Легкий одноместный автожир, который часто называют «воздушным мотоциклом», создан для авиационного спорта и туристических полетов. Однако его практическое применение гораздо шире. Эта машина может стать незаменимым помощником в народном хозяйстве: для обслуживания геологоразведочных экспедиций, мониторинга протяженных объектов вроде ЛЭП и трубопроводов, патрулирования лесных угодий, срочной доставки малогабаритных грузов в труднодоступные районы. По сути, автожир идеально подходит для любых задач, связанных с осмотром, поиском и наблюдением с воздуха.
Концепция и состояние проекта
Разработка рижских студентов прошла полный цикл наземных испытаний и готова к летным тестам, хотя первый полет еще впереди. Это автожир бескрылой схемы: вместо традиционного крыла подъемную силу создает свободновращающийся ротор, принцип работы которого аналогичен крыльям ветряной мельницы. Конструктивной особенностью данной модели является система непосредственного управления ротором. Силовая установка с толкающим воздушным винтом расположена сзади. Основные технические характеристики машины приведены в конце статьи.
Конструкция в деталях
Рис. 1. Автожир готов к взлету.
Рис. 2. Проекции автожира.
ФЮЗЕЛЯЖ. Основой конструкции служит клепаная балка коробчатого сечения из дюралюминия, воспринимающая все основные нагрузки. На ней смонтировано сиденье пилота из фанеры с поролоновой набивкой, узлы управления и шасси. Конструкцию усиливают два силовых шпангоута, к которым крепятся задние трубы пилона, моторама и амортизаторы основных стоек шасси. В носовой части, на ферме из уголков, установлены узел передней трубы пилона и приборная доска. К хвостовой части балки крепится дюралюминиевая труба, несущая хвостовое оперение и вспомогательное колесо.
Кабина закрыта обтекателем из стеклопластика, а для защиты пилота от набегающего потока воздуха предусмотрен козырек-ветровое стекло из плексигласа.
РОТОР. Двухлопастный несущий ротор диаметром 6,1 метра установлен на стальной втулке с общим горизонтальным шарниром, позволяющим ей качаться. Шаг лопастей фиксированный. Лопасти прямоугольной в плане формы склеены из фанеры и усилены стальным лонжероном-полосой, а их поверхность для защиты обтянута тонким слоем стеклоткани. Профиль лопасти — NACA 23012, хорда составляет 183 мм. На концевых участках установлены противофлаттерные грузы и неуправляемые триммерные пластинки для регулировки соконусности. Вал вращается в роликовых подшипниках. В перспективе планируется оснастить втулку ручным колодочным тормозом и ограничителями свеса лопастей.
Рис. 3. Втулка ротора.
Рис. 4. Карданный узел втулки.
ПИЛОН. Пространственная ферма, удерживающая ротор, образована тремя трубами. Их верхнее соединение выполнено в виде вилки, которая несет карданный узел втулки ротора.
ШАССИ. Трехколесная схема. Переднее управляемое колесо размером 200х80 мм имеет рычажную подвеску с амортизацией на резиновых шнурах. Основные стойки шасси с колесами 255х110 мм оборудованы более сложными пружинно-гидравлическими амортизаторами. Все колеса имеют механические колодочные тормоза с тросовым управлением. Интенсивность торможения регулируется гашеткой на ручке управления ротором. Хвостовую часть защищает небольшое сплошное резиновое колесо, предотвращающее повреждение руля направления при взлете и посадке.
Рис. 5. Шасси.
Системы управления и силовая установка
УПРАВЛЕНИЕ. Продольное и поперечное управление осуществляется уникальным для автожиров способом — наклоном всей втулки ротора через систему рычагов и тяг, связанную с ручкой в кабине. При взятии ручки «на себя» ось ротора отклоняется назад, увеличивая его угол атаки и, соответственно, подъемную силу. Наклон ручки вбок приводит к крену машины в ту же сторону. Эта система заменяет рули высоты и элероны самолета и, что критически важно, сохраняет эффективность на любой скорости, включая режим вертикального снижения. В продольную систему управления интегрирована балансировочная пружина. Путевое управление (по курсу) осуществляется классическим рулем направления, связанным тросами с педалями.
Рис. 6. Схема управления.
ОПЕРЕНИЕ. Киль и стабилизатор изготовлены из фанеры и стекловолокна. Угол установки стабилизатора фиксированный. Руль направления для снижения нагрузки на педали оснащен роговым компенсатором, а для гашения вибраций — весовым балансиром. На его задней кромке установлен неуправляемый пластинчатый триммер.
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА. На автожире «Рига-50» используется доработанный двухцилиндровый мотоциклетный двигатель М-62. Для повышения мощности его форсировали по оборотам, увеличили степень сжатия и ход поршня, применили поршни с выпуклым днищем, расточили впускные и выпускные каналы и установили зажигание от магнето. В результате модификаций двигатель развивает до 45 л.с. Крутящий момент через одноступенчатый редуктор (передаточное число 1.65) передается на толкающий двухлопастной деревянный винт серии СДВ-1 диаметром 1.2 метра.
Сварной бензобак емкостью 14 литров расположен за сиденьем пилота. Подача топлива осуществляется диафрагменным насосом. Двигатель запускается вручную, проворачиванием винта.
Оборудование и перспективы развития
ОБОРУДОВАНИЕ. Стандартный набор пилотажных приборов включает указатель скорости, высотомер, манометр масла, указатели температуры головок цилиндров и оборотов ротора, а также выключатель зажигания.
Для улучшения взлетных характеристик в будущем планируется установка системы предварительной раскрутки ротора на земле. Привод для раскрутки будет осуществляться от двигателя через фрикционную муфту и карданный вал.
Конструкция автожира представляет интерес и для авиамоделистов. Зарубежные энтузиасты уже строили радиоуправляемые копии подобных машин. Одна из таких моделей с ротором диаметром 1.3 метра и двигателем 6 см³ управлялась по восьми каналам.
Основные данные автожира «Рига-50»
Диаметр ротора — 6,1 м
Длина автожира — 3,4 м
Высота — 1,9 м
Ширина колеи шасси — 1,25 м
Площадь, отметаемая ротором, — 29,2 м²
Обороты ротора в полете — около 450 об/мин
Угол установки лопастей ротора — +3°
Отклонение ротора назад — от 8 до 16,5°
Отклонение ротора: влево — 5°, вправо — 5°
Вес пустого автожира — 140 кг
Полетный вес — 225 кг
В. УСТИНОВ, Д. ОСОКИН, В. ПРИШЛЮК, г. Рига