"Атлет" - новое
поколение крыльев для МДП!
За
последние несколько лет наблюдается
определённая стабильность в
конструкции крыльев для мотодельтапланов. В
настоящее время улучшения и изменения лётных
характеристик в
дельтапланерной области наглядно видны только в
парителях: жесткокрылы и
безмачтовые аппараты вовсю покоряют летающий мир. Решения, примененные в
них, не могут быть скопированы или перенесены на
крылья мотодельтапланов из-за разницы в весовых
категориях.
С
другой стороны, широкое применение
автодвигателей на мотодельтапланах и
потребности применения МДП для авиаработ в
сельском хозяйстве требуют высоконагруженного
крыла с высокими лётно-техническими
характеристиками. Проблема, с которой
столкнулись эксплуатанты и производители
крыльев - значительные изменения лётных
характеристик в зависимости от загрузки. Одни
крылья хорошо себя ведут в одноместном варианте,
управляются и летят, но как только нагрузишь
килограмм 120-130, резко изменяются в худшую сторону
по всем показателям. Другие крылья, созданные для
больших весов - 500 кг и выше, весьма проблематичны
в одноместном варианте, ибо требуют загрузки.
Компания
"Воздушный мост" давно занимается решением
данной проблемой. Эксперименты начались два года
назад на обычном дельтаплане парителе -
"Стажёре". Суть идеи весьма проста и
довольно не нова - предварительное нагружение
консоли посредством аутригера. То есть, на земле
боковая труба специально изгибается на подобие
лука с натянутой тетевой (Рис. 1).
В результате довольно гибкая консоль
становится жесткой как на самолёте. Что это даёт?
При смещении пилотом ручки
трапеции по крену, и как следствие килевой трубы,
в сторону от равновесного положения, купольность
одной половины крыла должна увеличиться, а
другой уменьшиться (Рис. 2). На обычном
дельтаплане гаширование[1] оказывается несколько
меньше по величине из-за гибкости консоли. Труба
на крыле с большей купольностью распрямляется и
уменьшает крутку, а труба противоположного крыла
наоборот подгибается, что не позволяет сильно
уменьшить крутку. Система предварительного
изгиба консоли (СПИК) не даёт консолям гнуться и
разгибаться и, тем самым, увеличивает
гаширование, а значит и управляемость. Таким
образом, аэродинамическая составляющая в общей
доле управляющего момента по крену значительно
увеличивается.
После
того, как "Стажер" с системой
предварительного изгиба консоли (СПИК) успешно
полетел, решили сделать аналогичную систему на
двухместном дельтаплане "Би дон". Задуманный для обучения и
прогулочных полётов, "Би дон" оказался с
норовистым характером и имел проблемы по
управляемости. Он был сделан несколько лет назад
в нашем клубе, как классический дельтаплан и
пылился в ангаре дельтаклуба МАИ.
Благодаря установке СПИК
мы получили крутку, почти не зависящую от
взлётного веса, но в придачу к этому ещё и
управляемость, которой не было раньше. Вот это
сюрприз! Наши инженеры, конечно, догадывались об
этом раньше, но одно дело умничать на земле,
другое - почувствовать в воздухе.
На
основании этих экспериментов
весной 2000 года был спроектирован и построен
двухместный безмоторный дельтаплан нового
поколения для обучения и катания - «Бизон». Новое
крыло удалось довести за три лётных дня. Несмотря на 19 кв.м. площади,
он хорошо управляется в одноместном варианте, а
ещё лучше в двухместном. При
этом не меняется ни положение ручки трапеции, ни
срывные характеристики. Изменяя длину тросовых
растяжек СПИК, удалось
легко добиться нужной устойчивости в спирали без
перешивки дуги и замены труб консоли. Приятное свойство,
расширяющее возможности регулировок. Если
сравнить дельтаплан с музыкальным инструментом,
то у балалайки добавилась одна струна, смычок и она превратилась в
скрипку.
Преодолев
последний барьер на пути к стабильному крылу,
компания «Воздушный мост» начала мостить
дорожку к
грузоподъёмному мотодельтаплану на 500 – 600 кг взлетной массы,
за который не было бы стыдно перед пилотами. Изучив, насколько возможно,
конструкции аналогов, мы остались
неудовлетворенны достижениями
коллег по производству крыльев для МДП такой
весовой категории.
Холодной зимой 2001 года был
нарисован, обсчитан и изготовлен «Атлет» со СПИК,
прозванный так за силу, выносливость и твёрдый
характер. Было сделано два экземпляра крыла.
Один
"Атлет" прошёл проверку в
сельскохозяйственном сезоне 2001 года. Кстати, при установленном на
аппарате 50-сильном Ротаксе,
штатно заливали в бочку 150 литров химикатов.
На наш взгляд это не предел.
Другой
использовался в охотхозяйстве, в тайге. Отзывы
пилотов в обоих случаях удивительно
положительные.
Многие
пытались сделать нечто подобное СПИК ранее, но
особых успехов по разным причинам не добивались.
Реализовать преимущества
новой схемы получилось пока только в компании
"Воздушный мост".
У всякой медали
есть две стороны, поэтому давайте ещё раз
обозначим плюсы и минусы крыла со СПИК.
Положительные
моменты:
1. Отсутствие
зависимости формы крыла, а, следовательно, и его
характеристик, от взлётного веса. Ни положение
ручки трапеции, ни срыв, ни управляемость не
изменились в трёхместном варианте по сравнению с
одноместным.
2. Стабильная
управляемость довольно большого крыла с
площадью 16,5 кв.м и размахом 10,14 м.
3. Отличная
переносимость "болтанки". По этому
параметру «Атлет» даже лучше 15-ти метрового
«Марлина» классической схемы, хотя и несколько
более жёстко реагирует на вертикальную
составляющую турбулентности. Зато гаширование
автоматически гасит возмущения от
турбулентности по крену.
4. Возможность
регулировать изгиб боковой трубы по мере вытяжки
обшивки. А это способ продлить хорошие лётные
характеристики на весь срок жизни паруса. Ведь,
фактически, Вы получаете крыло с изменяемой
дугой и можете настраивать её под себя и свои
задачи.
5. Валение
крыла можно убирать, изменяя длину тросов СПИК.
6. Обшивка
крыла на земле не растягивается упругими
консолями, что увеличивает срок хранения крыла в
собранном виде. Обшивка «Атлета» на стоянке
похожа скорее на старинное «рогалло», чем на
современный высоконагруженный дельтаплан.
7. При
пропадании нагрузки в полёте, лопухи не
«подмахивают» вниз, создавая дополнительный
пикирующий момент, что повышает устойчивость
МДП.
8. Отсутствует
поджатие вниз лопухов на большой скорости, что
сохраняет правильную крутку до максимальных
скоростей и увеличивает устойчивость по тангажу.
В будущем это позволит отказаться от концевых
АПУ.
9. После
достижения определённой перегрузки натяжение
троса аутригера ослабляется и СПИК выключается
из работы. У крыла вновь появляется способность
сбрасывать большие перегрузки за счёт
деформации боковой трубы.
Отрицательные моменты:
1. Увеличивается
время сборки-разборки на одну операцию,
длительностью 1 минута.
2. Появляется
ещё одна система, от надёжности которой зависит
безопасность полётов (хотя полётные нагрузки на
СПИК в несколько раз меньше наземных).
3. Увеличивается
вес и цена конструкции.
4. Увеличиваются
нагрузки по тангажу на больших скоростях (в
будущем система изменения крутки в полёте снимет
этот пункт).
Пилоты
в ходе длительной эксплуатации, конечно, решат,
насколько и какой пункт из списка важен, а какой
нет. Скорее всего, такой аппарат не
потребуется «пилотам
выходного дня», но для воздушных трудяг или
тяжеловесов с автомобильными двигателями наш
тяжело«Атлет» подойдёт в самый раз.
Очень
уж понравилось нам новое крыло и, вдогонку к
«Атлету», был сделан ещё и спортивный дельтаплан
«Тензор» по той же схеме СПИК. По сравнению со
«Стажёром-146» увеличили размах, удлинение. Период
доводки тоже увеличился до пяти месяцев и только
недавно «Тензор» полетел как надо, а впереди ещё
много работы по мелким, но важным деталям. В
приложении к спортивному крылу СПИК привлекает
возможностью сильно поджать крутку на больших
скоростях с сохранением хорошей управляемости, а
так же то, что в крутой спирали дельтаплан
сохраняет оптимальную крутку для мах Су. Для
клубного крыла удобно и безопасно то, что на нём
без перенастройки могут летать пилоты самого
разного веса. Под это свойство, пожалуй, придётся
сделать ещё и учебный дельтаплан.
Но всё это
только начало. Возможности СПИК ещё ждут своей
реализации:
-
изменение
крутки с места пилота (аналог закрылков для
облегчения взлёта, а так же перебалансировка в полёте);
- систему аэродинамического управления дельтапланом за счёт изменения длины тросов СПИК в полёте. Управление ведь возможно как по крену, так и по тангажу.
Характеристики крыла "Атлет" можно посмотреть здесь.
Компания
«Воздушный Мост» желает Вам творческих находок и
приятных полётов!
[1]
Гаширование - способ аэродинамического
управления летательным аппаратом по крену
посредством перекоса крыла. Применялся в начале XX
века на самолётах.
Лев Киносян: lev-kinosyan@mtu-net.ru