Чумак П.И., Кривокрысенко В.Ф. Расчет, проектирование и постройка сверхлегких самолетов. — М.: «ПАТРИОТ», 1991. — 239 с.

 

В конце шестидесятых годов в США, странах Западной Европы, а в семидесятых — и в СССР сформировалось новое направление в развитии авиационной техники — сверхлегкие летательные аппараты.

В 1981 г. Международная авиационная федерация (ФАИ) определила, что к данному типу летательных аппаратов относятся одно- и двухместные самолеты с массой пустого не более 150 кг. Были определены и другие ограничения. В ряде стран (США, Англии, Испании, Франции и др.) существуют свои ограничения по СЛА. В отечественной практике это название укрепилось за любым ЛА самодеятельной постройки. Прошедшие смотры-конкурсы вопрос о классификации ЛА выдвинули в число наиболее важных.

Особое место среди других летательных аппаратов занимают сверхлегкие самолеты (СЛС).

Подобные самолеты строились и раньше, начиная еще с двадцатых годов. Это были одиночные образцы, выполненные конструкторами-любителями, многие из которых всю последующую жизнь посвятили авиации. Некоторые из построенных самолетов, например АНТ-1 A.Н. Туполева (1923 г.), ВОП-1 В.О. Писаренко(1923 г.), РАФ-1 А. Н. Рафаэлянца (1925 г.), С-4 B.П. Невдачина (1926 г.) и многие другие, имели достаточно хорошие летно-технические характеристики. Но так как в эти годы начиналось покорение больших высот и скоростей, то малые самолеты остались в тени действительно громадных достижений в развитии «большой» авиации.

Возобновление интереса к СЛС обусловлено их широкими возможностями для решения учебных, спортивных и хозяйственных задач, а также появлением современных материалов и технологий, мощных и экономичных двигателей.

В зависимости от количества и взаимного расположения несущих поверхностей СЛС могут выполняться по трем аэродинамическим схемам: нормальной (классической), «утка» и «бесхвостка».

В СЛС, выполненном по нормальной схеме, оперение расположено позади крыла. Крыло такого самолета обтекается невозмущенным потоком, в то время как оперение находится в зоне вихрей, стекающих с крыла. Несмотря на это, хвостовое оперение способно обеспечить хорошую продольную устойчивость и управляемость СЛС.

В самолете схемы «утка» горизонтальное оперение расположено впереди крыла на носовой части фюзеляжа и так же, как и крыло, создает подъемную силу. Аэродинамическое сопротивление самолета, выполненного по схеме «утка», меньше аэродинамического сопротивления такого же самолета, но выполненного по нормальной схеме. Это объясняется отсутствием так называемых потерь на балансировку. Эти преимущества были замечены конструкторами-любителями, в результате многие СЛС в первой половине восьмидесятых годов были выполнены по этой схеме. Несмотря на красивые аэродинамические формы, высокую культуру изготовления, большинство из них так и не летало. Причиной этого являются трудности, связанные с вопросами обеспечения хорошей устойчивости и управляемости.

СЛС схемы «бесхвостка» обладают меньшим вредным сопротивлением, чем при нормальной схеме (из-за отсутствия горизонтального оперения), но требуют принятия специальных мер для обеспечения необходимых в полете устойчивости и управляемости. К этой схеме относятся дельтапланы и мотодельтапланы.

По конструктивным признакам все СЛС можно разделить на три основных класса: мотодельтапланы; ультра лайты с жестким силовым набором и мягкой тканевой или пленочной обшивкой; сверхлегкие летательные аппараты, выполненные по самолетной схеме.

Отличительными признаками мотодельтапланов являются балансирная схема системы управления, мягкое крыло с растяжками, препятствующими его изгибу.

Силовой каркас крыла схематичных СЛС (ультра-лайтов)  выполняется обычно в виде трубчатого лонжерона. Такая схема достаточно популярна среди конструкторов-любителей. Популярность схемы объясняется относительной простотой изготовления такого СЛС, но требует больших мощностей двигателя из-за невысокого аэродинамического качества.

СЛС, выполненные по самолетной схеме, конструктивно существенно сложнее двух предыдущих классов, но они имеют более высокие летно-технические характеристики, особенно по скорости и дальности полета.

Самодеятельное любительское конструирование СЛА в СССР получило в последнее время довольно активное развитие. Решению многих проблем любительского конструирования способствовало создание постоянно действующей технической комиссии.

Настоящей школой для начинающих конструкторов-любителей стали уже традиционные смотры-конкурсы сверхлегких летательных аппаратов, организацию которых взяли на себя ЦК ВЛКСМ, ЦК ДОСААФ и Министерство авиационной промышленности.

Большое количество удачных полетов, выполненных на последних смотрах-конкурсах летчиками-испытателями, показали незаурядные способности конструкторов-любителей. В то же время они выявили и проблему: многие самодеятельные конструкторы строят на свой страх и риск, пытаются поднять в воздух аппараты без элементарных знаний в области аэродинамики, прочности, основ конструирования и технологии изготовления.

В сентябре 1988 г. опубликованы общие технические требования (ОТТ) к ЛА любительской постройки. Эти ОТТ в процессе создания СЛА могут быть выдержаны только при наличии у разработчиков проекта определенных знаний по расчету, конструированию и технологиям изготовления подобных ЛА. Специальная литература, посвященная этим проблемам, рассчитана на промышленную технологию, требует соответствующей подготовки и, как правило, не охватывает все этапы создания ЛА.

Возникла необходимость в пособии по расчету, проектированию и технологии изготовления СЛА для широкого круга самодеятельных конструкторов. Именно эти цели, применительно к СЛС, ставили перед собой авторы, приступая к работе над книгой.

Книга посвящена вопросам расчета, проектирования и изготовления СЛС нормальной схемы и базируется на курсах математики и физики в объеме средней школы. Особое внимание уделено вопросам расчета и изготовления воздушных винтов.

Книга рассчитана на широкий круг любителей, не имеющих специальной подготовки, однако знакомых с основами авиации в объеме популярных изданий.