Автожир Airborne 200 - история постройки , рассказанная тем, кто его построил.

А построил его Мишель Гард (Michael Guard), Oklahoma City

Авторизованный перевод: Mr.TwistAir Вступление (его же): тем, кто планирует собственную постройку, будет полезно почитать эти диалоги. Дядька, не имея опыта постройки чего-либо, взялся за дело и сумел совместить осторожность с движением вперед. Мы не комментируем правильность его решений и качество результатов. Просто даем вам возможность побольше узнать о том, какие бывают проблемы и решения при самостоятельной постройке своего летательного апапрата. Эта статья может дать пищу для размышлений и подсказать некоторые идеи.

Счастливый строитель Мишель Гард: - Фанфары, господа! Представляю вам автожир Airborne 200. 

Теперь, почти четыре года спустя, могу показать свой аппарат. История получилась такая длинная, и она так изменила многие мои взгляды на конструирование, что кое-где я просто уже забыл, почему те или иные узлы получились в результате именно такими, какие они сейчас.

Начал я с того, что намеревался построить LittleWing в рамках ультралайта. Затем я решил преобразовать ее в аппарат с открытой кабиной и складной мачтой    собственной конструкции. Собрал фюзеляж и тут понял, что с ним в рамки ультралайта я никак не укладываюсь. Решил продать этот фюзеляж и начать делать другой - собственной конструкции.

Я сделал ферму короче и более узкой, вместо прямоугольной связки позади кабины сделал треугольную. В шасси использованы более тонкие трубы. Легкосплавные велосипедные колеса и гидравлические тормоза весят в два раза меньше, чем "авиационные" для ультралайтов. Выбрал двигатель Hirth 2704 потому, что он на несколько фунтов легче других движков такой же мощности.

Вскоре выяснилось, что ультралайт таки не получается, поэтому я плюнул на FAR103 и решил, что буду строить обычный "экспериментал". Появилась возможность добавить приборов, дугу безопасности над кабиной, усилить шасси и т.д. Ну и поставить вместо Хирта более приятный Ротакс 582.

Пару недель назад запустил двигатель, неделю назад сделал вывешивание. В эти выходные поставил ротор и проверил работу предварительной раскрутки. Получилось 140 об/мин. Думаю, если поставить более приличный карданный узел, будет немного больше. Сейчас у меня стоит обычный шарнир от гаечного ключа размером 3/8 дюйма, который изрядно трясется.

Кое-какие характеристики и цифры:

Вес пустого: 325 фунтов (159 кг)
Полетный вес: 530 фунтов (240 кг)
Запас топлива: 5 галлонов (18 литров)
Ротор: 22-футовый Dragon Wings
Двигатель: Rotax 582, 65 л.с.
Маршевый винт: 72-дюймовый (183 см) PowerFin

Положение центра тяжести еще не определялось. Вектор тяги маршевого винта проходит на 25 мм выше верхнего лонжерона.

По рекомендации Эрни (Эрни Бойетт, создатель "Доминаторов". -МТ.) я решил ставить 22-футовый ротор. Программа расчета нагрузок, которую написал Чак Бити, показывала, что нужен 23-футовый. Эрни сказал, что выбирать мне самому, оба варианта подходят, но меньший ротор лучше для турбулентной атмосферы, которая здесь в Оклахоме не редкость.

Алюминиевая мачта из квадратной трубы 2x2 дюйма может поворачиваться на толстой трубе верхнего лонжерона для складывания назад. Она может поворачиваться для складывания вокруг трубы большого диаметра на верхнем лонжероне, вместе с ней назад отклоняется вся система крепления втулки ротора. От наружных концов трубы, вокруг которой вращается мачта, к щекам крепления втулки ротора идут тросовые растяжки. Задний подкос мачты идет от дуги безопасности и стоит на резиновых втулках. Они должны гасить двухполупериодные вибрации. Чтобы сложить мачту, нужно просто вынуть болт, крепящий подкос к дуге безопасности. Лобовое стекло наклоняется назад вместе с мачтой.

После всех моих упражнений я проникся огромным уважением к тем, кто делает киты. Даже имея хорошие готовые чертежи, вроде чертежей Рона Херрона, построить по ним аппарат оказывается не так просто. Я довольно быстро махнул рукой на свои попытки записывать все, что делал.

Если все получится, и мой эксперимент завершится без неожиданностей, я буду считать, что все это стоило того. Но много раз за это время я думал, что надо было просто купить хороший кит - и я бы уже давно летал.

Отдельное спасибо хочется сказать Рэнди Бруксу (Randy Brooks) за то, что он постоянно заглядывал через мое плечо и тем уберег от многих глупых ошибок. Рэнди подсказал идею насчет тросовых растяжек для мачты, научил меня обтягивать трубы тканью и многому другому.

С Роном Мензи (Ron Menzie) я налетал около 15 часов как курсант. Думаю, в сентябре, когда закончу множество мелочей, я снова доберусь до Рона и еще потренируюсь. Тогда же покажу аппарат тамошнему DAR и под неусыпным оком Рона проведу летные испытания.

- Вывешивание успел уже сделать?

- Да, что-то вроде этого. Результаты получились примерно такие: без топлива 13 градусов носом вниз, с полным баком 11 градусов носом вниз. Рон Херрон (Ron Herron, создатель автожиров LittleWing. - МТ.) сказал мне, что это помогает заканчивать выравнивание на посадке. Есть еще один плюс: поскольку пилот сидит позади ЦТ, то, толстея с годами, я этот угол не испорчу.

- Это круто (влезает в разговор один из любителей. - МТ.). Я давно бродил вокруг идеи сделать LIttle Wing ультралайтом. Рон Херрон сам говорил, что летать на LW2 до того, как она была обтянута тряпкой, было классно. И я ему верю. Если (большое "если") я ее построю, то точно оставлю в виде скелета, хохмы ради.

Мне пока не удавалось LittleWing поближе рассмотреть, теперь хотел бы посмотреть твой аппарат тоже. Надеюсь, летать он будет так, как ты ожидаешь. Несколько вопросов появилось, можно?

- Вуаляй :)

- Приборы ручке не мешают? Или это она заперта сейчас для руления?

- Когда она в замке, то стоит между приборами, а в рабочем положении, конечно, не задевает их.

- Ты все чертил или просто примерял по месту? Мне интересно, чего было больше - расчетов или интуиции? Я когда-то был плотником :) Там многое делается на глаз, а любимая поговорка "Забей ... и приколачивай". Это, однако, применимо для перил, но вряд ли - для фюзеляжа :)

- Чертежник я еще тот, поэтому многое делалось без чертежей и точных расчетов. Рассчитывались углы отклонения втулки, расходы элементов управления и т.п. Рама по большей части делалась под мой организм путем примерок. Чертежи LittleWing были отправной точкой. Сидя в первом моем фюзеляже, я понял, что кабину  можно сделать меньше. Потом увидел чертежи крылатого ультралайта с треуголной фермой, они подсказали, как организовать ферму позади кабины. Расчет нагрузок не делался, т.ч. вся постройка - большой эксперимент. Больше всего я беспокоюсь насчет крепления мачты и двигателя, а надеюсь только, что интуиция не подвела. Несколько опытных строителей смотрели за моей работой и комментировали ее.

- Насколько близко к ультралайту удалось остаться (в смысле веса) и можно ли было как-то влезть в категорию ультралайта? LW2 не так уж тяжел, что такого тяжелого ты поставил?

- Рон на своем ультралайте использовал двигатель MacCulloch, возможно, это и позволило ему удержать вес. Я, правда, не знаю точно, сколько весит Мас, т.ч. это все лишь догадка. Я мог получить вес на 3-5 кг больше разрешенного для ультралайтов, но хотел играть строго по правилам.


- Что представляют из себя втулки/подшипники, на которые опирается мачта? Насколько далеко она может отклоняться назад при складывании?

- Внизу мачта вращается в бронзовых втулках, сквозь них и мачту пропущена стальная труба. Внутри этой трубы - стальной стержень (увесистый). От бокового смещения мачта фиксируется алюминиевыми дистанционными втулками. Сложенная мачта опирается на дугу безопасности кабины.

- А ты не думал делать то же самое, только двухместное?

- Да нет, даже в планах такого не было. У меня раньше был двухместный парамотор. Так вот, чтобы  законно летать на нем, мне пришлось получать категорию BFI (Basic Flight Instructor, инструктор первоначального обучения. - МТ.), чтобы я мог возить пасс,.. тьфу, курсантов. После всей этой мороки с бумагами, освоения двухместного самолета и т.д., я обнаружил, что 99% времени летаю в одиночку, т.ч. мой аппарат будет одноместным.

- Подумать только, открытый аппарат с тянущим винтом! Можно одеть кожаный шлем, очки и - конечно - белый шелковый шарф. Ребята с толкающими винтами умрут от зависти :))

- Эт точно :) Сегодня утром ездил на аэродром, сделал еще несколько снимков. Первые два - втулка ротора. Виден новый универсальный шарнир раскрутки, я поставил его только сегодня, покупал в McMaster-Carr (ну очень крупная компания, торгующая абсолютно всем для мастерового люда - около 400 000 наименований в каталоге, от шплинтов до деталей ЧПУ. - МТ.). Выглядит громоздко, но это был самый маленький, который я нашел для таких углов и оборотов. Пробовал найти маленький ШРУС, не преуспел, хотя ведь наверняка есть где-то.

По любому с новым шарниром получил на раскрутке уже 160 об/мин. Его все еще заметно трясет на проходных оборотах, но на высоких тряска уменьшается. Интересно, если добавить еще один шарнир, лучше станет? Вроде бы могут быть проблемы из-за разных углов отклонения первого и второго шарнира. Кто бы просветил...   

- Про втулку ротора и верхний узел раскрутки...

- Втулку вместе с ротором я получил от Эрни. Раскрутка - от Дика Вундерлиха (Dick Wunderlich. Старый Дик делает для всей Америки раскрутки с гибким валом. -МТ.), кроме квадратной трубы и шарнирного узла - это я делал сам. Целиком Вундерлиха я примерял сначала, но не стал ставить потому, что гибкий вал требует большого радиуса кривизны и практически висел у меня над шлемом.

На фото не очень хорошо видно, но тормоз ротора включается снизу жесткой тягой, соединенной с тормозом через угловую качалку.

Левое переднее (основное) колесо.

Обычный велосипедный тормоз, вилки я сделал сам. Верхние откосы шасси с пружинами прикреплены к вилкам шасси болтами, вверху они могут скользить внутри пружин. Наверное, дисковые тормоза вроде тех, что сделал Джон Ландри (Джон построил одну из самых интересных Gyrobee и продолжает экспериментировать с ней. -МТ.), работали бы лучше. Мои изначально оказались не так хорши, как я рассчитывал, поэтому появился

тормоз на хвостовом колесе.

Он здорово добавляет, я даже удивился. Сегодня утром попробовал: с тормозами на всех трех колесах я могу удерживать аппарат на месте на 4000 об/мин. двигателя!

- Что это за тормоза, Майк (на основных) - "Шимано"? Как насчет тормозов горного велосипеда? Или усилителя тормозов, чтобы уменьшить изгибающие нагрузки на вилке? Кстати, накладки могут очень сильно отличаться: предпочтительнее накладки Scott-Matthauser, они лучше держат и дольше ходят. А еще есть такие насадки, которые впрыскивают смазку прямо в боуден, стоящая вещь. Боудены должны быть усиленными, причем выбирать надо те, что выдерживают большие нагрузки без деформации. В общем, есть из чего выбирать.

В любом случае, наибольшие потери в велосипедных тормозах происходят из-за упругих деформаций вилки, потом - из-за деформации тормозних рычагов. На горных велосипедах суппорт расположен иначе, чем на дорожных, но он значительно крепче и стоит того, чтобы его поставить.

Обода, похоже, у тебя дешевые, на них тормоза нормально работать не будут. Стоит потратиться, но поставить хорошие обода, м.б. даже те, что с керамической тормозной поверхностью. И т.д., и т.п... Правда, велосипедные тормоза не предназначены для остановки таких тяжелых предметов, но их можно приспособить для этой работы. Если действительно хочешь получить хорший результат, посмотри тормоза Campagnolo для горных байков. Цены выдающиеся, но они того стоят.

- Спасибо за подсказки, Барт. Я знаю, что велосипедные тормоза могут сильно различаться. Эти я выбрал из каких-то соображений, не помню, почему. Посадочные точки для них я приварил, т.ч. переделывать будет сложно. Обода у меня хорошие, а вот про керамическое покрытие на них я не слышал. Надо  будет действительно попробовать разные накладки. Впрыск в боудены у меня есть - отличная вещь.

- Тогда еще расскажу про тормоза (м.б. стоило это напечатать в журнале для самодельщиков, ну да ладно :):

У велосипедных тормозов, если речь заходит о тормозном усилии, главной бедой является вовсе не проскальзывание колодок. Это частое заблуждение. Все дело в жесткости системы. Основных уязвимых точек - четыре, три из них - главные.

1) Жесткость колесной вилки. При приложении усилия вилка скручивается и расходится. Скручивание более ощутимо. Толщина стенки труб, из которых сделана вилка, на жесткость вилки практически не влияет, трубы могут быть очень тонкими. Здесь главную роль играет диаметр трубы - чем больше, тем лучше. Переразмеренные трубы практически не прибавляют веса, т.ч. берите самые тонкостенные трубы, которые вы сможете сварить, но - максимального диаметра.

 Усилитель тормозов ("brake booster") - это легкосплавная накладка, которая устанавливается возле основания тормоза. Ее назначение - снимать нагрузки с вилки. Если вы найдете такую, что влезет между вашей вилкой и колесом - поставьте ее. Это несложно, недорого и эффективно.

2) Жесткость тормозного рычага. Здесь надо брать рычаги от горного велосипеда, которые заметно дороже. Дешевые не работают. Они капризны, они гнутся и упираются, как невинная девица, они... забудьте про них. При выборе тормозов в велосипедном магазине, вы обнаружите, что отделка, внешний вид и цена прямо пропорцилнальны качеству (конечно, если речь идет о стандартных известных марках - Shimano, Campagnolo, Suntour. В бутиках ситуация иная.

3) Жесткость боудена. Здесь все просто: берите толстые, тяжелые, хорошо навитые боудены. Но при прокладке боудена имейте в виду, что он работает тем лучше, чем короче проложен и чем меньше количество и кривизна изгибов. Когда имеешь дело с тормозами на других машинах, все это не так важно, но с велосипедными - да, т.к. начальные располагаемые усилия уже малы и важно максимально снизить потери.

4) Жесткость самой тормозной накладки. Она значит не так много. Роль играет только коээфициент сцепления. Он отличный у накладок Matthauser, хороший у пропитанных Shimano ( у этих качество становится хорошим только после притирки).

Еще два нюанса:

1) некоторые типы велосипедных тормозов здорово теряют качество на влажных ободах и накладках.

2) подгонка тормозов играет важную роль. Если не знаете, как и что - зовите на помощь. Это кажется простым делом, но не является таковым. Сходите в местную велосипедную лавку и заплатите им за науку. Частой ошибкой является экономия на накладках: если они чересчур изношены, это может вылиться в разбитую физиономию на велосипеде. Не такая уж большая беда для мужчины, но потерять из-за этого аэроплан - очень обидно.

Есть еще дисковые тормоза для горных байков. $$$, но они того стоят.

Последнее: велосипедные тормоза лучше работают на ободах большего диаметра. Выбирайте колеса наибольшего диаметра, который допускает конструкция и ставьте самые широкие покрышки.

Занятие окончено :)

Двигатель - вид слева.

Двигатель я поставил на раму из алюминиевых труб, т.к. первая моторама была сделана под Хирт. Пришлось поднять двигатель почти на 80 мм, чтобы карбюраторы не упирались в ферму - на двигателе Rotax 582 они стоят намного ниже, чем на Хирте. Нашелся и плюс: ось винта на Ротаксе выше, чем на Хирте. Центр тяжести я еще не определял, только примерно оценивал, но с Хиртом он казался ниже, чем требовалось.

Двигатель, вид справа спереди.  Патрубок охлаждения на самом деле вовсе не касается глушителя. Радиатор мне собрали в местной автомастерской, обошлось в 200 баксов, но площадь получилась в два раза меньше, чем у штатного, и он не такой толстый.

- А что за краска такая на глушителе?

- Черт ее знает, маляры называли ее просто "высококачественная" :) Думаю, это что-то из разряда комбинаций алюминия с керамикой. Сайт у них airborncoatings.com
У них мастреская в миле от моего дома и, похоже, с окраской выхлопных для Ротаксов они хорошо знакомы. Стоило это всего 50 долларов. Обещали, что будет отличная защита от коррозии и греться глушитель будет заметно меньше.

- Ферму чем варил, "тигом"?

- Газом. Оказалось, что это для меня доступнее, чем остальное. "Тиг" и "Миг" я пробовал, но это было слишком давно - еще в школе. Хотя "тигом" варить было бы правильнее, мне об этом говорили.

Звонок в студию: Это Рассел. Мишель, похоже, тебе стоит добавить теплоизоляции под гибким валом раскрутки. Температура выхлопа у Ротакса большая, смазка в гибком вале может запечься, а то и резина оболочки подгорит.

- Точно, Расс, а как раз об этом думал. Алюминиевый защитный экран я уже сделал, с ним гибкий вал вроде бы вообще не греется.

Ну вот, пока мы с вами тут болтали, я уже поставил на раскрутку двойной шарнир, опять же из McMaster-Carr. Где-то прочитал, что это дает равные угловые скорости.

На сегодня раскрутка уже работает вполне сносно. На 4000 об/мин двигателя я получаю 160-165 об/мин на роторе. Я знаю, что еще нужно победить проскальзывание приводного ремня, т.к. заметил, что при работе на лобовое стекло летит резиновая пыль.
Надо еще добавить, что двойной шарнир и телескопический приводной вал обеспечивают полную свободу перемещения втулки при включенной раскрутке.

Комментарий Рона Херрона:

Мишель, аппарат выглядит здорово! Что касается Little Wing в весе ультралайта... Если она построена согласно документации и используется двигатель McCulloch (или аналогично легкий) - то аппарат вписывается в категорию ультралайтов. Мой первый весил 114 кг. Мы аккуратно взвешивали каждый элемент перед установкой, т.к. тогда представители FAA (Федеральная Авиационная администрация США. - МТ.) посещали мою мастерскую по меньшей мере раз в неделю. Я бы предположил, что у Мишеля мачта и втулка весят по меньшей мере на 9 кг больше, чем наша аналогичная сборка на LW.
Я ставил на ультралайт 5-дюймовые колеса 5" с барабанными тормозами, предварительной раскрутки не было.
Ферма LW-ультралайта весила  16 кг. Если кто не видел - на нашем сайте есть фото этой рамы.

М.Т.: На этом, собственно, интервью и заканчивается. Остался один закономерный вопрос:

-Когда летать-то планируешь начать?

- Если сложится - в конце сентября.

- Удачи!

Эта история была написана в августе 2004 года. 23 апреля 2005 мы получили приятное известие: автожир Мишеля совершил первые полеты! Облетывал его известный в США инструктор Рон Мензи (Ron Menzie), налетал в первый день полтора часа и остался весьма доволен аппаратом. Вскоре мы получим полетные фото и тогда расскажем о результатах облетов подробнее.

Стройте автожиры!

Ваш М.Т.

NB! Копирование данного материала полностью или частично в любом виде допускается только с разрешения Твистер-клуба.

Назад на АВТОЖИРные страницы Мистера Твистера

По всем вопросам пишите jjhelicopters@mtu-net.ru

или звоните 8-916-3717278

Удачи - в воздухе и на земле!