В целом к этому моменту аппарат готов, однако остается еще немало вещей, которые предстоит доделать:
· Электропроводка. Проводка, связанная с выключателем зажигания, приборами и другим оборудованием, должна быть сделана надежно и качественно, с использованием капроновых хомутов для крепления проводов к раме аппарата. Заранее подумайте о том, чтобы провода в дальнейшем не имели шанса попасть под маршевый винт или другие подвижные узлы (органы управления, например).
· Ограничители положения ротора. Когда вы первый раз установите лопасти ротора, возьмите ручку управления полностью назад (возможно, до упора в кресло) и проверьте положение лопасти относительно земли. Конец лопасти должен иметь просвет от земли по меньшей мере 30 см. Если этот просвет меньше, установите на передней кромке кресла ограничительную пластину с резиновой трубкой на передней кромке, отрегулировав положение этой пластины так, чтобы лопасть ротора не могла отклоняться назад больше, чем это допустимо (минимальный просвет до земли – 30 см).
· Маршевый винт. Наиболее подходящим для Gyrobee является деревянный двухлопастный винт 60-38. Единственная беда в том, что служит он намного меньше композитного. Хорошей заменой может стать поэтому двухлопастный 60-дюймовый IVO Prop с шагом, установленным на 14 градусов.
· Обкатка и уход за двигателем. Строго следуйте рекомендациям по экспуатации двигателя Rotax (или другого – который вы установили на аппарат). Точно выполняйте все, что требует изготовитель двигателя в части обкатки, эксплуатации, обслуживания и назначенных сроков службы. Большинство проблем с двигателями появляются как следствие несоблюдения простейших рекомендаций.
· ОСМОТР. Пришло время детально осмотреть ВСЕ. Проверьте, чтобы все болты были затянуты, установлены все контровочные булавки и шплинты на корончатых гайках, контровочная проволока, если вы использовали при постройке болты с отверстиями под контровку.
Сейчас самое время пригласить опытного пилота (не стесняйтесь пригласить своего инструктора), чтобы он осмотрел машину. Свежий взгляд человека, не участвовавшего в постройке аппарата, часто легче заметит то, что вы упустили.
ОБУЧЕНИЕ ПОЛЕТАМ: ДАЖЕ И НЕ ДУМАЙТЕ О ТОМ, ЧТOБЫ ПОПЫТАТЬСЯ ВЗЛЕТЕТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО, ПРЕЖДЕ ЧЕМ ВЫ ПРОЙДЕТЕ КУРС ОБУЧЕНИЯ И ПОЛУЧИТЕ ДОПУСК К САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ ПОЛЕТАМ!
И даже когда вы получите допуск к самостоятельным полетам, набирайтесь опыта очень осторожно, при достаточно спокойной погоде.
Приступайте к полетам при более сильном ветре только приобретя опыт полетов в спокойной атмосфере.
НАСТРОЙКА РОТОРА
Фотография на этой странице показывает втулку Gyrobee и сделана в наш самый первый летный сезон. Я подписал ответственные детали для того, чтобы облегчить вам понимание того, о чем пойдет речь ниже.
НАСТРОЙКА ВТУЛКИ РОТОРА
Триммерная пружина
Пружину мы установили потому, что ее ставят все. С 25-футовыми лопастями
Rotordyne необходимое натяжение пружины было настолько малым, что в конце концов мы ее просто сняли. Без пружины продольное усилие на ручке отсутствовало в диапазоне скоростей 45-50 миль в час - отлично! Лопасти Brock
также хорошо летали без пружины. Напротив, стандартные Dragon
Wings (без подогнутой задней кромки) требовали очень сильного натяжения пружины, настолько, что нам даже пришлось переместить точку крепления пружины на продольном рычаге до конца вперед, чтобы добиться максимально возможного действия пружины. Нынешние лопасти Dragon Wings имеют отогнутую заднюю кромку, которая должна уменьшить пикирующий момент, но я на них еще не летал.
Почему же без пружины?
Хорошо, я уже несколько раз все это объяснял «экспертам», которых не устраивали мои объяснения. Попробуем еще раз. Gyrobee, которая при вывешивании имеет угол в 10 градусов носом вниз, может рассматриваться как машина с относительно тяжелым хвостом по сравнению с типичным для большинства АЖ углом в 14-16 градусов (относительно главной балки!).
Упрощая, можно сказать, что подобная установка угла равносильна смещению ЦТ назад, используя вес аппарата для триммирования по скорости взамен использования пружины. Я бы не пользовался этим объяснением, но реальность именно такова: продольное усилие на ручке при использовании большинства лопастей равно нулю на скоростях 45-50 mph!
Предел отклонения ротора по крену
На прототипе Gyrobee, диапазон отклонения ротора по крену равен 10 градусов влево и 11 градусов вправо.
Некоторые втулки имеют меньшее отклонение, но я бы советовал иметь суммарный диапазон не ниже 20 градусов. На фото вверху обратите внимание, что опорные блоки втулки несколько выступают вверх над щеками втулки для того, чтобы обеспечить нужный зазор для нижних кромок боковых блоков. Если бы это не было сделано, боковые блоки упирались бы в верхние кромки щек, ограничивая возможность отклонения по крену. Эта маленькая деталь (выдвижение опорных блоков вверх относительно щек) позволяет добавить необходимые градусы к диапазону отклонений.
Предел отклонения ручки и втулки назад
На ранних фазах раскрутки ротора желательно иметь возможность как можно большего отклонения ротора назад. Чем больше можно отклонить ротор назад, тем легче он раскручивается и тем короче будет разбег до взлета. Это в частности очень важно именно для Gyrobee, поскольку сама она не может сильно отклониться назад, опираясь на хвост. Отклонение ротора назад ограничено возможностью касания ротором либо земли, либо вертикального оперения. Высокая мачта, которую получила Gyrobee, избавляет от опасности касания земли, даже с 25-футовым ротором. Касание ротором вертикального оперения – другая история, поскольку хвост у Gyrobee длиннее, чем у большинства АЖ. Сделано это для того, чтобы сделать руль направления более эффективным на малых скоростях (или при полете без двигателя) и менее чувствительным при нормальном полете. Практически предел отклонения втулки назад может быть определен, если полностью отклонить втулку назад и притянуть вниз-назад лопасть, насколько это позволяют сделать упоры втулки. При этом необходимо, чтобы зазор между лопастью и ближайшей к ней точкой хвоста составлял не менее 15-30 см. У Gyrobee (с хвостовым оперением Brock) это достигается при отклонении втулки назад на 20 градусов.
Предел отклонения ручки и втулки вперед
Говоря практически, ход ручки вперед должен быть достаточным, чтобы иметь возможность установить скорость, требуемую на посадочной прямой при посадке с выключенным двигателем. С другой стороны, угол отклонения ручки вперед не должен быть чересчур большим, чтобы не было возможности отклонить ротор вперед на отрицательный угол. На Gyrobee втулка установлена таким образом, что передним ограничителем служит продольный рычаг. Единственная ситуация, когда ставим ручку в это положение, это при рулении, с тем, чтобы иметь наибольшее расстояние от ротора до земли со всех сторон. Вынужденные посадки, как имитированные, так и реальные, показали, что требуемый расход ручки вперед намного меньше ее крайнего переднего отклонения. Поэтому можно без опасений ограничить допустимое отклонение ротора вперед цифрой +4…+5 градусов.
Все указанные измерения отклонений втулки были сделаны с помощью обычного магнитного транспортира, который можно купить в большинстве инструментальных магазинов Ace Hardware. Проверить втулку перед ее установкой и измерить ее предельные углы отклонения – не самая плохая мысль. В нашем случае мы взяли втулку Rotordyne, и диапазоны ее отклонений по крену и тангажу составили по 20 градусов. Некоторые головки, такие как Rotor Hawk, показали меньший диапазон – около 16 градусов. Часто можно несколько расширить диапазон по тангажу. Для этого можно аккуратно опилить напильником или фрезой верхнюю часть опорных блоков, которые часто являются причиной ограничения диапазона по тангажу. Любые подобные изменения должны быть незначительными. Вам не придется снимать много металла, чтобы получить существенные изменения. Верхняя плоскость при этом должна обрабатываться так, чтобы продольный блок по окончании обработки плотно прилегал к опорам по плоскости. Это сведет к минимуму возможные нагрузки на продольный блок, в противном случае он будет упираться под острым углом и нагрузки будут больше.
Угол между щеками и втулкой
Щеки служат для того, чтобы установить втулку под определенным углом к мачте, а также закрепить втулку в нужном положении вдоль строительной оси, которое было определено при вывешивании. На аппаратах типа Bensen мачта сама отклонена назад под углом 9-10 градусов, а вертикальная ось втулки совпадает с осью мачты, и за счет этого отклонена примерно на 10 градусов назад. Этот угол примерно равен углу вектора тяги ротора в полете, но может быть изменен в приличных пределах, которые мы используем при настройке ротора Gyrobee. Вы можете работать в любой последовательности, какая вам нравится но, следуя указанным ниже рекомендациям шаг за шагом, попадете в нужную точку, затратив минимум времени.
(1) Пробные щеки. Отличная мысль: заготовить несколько кусков полдюймовой фанеры и сделать из нее несколько пробных пар щек. Эти щеки на разных этапах постройки можно будет устанавливать на мачту или к втулке с помощью крепежа штатного размера (любой крепеж из приличной стали подойдет). Это позволит легче провести настройки втулки и ее установку. Когда все станет ясно, на место встанут штатные алюминиевые щеки со штатным авиационным крепежом.
(2) Вычисление угла установки втулки. Первым шагом является вычисление угла установки втулки (HA), основанное на определенном диапазоне отклонений по тангажу (HT) и желательном предельном отклонении ротора назад (RL).
Формула выглядит следующим образом:
HA = RL - (HT x 0.5)
Если вычислять для прототипа Gyrobee, то желательный угол отклонения ротора назад (RL) = 20 градусам, а диапазон по (HT) = 20 градусам для втулки Rotordyne. Подставив цифры, получим:
HA = 20 - (20 X 0.5)
HA = 20 -10
HA = 10 градусов
Таким образом, нам требовалось установить втулку относительно мачты (которая вертикальна) под углом 10 градусов назад.
Если, к примеру, вы планируете тот же угол отклонения втулки назад (20 градусов ), но используете втулку Rotor Hawk, имеющую диапазон по тангажу (HT) только 16 градусов. В этом случае мы получим:
HA = 20 - (16 x 0.5)
HA = 20 - 8
HA = 12 градусов
Получается, что втулку Rotor Hawk следует устанавливать относительно мачты под углом 12 градусов назад, чтобы получить тот же предельный угол отклонения ротора назад. Можете потренироваться на других цифрах.
(3) Вычисление предельного отклонения ротора вперед
Рассчитав отклонение ротора назад (наиболее важный параметр) мы можем теперь посмотреть, что это даст при определении предельного отклонения ротора вперед (FL):
FL = HA - (HT X 0.5)
Вспомните, что для прототипа Gyrobee HT равен 20 градусам и HA равен 10 градусам.
Подставив числа, получим:
FL = 10 - (20 x 0.5)
FL = 10 - 10
FL = 0 градусов
Неудивительно: мы получили ровно то, что ожидали.
В случае с втулкой Rotor Hawk
(HA = 12 град. и HT = 16 град.), результат получится несколько иной:
FL = 12 - (16 x 0.5)
FL = 12 - 8
FL = 4 градуса
Как было указано ранее, мы совершенно не хотим, чтобы предельное отклонение ротора FL допускало отрицательные углы. В данном случае
4 градуса (положительный угол) должны дать хороший результат. Точно так же вы можете потренироваться, делая вычисления для своего аппарата. Если FL больше, чем 5 градусов, то можно доработать втулку, чтобы получить больший диапазон отклонений по тангажу (HT) и затем произвести расчеты заново.
(4) Проверка расчетов. Теперь, когда у вас есть результаты необходимых расчетов, изготовьте пару пробных (фанерных) щек с углом установки втулки (HA), нанесенным согласно расчетам, и проверьте, соответствуют ли углы отклонений вашим расчетам.
(5) Сделайте контрольное вывешивание. Сделайте его, если в предыдущем пункте все получилось как нужно. Не забудьте: полбака топлива и пилот в кресле. Желаемый продольный угол наклона аппарата равен 10 градусам носом вниз. Угол измеряется между балкой и горизонтом. Если вы готовы допустить один градус отклонения от нормы, то лучше, чтобы этот градус был в сторону уменьшения отклонения носа вниз, а не наоборот.
(6) Настоящие щеки. После того, как вы добились нужных углов при вывешивании, изготовьте настоящие щеки из алюминия марки 6061-T6 (толщина листа1/8 дюйма), взяв в качестве шаблона фанерные щеки. Установите щеки и втулку, используя требуемый крепеж авиационного качества.
(7) Тяги управления. Теперь, когда втулка установлена под правильным углом в нужном месте и закреплена, как положено, изготовьте вертикальные тяги управления, после чего проверьте действительные углы отклонения втулки с помощью ручки управления. С этого момента все доводки управления ротором должны по идее касаться только ручки управления и проводки от нее до втулки, поскольку остальное уже отрегулировано и проверено.
Правильная настройка ротора предусматривает, что система «лопасти-коромысло» отвечает четырем основным критериям:
· Ротор правильно отбалансирован вдоль хорды
· Ротор правильно отбалансирован вдоль размаха
· Обе лопасти имеют одинаковый шаг
· Лопасти сориентированы «по струне»
Я остановлюсь на каждом из этих моментов подробнее:
Балансировка вдоль хорды
По хорде лопасти должны иметь центр тяжести в районе 25% - отметки. В большинстве случаев с современными лопастями это уже сделано изготовителем лопастей. Если вы собираетесь использовать экструдерные лопасти марки Fleck, вам понадобится установить прилагаемый к ним стержень, который вставляется внутрь лопасти и обеспечивает балансировку по хорде.
Балансировка вдоль размаха
Если вы приобрели ваш ротор в комплекте с коромыслом, изготовитель должен настроить их для точной балансировки по размаху. Не забудьте, что при этом лопасти и коромысло должны иметь метки (обычно буквы А и В или цифры 1 и 2 для обозначения лопастей и соответствующих им концов коромысла). Убедитесь, что при сборке ротора вы не перепутали их местами.
Шаг лопастей
Существует несколько способов, чтобы выразить шаг лопасти. Когда дело доходит до настройки ротора, шаг выражается в виде угла между горизонтальной плоскостью коромысла и продольной осью хорды лопасти. При этом положительный шаг (в градусах) означает, что передний конец профиля лопасти смотрит вверх. Насколько велик требуемый шаг лопасти – зависит от соотношения двух факторов: подъемной силы и силы, обеспечивающей вращение ротора. К сожалению, чем больше шаг, тем труднее начинать раскрутку ротора и труднее довести его до рабочих оборотов, так что установка шага – это всегда компромисс между подъемной силой и крутящими свойствами ротора. Когда мы летали на лопастях Rotordyne и опробовали лопасти Brock, мы устанавливали шаг +0.75 градуса. Другие лопасти могут показывать лучшие характеристики при других значениях шага.
Не столь важно, какой именно шаг вы установите на лопастях. Важно, чтобы этот шаг был одинаков на обоих лопастях. Если этого не будет, лопасти будут не соконусны и это выразится в первую очередь на сильной вибрации на ручке. При использовании лопастей Dragon Wings или Sky Wheels вам не придется устанавливать шаг, т.к. эти лопасти уже имеют шаг и крутку, установленные производителем и регулировка шага на этих роторах не предусмотрена.
Установку шага нельзя произвести точно, если использовать только метки на коромысле. Мы использовали пару дополнительных алюминиевых уголков 1/2х1/2х1/8 дюйма), закрепленных струбцинами на коромысле вдоль горизонтальной плоскости коромысла вперед по направлению вращения лопасти. Уголок не гнется, поэтому ошибка измерения угла сводится к минимуму.
Чтобы закрепить уголки на коромысле подойдут любые небольшие струбцины или зажимы. Если установить уголки так, чтобы их дальние концы были на расстоянии 57.3 дюйма от центра коромысла, то каждый 1 дюйм смещения уголка будет соответствовать одному градусу изменения шага. Если уменьшить расстояние в два раза, до 28.6 дюйма, то одному градусу будет соответствовать смещение на 0.5 дюйма. Концы уголков могут быть слегка повернуты друг к другу так, чтобы они почти касались друг друга дальними концами – это облегчает измерение отклонений.
Мы использовали длинные уголки, те, у которых 1 дюйм отклонения соответствует одному градусу шага. К примеру, чтобы установить шаг равным +0.75 градуса, следует:
1. Слегка затянуть болты, фиксирующие лопасть в узле регулировки шага.
2. С установленными по месту уголками, проворачивать наружную половинку узла (со стороны лопасти) до тех пор, пока превышение конца наружного уголка над концом внутреннего не составит 0.75 .
3. Аккуратно, чтобы не сместить настройку, затянуть болты регулировочного блока.
4. Повторить операцию со второй лопастью, стараясь получить ровно такое же положение, что и на первой лопасти.
Установка лопастей таким образом достаточно точна и проста – этот способ предпочтительнее любых других.
Установка лопастей в линию («по струне»)
Некоторые лопасти, в зависимости от способа их крепления к коромыслу, устанавливаются в линию сами собой. Это касается, в частности, лопастей Sky Wheels и Brock. Некоторые другие лопасти изготовлены очень близко к идеалу, например, лопасти Dragon Wings, которые выпускает Ernie Boyette. Они достаточно хорошо отцентрованы уже при изготовлении. Тем не менее, ничто не мешает ( и не повредит) проверить лопасти, поскольку их качественная регулировка по струне является необходимой, если вы хотите избежать тряски на ручке.
Лопасти и коромысло считаются отрегулированными по линии, если для любой точки лопасти, прямая, соединяющая эту точку с такой же точкой второй лопасти, проходит через геометрический центр точки подвеса (teeter block), как показано на диаграмме. Поскольку нам необходимо иметь что-то более практическое, нежели воображаемая прямая, мы используем струну. Обычно эта струна натягивается от конца одной лопасти к концу второй, причем точки крепления струны должны быть одинаковы для обоих лопастей. Лопасти считаются отрегулированными по струне, если она проходит ровно через вертикальную ось блока подвески (teeter block). Отверстия под болты на большинстве лопастей несколько превосходят по размеру сами болты, поэтому, наживив эти болты от руки, вы можете регулировать лопасти по струне. Добившись нужного положения, аккуратно, чтобы не сбить настройку, затяните болты. Есть несколько простых практических приемов, облегчающих эту процедуру:
1. Если вы еще не пометили центральную точку блока подвески (teeter block), сделайте это с помощью острого карандаша или тонкого маркера, проведя диагонали на верхней плоскости и получив среднюю точку. Кернером
Наметьте точку пересечения. Делать это нужно очень аккуратно, иначе вся работа по выставлению лопастей не даст иного результата, кроме удивления – почему не получается.
2. В качестве струны используйте леску на 10 кг.
3. Установите лопасти на коромысло, наживив болты от руки.
4. Зафиксируйте наружные концы лопастей и центральную часть коромысла в таком положении, чтобы, когда вы натянете струну, она не коснулась деталей ротора.
5. Натяните струну между двумя одинаковыми точками обоих лопастей. Если вы натягиваете струну между задними точками законцовок лопастей, то струну можно закрепить обычными прищепками.
6. Установите лопасти таким образом, чтобы прямая линия струны, соединяющая одинаковые точки двух лопастей, прошла через центр блока подвески.
7. Аккуратно затяните болты, крепящие одну лопасть к коромыслу. Главное при этом – не сместить положение лопасти.
8. Если требуется – поправьте положение второй лопасти и затяните крепящие ее болты.
