На Ашинской городской станции юных техников уже много лет успешно занимаются разработкой и постройкой аэросаней. Накопленный опыт позволил юным конструкторам и их руководителю, директору станции С. Асташкину, создать удачную и надежную модель. Эти сани отличаются простотой изготовления, привлекательным дизайном и высокими ходовыми качествами. Выбранная конструктивная схема идеально подходит для создания простых, но эффективных аэросаней индивидуального пользования. Модель будет полезна не только спортсменам, но и связистам, рыбакам, охотникам — всем, кому необходимо надежное транспортное средство для передвижения по заснеженной местности.
Технические характеристики
Вот ключевые параметры, которые демонстрируют возможности этой конструкции:
- Двигатель: мощность 15 л. с. при 4700 об/мин.
- Винт: максимальная тяга — 62 кг, диаметр — 1300 мм, обороты на месте — до 2300 об/мин.
- Трансмиссия: передаточное отношение редуктора — 1,85.
- Ходовая часть: общая площадь лыж — 0,68 м².
- Скоростные показатели:
- Максимальная скорость: 35–40 км/ч.
- По укатанному снегу: 50–60 км/ч.
- По снежной уплотненной целине: 78–80 км/ч.
- По снежному насту: 100–110 км/ч.
- Вес: сухой вес (без водителя) — 90,7 кг, полный снаряженный вес — 183 кг.
Конструкция корпуса
Основа аэросаней — наборный каркас, к которому крепится обшивка. Каркас состоит из двух основных лонжеронов и системы стрингеров, сужающихся к передней части для улучшения аэродинамики. Четыре силовых шпангоута выпилены из 10-миллиметровой фанеры по шаблонам и дополнительно усилены распорками.
РИС. 1. ОБЩИЙ ВИД АЭРОСАНЕЙ.
Сборка начинается с монтажа нижней рамы, после чего устанавливаются шпангоуты и стрингеры. Все соединения выполняются на казеиновом клею и дополнительно усиливаются марлей, пропитанной тем же клеем, что обеспечивает высокую прочность и жесткость конструкции. Важно отметить, что размеры шпангоутов можно адаптировать под рост водителя, а расположение элементов каркаса рекомендуется формировать в виде замкнутых треугольников и трапеций для повышения устойчивости к нагрузкам.
Для безопасности предусмотрена противопожарная перегородка из дюралюминия, к которой крепится датчик дистанционного тахометра. Борта кабины и обтекатель вала обшиваются 3-миллиметровой фанерой, а основная обшивка кузова выполнена из легких дюралюминиевых листов толщиной 0,5 мм.
В кабине установлено фанерное сиденье, а за ним расположен просторный багажник для инструмента, запчастей и канистры с топливом.
РИС. 2. УЗЛЫ И ДЕТАЛИ АЭРОСАНЕЙ: 1 — полуось; 2, 53, 54 — детали рессоры; 3 — кронштейн; 4 — плита; 5 — подкос; 6 — двигатель; 7 — вентилятор; 8 — подшипник; 9 — лонжероны; 10 — шкив; 11 — заливная горловина картера вала винта; 12 — вал винта; 13 — накладка; 14 — картер; 15, 16, 20, 21, 25, 26, 27 — шпангоуты; 17 — противопожарная перегородка; 18 — датчик дистанционного тахометра; 19, 24 — направляющая фонаря кабины; 22 — козырек; 23 — фонарь; 28 — швеллер; 29 — рычаг; 30 — фланец; 31 — рессора; 32 — кронштейн лыжи; 33 — обтекатель; 34 — пружина; 35 — шайба; 36 — пружина; 37 — рычаг; 38 — трос; 39, 40 — болты; 41 — вилка; 42 — кронштейн; 43 — амортизатор; 44 — качалка; 45 — манжета; 46 — основание крепления передней подвески; 47 — уголок; 48 — шайба; 49 — распорка; 50 — сиденье; 51, 52 — подмоторная рама; ,55 — соединительная планка; 56 — винт; 57 — опора полуоси; 58 — деталь крепления; 59 — кабанчик.
Винтомоторная установка
В качестве силовой установки используется двигатель от мотоцикла ИЖ-56. Он крепится на деревянной плите, которая, в свою очередь, монтируется на каркас из трубок и швеллеров. Для регулировки натяжения клиновидных ремней между плитой и швеллерами устанавливаются пластины из фанеры или текстолита.
Особое внимание уделено системе охлаждения. На двигатель установлен деревянный вентилятор большого шага (диаметр 300 мм), заключенный в кожух для повышения эффективности. Привод вентилятора имеет передаточное отношение 1:2. Вся винтомоторная группа выполнена очень компактно, что позволяет при необходимости демонтировать ее и установить, например, на аэроглиссер (с обязательным добавлением системы охлаждения).
Вал воздушного винта установлен на двух подшипниках (радиальном и радиально-упорном), что обеспечивает его надежную и долговечную работу.
РИС. 3. ВИНТЫ: Углы атаки винта в сечениях таковы: для винта ø 1300 мм (25% — 25º; 50% —14º; 75% — 10º; 90% — 8º; 100% — 6º:); для винта ø 1400 мм (25% — 27º; 50% -20º; 75% — 15º; 90% — 13º; 100 % —10º).
РИС. 4. ДЕТАЛИРОВОЧНЫЕ ЧЕРТЕЖИ АЭРОСАНЕЙ: 1 — вал винта; 2 — картер; 3 — шкив ведомый; 4 — шкив ведущий (коленчатого вала двигателя); 5 — разъемная ступица винта; 6 — деталь крепления магнето; 7 — шпилька; 8 — вал; 9 — фланец; 10 — втулка текстолитовая; 11 — болт крепления фланца (муфты); А — узел соединения вала двигателя с магнето; Б — магнето.
Ходовая часть и управление
Лыжи являются ключевым элементом ходовой части. Они изготовлены из 10-мм фанеры, усилены березовыми брусками и снизу обшиты тонкой нержавеющей сталью для снижения трения. Носовая часть выгибается на стапеле после распаривания и фиксируется алюминиевой стяжной пластиной. Для улучшения курсовой устойчивости и предотвращения нежелательных изгибов полуосей установлены подрезы из стальных трубок.
Подвеска задних лыж — деревянная рессорная, собранная из трех частей (береза и сосна) и стянутая дюралюминиевыми уголками. Амортизаторы из резинового жгута предотвращают зарывание лыж в снег. Конструктивно точка приложения веса смещена назад относительно центра лыжи, что создает оптимальный угол атаки (1–2°) для легкого выхода на поверхность снега.
Передняя управляемая лыжа первоначально имела велосипедную вилку с пружинной амортизацией, которая оказалась недостаточно эффективной. В усовершенствованном варианте (показан на рис. 2, вид Б) применен амортизирующий элемент на основе автомобильной рессоры и дюралюминиевого швеллера. Важная особенность — ось вращения лыжи смещена на 100–150 мм назад от оси амортизатора, что позволяет лыже при обрыве троса управления автоматически занимать безопасное «флюгерное» положение. Управление осуществляется ножными педалями через систему тросов и рычагов.
Воздушный винт: расчет и изготовление
Расчет и изготовление воздушного винта — одна из самых сложных задач. В статье представлены шаблоны двух типов винтов, успешно опробованных на этой модели (рис. 3):
- Винт ø1300 мм, шаг 760 мм — оптимален для движения в обычных условиях.
- Винт ø1400 мм, шаг 850 мм, узколопастный — предназначен для достижения максимальной скорости на укатанном снегу или насте.
Из практики известно, что для двигателя мощностью 13–15 л.с. при оборотах 1400–1600 об/мин лучше подходит винт диаметром 1500 мм с шагом 500–600 мм. Если же обороты повышаются до 2200–2400 об/мин, то оптимальным будет винт диаметром 1200–1300 мм с шагом 650–700 мм.
Оборудование кабины
Кабина водителя оснащена полноценной приборной панелью из текстолита, на которой размещены:
- Указатель уровня топлива.
- Тахометр (с дистанционным датчиком на валу винта).
- Амперметр.
- Замок зажигания.
Для обзора установлено зеркало с левой стороны. Козырек и фонарь кабины изготовлены из оргстекла толщиной 3 мм и 2 мм соответственно.
Органы управления выведены удобно: слева — рычаги управления карбюратором, на полу — ручка тормозного щитка, на ручке управления — рычажок декомпрессора. Тормозной щиток V-образной формы в рабочем положении отклоняется вниз и вперед, увеличивая сопротивление.
Перспективы развития конструкции
Представленная схема является отличной базой для создания более вместительных или мощных машин. На ее основе можно построить двух- или трехместные аэросани, установив более мощный двигатель и пропорционально увеличив габариты. Для дальнейшего совершенствования рекомендуется:
- Изготовить каркас из тонкостенных стальных трубок сварной конструкции для снижения веса и повышения прочности.
- Усовершенствовать заднюю подвеску, применив пружинно-гидравлические амортизаторы для лучшей плавности хода.
С. АСТАШКИН