Yakovlyev
Я умею строить самолеты!
- Откуда
- Київ, Україна
Встречайте наш новый самолет.
Здесь история его создания и описание конструкции:
В начале 2000-х нашим предприятием прорабатывалась идея создания скоростного 2-х местного низкоплана с двигателем Rotax-912, в дополнении к выпускаемому серийно самолету Аэропракт-22. Назывался этот проект Аэропракт-32. Планировалось применить крыло хордой 1.2 м и профилем NACA 63(3)-418. Такое крыло уже применялось, к тому времени, на спортивном самолете Аэропракт-30, мы имели всю необходимую оснастку для изготовления деталей для него и сборочный стапель.
Постепенно пришло понимание, что идея самолета Аэропракт-22, с хорошими взлетно-посадочными характеристиками, весьма востребована на рынках разных стран и ее стоит развивать. Таким образом, мы пришли к мысли, что новым самолетом под названием Аэропракт-32 будет подкосный высокоплан с проверенным и высокоэффективным крылом от Аэропракта-22 и улучшенной аэродинамикой для достижения более высоких крейсерских скоростей. Нами была поставлена скромная задача, получить прибавку 10 км/ч к имеющимся 185 км/ч максимальной скорости Аэропракта -22.
Основным отличием новой машины является форма фюзеляжа. При создании обводов фюзеляжа ставилась задача не только уменьшить его сопротивление, но и сохранить узнаваемость самолета марки «Аэропракт», сохранить так называемые «фамильные черты» его старшего брата. После создания компьютерной модели фюзеляжа новой машины, с помощью программного обеспечения, нами были сделаны его «продувки». Одновременно, была создана модель фюзеляжа Аэропракта-22 и таким же образом «продута» для сравнения. Визуализация показала, что на большой скорости нижняя панель фюзеляжа А-22, что за балкой шасси, генерирует мощный вихрь и, соответственно, сопротивление. Фюзеляж новой машины лишен этого недостатка.
Внешняя поверхность фюзеляжа состоит из конических и цилиндрических панелей. Важной особенностью формы, является плавное сопряжение поверхностей боковой части фюзеляжа со сферической поверхностью стекла двери. Конструкция фюзеляжа классическая, полумонококовая. Для обшивок применяется листы из американского алюминиевого сплава 2024Т3 толщиной от 0.5 мм, до 1.0 мм. С целью улучшения комфорта в кабине, ее длина была увеличена на 50 мм. Из пространства кабины убраны поперечная и диагональные трубы в районе лобового стекла, что улучшило обзор пилота. Сиденья могут передвигаться в полете как в автомобиле. Спинки сидений могут складываться вперед для лучшего доступа к багажнику. В интерьере кабины широко используется пластиковые панели. Из этого материала изготовлен корпус приборной доски. Благодаря изменению конструкции корпуса приборной доски, была уменьшена на 25 мм его высота, что улучшило обзор пилота. Высота самой приборной доски не изменилась, что дает возможность размещения широкого спектра приборного оборудования.
Определенной неожиданностью оказалась разработка каркаса двери. На это мы потратили длительное время, глубоко проработав и изготовив несколько вариантов конструкции двери. В начале, было решено сделать каркас двери аналогичный каркасу двери самолета А-22, состоящий из алюминиевых трубок, соединенных сварными фитингами на односторонних заклепках. В процессе летных испытаний выяснялось, что при выпуске закрылков на предельной для них скорости, в районе передней части двери открывалась щель до одного сантиметра, в результате образования области разряжения, которая «отсасывала» дверь от проема фюзеляжа. Необходимо было увеличить жесткость каркаса двери, что бы избежать этой неприятности. После этого было разработано один металлический и два композитных каркаса двери, пока мы не получили удовлетворяющий нас результат. В результате получилась очень жесткая дверь с композитным каркасом и приклеенным к нему на автомобильном герметике стеклом.
Установка двигателя тоже сильно отличается от А-22. Так как в конструкции фюзеляжа нового самолета отсутствуют диагональные трубы сходящееся в одну точку в верхней части моторного шпангоута, мы отказались от тяги, что соединяет эту точку и редуктор двигателя, как это сделано в А-22. Двигатель новой машины установлен на подмотораме состоящей из 4-х деталей сложной формы изготовленных из алюминиевого листа толщиной 8 мм. Сложность формы обусловлена желанием разместить двигатель как можно ниже и разойтись с многочисленными шлангами маслосистемы и системы охлаждения двигателя. Двигатель вместе с подмоторамой, крепится к сварной ферменной мотораме через шесть резиновых амортизаторов. На самолете решено было применить так называемое «туннельное» расположение радиаторов, которую мы испытывали на нашем самолете А-22 в течении нескольких лет. Радиатор охлаждающей жидкости и маслорадиатор размещены один за другим в туннеле из алюминиевого листа. На выходе из туннеля установлена управляемая заслонка, закрывая которую, пилот одновременно открывает доступ теплого воздуха через каналы в кабину. Долгое время заняло нахождение красивой формы капота двигателя. Самолет начал летать с очень функциональным и обтекаемым капотом, но он не был красивым, по нашему мнению. Мы немного усовершенствовали форму капота, опустив двигатель ниже, но все равно это было не то, что нужно. Третий капот, несколько напоминающий капот А-22, на конец то получился. Правда, для него пришлось разработать новый кок винта увеличенного диаметра, поверхность которого сопрягается с линией верхней части капота.
Когда мы анализировали аэродинамику нового самолета, была мысль отказаться от флаперонов крыла по всему размаху в пользу отдельных элеронов и закрылков. Закрылки в убранном положении должны были закрывать щель между ними и крылом, тем самым снижая аэродинамическое сопротивление. Расчеты показали, что это решение принесет ничтожно малые преимущества в характеристиках, поэтому решили оставить хорошо зарекомендовавшие себя флапероны. Таким образом внешняя геометрия крыла фактически совпадает с геометрией крыла А-22. Оставлены такими же угол поперечного V и величина обратной стреловидности. Внутренняя конструкция крыла аналогична А-22, однако лонжерон существенно изменился. На лонжероне крыла самолета А-22 горизонтальная составляющая усилия от подкосного узла передается на фюзеляж по нижней полке лонжерона. Эта полка, при воздействии изгибающего момента, испытывает растягивающие напряжения, а составляющая от подкоса сжимает ее на участке от узла подкоса до узла крепления к фюзеляжу. В результате, сечение нижней полки, на этом участке, может быть существенно уменьшено. Как говорилось выше, мы отказались от поперечной стальной трубы в фюзеляже, к которой крепились узлы навески крыла, заменив ее гнутым алюминиевым профилем, прикрепленным к верхней панели фюзеляжа, поэтому узлы навески крыла пришлось разместить на верхней полке лонжерона. Полку пришлось усиливать, однако благодаря переменным по размаху сечениям полок новой конструкции, нам удалось уложиться в вес лонжерона самолета А-22LS. Подкос крыла тоже новой конструкции. Теперь он каплевидной формы и состоит из двух гнутых профилей, соединенных с помощью односторонних заклепок.
Еще одним отличием новой машины от существующей, является применение цельноповоротного горизонтального оперения (ЦПГО) вместо стабилизатора и руля высоты. По нашим расчетам вес ЦПГО с весовым балансиром несколько меньше веса стабилизатора и руля высоты с весовыми балансирами. Еще одной причиной было уменьшение трудоемкости сборки одного агрегата (ЦПГО), вместо двух – стабилизатора и руля высоты. К тому же мы имеем опыт применения ЦПГО на двухмоторном самолете А-36.
Шасси самолета мы оставили практически без изменений. Основные стойки шасси взяты с А-22LS. Как опция будет предлагаться каплевидные обтекатели основных стоек шасси с зализами к фюзеляжу. Носовая стойка шасси телескопического типа с пружинным амортизатором расположенным сзади стойки. Сама стойка может быть прикрыта каплевидным обтекателем по желанию заказчика.
Для этого самолета нами была разработана совершенно новая система управления. В основе ее лежит тросовая проводка. Применяются только короткие тяги со стандартными наконечниками сферического типа. В конструкции управления, да и во всей остальной конструкции самолета, отсутствуют алюминиевые трубы с целью уменьшения применяемого сортамента полуфабрикатов. Короткая тяга управления ЦПГО в хвосте самолета собрана из двух гнутых П-образных профилей на односторонних заклепках. Применение тросов и тщательная проработка деталей управления позволила сделать ее на 3 кг легче системы управления самолета А-22.
Нами было принято решение сначала изготовить планер самолета для отработки конструкции, систем и прочностных испытаний. После выполнения прочностных испытаний, фюзеляж самолета был использован для наземных испытаний силовой установки.
После изготовления летного образца самолета он был взвешен, и мы были приятно удивлены тем, что его вес на 4 кг меньше веса А-22LS в аналогичной конфигурации. Эта разница не сильно важна для самолета версии LS, где взлетный вес может достигать 600 кг. Здесь у нас большой запас, но в версии «ультралайт» для Европы, каждый сэкономленный килограмм позволяет заказчику быть легальным с большим количеством заказанных опций.
Первые летные испытания позволили сделать вывод, что характеристики самолета превзошли наши ожидания. В первый же день полетов была достигнута максимальная скорость 205 км/ч, что на 20 км/ч больше чем скорость самолета А-22LS. Но чего мы не ожидали, так это уменьшение скорости сваливания с выпущенными закрылками на 4 км/ч! Объясняется это отсутствием «ступеньки» между верхними поверхностями крыла и фюзеляжа как на А-22, что организует «провал» в циркуляции и, соответственно, уменьшает подъемную силу крыла. На новом самолете верхняя часть фюзеляжа самолета дружно работает вместе с крылом, увеличивая его эффективность. Все вышесказанные скорости не приборные, а истинные и были проверены с помощью GPS во время летных испытаний.
Здесь история его создания и описание конструкции:
В начале 2000-х нашим предприятием прорабатывалась идея создания скоростного 2-х местного низкоплана с двигателем Rotax-912, в дополнении к выпускаемому серийно самолету Аэропракт-22. Назывался этот проект Аэропракт-32. Планировалось применить крыло хордой 1.2 м и профилем NACA 63(3)-418. Такое крыло уже применялось, к тому времени, на спортивном самолете Аэропракт-30, мы имели всю необходимую оснастку для изготовления деталей для него и сборочный стапель.
Постепенно пришло понимание, что идея самолета Аэропракт-22, с хорошими взлетно-посадочными характеристиками, весьма востребована на рынках разных стран и ее стоит развивать. Таким образом, мы пришли к мысли, что новым самолетом под названием Аэропракт-32 будет подкосный высокоплан с проверенным и высокоэффективным крылом от Аэропракта-22 и улучшенной аэродинамикой для достижения более высоких крейсерских скоростей. Нами была поставлена скромная задача, получить прибавку 10 км/ч к имеющимся 185 км/ч максимальной скорости Аэропракта -22.
Основным отличием новой машины является форма фюзеляжа. При создании обводов фюзеляжа ставилась задача не только уменьшить его сопротивление, но и сохранить узнаваемость самолета марки «Аэропракт», сохранить так называемые «фамильные черты» его старшего брата. После создания компьютерной модели фюзеляжа новой машины, с помощью программного обеспечения, нами были сделаны его «продувки». Одновременно, была создана модель фюзеляжа Аэропракта-22 и таким же образом «продута» для сравнения. Визуализация показала, что на большой скорости нижняя панель фюзеляжа А-22, что за балкой шасси, генерирует мощный вихрь и, соответственно, сопротивление. Фюзеляж новой машины лишен этого недостатка.
Внешняя поверхность фюзеляжа состоит из конических и цилиндрических панелей. Важной особенностью формы, является плавное сопряжение поверхностей боковой части фюзеляжа со сферической поверхностью стекла двери. Конструкция фюзеляжа классическая, полумонококовая. Для обшивок применяется листы из американского алюминиевого сплава 2024Т3 толщиной от 0.5 мм, до 1.0 мм. С целью улучшения комфорта в кабине, ее длина была увеличена на 50 мм. Из пространства кабины убраны поперечная и диагональные трубы в районе лобового стекла, что улучшило обзор пилота. Сиденья могут передвигаться в полете как в автомобиле. Спинки сидений могут складываться вперед для лучшего доступа к багажнику. В интерьере кабины широко используется пластиковые панели. Из этого материала изготовлен корпус приборной доски. Благодаря изменению конструкции корпуса приборной доски, была уменьшена на 25 мм его высота, что улучшило обзор пилота. Высота самой приборной доски не изменилась, что дает возможность размещения широкого спектра приборного оборудования.
Определенной неожиданностью оказалась разработка каркаса двери. На это мы потратили длительное время, глубоко проработав и изготовив несколько вариантов конструкции двери. В начале, было решено сделать каркас двери аналогичный каркасу двери самолета А-22, состоящий из алюминиевых трубок, соединенных сварными фитингами на односторонних заклепках. В процессе летных испытаний выяснялось, что при выпуске закрылков на предельной для них скорости, в районе передней части двери открывалась щель до одного сантиметра, в результате образования области разряжения, которая «отсасывала» дверь от проема фюзеляжа. Необходимо было увеличить жесткость каркаса двери, что бы избежать этой неприятности. После этого было разработано один металлический и два композитных каркаса двери, пока мы не получили удовлетворяющий нас результат. В результате получилась очень жесткая дверь с композитным каркасом и приклеенным к нему на автомобильном герметике стеклом.
Установка двигателя тоже сильно отличается от А-22. Так как в конструкции фюзеляжа нового самолета отсутствуют диагональные трубы сходящееся в одну точку в верхней части моторного шпангоута, мы отказались от тяги, что соединяет эту точку и редуктор двигателя, как это сделано в А-22. Двигатель новой машины установлен на подмотораме состоящей из 4-х деталей сложной формы изготовленных из алюминиевого листа толщиной 8 мм. Сложность формы обусловлена желанием разместить двигатель как можно ниже и разойтись с многочисленными шлангами маслосистемы и системы охлаждения двигателя. Двигатель вместе с подмоторамой, крепится к сварной ферменной мотораме через шесть резиновых амортизаторов. На самолете решено было применить так называемое «туннельное» расположение радиаторов, которую мы испытывали на нашем самолете А-22 в течении нескольких лет. Радиатор охлаждающей жидкости и маслорадиатор размещены один за другим в туннеле из алюминиевого листа. На выходе из туннеля установлена управляемая заслонка, закрывая которую, пилот одновременно открывает доступ теплого воздуха через каналы в кабину. Долгое время заняло нахождение красивой формы капота двигателя. Самолет начал летать с очень функциональным и обтекаемым капотом, но он не был красивым, по нашему мнению. Мы немного усовершенствовали форму капота, опустив двигатель ниже, но все равно это было не то, что нужно. Третий капот, несколько напоминающий капот А-22, на конец то получился. Правда, для него пришлось разработать новый кок винта увеличенного диаметра, поверхность которого сопрягается с линией верхней части капота.
Когда мы анализировали аэродинамику нового самолета, была мысль отказаться от флаперонов крыла по всему размаху в пользу отдельных элеронов и закрылков. Закрылки в убранном положении должны были закрывать щель между ними и крылом, тем самым снижая аэродинамическое сопротивление. Расчеты показали, что это решение принесет ничтожно малые преимущества в характеристиках, поэтому решили оставить хорошо зарекомендовавшие себя флапероны. Таким образом внешняя геометрия крыла фактически совпадает с геометрией крыла А-22. Оставлены такими же угол поперечного V и величина обратной стреловидности. Внутренняя конструкция крыла аналогична А-22, однако лонжерон существенно изменился. На лонжероне крыла самолета А-22 горизонтальная составляющая усилия от подкосного узла передается на фюзеляж по нижней полке лонжерона. Эта полка, при воздействии изгибающего момента, испытывает растягивающие напряжения, а составляющая от подкоса сжимает ее на участке от узла подкоса до узла крепления к фюзеляжу. В результате, сечение нижней полки, на этом участке, может быть существенно уменьшено. Как говорилось выше, мы отказались от поперечной стальной трубы в фюзеляже, к которой крепились узлы навески крыла, заменив ее гнутым алюминиевым профилем, прикрепленным к верхней панели фюзеляжа, поэтому узлы навески крыла пришлось разместить на верхней полке лонжерона. Полку пришлось усиливать, однако благодаря переменным по размаху сечениям полок новой конструкции, нам удалось уложиться в вес лонжерона самолета А-22LS. Подкос крыла тоже новой конструкции. Теперь он каплевидной формы и состоит из двух гнутых профилей, соединенных с помощью односторонних заклепок.
Еще одним отличием новой машины от существующей, является применение цельноповоротного горизонтального оперения (ЦПГО) вместо стабилизатора и руля высоты. По нашим расчетам вес ЦПГО с весовым балансиром несколько меньше веса стабилизатора и руля высоты с весовыми балансирами. Еще одной причиной было уменьшение трудоемкости сборки одного агрегата (ЦПГО), вместо двух – стабилизатора и руля высоты. К тому же мы имеем опыт применения ЦПГО на двухмоторном самолете А-36.
Шасси самолета мы оставили практически без изменений. Основные стойки шасси взяты с А-22LS. Как опция будет предлагаться каплевидные обтекатели основных стоек шасси с зализами к фюзеляжу. Носовая стойка шасси телескопического типа с пружинным амортизатором расположенным сзади стойки. Сама стойка может быть прикрыта каплевидным обтекателем по желанию заказчика.
Для этого самолета нами была разработана совершенно новая система управления. В основе ее лежит тросовая проводка. Применяются только короткие тяги со стандартными наконечниками сферического типа. В конструкции управления, да и во всей остальной конструкции самолета, отсутствуют алюминиевые трубы с целью уменьшения применяемого сортамента полуфабрикатов. Короткая тяга управления ЦПГО в хвосте самолета собрана из двух гнутых П-образных профилей на односторонних заклепках. Применение тросов и тщательная проработка деталей управления позволила сделать ее на 3 кг легче системы управления самолета А-22.
Нами было принято решение сначала изготовить планер самолета для отработки конструкции, систем и прочностных испытаний. После выполнения прочностных испытаний, фюзеляж самолета был использован для наземных испытаний силовой установки.
После изготовления летного образца самолета он был взвешен, и мы были приятно удивлены тем, что его вес на 4 кг меньше веса А-22LS в аналогичной конфигурации. Эта разница не сильно важна для самолета версии LS, где взлетный вес может достигать 600 кг. Здесь у нас большой запас, но в версии «ультралайт» для Европы, каждый сэкономленный килограмм позволяет заказчику быть легальным с большим количеством заказанных опций.
Первые летные испытания позволили сделать вывод, что характеристики самолета превзошли наши ожидания. В первый же день полетов была достигнута максимальная скорость 205 км/ч, что на 20 км/ч больше чем скорость самолета А-22LS. Но чего мы не ожидали, так это уменьшение скорости сваливания с выпущенными закрылками на 4 км/ч! Объясняется это отсутствием «ступеньки» между верхними поверхностями крыла и фюзеляжа как на А-22, что организует «провал» в циркуляции и, соответственно, уменьшает подъемную силу крыла. На новом самолете верхняя часть фюзеляжа самолета дружно работает вместе с крылом, увеличивая его эффективность. Все вышесказанные скорости не приборные, а истинные и были проверены с помощью GPS во время летных испытаний.
