

Индивидуальные летательные аппараты своими руками: схемы и подробные инструкции

Открытое небо никогда не перестает привлекать человека своей красотой и таинством. Иногда хочется не просто наблюдать все это издалека, а ощутить себя настоящим птицей, неиссякаемо исследуя просторы неба. Сегодня мы расскажем, как создать свой собственный индивидуальный летательный аппарат с помощью своих рук!

Первым шагом в создании летательного аппарата является изучение основ аэродинамики. Даже если вы не являетесь профессионалом в этой области, понимание принципов работы воздушного потока вокруг вас может значительно улучшить вашу конструкцию. Прочитайте несколько статей, книг или посмотрите видео по этой теме, чтобы быть в курсе основных понятий и их применения.

Далее, вам потребуются необходимые материалы и инструменты. Они будут зависеть от выбранного вами типа летательного аппарата — это может быть дельтаплан, реактивная модель самолета или воздушный змей. Проведите исследование и выберите то, что больше всего вас привлекает и соответствует вашим возможностям.

Ну а затем, самое главное — начните строить! В этом процессе поможет вам подробная инструкция, которую можно найти на различных веб-сайтах по авиамоделизму. Будьте готовы тратить время и силы на создание своего личного летающего «друга». И помните, что самое главное в этом процессе — это ваше творчество и страсть к полетам!

Создание собственных летательных аппаратов

Создание индивидуальных летательных аппаратов своими руками может быть увлекательным и захватывающим процессом. Благодаря современным технологиям и доступности материалов, любой любитель авиации может попытаться создать свой собственный летательный аппарат.

Первый шаг в создании собственного летательного аппарата — изучение основных принципов авиации и аэродинамики. Это поможет понять, как работают крылья, моторы и другие компоненты самолета.

После теоретической подготовки можно приступать к созданию плана и выбору подходящих материалов. В зависимости от типа летательного аппарата (например, самолет, вертолет или дирижабль), могут потребоваться различные материалы, такие как дерево, металл или пластик.

Следующий этап — сборка и монтаж. Он включает в себя аккуратную обработку и сборку компонентов, таких как крылья, рули, моторы и шасси. Во время этого процесса необходимо следить за точностью и качеством сборки, чтобы избежать неисправностей и повреждений во время полета.

После завершения сборки летательного аппарата следует протестировать его на безопасность и работоспособность. Это может включать в себя проведение наземных испытаний и пробных полетов в контролируемых условиях.

Важно помнить, что создание собственного летательного аппарата требует определенных навыков и знаний. Перед приступлением к такому проекту рекомендуется получить соответствующее образование и проконсультироваться с опытными специалистами.

Все эти усилия, однако, могут быть вознаграждены возможностью испытать азарт полета на собственной созданной машине и ощутить себя настоящим авиатором.

Изучение теории авиации

Для успешного создания индивидуального летательного аппарата своими руками, очень важно иметь представление о теории авиации. Это позволит вам понять основные принципы полета, применять их в практике и создавать максимально эффективные конструкции.

Одним из ключевых понятий в авиации является аэродинамика. Она изучает воздействие воздуха на движущиеся тела, включая самолеты. Понимание принципов аэродинамики позволит вам определить правильную форму крыла и других частей летательного аппарата.

Крыло

Крыло – основная часть самолета, создающая подъемную силу. Форма крыла должна быть аэродинамически эффективной, чтобы обеспечить оптимальное поднятие аппарата в воздух.

Хвостовая часть

Хвостовая часть включает вертикальное оперение (кормовую поверхность) и горизонтальное оперение (стабилизатор). Вертикальное оперение обеспечивает устойчивость в поперечной плоскости, горизонтальное оперение – в продольной плоскости.

Двигатель

Двигатель отвечает за создание тяги, необходимой для движения в воздухе. В зависимости от типа летательного аппарата, вы можете применять разные типы двигателей: реактивные или винтовые.

Ходовая часть

Ходовая часть помогает самолету приземляться и взлетать. Вы можете использовать колесную или поплавковую ходовую часть в зависимости от места полета: на земле или на воде.

Изучение теории авиации также включает в себя понимание основных понятий, таких как аэродинамический центр, коэффициент подъемной силы, скорость полета и другие. Онлайн-курсы, литература и занятия с опытными авиамоделистами помогут вам достичь полного понимания теории авиации и использовать ее в создании вашего летательного аппарата.

Выбор концепции и дизайна

Ваша концепция и дизайн будут влиять на такие аспекты, как размер и форма вашего летательного аппарата, его возможности и функциональность. Важно провести достаточно времени на этом этапе, чтобы учесть все ваши требования и желания.

Существует несколько подходов к выбору концепции и дизайна:

1. Изучение существующих моделей. Просмотрите различные модели летательных аппаратов, доступных на рынке. Изучите их особенности и преимущества, а также недостатки. Возможно, вы найдете готовое решение, которое соответствует вашим требованиям.
2. Адаптация существующих концепций. Вы можете взять за основу существующую концепцию и внести в нее свои изменения и доработки. Это может быть полезным подходом, особенно если вы не хотите заниматься полным проектированием с нуля.
3. Создание собственного дизайна. Если у вас есть достаточно знаний и опыта, вы можете создать собственный уникальный дизайн. Это позволит вам создать летательный аппарат, полностью соответствующий вашим потребностям и предпочтениям.

При выборе концепции и дизайна не забывайте учитывать следующие факторы:

• Цель использования. Определите, для каких целей вы будете использовать свой летательный аппарат. Это может быть фото- или видеосъемка, доставка грузов или просто веселое хобби.
• Технические ограничения. Учтите технические ограничения, такие как максимальная нагрузка, дальность полета, высота подъема и др. Ваши требования должны быть реалистичными и основываться на ваших технических возможностях.
• Бюджет. Определите, сколько вы готовы потратить на создание и обслуживание своего летательного аппарата. Учтите стоимость материалов, компонентов и потенциальных затрат на ремонт и обновление.

Помните, что выбор концепции и дизайна должен быть грамотным и обоснованным. При необходимости проконсультируйтесь с опытными специалистами или изучите специализированную литературу по данной теме.

После выбора концепции и дизайна вы можете переходить к следующему шагу — разработке детального плана и сборке необходимых материалов и компонентов.

Подготовка необходимых материалов и инструментов

Прежде чем приступить к созданию своего собственного летательного аппарата, необходимо подготовить все необходимые материалы и инструменты. Это позволит вам эффективно работать и избежать срыва процесса из-за отсутствия каких-либо компонентов.

Вот список основных материалов и инструментов, которые вам понадобятся:

Материалы	Инструменты
Каркас из легкого материала (например, легкая древесина или пластиковые трубки)	Ручная пила или плоттер с пилкой для резки материалов
Крылья и стабилизаторы (тонкий пластик или бумага)	Линейка и карандаш для отметок и замеров
Пропеллеры и моторы	Отвертки и пинцеты для сборки и монтажа
Провода и аккумуляторы	Паяльник и припой для соединения электрических компонентов
Управляющая система (например, пульт дистанционного управления)	Клей или скотч для закрепления компонентов

Помимо этих основных компонентов, вам также понадобятся различные крепления, провода и элементы крепления для соединения компонентов вместе и обеспечения надежной и безопасной конструкции.

Не забудьте также приобрести средства для защиты глаз и рук, такие как защитные очки и перчатки, чтобы предотвратить возможные повреждения во время работы с острыми инструментами или электрическими компонентами.

Создание корпуса и крыла летательного аппарата

Перед началом работы необходимо определить выбранный материал для корпуса и крыла. Самыми популярными материалами являются дерево, пластик и легкие металлические сплавы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор зависит от ваших предпочтений и возможностей.

Для изготовления корпуса можно использовать прямоугольные и круглые формы. Важно помнить, что корпус должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузку при полете. Используйте подходящие инструменты и техники для создания качественного корпуса.

Крыло является основным элементом, обеспечивающим подъем летательного аппарата в воздух. Изготовление крыла требует тщательных расчетов и правильной формы. Рекомендуется использовать легкие и прочные материалы для создания крыла, чтобы обеспечить оптимальные летные характеристики.

Для удобства сборки и монтажа летательного аппарата, можно использовать таблицу с инструкциями и схемой для создания корпуса и крыла. В таблице указываются необходимые размеры, материалы и детали, а также последовательность действий. Это поможет вам не теряться в процессе и сделать все правильно.

Шаг	Действие
1	Выберите материал для корпуса и крыла
2	Определите форму и размеры корпуса
3	Изготовьте корпус, используя подходящие инструменты и техники
4	Определите форму и размеры крыла
5	Изготовьте крыло, используя легкие и прочные материалы
6	Соберите и закрепите крыло на корпусе

После завершения изготовления корпуса и крыла, вы можете приступить к следующим этапам создания летательного аппарата, таким как установка двигателя и других систем. Следуйте инструкции и не забывайте об безопасности при работе с инструментами и материалами.

Установка нужных систем и компонентов

Прежде чем начать создание индивидуального летательного аппарата, необходимо правильно установить все нужные системы и компоненты. Ниже представлен список основных компонентов, которые вам понадобятся:

• Фрейм летательного аппарата
• Мотор и пропеллер
• Электронные регуляторы оборотов мотора (ESC)
• Бесплатные контроллеры полета (FC)
• Радиоуправление и приемник
• Батарея и зарядное устройство
• Пропорциональный элемент управления (джойстик)
• Камера и передатчик видеосигнала (FPV)
• Гироскоп и акселерометр
• Датчики высоты и положения в пространстве (барометр и GPS)

Помимо перечисленных компонентов, вам также понадобятся кабели, провода и разъемы для соединения всех систем вместе. Особое внимание следует уделить сборке и настройке регуляторов оборотов мотора (ESC), а также программированию контроллера полета (FC). Эти компоненты являются ключевыми для стабильности и безопасности полета летательного аппарата.

При установке всех компонентов соблюдайте инструкции производителей и не забывайте о мере безопасности. Правильная установка систем и компонентов является фундаментом успешного создания индивидуального летательного аппарата своими руками.

Создание летающих аппаратов своими руками: пошаговая инструкция и советы

Создание летающего аппарата своими руками может быть увлекательным и восхитительным проектом. Это предоставляет возможность применить свои знания из разных областей, включая аэродинамику, электронику и механику, чтобы воплотить свои мечты в жизнь.

В этой статье мы представим вам пошаговую инструкцию по созданию летающих аппаратов своими руками, а также дадим несколько советов и подсказок, которые помогут вам добиться успеха в этом увлекательном проекте.

Перед тем, как начать создание летающего аппарата, важно иметь ясное представление о том, какой вид аппарата вы хотите создать, и какие материалы и инструменты вам понадобятся. Также необходимо изучить основы аэродинамики и ознакомиться с принципами полёта, чтобы иметь понимание того, как работают различные части аппарата и какие процессы происходят во время полёта.

Что такое летающие аппараты

Летающие аппараты могут быть совершенно разных типов: самолеты, вертолеты, дирижабли, дельтапланы, мультикоптеры и так далее. Каждый тип имеет свои особенности и принципы работы, но общая идея заключается в использовании аэродинамических и инженерных принципов для создания подъемной силы и управления полетом.

Летающие аппараты очень разнообразны и находят применение во многих сферах, от развлечений и спорта до военной и коммерческой авиации. Сегодня существует множество возможностей для создания летающих аппаратов своими руками, благодаря доступности новых технологий и материалов.

Однако, создание и управление летающими аппаратами требует соответствующих знаний и навыков, а также соблюдения безопасности. Поэтому перед тем, как приступить к созданию своего собственного летающего аппарата, необходимо изучить соответствующую теорию и пройти обучение у опытных специалистов.

Выбор типа летающего аппарата

Перед тем как приступить к созданию летающего аппарата, необходимо определиться с его типом. Выбор типа летающего аппарата зависит от нескольких факторов, таких как цель использования, требования к скорости и маневренности, а также уровень опыта и знаний конструктора.

Вот некоторые из популярных типов летающих аппаратов, которые можно создать своими руками:

Модельный самолет

Идеальный выбор для начинающих конструкторов. Модельные самолеты обычно имеют простую конструкцию и малые размеры, что делает их легкими в управлении и стабильными в полете.

Коптер

Коптеры или мультироторные аппараты позволяют достичь высокой маневренности и точности управления. Они хорошо подходят для фото- и видеосъемки из воздуха, а также для выполнения различных маневров и трюков.

Самодельный звездолет

Если вы ищете что-то необычное, создание своего звездолета может быть интересным проектом. Однако, такой тип летающего аппарата может быть более сложным в конструировании и требовать больших знаний в области электроники и механики.

Выбор типа летающего аппарата зависит от ваших предпочтений и возможностей. Важно учесть свой уровень опыта и понимания основ аэродинамики, а также наличие нужных материалов и инструментов для создания выбранного типа аппарата.

После того как вы определились с типом летающего аппарата, можно переходить к следующему шагу — выбору материалов и инструментов для его создания.

Разбираемся в разных видах

Прежде чем приступить к созданию своего летающего аппарата, важно разобраться в разных видах таких устройств. Существует несколько основных типов летательных аппаратов, каждый из которых имеет свои особенности и применение.

1. Самолеты – это наиболее распространенные и известные летательные аппараты. Они оснащены крыльями и двигателями, которые обеспечивают подъем и перемещение в воздухе. Самолеты могут быть пассажирскими, грузовыми или военными. При создании самолета своими руками следует учесть множество факторов, таких как вес, размеры, конструкция и мощность двигателя.

2. Вертолеты – это летательные аппараты, способные вертикально взлетать и приземляться. Они обладают вращающимися лопастями, которые создают тягу и поддерживают полет вертолета. Вертолеты используются для пассажирских перевозок, спасательных операций, патрулирования и других целей. При создании вертолета важно учесть стабильность полета и правильную работу всех систем.

3. Дирижабли – это летательные аппараты со своеобразной газовой оболочкой, позволяющей им плавать в воздухе. Дирижабли работают на принципе архимедовой силы и имеют двигатели для управления направлением полета. В прошлом они использовались для пассажирских перевозок, но в настоящее время их применение ограничено. Создание дирижабля требует особого внимания к выбору материалов и аэродинамическим характеристикам.

Название	Особенности	Применение
Самолеты	Крылья, двигатели, грузовая платформа	Пассажирские перевозки, грузовые перевозки, военные операции
Вертолеты	Вращающиеся лопасти, вертикальный взлет и посадка	Пассажирские перевозки, спасательные операции, патрулирование
Дирижабли	Газовая оболочка, архимедова сила, двигатели	Используются редко, в прошлом – пассажирские перевозки

Знание разных видов летательных аппаратов позволит вам выбрать тот, который лучше всего соответствует вашим целям и возможностям в создании своего летающего устройства.

Как построить свой самолет со своим двигателем на сверхпроводниках и жидким азотом

Всем привет. По образованию я инженер по эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей, но в данной статье я опишу как сделал небольшой электродвигатель на сверх проводниках, и поэтому мое вступление прошу принять как оправдание тому, что в разработке и изготовлении электродвигателей, я не обладаю достаточной компетенцией и опытом, но все-же я его сделал. А посему, уважаемые эксперты, специалисты, профессионалы и аналитики прошу сделайте поблажки для дилетанта, а всю критику и доказательства вашей правоты прошу предоставить в виде решений, изготовленных собственными руками.

Начало

Так получилось, что весной 2019 я начал работать инженером в компании СуперОкс. Я принимал участие в разработке электродвигателя на сверхпроводниках (Фото). Работа по началу была интересная и иногда пыльная в перемешку со стружкой из различных материалов. Столько проблем удалось решить :). Спустя полгода я понял, что путь до полноценного самолета с двигателем на сверхпроводниках будет долгим и сложным. Тогда родилась идея сделать свой двигатель, поставить его на маленький беспилотник или радиоуправляемый самолет и совершить хотя бы один полет.

Для справки. Когда я только узнал об этой компании, то я знал что такое сверхпроводник, но не предполагал, что производство такого продукта существует в РФ. Реально было приятно, что такие производства существуют и развиваются.

В процессе работы и общения с коллегами узнавал всякие тонкости и особенности применения сверхпроводников. По мере приобретения знаний менялась и адаптировалась конструкция двигателя.

Где-то в январе 2021 года появилось чувство, что если ничего не начать делать, то момент может быть упущен навсегда (пока семь раз отмеришь, другие уже давно отрежут). На этот момент я считал, что накопил достаточное количество знаний для реализации всего проекта и начал параллельно с основной работой заниматься своим двигателем.

Изначально идея была разработать двигатель на базе какого-либо доступного бесколлекторного электродвигателя для радиомоделей, с внешним ротором на постоянных магнитах (аутранер).

Пример бесколлекторного двигателя, который можно найти во многих радиоуправляемых моделях.

Но на этом пути были такие явные сложности как:

трудоемкость намотки обмоток на статор. (Дело в том, что провод из сверхпроводника представляет собой металлическую ленту с несколькими слоями напыления. Сам по себе сверхпроводник — это тонкий слой керамики. Если ленту сильно гнуть, то можно повредить слой сверхпроводника (https://kokos-asi-production-hot.hb.bizmrg.com/blockeditor/cfd/cfd21b82899873e22f77f08b0916d74b/5_2_1x.jpg );

статорное железо (магнитопровод) будет в жидком азоте. На его охлаждение требуется потратить дополнительный объем азота. Также статорное железо при работе электродвигателя будет греться и поэтому азот будет испаряться интенсивнее;

сложность вывода вала воздушного винта. Нужно обеспечить теплоизоляцию между ротором и криостатором. Так же необходимо защитить полость ротора от намерзания льда и конденсации кислорода;

сложность при коммутации обмоток. Лента проводника тонкая и гнется с некоторыми ограничениями, паять 24 контакта, пытаясь уложить в малый объем, должно быть сложно.

Было непонятно как изолировать термостат, как избежать намерзания влаги на выходной вал и подшипники, и как выводить вал воздушного винта.

Дальнейшие размышления были о возможности перейти к бесщеточным электродвигателям с внутренним ротором на постоянных магнитах (инранер). Эта идея выглядела более привлекательнее. Важное изменение — это решение продувать испаряющимся азотом полость ротора. Благодаря этому при постоянном потоке испаряющегося азота внутрь не должен проникать воздух вместе с влагой и кислородом. и поэтому не должны замерзать подшипники. Если бы внутрь начал проникать воздух, то влага из него стала бы конденсироваться на поверхности внутренней части корпуса ротора. Образовавшийся лёд мог легко прихватить как подшипники, так и сам ротор к внутренней стенке. Но не меньшую опасность мог представлять кислород. Дело в том, что он конденсируется при температуре порядка -183 градусов Цельсия (для сравнения азот кипит при -196,5 градусах Цельсия). Это приводит к более интенсивному испарению азота при поглощении энергии конденсации кислорода и его охлаждении, через тонкую стенку. И сам факт наличия жидкости в полости, где должен вращаться ротор, отрицательно влияет на работоспособность двигателя.

Схема электродвигателя вертикальной компоновки с внутренним ротором

У этой конструкции плюсов было больше чем у предыдущего решения. Однако наличие магнитопровода статора также грозило существенным увеличением трудоемкости. Самый простой выход из этой ситуации это избавиться от магнитопровода. Так пришла идея сделать двигатель без магнитопровода статора (статорного железа).

Но ещё оставался вопрос как увеличить взаимодействие магнитного потока между катушками статора и постоянными магнитами ротора. Магнитопровод нужен для того чтобы передавать магнитный поток, но если катушку поднести максимально близко к магниту (ещё лучше чтобы магнит находился внутри катушки), то возможно, это позволит компенсировать отсутствие магнитопровода.

И тогда постепенно выкристализовалась идея конструкции с шестью распределенными катушками через один полюс и ротором с двумя полюсами.

План «А»

На виде сверху это выглядело так:

Схема электродвигателя с шестью катушками и двухполюсным ротором.

Далее я начал прорисовку идеи в 3d-cad T-Flex. К этому времени удалось раздобыть несколько постоянных магнитов, геометрия которых определила габариты ротора и, как следствие габариты всего двигателя в последующем.

Так появилась примерно такая конструкция:

Первый разработанный вариант магнитной системы с катушками из сверхпроводника.

Пришлось потратить кучу времени на разработку рамки для катушки. Основная проблема заключалась в том, лента ВТСП фактически гнется только в одной плоскости, но допускает некоторое кручение. Сочетание этих двух факторов ограничивают траекторию по которой эта лента может быть уложена. Но в конце концов удалось начертить и напечатать на 3д принтере первый прототип рамки, на который удалось успешно закрепить ленту сверхпроводника.

Первая напечатанная рамка для намотки ленты из сверхпроводника

Помимо рамки также был напечатан корпус ротора, для размещения магнитов, опоры и цилиндр внутренней трубы. Добыты подшипники и ось ротора.

Для отладки двигателя, на рамки вместо ленты ВТСП была намотана обмоточная медная проволока. На каждую рамку уместилось 4 витка (по рекомендации человека, который занимался расчетами двигателя, необходимо было 5 витков).

Медный аналог двигателя для проверки работоспособности двигателя.

Все было собрано, спаяно и подключено к регулятору скорости ESC Castle Talon 90.

Первая попытка запуска медного аналога показала очевидное — низкий крутящий момент. В первоначальный момент контроллер начинает принудительно вращать ротор без обратной связи. После того как начинает работать обратная связь, контроллер может нормально управлять двигателем. Но из-за отсутствия магнитопровода обратная связь по обратной ЭДС была затруднена, а низкий крутящий момент и момент инерции ротора приводили к тому, что ротор не успевал раскручиваться и совершал колебательные повороты около некоторого равновесного положения.

Но после принудительной раскрутки ротора двигатель запустился. И начал вращаться так лихо, что у меня возникло опасение, что напечатанный ротор разлетится на сегменты и магниты как шрапнель полетят в стороны. Тогда удалось намерять 14 тыс.об./мин и замечена ещё одна особенность: на больших оборотах момент был больше чем на малых. В следующем эксперименте я поднял входное напряжение с 12 В до 24 В и тогда двигатель начал самостоятельно запускаться.

Этот предварительный успех окрылил меня. Полагая, что при больших токах и оборотах порядка 10 тыс. об/мин, мощности двигателя будет достаточно для вращения воздушного винта небольшого диаметра и малого шага, я решил сделать двигатель горизонтальной компоновки, с прямым приводом на воздушный винт.

Но предстоял ещё один неприятный момент. Дело в том, что в вертикальной компоновке катушки должны были быть в термозащитном контейнере (термокружка из икеи? :)), а в центре должен находится тонкостенный цилиндр из пластика. Сверху должна быть крышка которая направляет испаряющийся азот в цилиндрическую полость ротора откуда выбрасывается в атмосферу. Этот газообразный азот, при своем истечении, не дает проникать в полость ротора атмосферному воздуху. Решение этой проблемы нашлось довольно изящное на мой взгляд. В верхней части сосуда где размещается азот была спроектирована трубка с отверстиями. Эта трубка отводила испарения азота вниз, вдоль передней стенки двигателя (двигатель с толкающим винтом) и выходила в районе передней опоры. Далее газообразный азот проходил через передний подшипник, в зазор между ротором и статором и выходил через задний подшипник.

Разрез двигателя в вертикальной плоскости. Стрелками показано направление движения газообразного азота. (Термоизоляция корпуса не показана)

Итоговый рецепт получился такой: корпус статора представлял собой емкость с центральной трубой для размещения ротора с опорами. Вокруг центральной трубы были размещены шесть катушек. Катушки у задней стенки коммутировались между собой и тремя токовыводами, к которым подсоединялись клеммы медных проводов. Там же на задней стенке крепилась горловина заправки азотом с крышкой. Для удобства заливки жидкого азота крышка заливной горловины заменялась на воронку.

Ротор состоял из вала 8 мм из нержавеющей стали (вал от сломанного струйного принтера), на который был напрессован пластиковый корпус ротора, напечатанный на 3Д-принтере, с запрессованными в него магнитами. На конце вала крепилась цапфа воздушного винта.

Передняя опора ротора была напечатана из PLA-пластика на 3д принтере и в неё вставлялся керамический подшипник. Задняя опора также напечатана 3Д принтере и также с подшипником.

Комплект рамок с намотаным сверхпроводником и латунные токовыводы токарно-ручной работы.

Все было напечатано, склеено на суперклей, спаяно, собрано, замотано в криогель, красивый блестящий скотч и размещено на стенд.

Двигатель в сборе и готовый к первым испытаниям с заморозками

Первые запуски показали несовершенство конструкции. В принципе двигатель начинал вращаться, но из-за температурных деформаций клинили подшипники и ротор останавливался. А учитывая низкий крутящий момент двигателя, запустить его спустя 5 минут после заливки азотом не представлялось возможным. В какой-то момент показалось что двигатель все же начал крутиться, но вал оставался неподвижным. Как оказалось, из-за низкой температуры сжался пластиковый корпус ротора и, как следствие он развалился в тонких местах.

Корпус ротора в развале 🙁

Корпус ротора был напечатан заново. После установки корпуса ротора на вал и запрессовки магнитов, корпус был обклеен стеклонитью на циакрине.

Далее была борьба с опорами и подшипниками, чтобы они не клинили сразу (это ещё половина недели исследований, доработок и испытаний). В итоге, с новым корпусом ротора и новыми опорами, двигатель начал стабильно запускаться и мог продолжительное время выдавать тягу достаточную для полета самолета массой примерно 3 кг (время непрерывной работы около 1 мин).

Было решено ставить на самолет и лететь.

На тот момент у меня был пустой планер китайского самолета Hunter с размахом крыла 1.8 м. Я его немного адаптировал для установки двигателя. В частности задняя часть фюзеляжа была обрезана до точек крепления крыла для того чтобы сместить двигатель вперед и тем самым легче сбалансировать самолет.

Ещё решил не заморачиваться с автопилотом, а ставить радиоуправление. Итоговый вес самолета оказался в районе 3,6 кг.

У меня уже был опыт использования аппарата такой массы и на обычном бесколлекторном электрическом двигателе с резиновой катапультой этот самолет взлетал и летал продолжительное время и поэтому я решил что полет возможен (https://youtu.be/XcgAAbhTyxM).

Договорился с пилотом, выехал в поле и в итоге полет не получился.

Этому провалу сопутствовало несколько факторов:

Большой вес самолета при низкой мощности двигателя. Резино-катапульта разогнала самолет до начальной скорости, но низкая мощность двигателя и резкий набор высоты сразу после взлета привел к снижению скорости и, как следствие к сваливанию и падению самолета.

Некачественная аэродинамика. Стандартный фюзеляж планера был весьма «пухлый». Также аэродинамичности не прибавляет торчащий кусок силового шпангоута, к которому крепился двигатель, и две вертикальные плоскости в задней части фюзеляжа образованные срезом фюзеляжа и задней стенкой двигателя.

Есть ещё один фактор который по своему мог влиять на работу двигателя. Дело в том, что с наружи двигатель был покрыт алюминиевой лентой на самоклеящейся основе. А учитывая небольшое расстояние между ротором и стенкой переменные магнитные поля при вращении ротора создают противо ЭДС в тонком слое фольги. И при увеличении оборотов этот эффект только усиливается (демонстрация данного эффекта на примере колебания постоянного магнита над алюминиевой плитой).

Решения были следующие:

Чтобы снизить массу самолета, все детали были взвешены, измерены и создана весовая модель самолета. В итоге было решено переставить двигатель ещё ближе к передней части самолета. Убрать две АКБ общей массой 1000 г. Вместо неё будет установлена одна батарея массой примерно 300 г. Для соблюдения балансировки батарею должна быть выдвинута ещё вперед на 150 мм и для этого требовался новый фюзеляж.

Весовая модель самолета. Сверху старая модель, снизу модель с новым фюзеляжем и новой АКБ

Новый фюзеляж также должен улучшить аэродинамику самолета.

Потратив ещё несколько дней. Фюзеляж был спроектирован, вырезан на станке ЧПУ. Обклеен стеклотканью и покрашен.

Изготовление нового планера на фрезерном станке с ЧПУ Примерка нового фюзеляжа.

Предварительная сборка самолета

Алюминиевый скотч с поверхности двигателя был удален.

Помимо фюзеляжа были вырезаны силовые шпангоуты для усиления и подставка под самолет с новым фюзеляжем.

Подставка под самолет

Все было собрано и снова готово к полету.

В поле, перед самым взлетом произошел отказ двигателя. После нескольких попыток запустить двигатель я прозвонил обмотки двигателя и выявил обрыв одной фазы.

После разбора двигателя выяснилось, что во внутренней трубе напечатанной из пластика появилась трещина. В результате уровень азота был намного ниже необходимого и верхние проводники не охлаждались. Как результат, при подаче большого тока, самый верхний проводник, идущий к токовыводу, перегорел.

Но самое важно что корпус из напечатанного пластика уже не подлежал восстановлению.

На этот момент доступа к 3Д принтеру у меня не было, но был фрезерный станок ЧПУ. И так настала очередь плана Б.

План «Б»

Было решено сделать корпус двигателя из пеноплекса на фрезерном станке с ЧПУ. В двигателе, напечатанном на 3Д принтере, пластик выступал как прочная оболочка, обеспечивающая прочность и герметичность емкости, а поверхность теплоизолировалась криогелем толщиной 5 мм.

В новой конструкции внешний корпус статора изготовлен из пеноплекса. Он же должен обеспечивать герметичность,теплоизоляцию и частичную прочность (прямо-таки ТРИЗ). Для повышения прочности корпуса, снаружи пеноплекс обклеивался стеклотканью на эпоксидной смоле. В передней части двигателя также крепился силовой шпангоут из 2 мм стеклотекстолита. Внутри проходила труба для ротора и в верхней части емкости трубка для отвода газообразного азота. Обе трубки изготовлены из стеклоткани на эпоксидной смоле ЭТАЛ-Карбон Light.

Также заливная горловина была перенесена на боковую поверхность, так как при расположении на задней стенке, воронка для заливки мешала вращению воздушного винта и после заливки, перед запуском, приходилось её снимать. Это не принципиально при полетах, но при отработке и испытаниях постоянно менять воронку на крышку и обратно неудобно.

Разрез двигателя с корпусом из пеноплекса

Переднюю опору пришлось доработать, так как в новой конструкции она вставлялась со стороны винта.

Криостат с корпусом из пеноплекса в процессе изготовления.

Полученная конструкция была собрана и готова к проверке.

В этот раз я решил сделать предварительное опробование на стенде без выезда в поле. И в процессе проверок двигатель сгорел опять.

Катушка перегорела полностью.

Спустя два дня, моря разочарования, литра пива и 4 литров отборного чая решил предпринять последнюю попытку создать двигатель на сверх проводниках. Настала очередь плана В.

План «В»

Доработанная конструкция двигателя

У меня оставался второй комплект катушек намотанный на рамки. Также было ещё несколько рамок, из которых восстановил медный аналог.

За неделю восстановлен медный аналог для предварительной проверки, отработки и настроек контроллера.

Двигатель ВТСП, который я до этого собирал и испытывал, обозначен как №1. Он был разобран на отдельные элементы. Перегоревшие две катушки были заменены. Обмотки были заново скоммутированы. Была внедрена новая конструкция токовыводов.

Статоры в процессе изготовления. По порядку слева медный аналог, по центру новые катушки статора для двигателя №2, справа восстановленные катушки для двигателя №1 Готовый статор для двигателя №2. Немного видная конструкция токовыводов.

Для медного аналога были выпилены стенки спереди и сзади, чтобы двигатель можно было крепить аналогично криогенному. Два криогенных двигателя собирались параллельно с таким расчетом, чтобы большую часть настроек и испытаний сделать на №1, а окончательную настройку и полет выполнить на №2.

Обклеивание криостатов стеклотканью с эпоксидной смолой

Ротор для всех трех двигателей был один.

Готовые статоры всех двигателей и единый ротор для них.

Также на станке ЧПУ сделал простой стенд для измерения тяги и проверил его работу на обычном бесколлекторном электродвигателе.

Стенд для проверки двигателя и отработки параметров электронного контроллера управления частотой вращения двигателя.

После склейки и сборки ещё два дня занимался настройкой различных контроллеров. Довольно неплохо подходил контроллер Marcus SL110, но после нескольких испытаний все же он сгорел. Есть особенность таких контроллеров. При запуске двигателя они могут давать длительные серии импульсов. При запуске обычного медного бесколлекторного двигателя, ток ограничен сопротивлением подводящих проводов и обмоток, но в случает с двигателем ВТСП, ток ограничивается сопротивлением одних подводящих проводов. По этой причине предположительно и сгорел данный контроллер.

В итоге трех дней настроек удалось получить рабочую схему из батареи литий-полимерных аккумуляторов напряжением 24 В и ёмкостью 3.5 А*ч, контроллера Castle Fenix Edge Lite, и двигателя на сверхпроводниках №2.

Все было проверено на стенде со штатной батарей и приемником радиоуправления, установлено на самолет и проверено ещё раз в сборе.

Испарения азота истекающие из-под задней опоры двигателя.

Итак настал май.

2 мая я с готовым самолетом, жидким азотом и другой сопутствующей «хурмой» выехал на летное поле. Сам я рулить радиоуправляемым самолетом умею плохо, поэтому пришлось уговаривать местных пилотов. На мои просьбы отозвался Василий, хотя и предупредил, что возможно самолет разобьется. Но по сути, разбить самолет у меня было намного больше шансов.

Самолет с электродвигателем на сверхпроводниках готовый к полетам.

И первый полет закончился аварийной посадкой.

Быстрый осмотр показал, что внешне все целое и было принято решение сделать вторую попытку, но на меньшей мощности.

Перед второй попыткой мы провели небольшую проверку как работает двигатель на некоторых режимах и после определения решили взлетать.

На это раз полет оказался успешным.

На волне этого успеха хотели совершить ещё один полет, но видать подшипники снова начали подклинивать и двигатель не выдавал необходимой мощности, а в некоторые моменты он останавливался. И так мы решили, что одного полета хватит и можно заканчивать эту эпопею.

Самолет взлетел, совершил короткий полет и пусть он был недолгим, но тем не менее я считаю его можно рассматривать как первый полет летательного аппарата с тягой от силовой установки на сверхпроводниках.

Что дальше? Можно улучшить конструкцию ротора для увеличения крутящего момента. Есть идея, как сделать опоры в которых не будут замерзать и клинить подшипники. Сделать безрамочные катушки для улучшения охлаждения. Все это приведет к увеличению надежности, мощности и времени работы двигателя. А после этого прикрепить шасси, поставить на него автопилот, для сбора информации об эффективности двигателя и сделать ещё несколько полетов. но это уже будет второй или очередной полет — первый полет уже состоялся.

Для этого проекта продолжения не будет. Основная задача была сделать хотя бы один полет (см. начало статьи) и эта задача выполнена.

П.С. Хочу выразить благодарность сотрудникам компании «СуперОкс» за помощь, консультации и поддержку, а также за то что не пытались ограничить моё творческое безумие. Успехов Вам, и хорошего финансирования, на вашем долгом пути внедрения ВТСП в повседневную жизнь. Отдельная благодарность компании «SuperCam» г.Ижевск за предоставленный планер. Также спасибо компании «ЭНПЦ Эпитал» за консультации по эпоксидной смоле для жидкого азота.

И главная благодарность пилоту Василию, за то что не побоялся взять на себя ответственность за первый полет летательного аппарата с моим электрическим двигателем на сверхпроводниках и жидким азотом.

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!»