Дельтаплан с двигателем ваз

МОТОДЕЛЬТАПЛАН: КОМПОНОВКИ И СХЕМЫ

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.

Но, прежде чем говорить о достоинствах и недостатках схем и компоновок мотодельтапланов, необходимо определить, что же следует понимать под термином «мотодельтаплан».

Существенным признаком последних является силовая установка. В связи с этим определение дельтаплана может быть в полной мере перенесено на мотодельтаплан с прибавкой определения «моторный».

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.

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.

Одной из разновидностей этой компоновки является аппарат с жесткой подвесной системой пилота, к которой крепится двигатель.

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».

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.

Наиболее популярной в первой группе МД стала компоновка № 2.

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.

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.

Читайте также:  Дмрв на двигатель 11194

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Очень часто, кстати, встречаются и «гибриды», включающие элементы различных схем.

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.

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.

Источник

Дельтаплан с двигателем ваз

3.2. Как строить дельтапланы

3.2.1. Каркас

С точки зрения прочности на изгиб наиболее опасным считается участок около узла SzK. Можно применить два способа усиления. Максимальное напряжение можно уменьшить, если увеличить момент сопротивления балки. Следовательно, одним из способов усиления является применение труб большего диаметра или более толстостенных. Толщина стенки может быть увеличена с помощью втулки меньшего диаметра, устанавливаемой в трубу, или с помощью гильзы большего диаметра, устанавливаемой сверху. Кроме того, не меняя геометрических характеристик сечения балки, прочность можно повысить за счет применения материала высокопрочных марок.

На балках с аутриггерами напряжение от изгиба сравнительно мало и основной причиной разрушений является сила сжатия балки. Критическая сила сжатия тонкостенной балки:

Критическая сила, таким образом, зависит только от размеров и модуля упругости трубы; в формуле нет параметра, определяющего предел прочности. Ввиду того, что модуль упругости для любого алюминиевого сплава одинаков, устойчивость материала сжатию не зависит от его марки. Следовательно, дельтаплан с аутриггерами может иметь боковые балки даже из чистого алюминия. Однако необходимо учитывать и дополнительные нагрузки. Балки из чистого алюминия легко деформируются, не устойчивы к коррозии и нетехнологичны. Каркас, построенный из труб, изготовленных из мягких сплавов, не имеет запаса упругости и приобретает остаточную деформацию даже при малейших изменениях формы.

Читайте также:  Как проверить двигатель винчестера
3.1. Стандартные трубы из алюминиевых сплавов
Внешний
диаметр,
мм
Толщина
стенки,
мм
Цена,
форинт/кг
Масса 1 м,
кг/м
Цена 1 м,
форинт/кг
Применение
15 1 109,6 0,12 13,15 Латы
20
22
1,5 82,10
76,50
0,24
0,26
19,70
19,89
Стойки
аутриггеров
25
28
30
32
1,5
1,5
2,0
2,0
76,50
71,40
67,20
67,20
0,30
0,34
0,47
0,51
22,95
24,28
31,58
34,27
Трапеция,
мачты
40
45
1,5 67,20
63,80
0,49
0,55
32,93
35,09
Боковая и
поперечная
балки, киль
45
50
2,5
2,0
57,40 0,90
0,81
51,66
46,49
Втулки усиления по
внешнему диаметру

Выявить дефекты структуры материала и производственные дефекты можно в домашних условиях с помощью простого оборудования (рис. 3.18). Все участки трубы должны выдержать без остаточных деформаций нагрузку, близкую к пределу прочности:


Рис. 3.18. Испытание балок простейшим способом

Для усиления труб стандартных размеров можно применять втулки без специальной станочной обработки. Выбирая, например, трубы для балок ∅ 40×1,5, в качестве втулок для них можно применять трубу ∅ 45×2,5. Поверхностные и внутренние дефекты труб делают невозможным плотные соединения, поэтому внутренний диаметр втулки целесообразно увеличивать на 0,2-0,3 мм. Наиболее подходящим инструментом для этого является разжимная развертка (рис. 3.20). Рис. 3.19 показывает сечение боковой балки «Ястреба» в районе узла SzK. Две части боковой балки составляют трубы ∅ 42×1,3, которые снаружи соединены развернутой втулкой ∅ 45X1,5, а внутри втулкой 040×2, выточенной на токарном станке. Развертывание и токарная обработка выполнены правильно лишь в том случае, если сопрягаемые поверхности легко скользят и устанавливаются на свои места. Для более точного соединения каждую втулку можно было бы подогнать по месту, но это затруднило бы замену деталей. Более плотно пригнанные втулки легко заклиниваются, стружка или песчинка может разрушить поверхность трубы, и без дополнительной деформации их нельзя разъединить. Но это и не требуется, поскольку окончательное соединение осуществляется болтами. Для компенсации неплотного соединения труб с помощью втулки необходимо, чтобы длина их соединения была больше утроенного диаметра трубы.


Рис. 3.19. Боковая балка ‘Ястреба’ в районе узла К

Хороший вариант соединения балок показан на рис. 3.21. Выборка зазоров между трубами осуществлена с помощью прокладки из синтетических материалов [тефлон (teflon) или данамид (danamid)]. Такое соединение обеспечивает плотный стык и исключает заедание.

Проектируя варианты стыков, кроме хитроумных идей, необходимо учитывать также и возможности промышленности. Конечно, детали, изготовленные на токарном станке или отлитые на заводе, легки и красивы, но ведь в большинстве случаев можно использовать и детали, изготовленные вручную в слесарных мастерских. Рассмотрим простейшие варианты соединений, которые сделаны из пластинок и болтов, имеющихся в продаже. Но, разумеется, никто не возражает и против того, чтобы детали были изготовлены в условиях серийного производства, а операции, производимые вручную, делались на станках. Детали к балкам прикрепляются болтами, а для этого их необходимо просверлить. В настоящее время проводятся эксперименты по созданию клееных и зажимных соединений, чтобы избежать сверлений, но эти методы пока не нашли большого распространения из-за их сложности и невысокой надежности. Вокруг отверстия может возникнуть концентрация напряжений, во много раз превышающая нагрузку в соседних сечениях, и таким образом, отверстие может стать причиной для появления трещин. Чтобы уменьшить скачки напряжения, места около отверстий необходимо усилить втулками. Стенки отверстий разбиваются болтами, поэтому и их желательно укрепить втулкой (например, пластмассовой). Если этого не делать, то отверстие рано или поздно потеряет свою форму. Для надежного крепления деталей болты необходимо затянуть, и втулки предохранят сечения балки от дополнительных нагрузок, вызванных затягиванием болтов.

Читайте также:  Диагностика двигателя практика ремонта


Рис. 3.21. Соединение, исключающее заедание. Прокладка, заполняющая зазор между трубами, обеспечивает плотный контакт сопряженных поверхностей

На рис. 3.22 показаны два варианта исполнения носовых узлов. Исполнение, показанное на рис. 3.22, а, можно сделать из одной пластины, загнув ее соответствующим образом. Одновременно пластина предохранит концы труб от деформаций при ударах. Исполнение на рис. 3.22, б несколько сложнее, так как здесь применены две так называемые радиусные шайбы (рис. 3.23). Радиусные шайбы изготовляют литьем из пластмассы или вытачивают из алюминиевой заготовки. Преимущество варианта, почказанного на рис. 3.22, б заключается в том, что при монтаже каждая балка в отдельности может быть вынута из каркаса, болтовое соединение не препятствует этому.

Изнашивание болтов, деформация пластины вызываются следующими причинами: значительными полетными нагрузками, грубыми ударами о землю при падении. Такие случаи часто повторяются, поэтому целесообразно делать носовые пластины из такого материала, который поддается ремонту.


Рис. 3.23. Радиусная шайба

Боковой узел SzK традиционной конструкции показан на рис. 3.24, а. Недостаток такого решения заключается в том, что боковая и поперечная балки находятся в разных плоскостях, поэтому в месте соединения возникают нагрузки, вызывающие срез, изгиб и растяжение. Радиусными шайбами можно уменьшить изгибающую нагрузку, однако это увеличивает силу растяжения. Чрезмерная нагрузка вызывает в боковом узле кручение передней части боковой балки и изгиб поперечной балки. Болт работает только на срез (в вариантах, показанных на рис. 3.24, б, в), и балки разгружаются от дополнительных нагрузок, возникающих в узле, показанном на рис. 3.24, а. От деформации пластины хорошо предохраняют «косынки» жесткости. На рис. 3.24, в приведен вариант двухстоечного аутриггера.

В центральном узле традиционной формы (рис. 3.25, а) крепление поперечной балки и киля осуществляется одним болтом (центральным). Он же держит кронштейн крепления трапеции и основание мачты. В таком случае поперечную балку делают цельной, поэтому разборку каркаса следует начинать с разборки узла SzK. Затем боковые балки складываются к килю, а поперечную балку поворачивают параллельно ему, отсоединяют нижние растяжки носового узла. Таким образом каркас легко складывается (рис. 3.26). Если поперечная балка состоит из двух частей, разборку производят без рассоединения основных стыковочных узлов (рис. 3.25, б, рис. 3.17).


Рис. 3.26. Разборка дельтаплана (поперечная балка из цельной трубы)

Пластины, соединяющие углы трапеции, одновременно являются точками опоры дельтаплана (рис. 3.27). Такие пластины предохраняют трапецию от камней и неровностей почвы. Рассоединив один из узлов трапеции, ее можно сложить.


Рис. 3.29. Узел F (хвост)


Рис. 3.30. Узел АС (верх мачты)


Рис. 3.31. Втулка, впрессованная в отверстие балки

Источник

Ответы на популярные вопросы