Самодельный экраноплан
Согласно определению, сформулированному во «Временном руководстве по безопасности экранопланов», принятом ИМО: экраноплан — это многорежимное судно, которое в своём основном эксплуатационном режиме летит с использованием «экранного эффекта» над водной или иной поверхностью, без постоянного контакта с ней, и поддерживается в воздухе, главным образом, аэродинамической подъёмной силой, генерируемой на воздушном крыле (крыльях), корпусе, или их частях, которые предназначены для использования действия «экранного эффекта»
Основная цель, которую мы поставили перед собой, — создание спасательного средства, способного быстро оказать помощь тонущим или терпящим бедствие на воде людям и с минимальными потерями времени доставить пострадавших на берег для оказания неотложной помощи. Конечно, такой аппарат может быть использован и для связи. Нам казалось, что с помощью несложного навесного крыльевого устройства можно придать совершенно новые качества практически любому серийно выпускаемому нашей промышленностью судну — будь то мотолодка или катер.
Для начала мы избрали в качестве основы корпус мотолодки из стеклопластика, с обводами «тримаран», известный под названием «Кристалл» (эта лодка была выпущена небольшой серией предприятиями ОСВОДа). На ней установили легкосъемные плоскости стреловидной (в плане) формы, имеющие большое отрицательное V и погруженную в воду заднюю кромку (общий вид показан на рисунке 1, схема в трех проекциях — на рисунке 2). При этом сама лодка не подвергалась сколько-нибудь серьезным переделкам, если не считать усиления транца и вклейки бобышек для крепления моторамы.
В процессе испытаний мы предполагали опробовать два варианта движителей — сначала водяной, а затем воздушный винт, с приводом в обоих случаях от силовой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25». В первом случае управление осуществляется поворотом всего мотора, во втором — с помощью воздушного руля площадью 1,2 м2, расположенного непосредственно за винтом.
Как уже говорилось выше, на больших скоростях многие моторные суда имеют тенденцию отрываться от воды и переходить в режим полета на очень малой высоте, определяемой, как правило, глубиной погружения водяного винта (в случае установки воздушного винта эта высота может быть значительно больше). Очень часто суда с водяными винтами, выскочив из воды, продолжают движение, совершенно не касаясь воды, как говорят специалисты, — «на одном винте».
Но такое движение практически является неуправляемым и даже опасным. Разработанная нами крыльевая система, благодаря ее особой форме, делает полет около поверхности воды более стабильным и, что самое главное, саморегулирующимся: при возникновении крена на опускающемся вниз крыле быстро растет подъемная сила, и прямолинейный полет сам собою восстанавливается. Вследствие такой саморегуляции отпадает надобность в установке элеронов самолетного типа, и управление таким судном не требует длительной тренировки водителя.
Сам полет (в случае установки обычного подвесного лодочного мотора) происходит следующим образом: в статическом положении, при нормальной осадке лодки, задняя кромка обеих плоскостей погружается в воду на глубину 80-100 мм; при трогании с места и на скоростях порядка 20-30 км/ч эти погруженные участки крыльев создают дополнительную подъемную гидродинамическую силу, способствуя «всплыванию» лодки; одновременно на непогруженной части крыльев возникает аэродинамическая подъемная сила, и при достижении лодкой воздушной скорости порядка 50-55 км/ч происходит отрыв крыльевой системы от поверхности воды. Узкая щель, образующаяся при этом между задними кромками крыльев и водой, способствует протеканию встречного потока вдоль корпуса лодки, увеличивая тем самым подъемную силу и как бы «выглаживая» волны и брызговые струи. Лодка взлетает и продолжает движение на высоте 0,3-0,5 м, используя эффект динамической воздушной подушки.
Из сказанного понятно, что наивыгоднейшим для быстрого взлета является движение против ветра — в этом случае его скорость суммируется со скоростью лодки, и необходимая воздушная Скорость достигается быстрее, В случае установки подвесного мотора высота полета регулируется автоматически; по мере выхода гребного винта из воды она может снижаться, поскольку тяга винта падает. Эта взаимозависимость облегчает управление аппаратом и позволяет надеяться на широкое распространение в недалеком будущем «летающих лодок» именно с подвесными моторами.
Винтомоторная установка с воздушным винтом значительно расширяет рамки применения «летающих лодок», поскольку они становятся независимыми от воды и способны продолжать полет практически над любой подстилающей поверхностью, будь то песок, заболоченные луга, молевые участки водоемов или лед. При этом высота полета может увеличиться (с описываемым крыльевым устройством) до 1-1,5 м.
Разработанная и построенная нами винтомоторная установка состоит из силовой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25» с цепной передачей на воздушный винт. Редукция 1 : 3, что позволяет максимально использовать КПД винта. Поскольку двигатель «Вихря» имеет водяное охлаждение, его пришлось оборудовать водорадиатором и расширительным бачком емкостью 2 л. В качестве водорадиатора можно использовать маслорадиатор от автомобиля «Москвич-412» или один из имеющихся в ассортименте автомобильных водяных обогревателей, установив его так, чтобы он обдувался потоком воздуха от винта.
Юный техник — для умелых рук 1980-01, страница 4
СНЕЖНЫЕ САНДАЛЕТЫ. Две конструкции сандалет (рис. 13, 14), надеваемых прямо на лыжные ботинки, придумали американцы К. Херольд и Д. Мак-Дональд. Сделать себе ту или иную пару сандалет по выбору можно за несколько часов.
Подберите гладкую березовую доску толщиной 30 мм и несколько кожаных ремешков. Встаньте на доску правым ботинком так, чтобы волокна дерева проходили вдоль ботинка. Очертите карандашом его контур. То же самое сделайте для левого ботинка. Слева и справа по контурам дайте припуск 15— 20 мм, а спереди и сзади 30—40 мм.
Спрямите контур вдоль длинных сторон. Отрежьте ножовкой заготовки. Ножом тщательно остругайте нижнюю
плоскость, придав ей в середине небольшую выпуклость. На боковой поверхности сделайте пазы. Мебельными гвоздями прибейте в пазах задники и ремешки. Остается на скользящей поверхности сандалет Херольда устано
вить невысокие лезвия. Благодаря им будет легче выполнять повороты. Сандалеты Мак-Дональда имеют более ^ложную конструкцию задников и закрытых спереди носков.
В. ЗАВОРОТОВ Рис. В. РОДИНА
ЭСКА-1 — это экранолетный спасательный катер-амфибия, созданный группой Молодых специалистов в Центральной лаборатории новых видов спасательной техники.
ЭСИА — аппарат на воздушной подушке, но особенной. Обычно на катера такого типа устанавливают вентиляторы, которые и создают воздушную подушку. У экраногета же она возникает за счет набегающего потока воздуха: между крылом и экраном (поверхностью) образуется избыточное давление. Оно и создает подъемную силу под крылом аппарата.
Экргнолет может стремительно скользить по водной глади озера или водохранилища, легко отрываться от воды и лететь на метровой высоте.
Экранолет оснащен 30-сильным мотоциклетным двигателем и может развивать скорость до 120 км/ч.
Подробно об экранолете ЭСКА-1 мы рассказывали в «ЮТе» № 2 за 1974 год.
Итак, предлагаем вам сделать модель экранопета.
Чертежи модели выполнены в масштабе 1 : 33 от натуральной величины.
Для работы Еам потребуются: чертежная бумага, плотный картон, несколько канцелярских скрепок, кусочки пробки и прозрачная пленка. Инструменты обычные: нож или скальпель, ножницы, шило.
Модель состоит из картонного каркаса, детали которого обозначены буквами, бумажной обшивки — детали ее пронумерованы арабскими цифрами и проволочных деталей — они помечены римскими цифрами.
КОРПУС. Прежде всего изготовьте картонные детали каркаса корпуса: Б, В и шпангоуты А, Г, Д, Е, Р, С. Копировать и вырезать эти детали нужно очень аккуратно — тогда они точно подойдут друг к другу. Пользуясь схемой сборки, склейте каркас корпуса. В указанное стрелкой место вклейте кабину 19 с креслом 18 и ручкой управления V (ее основание обернуто бумажной лентой 17 на клею). По обе стороны детали Б приклейте кусочки пробки.
Теперь можно приступать к оклейке каркаса корпуса бумажными деталями, В первую очередь приклейте обшивки 9 и 16. Снизу к ним приклейте детали днища 14 и 15, а сверху — деталь 2.
Детали фонаря кабины З1 и 41 советуем вырезать из прозрачной пленки. Тогда будет просматриваться внут-» реннее оформление кабины — это украсит модель и придаст ей еще большее сходство с настоящим экранолетом.
По указанным на чертеже линиям сгиба согните деталь 41 и вставьте ее В зазоры между кабиной 19 и обшив* кой 16. Сверху наклейте деталь 4. Затем на деталь З1 наклейте деталь 3. По-* лучившееся лобовое стекло закрепите клеем на отведенном ему месте.
КИЛЬ. Силовая часть его — каркас-— уже готова, и вам остается лишь приклеить на место обшивку 10.
СТАБИЛИЗАТОР склеивается из бумажной детали 11, внутрь которой предварительно вкладывается картон-*
на
А
Руководство по сборке экраноплана Касатка-1
oflin
Full Member
Двухместный экраноплан Касатка-1 предназначен для активного отдыха, обучения пилотированию, а также может быть использован в иных целях. Экраноплан спроектирован по схеме «полутандем», что дало возможность значительно уменьшить габариты конструкции . Известный недостаток тандемного расположения крыльев — затенение заднего крыла, устранен за счет сближение крыльв до такой степени, когда начинает проявляться щелевой эффект.
1. Лицензионный договор 2. Описание экраноплана Касатка-1 2.1. Назначение 2.2. Основные размеры 2.3. Летно-технические характеристики 2.4. Аэродинамическая компоновка 2.5. Гидродинамическая компоновка 2.6. Управление 2.7. Материалы и комплектующие 3. Сборка экраноплана 3.1. Днище 3.2. Силовой набор фюзеляжа 3.2.1. Чертежи и сборка шпангоутов 3.2.2. Продольный набор каркаса фюзеляжа 3.2.3. Дополнительные элементы фюзеляжа 3.3. Обшивка фюзеляжа 3.4. Киль 3.5. Остекление 3.6. Крылья 3.7. Управление 4. Испытания экраноплана 5. Приложения
Вложения
Yakut-AZ1
Живущий небом.
oflin
Full Member
oflin
Full Member
Габариты (длина, ширина, высота) 5,5х5,5х2 м Кабина (длина, ширина, высота) 2,0х0,75х1,2 м Ширина транспортировочная 2,0 м Осадка 0,2 м Вместимость 2 чел Фюзеляж Каркасный, стекло-базальтопластиковый, расширенный Крылья Стеклопластиковые, с удлинением 4 и 8 Несущая площадь 10 кв. м Удельная нагрузка на площадь 40-55 кг / кв. м Топливная система Бак емкостью 40-50 л Двигатель Rotax, 65 или 80 л.с Воздушный винт 3-лопастный, переставного шага, D 1600 мм Тяга статическая 140-180 кг Порожний вес экраноплана 300-350 кг (до 200 кг фюзеляж, 60 кг СУ, 50 кг крылья) Грузоподъемность 200 кг Полезная нагрузка 33-40 % Макс. скорость движения на экране(лед/вода/снег/песок) >200/170/200/200 км/ч Крейсерская скорость на экране 150/140/140/140 км/ч Скорость отрыва 65-70 км/ч Дистанция отрыва 50-100 м Аэродинамическое качество До 25 экран, до 12 самолетный режим Расход топлива 10-15 л/ч Дальность хода 500 км Оптимальная высота полета 0,5 м
oflin
Full Member
oflin
Full Member
Таким образом, для продольной стабилизации экраноплана, одновременно используются четыре фактора. Рассмотрим работу аэродинамической системы в некоторых режимах:
А. В результате порыва ветра, экраноплан начал поднимать нос. Для прекращения кабрирования необходимо, чтобы подъемная сила на заднем крыле росла быстрее чем на переднем, что происходит за счет: 1. Незначительного относительного увеличения угла атаки основной части заднего крыла. 2. Значительного увеличения угла атаки консольной части заднего крыла. 3. Более резкой зависимости коэффициента подъемной силы по углу атаки у заднего крыла. 4. Увеличения интенсивности вихревого жгута за передним крылом, в результате чего уменьшается перетекание воздуха через концы задних крыльев.
Б. От порыва встречного порыва ветра, экраноплан начал уходить с экрана.
1. Подъемная сила на переднем крыле уменьшается, поскольку ослабляется экранный эффект. 2. Интенсивность вихревого жгута за передним крылом растет, что приводит к увеличению подъемной силы на заднем крыле. 3. Увеличивается скорость воздушного потока, а с увеличением скорости подъемная сила на заднем крыле растет быстрее. В результате, у экраноплана появится пикирующий момент, который вернет судно на экран.
В. Экраноплан снижается из самолетного режима на экран.
1. Подъемная сила на переднем крыле увеличивается, поскольку появляется экранный эффект. 2. Из-за экранного эффекта интенсивность вихревого жгута за передним крылом уменьшается, что приводит к уменьшению подъемной силы на заднем крыле. 3. Уменьшается скорость полета, из-за чего подъемная сила на заднем крыле быстро падает. В результате экраноплан поднимает нос до тех пор, пока рост угла атаки и усиливающиеся за передним крылом концевые вихри не увеличат подъемную силу на заднем крыле до полной компенсации кабрирующего момента системы. Угол стабилизации зависит от скорости экраноплана, чем скорость ниже, тем сильнее экраноплан будет задирать нос, пытаясь удержать высоту.
oflin
Full Member
Первые пробежки и взлеты лучше выполнять зимой, по снегу, при температуре воздуха не выше – 5 градусов. Если теплее, снег становится липким, экраноплан медленнее набирает скорость, но в целом это не является большой помехой. На испытаниях должны присутствовать помощники. Помощников нужно сразу обучить двум простым правилам: 1. Никогда не входить в плоскость вращения винта 2. По команде пилота: «От винта», нужно быстро отойти от экраноплана, и не подходить пока двигатель не остановится. Люди часто не понимают важности указанных правил, бывали случаи когда после запуска двигателя, кто-то бросался чего-то поднимать или поправлять, в итоге получал травму. Подав команду, пилот должен осмотреться, и только убедившись, что команда выполнена включать стартер. Пилоту необходимо почувствовать экраноплан, для чего делаются пробежки со скоростью не более 40 км/ч. Пробежки нужно делать до тех пор, пока ноги не начнут давить на педали сами, без участия головы. То есть, действие нужно отработать до автоматизма. На время пробежек можно не цеплять задние крылья, достаточно передних, функция которых не дать экраноплану перевернуться при чрезмерно резких поворотах. Задача пилота на первом этапе — научится удерживать экраноплан на прямой. Далее цепляются задние крылья и скорость пробежек увеличивается до 60 км/ч. Теперь нужно научиться работать сектором «газа». Рычаг требуется двигать плавно, никогда не убирая обороты резко. Потеря оборотов на малой скорости равносильна потери путевого управления, поскольку рули работают в потоке винта. Не стоит уменьшать обороты менее 30%. Если экраноплан начинает заносить, нужно добавить обороты и парировать педалями начинающийся занос. Когда экраноплан достигает скорости около 60 км/ч, и обороты сбрасываются, уменьшается момент от винта, прижимающий нос на разбеге. Экраноплан «вспухает», и пролетает несколько десятков метров на сантиметровой высоте. То есть, это уже подлеты. Их нужно хорошо почувствовать прежде чем набирать скорость более 70 км/ч. Работая ручкой по тангажу, добейтесь максимальной длинны подлетов. Затем берите ручку «на себя» и смотрите на поведение экраноплана. Если экраноплан будет слишком резко поднимать нос, следует сдвинуть вперед цент масс. Если экраноплан не вспухает, центр масс сдвинуть в сторону кормы. Перемещение центра масс можно осуществить при помощи перестановки аккумулятора или добавлением небольших грузов в носу или хвосте. На скорости около 70 км/ч, экраноплан перейдет в режим полета на низком экране – 10-20 см над поверхностью. Здесь нужно не давать экраноплану разогнаться более 80-90 км/ч. Убирайте потихоньку обороты и привыкайте к экрану. Пора осторожно поработать ручкой по крену. Не бойтесь зацепится крылом, воздушная подушка не даст. Давая ручку влево-вправо почувствуйте работу элевонов. Экраноплан будет идти за ручкой, смещаясь боком в выбранном направлении. Сбрасывая газ, помните о моменте от винта. Экраноплан будет поднимать нос, и пилот обязан вовремя погасить тенденцию. Вы не должны давать экраноплану поднять нос более чем на 10 градусов, а если опоздали, приготовьтесь к «подхвату». Переднее крыло начинает быстро увеличивать подъемную силу после угла атаки 20 градусов. Не забывайте, что установочный угол у крыла 10 градусов. На небольшой скорости заднее крыло работает менее эффективно, потому погасит кабрирование на угле экраноплана градусов 40. Вы должны дать ручку полностью от себя, и следить за креном. Экраноплан снизит скорость, опустит нос и сядет. После освоение малых скоростей и уточнения центровки можно разгонять экраноплан сильнее, но постепенно. Прибавляйте по 10 км/ч и смотрите на тенденции. 120-130 км/ч ваш предел, пока не налетаете хотя бы 50 часов, и не почувствуете аппарат основательно. Пилот самолета ошибается один раз, пилот экраноплана ошибается пол раза, после чего снова становится строителем экраноплана.
Простейший экранолет своими руками
«Летающая тарелка» – своими руками
Дисколет? Антигравилет? Вихрелет!
В № 5 «ТМ» за 1990 год упоминается отрывок из санскритской рукописи («Самарангана Сутрадхара»), содержащий описание летательного аппарата – «вимана», который, по предположению некоторых исследователей, есть не что иное, как «корабль инопланетян». В таком случае запечатленные в древних источниках «чертеж» и «спецификация» – еще одно подтверждение палеоконтакта 3-го рода. Но насколько все это близко к реальности? Для того чтобы дальнейший ход наших рассуждений был понятен, снова вчитаемся в описание «вимана»:
«Сильным и прочным должно быть его тело, сделанное из легкого материала, подобное большой летящей птице. Внутри следует поместить устройство с ртутью и с железным подогревающим устройством под ним. Посредством силы, которая таится в ртути и которая приводит в движение несущий вихрь, человек, находящийся внутри этой колесницы, может пролетать большие расстояния по небу самым удивительным образом. Четыре прочных сосуда для ртути должны быть помещены внутрь. Когда они будут подогреты управляемым огнем из железных приспособлений, колесница разовьет силу грома благодаря ртути. И она сразу превращается в «жемчужину в небе».
Итак, «устройство с ртутью», «подогревающее устройство», «несущий вихрь». – что бы это значило?
Для начала напомним, что подогреваемый сосуд с ртутью является основой простейшего диффузионного вакуумного насоса (ДВН). Не с его ли помощью предлагают нам древние подняться в воздух?
Из различных конструкций насоса я остановился на одной, напоминающей это описание – тороидального типа. Внешне она представляет из себя плоский цилиндр, наполненный жидким металлом – ртутью. Под ним – микроволновая печь («подогревающее устройство») и электромагнитные катушки – статор. Последний создает «бегущее» магнитное поле, приводящее во вращение ртуть, которая становится как бы ротором асинхронного двигателя. Скорость его вращения – несколько сотен тысяч оборотов в минуту. Под действием центробежной силы ртуть примет форму бублика-тороида, в котором из-за неравномерного нагрева возникает еще и внутреннее вихревое движение (спираль, уложенная в бублик). Благодаря «подогревающему устройству» ртуть из жидкости перейдет в состояние перенасыщенного пара.
Вследствие вращения «парового бублика» и диффузии в него специально подаваемого воздуха в цилиндре образуется очень высокое разрежение. Из-за внутренних вихрей в «роторе» поглощенный воздух оказывается на его периферии и выжимается к внутренней стенке. Далее он собирается специальной рубашкой и выбрасывается наружу через реактивное сопло. Но этот поток толкает аппарат вперед, а отрывает его от земли другое.
Воздух поступает к ДВН сверху. Он устремляется к отверстию воздухозаборника, причем не прямолинейно, а закручиваясь по спирали. Над верхней обшивкой аппарата, вокруг отверстия, скорость его вращения превысит 500 км/ч, что приведет к резкому падению давления, образованию зоны вакуума. Это, по известному закону Бернулли, означает возникновение огромной подъемной силы («несущий вихрь»), сравнимой с силой торнадо.
Кроме внушительной подъемной силы и простоты конструкции, ДВН тороидального типа (или, как я их назвал, ДВН «Торнадо») обладают еще, по крайней мере, двумя ценными свойствами. Во-первых, у них значителен гироскопический эффект. Это очень важно, ибо на больших скоростях дисколеты обладают малой устойчивостью. Компоновка из четырех турбин-гироскопов повысит устойчивость многократно. Второе нужное качество – способность насоса левитировать из-за чудовищной скорости вращения ртутного ротора. При этом его вес компенсируется.
Вернемся к рисунку в санскритской рукописи. Очевидно, показан разрез летательного аппарата. Видим две турбины ДВН по 4 насоса в каждой. С инженерной точки зрения соосное расположение насосов с общим воздухозаборником – оптимальное для увеличения мощности двигателя при заданном диаметре «бублика».
