1.ТЕОРИЯ
При выборе технологии для создания Е-12 нашим требованием технологичности и простоты сборки наиболее полно отвечала только одна технология. Стержневая, или так называемая "трубная", которая давно стала основной при производстве дельтапланов и мотодельтапланов, а также ультралайтов.
Чем хороша трубная технология? Да тем, что отпиленная в размер труба -это уже готовая часть аппарата. Она может быть хвостовой балкой, несущим пилоном, лонжероном крыла и избавляет конструктора от ряда трудоемких техпроцессов. Перечисленные агрегаты не надо выклеивать, штамповать, клепать и даже красить (трубы могут иметь готовое защитное покрытие).
Хороша эта технология также высокой ремонтопригодностью. Деформированный в аварии элемент выбрасывается и заменяется новым: трубу отремонтировать или заменить проще, чем заново выклеить носовую часть аппарата типа АРГО после встречи с деревом на пробеге.
Из труб строятся фюзеляжи, а также крылья, и оперение. Однако для оперения Е-12 мы выбрали выклеечную технологию в матрице, как менее трудоемкую при малых размерах поверхностей.Малые размеры оперения (длина не более 1500мм, а хорда 250-300мм) позволяют не разбирать его поверхности при складывании самолета, а сняв, упаковать готовыми.
Заказчикам мы предлагаем также модульное, составное, из четырех секций по 1550мм, стеклопластиковое крыло выклеенное в матрице.
Крылья трубного ультралайта - это совершенна иная конструкция, мало что имеющая общего с классической. Нет нервюр в классическом виде, их роль выполняют трубные распорки лонжеронов и латы в сочетании с обшивкой. А два трубных лонжерона стоят вообще не там, где их принято ставить на обычных самолетах. Предельно передний, совмещеный с передней кромкой, и предельно задний, позволяющий крепить элероны и закрылки разного исполнения.Эти лонжероны эффективно работают только в сочечании с подкосами под каждый лонжерон или троссовыми расчалками. Трубные лонжероны воспринимают изгибающий момент, вертикальные силы и усилия сжатия. Крутящий момент крыла воспринимают подкосы или троссовые расчалки, они же разгружают крыло от изгибающего момента.
Долгое время считалось, что такие крылья проигрывают в аэродинамическом отношении жестким. Поскольку обшивка прогибается между нервюр (лат) как кожа на ребрах у худой лошади, плохо держится форма под нагрузкой. Так оно и было. Но эти недостатки сегодня неплохо преодолены. Для поддержания формы в носовой части стали ставить жесткие вставки подобные тем, что имеют крылья дельтапланов и мотодельтапланов. Такое же решение жесткости профиля на Е-12 и его модификациях. Жесткие вставки можно не ставить, от этого крыло чуть проигрывает в аэродинамике ( до 1,5 единиц качества), но существенно упрощается сборка. Обшивка консоли представляет собой скроенное лавсановое или дакроновое полотнище и крепится на каркасе шнуровкой по заднему лонжерону, корневой и концевой силовым нервюрам (законцовкам). Дополнительную натяжку дают вставляемые и жестко фиксируемые латы. При эксплуатационной вытяжке обшивка может периодически подтягиваться. Срок службы лавсановых обшивок ("пропитка" и прочие) до 4-6 лет, дакроновых и других современных тканей - до 10 лет. Аэродинамика таких крыльев не хуже жестких.А цена ниже в полтора-два раза стеклопластиковых или клепанных дюралевых.
Проще, легче, технологичней, дешевле. И еще одно определяющее качество: быстрая собираемость и разбираемость из короткого пакета длиной 2 метра. Иначе бы подобное нами не строилось. Для производства крыла не надо эмалита, эпоксидных клеев, дорогостоящих матриц для выклейки, стапелей сборки и еще массы дорогих и хлопотных факторов. Ремонтировать - проще. Проще хранить и транспортировать. Создавая Е-12, мы решили еще одну проблему - компактности и быстрой разборности самолета. Наш аппарат за час превращается в набор труб длиной не более 2 метра и перевозится в двух пакетах длиной по 2 метра, весом по 25кг на багажнике легкового авто на любое расстояние.
Немаловажно, что такую конструкцию проще рассчитать, проконтролировать и оценить качество и прочность изделия. Трубный аппарат более безопасен, он лучше поглощает энергию при ударах и спасает пилота.
2.ПРАКТИКА
ФЮЗЕЛЯЖ. Построен из труб Д-16Т диаметрами 48х1,5; 45х1,5; 42х1,5; 42х1; 30х2; 28х1,5. Причем основная масса труб -80% - приходится на первые два диаметра. Трубы имеют такие допуски на диаметр и толщину, которые позволяют вставлять одну трубу в другую с легким трением (например, 45х1,5 в трубу 48х1,5 и т.д.).Весь трубный каркас со всеми положенными усилениями, соединительными кронштейнами и деталями весит менее 8кг.
Каркас фюзеляжа - плод многолетних испытаний и отбора из ряда конструкций. Это плоская конструкция. Он имеет два замкнутых контура, которые эффективно воспринимают все нагрузки, в том числе и в аварийных случаях. Нижняя труба фюзеляжа - гнутая из трубы Д-16Т диаметром 45х1,5. Ее кривизна позволяет наиболее просто придать каркасу требуемую геометрию, удобную для размешения пилота, носовой стойки, основного шасси.
Все угловые и смежные соединения труб выполнены с помощью фрезерованных кронштейнов, которые имеют внутреннюю цилиндрическую проточку. При сборке они просто надеваются на трубы в соответствии с чертежом. Во всех соединениях применен авиационный крепеж (т.е из стали 30ХГСА, HRC 32-36 и классной посадки) - болты диаметром 5 и 6мм. Применяется два варианта крепежа, в зависимости от степени потребной разбираемости аппарата.
ВЫСОКОРЕСУРСНЫЙ КРЕПЕЖ. В этим случае каждая труба крепится в кронштейне двумя болтами 6мм, все отверстия выполняются классными, 5Н9 и 6Н9. Нераземный крепеж в неразъемных соединениях - с помощью авиационных самоконтрящихся гаек. Разъемные соединения крепятся болтами с отверстием под контровку, но гайки применяем корончатые, а шплинтование осуществляем спецбулавкой или пружинным кольцом, распространенными для контровки соединений в дельтапланеризме.
Для аппаратов, которые требуется часто и быстро собирать-разбирать, применяем крепеж в разъемных соединениях из одного болта диаметром 8мм.
Это МЕНЕЕ РЕСУРСНЫЙ КРЕПЕЖ. Он снижает ресурс соединений, примерно, вдвое. Но по этому варианту выполняют практически все разъемные соединения дельтапланов. В этом случае возможно применение даже автомобильных 8мм болтов с гладкой частью. Они ставятся с корончатыми гайками. Ответстия под шплинт в нужном месте сверлятся диаметром 2 - 2,3мм самим исполнителем сборки. Шплинт можно заменить более практичной спецбулавкой или пружинным кольцом. Такого разъемного крепежа на каркасе фюзеляжа должно быть не более 6 штук. Четыре болта диаметром 8мм в угловых кронштейнах носового контура фиксируют вертикальные трубы, плюс один в среднем нижнем кронштейне - фиксирует нижние трубы и один в хвостовом кронштейне , но диаметром 6мм.
Вытащим из конструкции эти шесть болтов - и каркас разбирается на шесть трубных подсборок. Первая - верхняя носовая труба вместе с моторамой (а позже и с двигателем, она самая длинная -2000мм с двигателем), с узлами крепления крыла, вторая - нижняя с узлами ножного управления, с основанием обтекателя пилота, с узлами крепления сиденья и рессоры основного шасси. Прочие четыре трубы - практически чистые с меньшим числом деталей и надстроек. Все это можно упаковать в пакет длиной 2000мм и размером в поперечнике 350мм. Точное положение крепежа - в чертеже.
ОСНОВНОЕ ШАССИ. В основе его рессора из титанового прутка. Практика показала, что для взлетного веса не превышающего 140кг оптимальна рессора из стандартного прутка 22мм, причем без термообработки, при примении рекомендованных сортов титана.Обработка точением минимальна - только концевых участков размером 50мм, но можно обойтись и без нее. Вес такой рессоры в расчете обеспечения колеи 1350 -1400мм всего 2,2 кг.
Прутки легко вставляются в рессорный кронштейн и фиксируются легкосъемным болтом или валиком диаметром 5мм с контровкой. Поскольку все крепление рессоры находится на нижней тонкостенной трубе, которую нессиметричная нагрузка на колеса шасси может легко скрутить, мы поставили троссовые расчалки для рессоры, они видны на чертеже общих видов самолета. Их назначение - не допустить скручивания нижней трубы, не допускать боковой раскачки самолета на рулении. Троссовые расчалки рессоры несколько напрягают ее в ненагруженном состоянии, но позволяют нормально работать при нагрузке. Рессора ощущается как мягкая и действительно хорошо выполняет свою функцию. При кажущейся простоте, ее конструкция отрабатывалась и изменялась на протяжении пяти лет. Сегодня это самая легкая из возможных конструкций рессор, ее вес с осями для колес и расчалками не более 2,6кг, с двумя тормозными колесами - не более 5,4кг.
НОСОВОЕ ШАССИ. Передняя вилка носового колеса изготовлена из титановой трубы 22х1,5. Имеет оригинальные резиновые амортизаторы колеса. Вес собранной вилки без колеса 0,55кг, с колесом 1,65кг.
КОЛЕСА. Немалая доля успеха Е-12 принадлежит именно этим колесам, их диаметр 320мм, вес 1,1кг.
Резина колес от детского велосипеда, модель шины Л-155, камерная, ее несущая способность и надежность такая же как у шины взрослого дорожного велосипеда. Диск колеса - стеклопластиковый (или углепластиковый), выклеивается в специальной матрице вместе с втулкой переднего колеса дорожного велосипеда. Прочность и надежность диска вполне удовлетворительна и проверена многолетней эксплуатацией на самолетах типа Е-12 и сверхлегких мототележках типа Е-16, которые являются средством моторизации любого дельтаплана. Такие колеса нами используются на аппаратах со взлетным весом до 160кг.
Безусловно, данные колеса не имеют авиационной надежности, но применение их оправдано. Прокол на взлете возможен, случай крайне редкий, но реальный. Поскольку аппарат взлетает на 6-й секунде после дачи полного газа, шина при проколе даже в начале разбега не успевает спуститься и самолет взлетает. Давление в шинах небольшое, взрыв шины, мгновенный выброс воздуха исключен. Сесть самолет может без особых проблем и с проколотой шиной, такие случаи имели место. Посадке и пробегу помогает относительно большой диаметр диска, который прокатывается и выручает самолет. В нашей практике был такой случай, пилот на пробеге даже не заметил спущенной шины левого колеса. Случаи проколов случались и на наших сверхлегких мотодельтапланах, но никогда это не приводило к авариям.
На колеса основного шасси ставятся дисковые велотормоза от гоночных и горных велосипедов, механические или гидравлические. В случае установки гидравлических, привод осуществляется от одного рычага, а в систему гидропроводки внедряется тройник. Торможение не столь эффективное, как на велосипеде, но для нашего СЛА развиваемого усилия торможения вполне достаточно.
