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.
- 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.
- При выходе из строя двигателя ЛА должен сохранять стабильность и обеспечивать безопасное планирование и посадку.
- Разбег ЛА до взлёта и oтрыва от грунта не больше 250 м, а взлётная скорость минимум 1,5 м/с.
- Усилия на ручках управления – в пределах 15-50 кгс в зависимости от выпoлняемого манёвра.
- 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.
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!
Человек давно мечтал научиться летать как птица, и летательные аппараты - именно то, к чему привело его это стремление и научно-технический вектор развития человечества. Летательные аппараты - длинная ветвь эволюции и прогресса, начиная первыми неудачными попытками создать мускулолет (вроде того, с которым оплошал Икар) и заканчивая современными «Боингами», истребителями, бомбардировщиками, космическими аппаратами - всем, что позволяет нам перемещаться, минуя сушу и море. Несмотря на, казалось бы, невообразимо сложные технологии, лежащие в их основе, летательные аппараты по большей части считаются относительно безопасным и быстрым средством передвижения. Особый резонанс вызывают лишь трагедии, уносящие жизни сразу нескольких сотен человек. Впрочем, желание человека - закон, и можно с уверенностью сказать, что он перевыполнил план по повторению подвига пернатых мира сего.
Как вы думаете, существует ли летающий скейтборд (ховерборд) из фильма «Назад в будущее» на самом деле? Для многих это может стать открытием, но фантастическое средство передвижения уже давно создано и используется для полетов. Оно называется Flyboard Air и было придумано . Ховерборд способен лететь на скорости до 280 километров в час на 3000-метровой высоте. В 2016 году Фрэнки преодолел на своей доске 2 километра , а теперь хочет перебраться на ней из Франции в Великобританию через пролив Ла-Манш. Удастся ли ему это?
Реактивный ранец «Мартин джетпэк» стал результатом многолетней работы компании Martin Aircraft во главе с ее основателем инженером Гленном Мартином. Джетпэк - это устройство высотой и шириной около полутора метров и весом в 113 кг. Для изготовления исходного материала применяются углеродные композиты.
Аппарат поднимается в воздух с помощью двигателя мощностью 200 л/с (больше, чем у Honda Accord, к примеру), который приводит в движение два винта. Пилот с помощью двух рычагов может управлять набором высоты и ускорением аппарата. Джетпэк способен пролететь без остановки около 30 минут, развивая скорость до 100 км/ч. Впрочем, и топлива такой аггрегат расходует намного больше, чем легковой автомобиль - около 38 литров в час. Создатели устройства особенно подчеркивают его надежность: джетпэк оснащен системой безопасности и парашютом, необходимым в случае удара при посадке или сбое работы основного двигателя.
Идея о создании персонального реактивного устройства появилась около 80 лет назад. Предшественником джетпэка можно считать rocket pack, топливом для которого служила перекись водорода.
Первые устройства такого рода, например, jet vest («реактивный жилет») Томаса Мура, появились после Второй мировой войны и позволяли на несколько секунд приподнять пилота над землей. После этого начались многолетние разработки по заказу американских вооруженных сил. В апреле 1961 года, через неделю после полета Юрия Гагарина, пилот Гарольд Грэм совершил первый в истории полет с помощью персонального реактивного устройства и провел в воздухе 13 секунд.
Наиболее успешная модель реактивного ранца, Bell Rocket Belt , была изобретена в том же 1961 году. Предполагалось, что с помощью этого аппарата военные командиры смогут перемещаться по полю боя, проводя в полете уже до 26 секунд. Позднее военные сочли разработку невыгодной из-за высокого расхода топлива и сложностей в эксплуатации. Поэтому основное применение устройство получило в съемках фильмов и постановках шоу, в которых необычные полеты всегда вызывали всеобщий восторг.
Популярность Bell Rocket Belt достигла своего пика в 1965 году, когда на экраны вышел новый фильм Бондианы «Шаровая молния» , в котором знаменитому спецагенту удалвалось ускользнуть от преследователей с крыши замка именно с помощью такого устройства. С того времени появлялись всевозможные вариации моделей реактивных ранцев. Вскоре создали и первый гаджет с настоящим турбореактивным двигателем - Jet Flying Belt, который продлил полет до нескольких минут, но оказался чрезвычайно громоздким и небезопасным в использовании.
Идея создания своего джетпэка появилась у новозеландца Гленна Мартина еще в 1981 году. В процесс создания аппарата он вовлек и свою семью: жену и двоих сыновей. Именно они выступали в качестве пилотов на первых тестовых запусках устройства в их семейном гараже. В 1998 году специально для разработки новой версии аппарата была образована компания Martin Aircraft. Ее сотрудники, а также исследователи из университета Кентербери помогли изобретателю достичь желаемого результата. В 2005 году после выпуска нескольких пробных моделей разработчики смогли добиться устойчивости устройства во время полета - и уже через 3 года успешно провели первый показательный полет на авиашоу в американском городе Ошкош.
В начале 2010 Mаrtin Aircraft объявила о выпуске первых 500 моделей, каждая из которых обойдется покупателю в 100 000 долларов. Как полагает компания, с ростом производства и продаж джетпэк будет стоить примерно как средний автомобиль. В этом же году журнал Time назвал Martin Jetpack одним из лучших изобретений 2010 года. Стартовые продажи уже начались - по словам разработчиков, компания уже получила уже более 2500 запросов.
Из-за малого веса устройства пилоту джетпэка не требуется лицензия на полеты в США (условия могут отличаться в других странах). Тем не менее, перед запуском предусмотрен обязательный обучающий курс от Martin Aircraft.
«Если кто-то считает, что не будет покупать джетпэк, пока он не будет размером со школьный рюкзак, это его право, - рассказывает Мартин. - Но нужно понимать, что тогда он не сможет купить джетпэк на протяжении всей своей жизни».
Специальной системы регуляции подобного воздушного транспорта в США пока нет, однако, по сообщениям создателей, Федеральная администрация по авиации (FAA) разрабатывает проект введения ЗD-магистралей в небе, основанных на сигналах GPS.
9 января 1919 года испанский изобретатель Хуан де ла Сиерва совершил первый полет на изобретенном им автожире. Эта удивительная машина - нечто среднее между легкими самолетом и вертолетом, но имеет массу отличий и преимуществ.
Автожир удерживается в воздухе с помощью несущего винта, вращение которого обеспечивает набегающий воздушный поток. Тянет аппарат обычный воздушный винт, как у самолета. Скорость автожира сравнима со скоростью легкого вертолета и несколько уступает легкому самолету (до 180 км/ч).
Достоинства этого летательного аппарата обширны: автожир дешевле легких самолетов и вертолетов, управлять им легче, а главное - он безопасен. Благодаря своему устройству машина не подвержена штопору, способна совершать мягкую посадку с неработающим двигателем, не чувствительна к турбулентности и не требует большой площадки для посадки. Автожир очень удобен для аэрофотосъемок, видеосъемок и наблюдения благодаря небольшой, в отличие от вертолета, вибрации. Кроме того, некоторые автожиры способны к прыжковому взлету. Взлет происходит по вертикали за счет накопленной энергии винта. Правда, такие автожиры - большая редкость: они дорогостоящи и в настоящее время они серийно не производятся. Мы решили вспомнить другие необычные летательные аппараты.
Airbus A300-600ST Super Transporter также известен как Airbus Beluga. Это воздушное судно и вправду очень напоминает кита белуху. Beluga - один из самых больших существующих самолетов. Таких в мире всего пять штук, и все они были созданы с единственной целью. Beluga предназначен для транспортировки секций самолетов. Части фюзеляжей самолетов компании Airbus собираются в разных странах Европы, а Beluga доставляет их в немецкий Гамбург и французскую Тулузу - именно там происходит окончательная сборка.
Самолет вертикального взлета и посадки - поистине необычный аппарат: у него отсутствуют шасси, ему не нужна длинная взлетно-посадочная полоса, он поднимается в воздух с места, как вертолет. Один из первых его прототипов - Ryan X-13 Vertijet - первый в мире реактивный самолет вертикального взлета и посадки. Пилоты, управлявшие этой машиной, характеризовали ее так: "меньше знаешь - увереннее летаешь". Платформа с самолетом поднималась в вертикальное положение, самолет был прикреплен к платформе с помощью крюка. Дальше запускался двигатель, X-13 поднимался в небо и только тогда переходил в горизонтальное положение.
Джетоватор в равной мере можно назвать и плавательным, и летательным аппаратом. Это летающее чудо техники уже стало хитом летнего сезона. Реактивный подъемник, или водолет, поднимается в воздух, отбрасывая вниз водяную струю. Летать этому аппарату позволяет сопло, в которое закачивается вода под давлением. По сути, джетоватор - это целых четыре устройства: гидроцикл, к которому присоединяется специальная насадка из алюминиевых труб, гибкий шланг и сам водолет. Это очень необычный и абсолютно безопасный аттракцион, который позволяет человеку почувствовать себя дельфином и парить над водой.
Мускулолет - летательный аппарат, приводимый в движение силой человеческих рук и ног. Мускулолеты могут быть и в виде самолетов, и вертолетов, и даже махолетов - когда аппараты машут крыльями, как птицы. Это очень легкие судна, вес которых меньше самого пилота. Конструкция мускулолета - прочный и тяжелый карбоновый "скелет", а все остальное создается по принципу "чем легче и дешевле, тем лучше".
ЭКИП (сокращенное название от "Экология и прогресс") - пожалуй, самый необычный из ныне существующих аппаратов. Его внешний вид напоминает космическую тарелку, но никак не самолет. Он круглый, как корабль НЛО, а вместо шасси у него воздушная подушка. ЭКИП был изобретен в начале 1980-х годов советским летчиком Львом Щукиным. Преимущества такого самолета в том, что он может совершать безаварийную посадку на неподготовленные грунтовые площадки или на воду даже на одном вспомогательном двигателе. К сожалению, концепт до конца не был реализован, поэтому амбициозное будущее ЭКИПа пока находится под вопросом.
Когда приступают к классификации предметов или явлений, то ищут основные, наиболее общие черты, свойства, которые служат доказательством их родства. Наряду с этим изучают и такие признаки, которые резко отличали бы их друг от друга.
Если мы, следуя этому принципу, начнем классифицировать современные летательные аппараты, то прежде всего встанет вопрос: какие же признаки или свойства летательных аппаратов считать наиболее важными?
Может быть, можно классифицировать их, исходя из материалов, из которых изготовлены аппараты? Да, можно, но это будет мало наглядно. Ведь из разных материалов можно сделать одно и то же. Алюминий, сталь, дерево, полотно, резина, пластмассы в тон или иной степени применяются при изготовлении н самолетов, и вертолетов, н дирижаблей, и воздушных шаров.
Может быть основой для классификации летательных аппаратов избрать: когда и кем сделан аппарат впервые? Можно классифицировать в историческом плане - это вопрос важный, но тогда под одну рубрику попадут несхожие между собой по многим признакам аппараты, предложенные в одно время и в одной стране.
Очевидно, не эти признаки для классификации нужно считать наиболее важными.
Ввиду того что летательные аппараты предназначены для перемещения в воздушной среде, их принято подразделять на аппараты легче воздуха и аппараты тяжелее воздуха . Итак, основой классификации летательных аппаратов является их вес по отношению к воздуху.
Мы видим, что к аппаратам легче воздуха относятся дирижабли, воздушные шары и стратостаты . Они поднимаются и держатся в воздухе за счет наполнения их легкими газами. К аппаратам тяжелее воздуха принадлежат самолеты, планеры, ракеты и винтокрылые аппараты.
Самолет и планер поддерживаются в воздухе подъемной силой, создаваемой крыльями; ракеты удерживаются в воздухе силой тяги, развиваемой ракетным авигателем, а винтокрылые аппараты - подъемной силой несущего винта. Существуют (пока в проектах) аппараты, занимающие промежуточное положение между самолетами и винтокрылыми аппаратами, самолетами и ракетами. Это так называемые преобразуемые самолеты, или конверто-планы, которые должны объединить с себе положительные свойства как тех, так и других и сочетать огромные скорости полета с возможностью висения в воздухе, возможностью взлетать без разбега и садиться без пробега.
Вертолет, как и автожир, относится к винтокрылым летательным аппаратам. Их различие состоит в том, что несущий винт автожира не связан с двигателем и может свободно вращаться.
Несущий винт вертолета (или несколько несущих винтов) в отличие от несущего винта автожира в процессе взлета, полета и посадки приводится во вращение двигателем и служит как для создания подъемной силы, так и тяги. Создаваемая винтом аэродинамическая сила используется как для поддержания вертолета в воздухе, так и для его движения вперед Кроме того, несущий винт является также органом управления вертолетом.
Если у самолета тягу создает воздушный винт или реактивный двигатель, подъемную силу - крылья, а органами управления служат рули и элероны, то у вертолета все эти функции выполняет несущий винт. Из этого становится понятным, насколько важно значение несущего винта на вертолете.
Вертолеты отличаются друг от друга по количеству несущих винтов, по их расположению, по способу привода вращения. В соответствии с этими признаками и разделены вертолеты, изображенные.
Загрузка...