Автожир своими руками. Чертежи, краткое описание работ. Автожир — хорошо забытое старое Автожир чертежи и схемы с двигателем

Долгие годы автожиры считались очень опасными летательными аппаратами. Да и сейчас 90% летающих полагают, что автожиры смертельно опасны. Самое популярное высказывание об автожирах: "Они соединяют в себе недостатки самолетов и вертолетов". Конечно же, это не так. Достоинств у автожиров достаточно.
Так откуда же мнение о колоссальной опасности автожиров?
Сделаем короткий экскурс в историю. Автожиры были изобретены в 1919 году испанцем де ла Сиервой. Сделать это, по легенде, его побудила гибель его друга в самолете. Причиной катастрофы стало сваливание (потеря скорости и потеря подъемной силы и управляемости). Именно желание сконструировать ЛА, не боящийся сваливания, и привела его к изобретению автожира. Выглядел автожир Ла Сиервы вот так:

По иронии судьбы, Ла Сиерва сам погиб при крушении самолета. Правда, пассажирского.
Следующий этап связан с Игорем Бенсеном, американским изобретателем, который в 50-е годы придумал конструкцию, легшую в основу практически всех современных автожиров. Если автожиры Сиервы были, скорее, самолетами с установленным ротором, то автожир Бенсена был абсолютно другим:

Как видим, тракторное расположение двигателя сменилось на толкающее, а конструкция радикально упростилась.
Вот это радикальное упрощение конструкции и сыграло злую роль с автожирами. Они стали активно продаваться в виде китов (наборов для самостоятельной сборки), делаться "умельцами" в гаражах, активно облетываться без какого-нибудь инструктажа. Результат понятен.
Смертность на автожирах достигла небывалых отметок (примерно в 400 раз выше, чем на самолетах - даю по английской статистике нулевых годов, в нее как раз попали ТОЛЬКО автожиры бенсеновского типа, различного рода самоделки).
При этом особенности управления и аэродинамики автожира толком изучены не были, они оставались экспериментальными аппаратами в самом худшем смысле этого слова.
В результате при их конструировании часто допускались серьезные ошибки.
Посмотрите на этот аппарат:

Вроде бы, внешне похож на современные автожиры, фотографии которых я приводил в первом посте. Вроде бы, да не похож.

Во-первых, у RAF-2000 не было горизонтального оперения. Во-вторых, линия тяги двигателя проходила значительно выше вертикального центра тяжести. Двух этих факторов хватало, чтобы сделать этот автожир "смертельной ловушкой",
Позже, во многом благодаря катастрофам RAF, люди изучили аэродинамику автожира и нашли "подводные камни" этого, казалось бы. совершенного летательного аппарата.
1. Разгрузка ротора . Автожир летает благодаря свободно вращающемуся ротору. Что произойдет, если автожир попадет в состояние временной невесомости (восходящий поток воздуха, верхняя точка "бочки", турбулентность и т.д.)? Обороты ротора упадут, вместе с ними упадет подъемная сила... Казалось бы, ничего страшного, ибо такие состояния длятся недолго - доли секунды, секунду максимум.
2. Да, ничего страшного, если бы не высокая линия тяги, которая может привести к силовому кувырку (PPO - power push-over).

Да, это опять рисовал я;)) На рисунке видно, что центр тяжести (CG) расположен значительно ниже линии тяги (thrust) и что сопротивление воздуха (drag) тоже приложено ниже линии тяги. В результате возникает, как говорят в авиации, пикирующий момент. Т.е., автожир норовит кувыркнуться вперед. В обычной ситуации ничего страшного - пилот не даст. Но в ситуации разгрузки ротора пилот уже не управляет аппаратом, и тот остается игрушкой в руках могучих сил. И кувыркается. Причем происходит это зачастую очень быстро и неожиданно. Только что летел и наслаждался видами, и вдруг БАЦ! и ты уже в неуправляемой жестяной банке с палками падаешь вниз. Без шансов восстановить управляемый полет - это тебе не самолет или дельталет.
3. Кроме того, у автожиров есть еще диковинные штуки. Это PIO (pilot induced oscillations - спровоцированная летчиком продольная раскачка ). В случае с нестабильными автожирами это очень вероятно. Дело в том, что автожир реагирует несколько замедленно. Поэтому может случиться ситуация, в которой пилот устроит этакую "раскачку" - пытаясь погасить колебания автожира, он на самом деле их усиливает. В результате колебания "вверх-вниз" нарастают, и аппарат переворачивается. Впрочем, на самолете тоже возможна PIO - простейшим примером будет известная привычка начинающих пилотов бороться с "козлом" резкими движениями ручки. В результате амплитуда "козла" только увеличивается. На нестабильных автожирах эта самая раскачка очень опасна. На стабильных лечится очень просто - нужно бросить "ручку" и расслабиться. Автожир сам вернется в спокойное состояние.

RAF-2000 был автожиром с очень высокой линией тяги (HTL, high thrust line gyro - автожир с высоким прохождением линии тяги), бенсеновские - с низкой линией тяги (LTL, low thrust line gyro - автожир с низким прохождением линии тяги). И поубивали на пару очень, очень, очень много пилотов.

4. Но даже на этих автожирах можно было бы летать, если бы не другая обнаруженная штука - оказывается, автожиры управляются совсем не как самолеты ! В комментах к прошлому посту я описывал реакцию на отказ двигателя (ручку от себя). Так вот, в нескольких статьях я прочитал о прямо противоположном!!! В автожире при отказе двигателя нужно срочно подгрузить ротор, дав ручку НА СЕБЯ и УБРАВ ГАЗ. Надо ли говорить, что чем опытнее пилот самолета, тем мощнее в его подкорке сидит рефлекс: при отказе ручку от себя и газ на максимум. В автожире, особенно нестабильном (с высокой линией тяги), такое поведение может привести к тому самому силовому кувырку.
Но это не все - у автожиров очень много разных особенностей. Все из них я не знаю, ибо сам еще не прошел курс обучения. Но многие известны - автожиры не так любят "педальки" на посадке (скольжение, с помощью которого "самолетчики" часто "травят высоту"), не переносят "бочки" и много чего еще.
Т.е., на автожире жизненно важно учиться у грамотного и опытного инструктора ! Любые попытки самостоятельно освоить автожир смертельно опасны! Что не мешает огромному количеству людей по всему миру строить и строить свои табуретки с винтом, самостоятельно их осваивать и регулярно на них биться.

5. Обманчивая простота . Ну и крайний подводный камень. Автожиры очень просто и приятно управляются. Многие совершают самостоятельные вылеты на них через 4 часа обучения (я на планере вылетел на 12-м часу, раньше 10-ти это вообще редко бывает). Посадка гораздо проще, чем на самолете, трясет несравнимо меньше - вот и теряют люди чувство опасности. Думаю, эта обманчивая простота убила не меньше народу, чем кувырки с раскачками.
У автожира есть свой "flying envelope" (летные ограничения), которые необходимо соблюдать. Ровно как и в случае с любым другим летательным аппаратом.

Игры до добра не доводят:

Ну вот и все ужасы. На каком-то этапе развития автожиров казалось, что все кончено, и автожиры так и останутся уделом энтузиастов. Но случилось совершенно обратное. Нулевые годы стали временем колоссального бума автожиростроения. Причем бума ФАБРИЧНЫХ автожиров, а не самодельных и полусамодельных китов.. Бума настолько сильного, что в 2011 году в Германии было зарегистрировано 117 автожиров и 174 ультралегких самолета/дельталета (соотношение, немыслимое еще в 90-е). Что особенно приятно, лшидеры этого рынка, возникшего лишь недавно, демонстрируют отличную статистику безопасности.
Кто эти новые герои-автожиростроители? Что они такого придумали, чтобы компенсировать, казалось бы, огромные недостатки автожиров? Об этом в следующей серии;)

Большинство из людей, не имеющих прямого отношения к авиации, увидев это летательный аппарат в полете или стоящим на земле, скорее всего подумают: «Какой забавный маленький вертолетик! » — и сразу совершат ошибку. Внешним сходством, по сути, все и заканчивается. Дело в том, что для полета автожира и вертолета используются совершенно различные принципы.

Почему автожир летает

У вертолета подъемная и движущая сила создаются вращением несущего винта (одного или нескольких), постоянный привод на который передается от двигателя через сложную систему трансмиссии. Автомат перекоса изменяет плоскость вращающегося винта в нужном направлении, обеспечивая поступательное движение и маневрирование, регулируя скорость.

Рассказ о другом виде летательного аппарата сверхлегкой авиации — , читайте так же на нашем сайте.

Рассказ о мотопараплане и аэрошюте находится . Узнайте какие бывают аппараты с мягким крылом и тягой на двигателе.

Конструкция и принцип действия автожира совершенно иной, и, наверное, более схож даже с самолетом (планером, мотодельтапланом).

Подъемная сила обеспечивается встречным потоком воздуха, а вот в роли крыла выступает свободно вращающийся винт (его принято называть ротором). Поступательное движение обеспечивается тянущим или толкающим усилием маршевого двигателя, расположенного, соответственно, впереди или сзади летательного аппарата. А что же придает вращение ротору – всего лишь встречный воздушный поток. Это явление называется авторотацией .

Вне всякого сомнения, принцип был подсказан самой природой. Можно обратить внимание на семена некоторых деревьев (клена, липы), которые снабжены своеобразным пропеллером. Созрев, высохнув и отделившись от ветки, они не падают вертикального вниз. Сопротивление воздуха раскручивает их «роторы», и семена могут достаточно длительное время планировать , улетая от родного дерева на очень значительные расстояния. Сила тяжести, конечно, берет свое, и приземление их неминуемо. Но в том то и состоит задача человеческого гения, чтобы найти средства управлять подобным полетом.

У автожира отбор мощности от двигателя на ротор производится только в самой начальной фазе полета, для придания ему необходимой для взлета частоты вращения. Далее – короткий разбег, подъем – и все, вступает в силу закон авторотации – ротор вращается совершенно самостоятельно, вплоть до полной посадки аппарата. Расположенный под определенным углом атаки, он и создает необходимую для полета подъемную силу.

История летательного аппарата

Первым, кто всерьез занялся исследованиями и практическим применением принципа авторотации, был испанский инженер-конструктор Хуан де ла Сиерва . Начавшему заниматься самолетостроением на самой заре авиации, ему пришлось пережить катастрофу своего детища – трёхмоторного биплана, и он полностью переключился на совершенно не исследованный раздел воздухоплавания.

Им же был, после длительных испытаний в аэродинамической трубе, сформулирован и теоретически обоснован принцип авторотации. К 1919 году первая модель была разработана в чертежах, а в 1923 году автожир С-4 впервые поднялся в воздух . По конструкции это был обычный самолетный корпус, вместо крыльев оснащенный ротором. После ряда доработок был даже налажен небольшой серийный выпуск подобных аппаратов во Франции, Англии, США.

Практически параллельным курсом шли и советские авиаконструкторы. В специально созданном отделе особых конструкций (ООК) ЦАГИ велась разработка собственных автожиров. В итоге первый советский аппарат КАСКР-1 поднялся в воздух в 1929 году .

Разработан он был группой молодых инженеров, в состав которой входил Николай Ильич Камов , позже – выдающийся авиаконструктор вертолетов серии «Ка». Примечательно, что Камов, как правило, всегда принимал участие и в летных испытаниях своего детища.

КАСКР-2 был уже более доведенной и надежной машиной, что было продемонстрировано представительной правительственной комиссии на Ходынском аэродроме в мае 1931 года .

Дальнейшие изыскания и конструкторские доработки привели к созданию серийной модели, которая получила название Р-7 . Этот аппарат был создан по схеме крылатого автожира, что позволяло значительно снизить нагрузку на ротор, повысить скоростные качества.

Н.И. Камов не только разрабатывал и совершенствовал свой аппарат, но и постоянно искал ему практическое применение. Уже в те годы с автожиров Р-7 проводилось опыление сельскохозяйственных угодий .

Во время спасательной операции по снятию с льдины первой полярной экспедиции Папанина в 1938 году, на ледоколе «Ермак» стоял готовый к взлету Р-7. Хотя помощь подобной палубной авиации тогда не понадобилась, сам факт говорит о высокой надежности машины.

К сожалению, Вторая Мировая война прервала многие конструкторские начинания в этой области. Последовавшее позднее повальное увлечение вертолетной техникой отодвинуло автожиры на задний план.

Автожир воюет

Понятно, что в первой половине прошлого века, в это чрезвычайно милитаризованный период, любые новые разработки рассматривались в плоскости применения их для военных нужд. Не избежал этой участи и автожир.

Первой боевой винтокрылой машиной стал тот же Р-7 . Учитывая его способность поднимать в воздух полезную нагрузку в 750 кг, на него ставили 3 пулемета, фотоаппаратуру, средства связи и даже небольшой бомбовый комплект.

Боевая эскадрилья автожиров А-7-ЗА в составе 5 единиц принимала участие в боях на Ельнинском выступе . К сожалению, полное на тот момент господство противника в небе не дало возможности использовать эти тихоходные аппараты для настоящего ведения разведки днем – они использовались только в ночное время, в основном – для разбрасывания агитационных материалов над вражескими позициями. Знаменателен тот факт, что инженером эскадрильи был никто иной, как М.Л. Миль , будущий конструктор вертолетов серии «Ми» .

Использовали автожиры и наши противники. Специально для нужд подводного флота Германии был разработан безмоторный аппарат «Фокке-Ахгелис» ФА-330 , по сути – автожир-змей. Собирался он за считанные минуты, затем принудительно раскручивался ротор, и автожир взлетал на высоту до 220 метров, буксируемый идущей на полном ходу субмариной. Такая высота полета позволяла вести наблюдение в радиусе до 50 километров.

Смелые попытки были и у англичан. Готовясь к предстоящему вторжению в Северной Франции, они вообще планировали совместить автожир с боевым армейским джипом для десантирования с борта тяжелого бомбардировщика. Правда, даже после достаточно успешных испытаний, вопрос был снят.

Достоинства и недостатки автожира

Создателям автожира удалось решить массу вопросов безопасности и экономичности полетов, которые не удается воплотить на самолетах или вертолетах:

• Потеря скорости, например, при выходе маршевого двигателя из строя, не приводит к сваливанию в «штопор».
• Авторотация ротора позволяет совершить мягкую посадку даже при полной потери поступательного движения. Кстати, это свойство используется и вертолетах – там предусмотрено включение режима авторотации в аварийных ситуациях.
• Малая длина взлетного разбега и площадки приземления.
• Малочувствителен к термическим потокам и турбулентности.
• Экономичен в эксплуатации, прост в постройке, производство его значительно дешевле.
• Управление автожиром намного проще, чем у самолетов или у вертолетов.
• Практически не боится ветра: 20 метров в секунду для него – нормальные условия.

Есть конечно, и ряд недостатков , над устранением которых постоянно работают конструкторы-энтузиасты:

• Существует вероятность «кувырка» при посадке, особенно у моделей со слабым хвостовым оперением.
• Не до конца исследовано явление, называющееся «мёртвая зона авторотации», приводящее к прекращению вращения ротора.
• Недопустимы полеты на автожире в условиях возможного оледенения – это может привести к выходу ротора из режима авторотации.

В целом же, преимущества значительно перевешивают недостатки , что позволяет отнести автожир к разряду самых безопасных летательных аппаратов.

Есть ли будущее?

Поклонники этого вида мини-авиации на подобный вопрос дружно отвечают, что «эра автожиров» только начинается. Интерес к ним возродился с новой силой, и сейчас во многих странах мира выпускаются серийные модели таких летательных аппаратов.

По своей вместимости, скорости и даже расходу топлива автожир смело конкурирует с привычными легковыми автомобилями, превосходя их в своей многофункциональности и не привязанностью к дорогам.

Кроме чисто перевозочной функции, автожиры находят свое применение, выполняя задачи по патрулированию лесных массивов, морских побережий, гор, оживленных автострад, вполне могут применяться для проведения аэрофотосъёмок, видеозаписи или наблюдения.

Некоторые современные модели оснащаются механизмом «прыжкового» взлета, другие позволяют осуществить успешный взлет с места при наличии ветра более 8 км/час, что еще больше повышает функциональность автожиров.

Ведущим производителем на современном рынке таких аппаратов является немецкая компания «Autogyro» , выпускающая до 300 машин в год. Стараются не отстать и россияне – в нашей стране производят целый ряд серийных моделей: «Иркут» Иркутского авиазавода, «Твист» аэроклуба «Твистер-клуб», «Охотник» НПЦ «Аэро-Астра» и другие.

Число поклонников такого вида покорения неба постоянно растет.

Фотогалерея автожиров

Кто в детстве не мечтал стать летчиком, покорителем пятого - воздушного океана! Многие романтические натуры не отказываются от этой своей мечты и в более зрелом возрасте. И они могут ее реализовать: в настоящее время существует большое разнообразие летательных аппаратов, на которых способны летать даже пилоты-любители. Но, к сожалению, если такие аппараты изготовлены заводским способом и предлагаются к продаже, то стоимость их настолько высока, что большинству они практически недоступны.

Однако есть другой путь - самостоятельное изготовление надежного и сравнительно простого летательного аппарата. Например, автожира. В данной статье предлагается описание как раз такой конструкции, которая по силам практически любому человеку, занимающемуся техническим творчеством. Для постройки автожира не требуются дорогостоящие материалы и особые условия -достаточно места непосредственно в квартире, лишь бы домочадцы и соседи не возражали. И только ограниченное число деталей конструкции нуждается в токарной обработке.

Энтузиасту, решившемуся на самостоятельное изготовление предлагаемого летательного аппарата, я рекомендовал бы на первых порах собрать автожир-планер. Он поднимается в воздух с помощью буксирного троса, закрепленного за движущимся автомобилем. Высота полета зависит от длины троса и может превышать 50 метров. После подъема на такую высоту и сброса троса пилотом автожир способен продолжать полет, плавно снижаясь под углом примерно 15 градусов к горизонту. Подобное планирование позволит пилоту выработать навыки управления, необходимые ему в свободных полетах. А к ним он сможет приступить, если установит на автожир-планер двигатель с толкающим винтом. При этом никаких изменений конструкции летательного аппарата не потребуется. С двигателем автожир сможет развивать скорость до 150 км/ч и подниматься на высоту нескольких тысяч метров. Но о силовой установке и ее размещении на летательном аппарате позже, в отдельной публикации.

Итак, автожир-планер. Основа его - три дюралюминиевых силовых элемента: килевая и осевая балки и мачта. Спереди на килевой балке находится управляемое носовое колесо (от спортивного микроавтомобиля-карта), оснащенное тормозным устройством, а на концах осевой балки - боковые колеса (от мотороллера). Кстати, вместо колес можно установить два поплавка, если предполагаются полеты на буксире за катером.

Там же, на переднем конце килевой балки, установлена ферма - склепанная из дюралюминиевых уголков и усиленная прямоугольными листовыми накладками треугольная конструкция. Она предназначена для крепления буксирного крюка, который устроен так, что пилот, дернув за шнур, может в любой момент отцепиться от буксирного троса. На ферме укреплены также аэронавигационные приборы - простейшие самодельные индикаторы воздушной скорости и бокового сноса, а под фермой - педальный узел с тросовой проводкой к рулю направления. На противоположном конце этой балки установлено оперение: горизонтальное (стабилизатор) и вертикальное (киль с рулем направления), а также предохранительное хвостовое колесо.

Все картинки при нажатии-увеличиваются

Посередине килевой балки расположены мачта и рабочее место пилота - сиденье с автомобильными пристяжными ремнями. Мачта прикреплена к балке двумя дюралюминиевыми пластинчатыми кронштейнами под небольшим углом к вертикали назад и служит основанием для ротора двухлопастного несущего воздушного винта. Механизм ротора с мачтой тоже соединен похожими пластинчатыми кронштейнами. Винт вращается свободно и раскручивается за счет набегающего воздушного потока. Ось ротора может наклоняться в любую сторону с помощью ручки, условно называемой «дельталетной», которой пилот регулирует положение автожира в пространстве. Такая система управления наиболее проста, но отличается от стандартной, применяемой на подавляющем большинстве летательных аппаратов тем, что при движении ручки от себя автожир не снижается, а наоборот, набирает высоту.

При желании возможна установка и «самолетной» ручки управления (на рисунке она показана штрих-пунктиром). Конструкция при этом, естественно, усложняется. Однако выбрать тип управления необходимо еще до постройки автожира. Переделка неприемлема, так как навыки пилотирования, приобретенные с «дельталетной» ручкой, при переходе на «самолетную» могут дать нежелательный результат.

Кроме того, при движении по земле пилот ногами управляет носовым колесом, а после взлета, когда с ростом скорости становится эффективным оперение, - тоже ногами и рулем направления. В первом случае он рулит, попеременно надавливая правой или левой ногой на соответствующее плечо поперечины тормозного устройства, что на колесе; во втором - на ту или иную педаль, связанную тросовой проводкой с рулем направления.

Тормозное устройство применяется во время пробега при посадке на взлетно-посадочную полосу. Оно тоже не отличается особой сложностью. Пилот каблуками прижимает фрикцион (а попросту - деревянную доску) к шине колеса, заставляя их тереться друг о друга и тем самым гасит скорость летательного аппарата. Максимально просто и дешево!

Незначительные масса и габариты автожира позволяют перевозить его даже на крыше легкового автомобиля. Лопасти винта при этом отсоединяются. Устанавливаются они на свое рабочее место непосредственно перед полетом.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАМЫ

Все отверстия в балках размечались так, чтобы сверло только касалось внутренних стенок, не повреждая их. Диаметр сверла подбирался таким, чтобы болты Мб входили в отверстия максимально плотно. Работа велась исключительно электрической дрелью - использование ручной для данных целей нежелательно.

Кстати, на рисунке компоновки заметно, что мачта немного отклонена назад (для этого перед установкой у нее скошено основание). Сделано так для того, чтобы лопасти несущего винта имели на земле начальный угол атаки 9°. Тогда даже при относительно небольшой скорости буксировки на них появляется подъемная сила, винт начинает вращаться, поднимая автожир в воздух.

Осевая балка расположена поперек килевой и прикреплена к ней четырьмя болтами Мб с законтренными разрезными гайками. Помимо того, балки для большей жесткости соединены четырьмя раскосами из стального уголка. К концам осевой балки парными обоймами прикреплены колесные оси (подходят от мотороллера или мотоцикла). Колеса, как уже упоминалось, мотороллерные, с подшипниками, закрытыми для предотвращения попадания в них пыли и грязи колпачками от аэрозольных баллончиков.

Рама и спинка сиденья выполнены из дюралюминиевых труб (очень хорошо для этого подходят детали от детских раскладушек или колясок). Спереди рама прикреплена к килевой балке двумя дюралюминиевыми уголками 25x25 мм, а сзади - к мачте кронштейном из стального угол" ка 30x30 мм. Спинка, в свою очередь, привинчена к раме сиденья и также к мачте.

На раму сиденья надеты кольца, вырезанные из резиновой камеры колеса грузового автомобиля. Поверх них положена и тесемками привязана обшитая прочной тканью поролоновая подушка. На спинку натянут чехол из той же ткани.

Передняя стойка шасси представляет собой вилку из листовой стали с колесом от карта, поворачивающуюся вокруг вертикальной оси. Осью служит короткий болт М12, вставленный в отверстие подошвы (прямоугольника из стального листа), которая прикреплена к килевой балке снизу четырьмя болтами Мб. Под головку болта-оси в килевой балке вырезано дополнительное круглое отверстие.

С боков к перьям вилки носового колеса шарнирно подвешено тормозное устройство. Оно собрано из трубчатой поперечины, двух уголковых стрингеров и деревянного фрикциона. Напомню, что выступающие концы поперечины позволяют пилоту поворачивать рулевое колесо ногами.
В исходном положении устройство держится двумя цилиндрическими пружинами натяжения, зацепленными за кронштейны на носу килевой балки, и тросиком, пропущенным сквозь отверстия в доске-фрикционе. Пружины отрегулированы так, чтобы при отсутствии управляющих действий пилота колесо находилось в плоскости симметрии автожира.

Горизонтальное оперение изготовлено из листового дюралюминия толщиной 3 мм. В оперении предусмотрены две прорези под дюралюминиевые уголковые подкосы поддержки мачты. В точках болтового крепления оперения с килевой балкой к стабилизатору приклепаны накладки для повышения жесткости соединения.

С обеих сторон руля привинчены кабанчики, выгнутые из стального листа. К ним присоединены тросы проводки управления курсом.
Вертикальное оперение прикреплено к килевой балке справа и для большей жесткости усилено двумя кронштейнами из дюралюминиевого уголка 25x25 мм.

РЕКОМЕНДАЦИЯ:
предварительная проверка автожира на земле
Вы собрали автожир-планер. Перед тем как приступить к изготовлению ротора, проверьте, как работают уже готовые механизмы. Делать это лучше всего на той площадке, откуда предполагаются полеты автожира.

Расположитесь на сиденье и убедитесь в том, что сидите удобно и достаете ногами педали. Если необходимо, то подложите под спину дополнительную подушку. Попрыгайте на сиденье - подушка не должна допускать касания рамы телом.

Отклоните ногами носовое колесо и посмотрите, как пружины возвращают его в нейтральное положение. Убедитесь в том, что в этом положении пружины не перетянуты, но и не прослаблены. Во всех соединениях не должно быть никакого люфта.

Прицепите автожир тросом длиной не более десяти метров к автомобилю и осуществите рулежку на скорости не более 20 км/ч. Предупредите водителя, чтобы он неожиданно не тормозил и резко не снижал скорость.

Снимите ноги с перекладины тормозного устройства и посмотрите, выдерживает ли автожир прямолинейное направление. В противном случае отрегулируйте натяжение пружин. Научитесь машинально находить рукой шнур раскрытия крюка и сброса буксирного троса.
Ротор несущего винта, размещенный на верхушке мачты, - наиболее сложный узел в конструкции автожира. От качества изготовления, точности сборки и безошибочности его эксплуатации зависит, беэ преувеличения, жизнь пилота. Основные материалы деталей этого узла - дюралюминий Д16Т и сталь ЗОХГСА (все дюралюминиевые детали анодированы, стальные - кадмированы).

Корпус ротора, пожалуй, самая ответственная деталь, так как в полете именно на ушках корпуса висит вся конструкция автожира. В самом корпусе размещаются два подшипника - радиальный и радиально-упорный, обильно смазанные консистентной смазкой. Корпус с подшипниками вращается на оси ротора. На верху у оси - шплинтованная прорезная гайка М20х1,5 (надо заметить, что простых гаек в конструкции автожира нет: наиболее ответственные из них шплинтуемые, остальные самоконтрящиеся). Глухая крышка, скрывающая гайку оси, предохраняет подшипники от проникновения к ним пыли и влаги.

Внизу ось ротора неподвижно связана с ручкой управления автожиром. Двигая ручкой, можно изменять положение ротора в пространстве, поскольку шарнирное соединение оси с цапфой и цапфы со своим корпусом допускает отклонение оси в пределах, диктуемых диаметром отверстия ограничителя.

К верхушке мачты ротор прикреплен болтами с помощью двух пластинчатых кронштейнов.

РЕКОМЕНДАЦИЯ:
проверка центровки автожира
Когда головка ротора готова и установлена на автожире, необходимо проверить центровку автожира-планера. Вставьте в ушки корпуса ротора болт, которым будет крепиться головка ротора с лопастями несущего винта, и подвесьте автожир за этот болт, например, на крепкую ветвь дерева.

Если указанный угол лежит вне разрешенного диапазона, то следует либо переместить пилота, либо добавить небольшой балласт в хвостовую часть. Но если произошло существенное изменение массы пилота (она превысила 100 кг) или на автожир установлен двигатель, то необходимо изготовить новые - более толстые пластинчатые кронштейны, которые держат ротор на верхушке мачты.

Лопасти несущего винта полностью идентичны, поэтому достаточно описать процесс изготовления только одной из них.
Вдоль всей рабочей длины лопасти сечения ее одинаковы, никакой крутки и изменения геометрических параметров не предусмотрено. Это существенно упрощает дело.

Клеить лучше на ровной поверхности, подложив полиэтиленовую пленку, к которой эпоксидный клей не пристает. Набрать надо суммарную толщину в 20 мм. После нанесения клея весь «пирог» будущей лопасти следует придавить каким-либо длинным и ровным предметом с грузом и оставить для полного высыхания на сутки. По своим механическим свойствам полученная в итоге композиция ничем не хуже настоящей дельта-древесины.

Заданный профиль передней кромки (носка) лонжерона получен с использованием шаблона следующим способом. По всему размаху лонжерона с шагом 150-200 мм в передней кромке сделаны канавки до полного прилегания шаблона в них к лонжерону. Древесина между канавками сострогана под линейку.

В задних кромках лонжерона рубанком (можно циклей) выбраны «четверти» шириной 10 и глубиной 1 мм под фанерную обшивку. Лист нижней обшивки (заподлицо с лонжероном) приклеен эпоксидной смолой, а к ней и лонжерону - листы пенопласта марки ПС-1, которые предварительно остроганы до высоты 20 мм. Слою пенопласта придана необходимая форма по шаблону верха профиля лопасти. В качестве задней кромки использована сосновая рейка. Последней приклеена верхняя обшивка: достаточно было прижать ее струбцинами к «четверти» лонжерона и задней кромке - и лист фанеры сам принял нужную форму (задняя кромка лопасти должна быть слегка отогнута вверх, как это показано на рисунке).

Каждая лопасть имеет груз массой 100 г, установленный в обтекателе на передней кромке, и отгибной триммер на задней. В комлевой части лопасти приклепаны стальные накладки, через которые просверлены отверстия в лонжероне для крепления лопасти к головке ротора.

РЕКОМЕНДАЦИЯ:
балансировка и настройка лопастей
" После изготовления и покраски лопасти необходимо отрегулировать. Уделите этой операции самое серьезное внимание. Имейте в виду, что чем чище и ровнее поверхности лопастей, тем большую подъемную силу они создадут, а автожир сможет взлетать при меньшей скорости.
Присоедините лопасти к головке ротора и проверьте балансировку. Если какая-то лопасть окажется тяжелее и ее конец опустится ниже, то высверлите часть ее свинцового груза, добиваясь того, чтобы лопасти сравнялись. Если эта операция не даст результата (удалять можно не более 50 г), то высверлите несколько неглубоких отверстий в наиболее толстом участке профиля легкой лопасти и заполните их свинцом.

Поскольку законцовки лопастей при вращении имеют окружную скорость около 500 км/ч, то очень важно, чтобы они вращались в одной плоскости. Наклейте на передние кромки у самого конца лопастей две разноцветные пластиковые ленты. В ветреный день выберете место, где ветер дует постоянно со скоростью примерно 20-30 км/ч (проверьте индикатором воздушной скорости) и поставьте автожир против ветра. Привяжите его пятиметровой веревкой к пню или прочно вбитому в землю колу.

Расположитесь на сиденье, привяжите себя ремнями и вместе с автожиром попятьтесь так, чтобы веревка натянулась. Держась за ручку управления левой рукой, поставьте ротор в горизонтальное положение, а правой раскрутите лопасти так сильно, как только сможете. Ваш помощник должен со стороны наблюдать за вращением концов ротора.

Постепенно наклоняйте ротор назад и дайте ему раскрутиться на ветру до большей скорости. Если разноцветные полоски вращаются в одной плоскости, лопасти имеют одинаковый шаг. Если же почувствуете тряску планера или помощник покажет, что лопасти вращаются не в одной плоскости, то сразу же разгрузите ротор, переведя его в горизонтальное положение или даже наклонив вперед. Отгибая триммеры на незначительный угол вниз или вверх, добейтесь правильного вращения лопастей.

По мере увеличения частоты вращения ротора планер качнется, и переднее колесо приподнимется. Ротор при этом окажется отклоненным назад, что приведет к еще более интенсивному его раскручиванию. Опустите ноги на землю и контролируйте положение автожира в пространстве. Если почувствуете, что он взлетает, то сразу же разгрузите ротор, потянув ручку управления на себя. Поупражнявшись так, вы вскоре будете готовы к первому полету.

Автожир своими руками видео

ПРАКТИКА ПИЛОТИРОВАНИЯ

Перед полетами еще раз проверьте техническое состояние автожира-планера. На первых порах используйте относительно короткий буксирный трос длиной не более 20 м. Обязательно предупредите водителя о том, что разгоняться следует плавно и ни в коем случае резко не тормозить.

Поставьте автожир против ветра. Раскрутите ротор правой рукой и ждите, пока он не начнет набирать обороты за счет воздушного напора. Если ветер слабый, то дайте водителю команду двигаться со скоростью 10-15 км/ч по индикатору воздушной скорости. Продолжайте помогать ротору рукой, пока можете это делать.

По мере разгона отклоните ротор полностью назад и дайте водителю сигнал увеличить скорость до 20-30 км/ч. Управляя носовым колесом, двигайтесь за автомобилем прямолинейно. Когда это колесо оторвется от земли, переставьте ноги на педали. Манипулируя ручкой управления, поддерживайте такое положение автожира, чтобы он двигался только на боковых колесах, не касаясь земли ни носовым, ни хвостовым. Ждите, пока возросшая воздушная скорость не поднимет автожир в воздух в этом положении. Корректируйте высоту полета продольными движениями ручки управления (руль направления при этом не эффективен, поскольку планер буксируется на тросе). В полете не допускайте слабины в буксирном тросе. Не закладывайте виражи на большой скорости.

Перед посадкой выровняйте свое положение за автомобилем, пока он не достиг конца взлетно-посадочной полосы. Плавно наклоните ротор вперед и летите на высоте около метра. Поддерживайте это положение малыми «подергиваниями» ручки управления. (Вообще, в отличие от управления самолетом, на автожире движения ручки должны быть не плавными, а резкими, буквально рывками.)

Сигнальте водителю снизить скорость. Когда он это сделает, отклоните ротор полностью назад. Заднее колесо автожира должно первым коснуться земли. Держите ротор отклоненным назад, чтобы не допустить слабины буксирного троса. Остановившись, дайте автомобилю развернуться и двигайтесь вместе с ним к месту старта. Держите положение ротора таким, чтобы он продолжал вращаться. Если полетов больше не будет, то поставьте ротор горизонтально и, когда частота вращения снизится, остановите его рукой. Никогда не покидайте сиденья, пока ротор вращается, иначе автожир может улететь без вас.

Постепенно, по мере освоения техники пилотирования, увеличивайте длину буксирного троса до ста метров и поднимайтесь на большую высоту.

Последним этапом освоения полета на автожире будет свободный полет после отцепления от буксирного троса. Ни в коем случае не снижайте в этом режиме воздушную скорость ниже 30 км/ч!
С высоты 60 м дальность свободного полета может достигать 300 м. Учитесь делать повороты, подниматься на большую высоту. Если стартуете с возвышенности, то дальность полета может составлять километры.

На этот раз, друзья-товарищи, предлагаю переместиться в иную стихию транспортных средств – воздушную.

Несмотря на всеобъемлющий ад и погибель на земле, мы с вами не теряем надежды и мечтаем покорять небеса. А относительно недорогим средством для этого нам послужит чудо-коляска с пропеллером, имя коей - автожир .

Автожир (autogyro) - винтокрылый сверхлегкий летательный аппарат, в полёте опирающийся на несущую поверхность свободновращающегося в режиме авторотации несущего винта.

По-другому эта штука именуется как Гироплан (gyroplane), Гирокоптер (gyrocopter), и иногда Ротоплан (rotaplane).

Немного истории

Автожиры изобрёл испанский инженер Хуан де ла Сиерва в 1919 году. Он так же как и многие авиаконструкторы того времени пытался создать летающий вертолет и как это обычно бывает, создать создал, но не то, что хотел изначально. Но особо по этому факту не расстроился и в 1923 году запустил свой личный аппарат, который летал за счет эффекта авторотации. Далее запилил собственную фирму и клепал потихоньку свои гирокоптеры пока не умер. А потом был сконструирован полноценный вертолет, интерес к автожирам пропал. Хотя они все это время продолжали выпускаться, но использовались (и используются) для узких целей (метеорология, аэрофотосъемка и проч.).

Технические характеристики

Масса: от 200 до 800 кг

Скорость: до 180 км/ч

Расход топлива: ~15 л на 100 км

Дальность полета: от 300 до 800 км

Конструкция

По конструкции автожир ближе всего находится к вертолетам. По сути, он и является вертолетом, только с предельно упрощенной конструкцией.

Собственно сама конструкция включает следующие ключевые элементы: несущая конструкция - «скелет» аппарата, к которому крепится двигатель, 2 винта, сиденье пилота, приборы управления и навигации, хвостовое оперение, шасси и некоторые другие элементы.

Непосредственное управление осуществляется двумя педалями и рычагом управления.

Самым простым гирокоптерам для взлета необходим небольшой разбег в 10 - 50 метров. Это расстояние уменьшается в зависимости от увеличения силы встречного ветра и степени раскрутки несущего винта к моменту начала разбега.

Особенностью автожира является то, что он летит, пока имеется набегающий на несущий винт поток воздуха. Этот поток обеспечивается малым толкающим винтом. Именно по этому автожиру необходим хотя бы небольшой разбег.

Однако более сложные и дорогие автожиры, оснащенные механизмом изменения угла атаки лопасти, способны взлетать с места вертикально вверх (т.н. подскоком).

Изменение положения автожира в горизонтальной плоскости достигается при помощи изменения угла наклона всей плоскости несущего винта.

Автожир так же как вертолет способен зависать в воздухе.

Если у автожира отказывает двигатель, это не значит верную гибель пилота. Если двигатель выключается, ротор автожира переходит в режим авторотации, т.е. продолжает вращаться от набегающего потока воздуха, пока аппарат движется со скоростью вниз. В результате автожир медленно спускается, а не падает камнем.

Разновидности

Несмотря на простоту конструкции, гирокоптеры обладают некоторой вариативностью конструкции.

Во-первых, данные летательные аппараты могут быть оснащены как тянущим винтом, так и толкающим. Первые характерны для исторически самых первых моделей. Второй винт у них расположен спереди, как у некоторых самолетов.

Вторые – имеют винт в задней части аппарата. Автожиров с толкающим винтом – абсолютное большинство, хотя обе конструкции имеют свои преимущества.

Во-вторых, автожир хоть и очень легкое воздушное средство передвижения, но он может перемещать еще пару пассажиров. Естественно для этого должны иметься соответствующие конструктивные возможности. Встречаются автожиры с возможностью перевозки до 3-х человек, включая пилота.

В-третьих, автожир может обладать полностью закрытой кабинкой для пилота и пассажиров, частично закрытой, или может вообще не иметь кабины, которая убирается в целях грузоподъемности или же лучшего обзора.

В-четвертых, может оснащаться дополнительными ништяками, типа автомата перекоса и проч.

Боевое применение

Эффективность автожира как ударного средства конечно невысока, но побывать некоторое время на вооружении СА он успел. В частности в начале XX века, когда весь мир был охвачен вертолетной лихорадкой, военные наблюдали за развитием в этой отрасли. Когда полноценных вертолетов еще не существовало, были попытки применять гирокоптер в военных целях. Первый гирокоптер в СССР был разработан в 1929 году под названием КАСКР-1 . Затем в течении десяти последующих лет вышли еще несколько моделей автожиров, в т.ч. автожиры А-4 и А-7. Последний принимал участие в войне с финнами в качестве разведчика, ночного бомбардировщика и эвакуатора. Хоть в использовании автожира были определенные преимущества, все это время военное руководство сомневалось о его необходимости и на серийное производство А-7 так и не был поставлен. Затем в 1941-м началась война и было не до этого. После войны все силы были брошены на создание настоящего вертолета, а про автожир так и забыли.

Советский автожир А-7 был вооружен 7,62 пулеметами ПВ-1 и ДА-2. Так же была возможность крепить бомбы ФАБ-100 (4 шт.) и неуправляемые реактивные снаряды РС-82 (6 шт.)

История применение автожиров в других странах примерно такая же - аппараты использовались в начале XX века французами, англичанами, японцами, но при появлении вертолетов, практически все автожиры были списаны.

Сабж и ПА

Наверное и так понятно почему сабжем "Техники ПА" стал именно автожир. Очень простой, легкий, маневренный - его при определенной прямости рук и можно собрать в домашних условиях (видимо отсюда появились байки о зеках и вертолете из бензопилы "Дружба").

Несмотря на все его достоинства, мы получаем хорошую возможность покорять воздушное пространство в очень хреновых окружающих условиях.

Помимо банального перемещения по воздуху и перевозки мало-мальского груза, мы получаем неплохую боевую единицу, которую можно тактично использовать в разведывательных и патрульных операциях. Более того, вполне возможна установка автоматического оружия, а также использования боевых снарядов для бомбометания. Как говорится, голь на выдумки хитра, было бы желание.

Итак, подведем итоги. Преимущества сабжа я разделил на абсолютные и относительные. Относительные - сравнительно с другими летательными аппаратами, абсолютные - сравнительно с транспортными средствами вообще, в т.ч. и наземными.

Абсолютные преимущества

Простота изготовления и ремонта

Простота эксплуатации

Простота управления

Компактность

Низкий расход топлива

Относительные преимущества

Высокая маневренность

Устойчивость к сильным ветрам

Безопасность

Посадка без пробега

Низкие вибрации в полете

Недостатки

Низкая грузоподъемность

Низкая защищенность

Высокая чувствительность к обледенению

Достаточно сильный шум толкающего винта

Специфические недостатки (разгрузка ротора, кувырок, мертвая зона авторотации и др.)

ЮТруб о сабже

Для того чтобы начать собирать что-либо своими руками, необходимо разобраться с основами. Что представляет собой автожир? Это летательный аппарат, который отличается сверхлегкостью. Он является винтокрылой воздушной моделью, которая при полете опирается на несущую поверхность, свободно вращающегося в режиме авторотации несущего винта.

Автожир: характеристики

Данное изобретение принадлежит испанскому инженеру Хуану де ла Сиерва. Сконструирован этот летательный аппарат был в 1919 году. Стоит сказать, что в то время все инженеры пытались построить вертолет, но вышло именно это. Конечно, конструктор не решил избавиться от своего проекта, а в 1923 году выпустил первый в мире автожир, который мог летать за счет эффекта авторотации. Инженер даже создал собственную фирму, которая занималась производством этих аппаратов. Так продолжалось до тех пор, пока не были изобретены современные вертолеты. В этот момент автожиры утратили свою актуальность практически полностью.

Автожир своими руками

Будучи когда-то основным летательным аппаратом, сегодня автожир превратился в пережиток истории, который можно собрать своими руками у себя дома. Стоит сказать, что это очень даже неплохой вариант для тех людей, кто очень хочет "научиться летать".

Чтобы сконструировать этот летательный аппарат, нет необходимости покупать дорогостоящие детали. К тому же, для его сборки не понадобится специальное оборудование, большое помещение и т. д. Собрать его можно даже в квартире, если в комнате достаточно места и соседи не против. Хотя небольшое число элементов автожира все же будет нуждаться в обработке на токарном станке.

В остальном же, сборка автожира своими руками - это довольно простой процесс.

Несмотря на то, что аппарат довольно прост, существует несколько видов этой конструкции. Однако, для тех, кто решился создавать его самостоятельно и впервые, рекомендуется начать с такой модели как автожир-планер.

Недостатком этой модели станет то, что для его подъема в воздух понадобится машина и трос, длиной около 50 метров или больше, который можно будет закрепить на автомобиле. Тут необходимо понимать, что высота полета на автожире будет ограничена длиной этого элемента. После того, как такой планер будет поднят в воздух, у пилота должна будет быть возможность сбросить трос.

После отсоединения от автомобиля летательный аппарат начнет медленно планировать вниз под углом примерно в 15 градусов. Это необходимый процесс, так как он позволит пилоту выработать все необходимые навыки пилотирования, прежде чем отправиться в настоящий, свободный полет.

Основные геометрические параметры автожира, имеющего шасси с носовым колесом

Для того, чтобы перейти к настоящему полету, к автожиру своими руками необходимо добавить еще одну деталь - двигатель с толкающим винтом. Максимальная скорость аппарата с таким типом двигателя составит около 150 км/ч, а максимальная высота увеличится до нескольких километров.

Основа летательного аппарата

Итак, изготовление автожира своими руками необходимо начинать с основы. Ключевыми деталями этого устройства будут три дюралюминиевых силовых элемента. Первые две детали - это килевая и осевая балки, а третий - это мачта.

К килевой балке спереди необходимо будет добавить управляемое носовое колесо. Для этих целей можно использовать колесо от спортивного микроавтомобиля. Важно отметить, что эта деталь должна быть оснащена тормозным устройством.

К концам осевой балки с обеих сторон также нужно прикрепить колеса. Для этого вполне подойдут небольшие колеса от мотороллера. Вместо колес можно монтировать поплавки, если планируется использовать автожир как средство для полета на буксире за катером.

Кроме этого, к концу килевой балки нужно добавить еще один элемент - ферму. Фермой называют треугольную конструкцию, которая складывается из дюралюминиевых уголков, а после усиливается прямоугольными листовыми накладками.

Можно добавить, что цена автожира довольно высока, а его изготовление своими руками не только реально, но и помогает хорошо сэкономить.

Элементы килевой балки

Предназначение крепления фермы на килевую балку - это соединение аппарата и автомобиля посредством троса. То есть он надевается именно на эту деталь, которая должна быть обустроена так, чтобы пилот, когда дернет за нее, мог сразу же освободиться от сцепления с тросом. Кроме этого, эта деталь служит платформой для размещения на ней простейших летательных приборов - индикатора воздушной скорости, а также индикатора бокового сноса.

Под этим элементом располагается педальный узел с тросовой проводкой к рулю управления средством.

Самодельный автожир также должен быть оснащен оперением, располагающимся на противоположном конце килевой балки, то есть сзади. Под оперением понимают горизонтальный стабилизатор и вертикальный, который выражен через киль с рулем управления.

Последняя хвостовая деталь - это предохранительное колесо.

Рама для автожира

Как говорилось ранее, рама самодельного автожира состоит из трех элементов - килевой и осевой балки, а также из мачты. Изготавливаются эти детали из дюралюминиевой трубы, с сечением 50х50 мм, а толщина стенок должна быть 3 мм. Обычно такие трубы используются в качестве основы для окон, дверей, витрин магазинов и т.д.

Если не хочется использовать этот вариант, можно сконструировать автожир своими руками при помощи коробчатых балок из дюралюминиевых уголков, которые соединяются при помощи аргонодуговой сварки. Лучшим вариантом материала считается Д16Т.

При установке разметки для сверления отверстий необходимо следить, чтобы сверло только коснулось внутренней стенки, но не повредило ее. Если говорить о диаметре требуемого сверла, то он должен быть таким, чтобы модель болта Мб входила в отверстие как можно плотнее. Проводить все работы лучше всего электрической дрелью. Использовать ручной вариант здесь неуместно.

Сборка основы

Прежде чем приступить к сборке основания, лучше всего составить чертеж автожира. При его составлении и последующем соединении основных деталей необходимо учитывать, что мачта должна быть немного отклонена назад. Для того, чтобы добиться этого эффекта, перед установкой у нее немного подпиливается основание. Это необходимо сделать для того, чтобы лопасти несущего винта имели угол атаки в 9 градусов, когда автожир просто стоит на земле.

Этот момент очень важен, так как обеспечение нужного угла создаст необходимую подъемную силу даже при небольшой скорости буксировки аппарата.

Расположение осевой балки - поперек килевой. Крепление осуществляется также к килевой балке при помощи четырех болтов Мб, а для большей надежности они должны быть снабжены законтренными разрезными гайками. Кроме этого, для увеличения жесткости автожира балки соединяются между собой четырьмя раскосами из стального уголка.

Спинка, сиденье и шасси

Для того, чтобы прикрепить раму к основе, необходимо использовать два дюралюминиевых уголка 25х25 мм спереди, прикрепив их к килевой балке, а сзади крепить к мачте при помощи кронштейна из стального уголка 30х30 мм. Спинка привинчивается к раме сиденья и к мачте.

На эту деталь также надеваются кольца, которые вырезаются из резиновой камеры колеса. Чаще всего для этих целей используется камера колеса грузового транспорта. Сверху на эти кольца накладывается поролоновая подушка, которая привязывается тесемками и обшивается прочной тканью. На спинку лучше всего натянуть чехол, который будет выполнен из той же ткани, что и сиденье.

Если говорить о шасси, то передняя стойка должна иметь вид вилки, которая выполнена из листовой стали, а также иметь колесо от карта, поворачивающееся вокруг вертикальной оси.

Ротор автожира и цена

Очень важным требованием для стабильной работы летательного аппарата является плавная работа ротора. Это очень важно, так как сбой в работе этой детали вызовет тряску всей машины, что сильно повлияет на прочность всей конструкции, будет мешать стабильной работе самого же ротора, а также нарушать регулировку деталей. Чтобы избежать всех этих неприятностей, очень важно правильно сбалансировать этот элемент.

Первый способ балансировки заключается в том, что элемент обрабатывается целиком, как обычный винт. Для этого необходимо очень жестко закрепить лопасти на втулке.

Второй способ - это балансировка каждой лопасти по отдельности. В таком случае необходимо добиться одинакового веса от каждой лопасти, а также достичь того, чтобы центр тяжести каждого элемента находился на одинаковом расстоянии от корня.

Цена автожира, изготовленного на заводе, начинается от 400 тысяч рублей и доходит до 5 миллионов рублей.