<span style="font-style: italic;">Журнал "Моделист-Конструктор" 1987, №8 <br> Автор статьи: И. НИКИТИН, руководитель СКБ МИИГА <br> Сайт mkmagazin.almanacwhf.ru</span><br> <br> <br> Дельтапланеризм, в 70-х годах переживавший период бурного развития, за короткий срок стал популярнейшим видом спорта. Секрет успеха объясняется прежде всего простотой конструкции и уникальными летно-техническими характеристиками летательных аппаратов. Меньше десятилетия потребовалось дельтапланеризму, чтобы стать олимпийским видом спорта. А желание спортсменов расширить возможности дельтаплана за счет старта с равнинной местности и набора высоты при отсутствии восходящих потоков привело к тому, что стали появляться дельтапланы, оборудованные двигателями. <br> <br> Мотодельтапланы того периода отличало большое разнообразие схем и компоновок, смелый поиск оптимальных технических решений. В 1981 - 1983 годах такие решения были в основном найдены, и последовал бум в развитии этих летательных аппаратов (ЛА). <br> <br> Но, прежде чем говорить о достоинствах и недостатках схем и компоновок мотодельтапланов, необходимо определить, что же следует понимать под термином «мотодельтаплан». <br> <br> По существующей международной классификации к сверхлегким летательным аппаратам относятся безмоторные ЛА массой не более 60 кг и моторные ЛА массой не более 150 кг и площадью крыла не менее 10 м². Эти определения приняты в 1981 году Международной авиационной федерацией с целью регистрации рекордов. Среди безмоторных СЛА наибольшее распространение получили дельтапланы. Определение дельтаплана, наиболее полно учитывающее особенности его конструкции, дано А. П. Клименко. <br> <br> Согласно этому определению дельтапланом называется сверхлегкий летательный аппарат, аэродинамическая несущая поверхность которого формируется под воздействием потока на упругую среду «обшивка - каркас» и управление которым осуществляется за счет перемещения центра масс относительно крыла. <br> <br> Развитие моторных сверхлегких летательных аппаратов, или, как еще их называют, сверхлегких самолетов (СЛС), идет по двум направлениям: СЛС, которые управляются рулевыми аэродинамическими поверхностями (рули высоты и направления, интерцепторы, элероны), и СЛС с балансирным управлением - мотодельтапланы. <br> <br> Существенным признаком последних является силовая установка. В связи с этим определение дельтаплана может быть в полной мере перенесено на мотодельтаплан с прибавкой определения «моторный». <br> <br> На рисунке 1 приведены основные схемы и компоновки мотодельтапланов, встречавшиеся на всех этапах их развития. Первую группу образуют МД, стартующие за счет разбега пилота. К преимуществам аппаратов этой группы относятся малая масса конструкции, возможность устанавливать на них маломощные двигатели, использовать для старта неровные площадки. <br> <br> Однако их нельзя применять для транспортирования полезного груза, при выполнении старта на долю пилота выпадают большие физические нагрузки; безопасность же полетов ниже, чем у МД второй группы. Анализ авиационных происшествий на дельтапланах показывает, что подавляющее большинство тяжелых травм происходит при ударе головой или грудью о землю, Дело в том, что пилот такого мотодельтаплана (равно как и спортивного аппарата) не зафиксирован жестко относительно конструкции, а находится в мягкой подвесной системе, допускающей маятниковое перемещение относительно крыла. При сваливаниях, которые возможны во время полетов вблизи земли на малой скорости, мотодельтаплан сталкивается с землей, когда его траектория круто наклонена; в подобной ситуации корпус пилота наклонен вперед, что увеличивает вероятность неприятных последствий. Единственный и наиболее эффективный прием самозащиты, применяемый дельтапланеристами, - во что бы то ни стало встретить землю ногами. <br> <br> <br> <img src="content/upload_images/PMG_schemes-1.gif" alt=""> <br> <br> <span style="font-weight: bold;">Рис. 1</span>. Компоновочные схемы мотодельтапланов: 1 - с двигателем на спине пилота, 2 - с двигателем под крылом, 3 - с двигателем на мачте, 4 - с двумя двигателями на крыле или подкосах, 5 - с двигателем на мототележке, 6 - с двигателями на крыле или подкосах, 7 - с двигателем на фюзеляже. 8 - с двумя или несколькими двигателями на мототележке. <br> <br> Характерным признаком мотодельтапланов второй группы является шасси - колесное или поплавковое (при старте с воды). Эти аппараты способны перевозить полезный груз, взлет и посадка на них сравнительно просты, а уровень безопасности полетов выше, чем на МД первой группы. Последнее объясняется тем, что пилоты ограждены силовыми элементами конструкции и в большинстве случаев жестко зафиксированы привязными ремнями. <br> <br> Мотодельтапланы первой группы имеют то же применение, что и мотопланеры. Их компоновки отличаются в основном расположением двигателей. Компоновка любительских аппаратов № 1 с двигателем на спине пилота встречается крайне редко. Она наименее безопасна, полет на таком МД требует от пилота особого внимания и напряжения при старте и к тому же характеризуется крайне низким уровнем комфорта. <br> <br> Одной из разновидностей этой компоновки является аппарат с жесткой подвесной системой пилота, к которой крепится двигатель. <br> <br> Компоновку № 3 с двигателем, расположенным на мачте крыла, использовали на начальном этапе конструирования мотодельтапланов. Основной недостаток схемы заключался в том, что линия действия тяги располагалась значительно выше центра масс и точки подвески пилота. В результате изменение силы тяги сильно влияло на величину продольного момента, а следовательно, на продольную устойчивость. На некоторых режимах такие аппараты проявляли склонность к потере продольной устойчивости и управляемости, а в практике их летной эксплуатации случались «кувыркания». <br> <br> Компоновка № 4 с двигателями на подкосах или на крыле также не получила широкого признания из-за усложненной по сравнению с другими мотодельтапланами этой группы конструкции, к тому же такие МД оказались менее удобными в эксплуатации. Заметим, что двухмоторный летательный аппарат имеет некоторое преимущество перед одномоторным только в тех случаях, когда он может балансироваться и продолжать полет с одним работающим двигателем. У рассматриваемого варианта балансировка при одном работающем двигателе практически невозможна. <br> <br> Наиболее популярной в первой группе МД стала компоновка № 2. <br> <br> Силовая установка такого мотодельтаплана состоит из двигателя, длинного полого стержня, соединяющего двигатель с опорой воздушного винта, вала привода и самого воздушного винта. Конструкция обеспечивает быстрый монтаж силовой установки на крыло. Кроме того, винт находится сзади и далеко от пилота, что несколько повышает комфорт и безопасность. Аппараты этого типа выпускаются за рубежом серийно. <br> <br> Среди мотодельтапланов с шасси наиболее широко распространена компоновка № 5. Мототележка (подвесная система) крепится к крылу через шарнир, имеющий не меньше двух степеней свободы в угловом движении. Силовая установка, кресло пилота, шасси, оборудование и другие элементы закреплены на мототележке. Эти мотодельтапланы просты в эксплуатации, не сложны по конструкции, что позволяет быстро разбирать и собирать их, заменять крыло. Они более комфортабельны, а управляются так же, как и спортивные дельтапланы. Мототележка приспособлена для перевозки грузов и пассажиров. При снятом крыле она может служить наземным транспортным средством. <br> <br> Встречается среди любительских мотодельтапланов и компоновка № 6, Ее достоинство - малая масса; недостатки - невозможность управления по тангажу и крену при разбеге и пробеге. <br> <br> На первом этапе развития мотодельтапланов разрабатывались схемы с балансирным управлением по одному или двум каналам и с аэродинамическим по остальным (компоновка № 7). В дальнейшем, правда, оказалось, что достаточно эффективным аэродинамическое управление при столь малых скоростях полета может быть лишь при использовании рулевых поверхностей большой площади. <br> <br> Следует отметить, что управление с помощью аэродинамических поверхностей приводило к усложнению конструкции и увеличению массы аппаратов. В то же время эксплуатация МД с компоновкой №5 выявила достаточную эффективность балансирного управления. Именно поэтому от использования смешанного управления довольно быстро отказались. <br> <br> Компоновки № 8 и № 5 аналогичны и различаются лишь числом двигателей. Аппараты с двухмоторными тележками строятся в настоящее время только как экспериментальные. Некоторым преимуществом таких МД перед другими «двухмоторниками» является возможность балансировки и продолжения полета при одном работающем двигателе. <br> <br> Наибольший интерес с точки зрения практического применения представляют МД компоновки № 5. По сравнению с другими сверхлегкими самолетами они наиболее просты и дешевы, обладают хорошей эксплуатационной технологичностью и ремонтопригодностью. В частности, мотодельтаплан примерно в два раза дешевле схематических сверхлегких самолетов с аэродинамическим управлением. Следует отметить, что крыло такого МД принципиально не отличается от крыла обычного спортивного аппарата, основное отличие - усиленный каркас. <br> <br> Гораздо больше конструктивного разнообразия в мототележках. На рисунке 2 представлены четыре типа применяемых в настоящее время тележек. Вантовая содержит минимальное количество стержней, расчаленных тросовыми растяжками. Она получила распространение благодаря минимальной массе, хорошей производственной и эксплуатационной технологичности. Мототележки, выполненные по вантовой схеме, быстро и легко складываются, занимают мало места при хранении. К недостаткам следует отнести меньшую по сравнению с другими схемами прочность и надежность. <br> <br> Большой интерес представляют мототележки панельной схемы. Они содержат минимальное количество силовых элементов - стержней, из которых делаются плоские панели, стыкующиеся затем между собой, и лишь ненамного тяжелее вантовых при примерно равной производственной и эксплуатационной технологичности. Трудоемкость изготовления мототележек вантовой и панельной схем одинакова. <br> <br> Мототележки панельной схемы имеют высокую прочность и надежность. Они способны воспринимать ударные нагрузки, возникающие при аварийных посадках, обеспечивают пилоту большую безопасность, реже ломаются. Чаще всего их проектируют для мотодельтапланов, которые предполагается эксплуатировать в жестких условиях с неподготовленных взлетно-посадочных площадок. <br> <br> Ферменные мототележки состоят, как правило, из двух или нескольких пространственных ферм. Схема широко не используется, хотя по сравнению с другими такие тележки прочнее, да и поломка одного из силовых элементов не нарушает работоспособности всей системы. К недостаткам относится большое число соединительных элементов, сложность сборки и разборки. И последнее - эта схема не обеспечивает складываемость. <br> <br> Мототележка балочной схемы представляет собой сложную полую балку с работающей, чаще всего стеклопластиковой, обшивкой. Она наиболее комфортабельна, имеет меньшее аэродинамическое сопротивление. С другой стороны, сделать ее значительно сложнее, нежели тележки иных схем. К тому же она не складывается, что усложняет транспортировку. <br> <br> Очень часто, кстати, встречаются и «гибриды», включающие элементы различных схем. <br> <br> Классическим примером МД с балочной мототележкой является Т-4, разработанный специалистами ОКБ имени О. К. Антонова. Его аэродинамическая основа - спортивный дельтаплан той же фирмы «Славутич-Спорт» с усиленным каркасом. Мототележка стеклопластиковая, выклеенная по матрице. В местах стыковки с подвесной системой крыла, двигателем и шасси установлены закладные металлические элементы. Т-4 предназначен для выполнения тренировочных полетов и участия в соревнованиях. Этот аппарат неоднократно использовался для выполнения показательных полетов на спортивных праздниках и смотрах-конкурсах СЛА. <br> <br> В двухместном мотодельтаплане МАИ-2, созданном под руководством студента-дипломника А. Русака, применена панельная мототележка. Этот аппарат демонстрировался на всесоюзном смотре-конкурсе СЛА-85, где был высоко оценен специалистами и занял первое место в своем классе. Его единственный недостаток - ненадежная силовая установка на базе двигателя «43-400». <br> <br> <img src="content/upload_images/PMG_schemes-2.gif" alt=""> <br> <br> Одна из наиболее удачных конструкций вантовой тележки у серийного французского мотодельтаплана типа «Космос». Этот аппарат удобен в эксплуатации, легко разбирается и быстро монтируется. Привести его из транспортного состояния (крыло в пакете размерами 4500X350 мм, сложенная мототележка) в рабочее можно за 10 мин., и сделать это по силам одному человеку. <br> <br> Почти все стержни в мототележке изготовлены из труб Ø53 мм с толщиной стенки 1,3 мм, причем продольный и вертикальный стержни усилены по всей длине трубами 50X1,3 мм, заложенными внутри. Кроме того, вертикальный стержень имеет страховочную тросовую растяжку, которая с одной стороны крепится к элементам узла подвески, а с другой - к болту узла фиксации вертикального и продольного стержней. <br> <br> Опытная эксплуатация МД «Космос» показала, что он требует очень «нежного» отношения и не рассчитан на грубые посадки, избежать же их не в состоянии даже высококвалифицированные пилоты. <br> <br> При создании экспериментального двухмоторного мотодельтаплана «Поиск-03» мы выбрали для мототележки ферменную схему. Она представляет собой два модуля - верхний, изготовленный из труб Ø34 мм (толщина стенки 1,5 мм) и нижний из труб Ø36 мм (толщина стенки 2,5 мм). «Поиск-03» построен в СКБ Московского института инженеров гражданской авиации (МИИГА) и предназначен для изучения особенностей пилотирования и исследования функциональных возможностей мотодельтапланов такой схемы. <br> <br> <img src="content/upload_images/PMG_schemes-3.gif" alt=""> <br> <br> ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОДЕЛЬТАПЛАНОВ <br> <br> <table class="article_tbl" border="2"> <tbody><tr> <td>Параметр </td><td> Т-4 </td><td> МАИ-2 </td><td> «Космос» </td><td> «Поиск 03» </td></tr><tr> <td>Максимальная взлетная масса, кг </td><td> 190 </td><td> 330 </td><td> 330 </td><td> 320 </td></tr><tr> <td>Мощность двигателя, кВт </td><td> 22 </td><td> 31 </td><td> 37 </td><td> 2X22 </td></tr><tr><td>Площадь крыла, м² </td><td> 16 </td><td> 21,3 </td><td>19,7 </td><td>25 </td></tr><tr> <td>Масса конструкции, кг </td><td> 85 </td><td> </td><td> 135 </td><td> 161 </td></tr><tr> <td>Масса полезной нагрузки, кг </td><td> 105 </td><td> </td><td> 185 </td><td> 150 </td></tr><tr> <td>Крейсерская скорость, км/ч </td><td> 70 </td><td> </td><td> 65 </td><td> 60 </td></tr><tr> <td>Продолжительность полета, ч </td><td> 1,5 </td><td> </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr></tr><tr><td>Длина разбега/пробега, м </td><td> 35/40 </td><td> </td><td> 30/30 </td><td> 60/40 </td></tr><tr> <td>Скороподъемность, м/с </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 2,5 </td><td> 0,7 </td></tr></tbody></table> <br> <br> <br> Следует отметить, что большая конструкторская и летно-испытательная работа, проведенная в СКБ института, позволила выявить наиболее удачные схемы мотодельтапланов, их преимущества и недостатки. Мы думаем, что читателям «М-К» будет интересно поближе познакомиться с одним из наших аппаратов. Подробнее о нем - в одном из следующих номеров. <br> <a href="?module=articles&c=La&b=2&a=4">(см. описание МДП "Поиск-04")</a> <br> <br> <br>

Опубликовал:
загрузок 633 (размещено 1 Января 1970)

[1] [2]

[1] [2]