ОБ "АЭРОПРАКТАХ" ТОЛЬКО ФАКТЫ

А-27 с шестилопастным винтом

О самолетах двух "Аэропрактов" - самарского и киевского - в нашем журнале опубликовано достаточно статей. Тем не менее, эти коллективы каждый год удивляют нас новыми разработками. В Самаре завершен цикл летных испытаний нового двухместного самолета А-27, в Киеве изготовлена оснастка для серийного производства двухместного А-22, уже выпущено восемь самолетов этого типа, активно идет сертификация в Германии, сотрудники фирмы разрабатывают новый четырехместный двухмоторный экспериментальный самолет А-28.

 

О новом самолете самарского КБ "Аэропракт" рассказывает его главный конструктор Игорь Вахрушев:

- Коллектив КБ "Аэропракт" (г. Самара) пытается внести посильный вклад в развитие авиации общего назначения в России. В течение нескольких лет в нашем КБ были построены самолеты А-19, А-21, А-23, А-23М, А-25, А-25М (см. "АОН" NN 6 '98, 7'98 , прим. ред. ) .

А-27 и А-21 "Соло" в полете

Сегодня мы представляем наш самолет "Аэропракт-27", который впервые был продемонстрирован на гидроавиасалоне "Геленджик-98". Летные испытания самолета подтвердили его расчетные летно-технические и эксплуатационные характеристики в различных вариантах: на поплавках, с лыжным и колесным шасси. Хорошо зарекомендовал себя на самолете немецкий двигатель "Hirth F30". При цене вдвое меньшей, чем у двигателя " Rotax-912" , и при достаточно низкой стоимости горючесмазочных материалов в России его применение вполне оправдано.

Летно-технические характеристики самолета "Аэропракт-27"

Летно-технические характеристики	Единицы измерения	Величина
Количество мест		2
Максимальная взлетная масса:
- на поплавках	кг	540
- на сухопутном шасси	кг	500
Максимальная масса топлива	кг	60
Двигатель		Hirth F30
Максимальная скорость:
- на поплавках	км/ч	150
- на сухопутном шасси	км/ч	185
Крейсерская скорость
- на поплавках	км/ч	100 - 120
- на сухопутном шасси	км/ч	130 - 150
Скорость сваливания:
- на поплавках	км/ч	65
- на сухопутном шасси	км/ч	60
Дальность полета:
- на поплавках	км	450
- на сухопутном шасси	км	600
Потребная длина ВПП	м	100
Конструкция		Композитная

Эксплуатация самолета "Аэропракт-27" на поплавках была для нас настоящим открытием. Имея большой опыт полетов на гидросамолетах типа "летающая лодка" и амфибия, мы были приятно удивлены достоинствами поплавкового самолета.

А-27 в сухопутном варианте, на поплавках и лыжах

Очень удобна посадка и высадка пилота и пассажира из самолета с поплавков через боковые двери: ноги не замочишь. Два убираемых водяных руля на поплавках позволяют выполнять руление на водоемах ограниченных размеров, а также обеспечивают простой подход и отход от берега с различным рельефом. Кроме этого, посадка и взлет с воды на поплавковом шасси производятся почти как в сухопутном варианте. Самолет прощает даже грубые ошибки новичков. А летные характеристики самолета не уступают характеристикам самолетов Б.Чернова фирмы "Гидроплан", оснащенных двумя двигателями "Rotax-582".

В сухопутном варианте самолет имеет максимальную скорость до 180 км/ч, что значительно превосходит скорости аналогичных летающих лодок.

Самолет второй сезон эксплуатируется в Тольяттинском авиаспортклубе "Автозаводский" и пользуется популярностью летного и технического состава.

О разработках киевского ООО "Аэропракт" рассказывает главный конструктор Юрий Яковлев:

- Начнем с А-22. В прошлом году конструкция самолета была существенно доработана, проведен комплекс летных испытаний (см. "АОН" N 8 '98 , прим. ред. ) . Нам удалось создать большой комплект оснастки для сборки. В частности, созданы стапеля агрегатов, вплоть до стапеля сварки моторамы. Мы серьезно готовились к серийному производству, отрабатывали технологию, и сегодня в стапеле стоит уже восьмая машина этого типа. Сегодня технология сборки фюзеляжа такова, что один рабочий за четыре недели выдает фюзеляж из стапеля.

"Аэропракт-22"

Цех по производству самолетов А-22

Продолжаем работать и по проекту нового двухмоторного четырехместного самолета А-28. Внешний вид его полностью отличается от первоначального проекта. Вначале мы разрабатывали вариант высокоплана с передней стойкой, двигателями на крыльях и тянущими винтами. Но заказчик поставил жесткое условие обеспечения высокой проходимости самолетавнеаэродрома, а начальная схема была не очень хорошей по этому показателю: тяга двигателей высокоплана проходит значительно выше центра тяжести, а вынос передней стойки по условиям компоновки сделать большим невозможно, поэтому на взлетных режимах должна неизбежно расти нагрузка на носовую опору, ухудшая тем самым проходимость. То же самое характерно и для посадки: при резком торможении нагрузка на переднюю стойку растет, создавая предпосылки для ее поломки и ухудшая проходимость. Высокое расположение двигателей на крыле ухудшает обзор из пилотской кабины при выполнении виража. Попытка вынести двигатели выше, чтобы улучшить обзор, приводит к необходимости размещения гондолы на верхней поверхности крыла, что несколько ухудшает аэродинамику крыла, а самое главное - еще больше увеличивает нагрузку на переднюю стойку. Стремление же сохранить высокое аэродинамическое качество на высокоплане с двумя двигателями на крыле в случае, когда экипаж расположен позади плоскости вращения воздушных винтов, приводит к значительному ухудшению обзора из пилотской кабины при выполнении виража.

Проект нового гидросамолета А-24 ООО "Аэропракт" (Киев)

Проект "Аэропракт-28"

Поэтому было принято решение полностью перекомпоновать самолет. Этому способствовало и требование заказчика обеспечить большую дальность полета. Первый вариант самолета практически был развитием А-22, при разработке которого не ставились вышеупомянутые задачи. По существу первый вариант был большим ультралайтом.

Сегодня "Аэропракт-28" - это низкоплан с тянущими двигателями на крыле и хвостовой опорой. Принятие такой компоновки потребовало достаточно много времени. Практически всю весну прошлого года мы занимались этой работой. Но решение было принято, в начале лета мы уже имели рабочие чертежи и начали изготавливать агрегаты самолета.

Первый вариант А-28 подобно А-22 предполагалось строить цельнометаллическим. Для достижения обтекаемой формы сегодняшний вариант имеет смешанную конструкцию фюзеляжа: из стеклопластика и металла. На первом экспериментальном самолете было решено сделать фонарь одинарной, а не двойной кривизны, поэтому при создании формы передней части нужно было сопрячь цилиндрическую форму фонаря с конической формой хвостовой балки , сделать совершенные зализы крыла. Все вместе определило своеобразную форму передней части фюзеляжа, конструкцию которой выгоднее всего сделать из стеклопластика. Фонарь пилотской кабины доходит почти до носка кабины, обеспечивая максимальный обзор пилоту и пассажирам.

Вот здесь мы столкнулись с некоторыми проблемами, поскольку раньше никогда не проектировали конические балки. Оказывается, есть определенные нюансы, которые заставляют задуматься над конструкцией и расчетами классической балочно-стрингерной конструкции.

В новом варианте самолета А-28 применяется Т-образное оперение. Я сторонник этой схемы для самолетов с хвостовой опорой. Низкорасположенное ГО можно легко повредить при посадке на площадку, поросшую высокой травой. Поэтому ГО лучше расположить как можно выше, т.е. на верху киля. К тому же, нам удалось создать весьма простую схему крепления ГО к ВО. Имея большой опыт эксплуатации самолетов А-20 с Т-образным оперением, мы заметили одну особенность: достаточно большая площадь и масса горизонтального оперения создают значительные инерционные и аэродинамические несимметричные нагрузки, которые порождают изгибающий момент в киле. При этом заметны деформации киля, и в случае А-20, где тонкая обшивка имеет низкие критические напряжения и не работает при изгибе, на поверхности киля видны «хлопуны». Для А-28 мы изготовили обшивку киля из стеклопластика. Трехслойная конструкция позволила отказаться от рядовых нервюр, а высокие критические напряжения исключили вышеупомянутые особенности.

Силовая установка А-28 будет состоять из двух 100-сильных двигателей "Rotax-912" новой серии, установленных на крыльях. Эти двигатели новой модификации скоро к нам должны поступить, если не будет задержки с поставкой (она должна была состояться около года назад). Новые двигатели, в отличие от "Rotax-914" менее форсированы, имеют больший объем. Наш заказчик (шейх из Объединенных Арабских Эмиратов) никогда не покупает "Rotax-914" , поскольку убежден, что они в жаркую погоду (особенно в южных широтах) просто перегреваются и не хотят работать. По-моему, это плата за форсирование. Поэтому спрос на 914-ую модель постепенно снижается.

А-28, в отличие от предыдущих машин "Аэропракт", имеет нетрадиционную для наших самолетов механизацию: мы применили раздельное управление закрылками и элеронами. Хотя крыло практически прежнее - с тем же профилем и той же щелью, раздельный закрылок может отклоняться на больший угол. Мы несколько изменили также щель и положение оси закрылка, увеличив тем самым его эффективность. Есть и еще одна причина принятия такого решения. Флаппероны не очень подходят для скоростных самолетов, когда возникает проблема флаттера. Если флапперон требует весовой балансировки, то на закрылок не надо устанавливать противофлаттерные грузы. Таким образом, устанавливая раздельные элерон и закрылок, мы экономим в весе, улучшаем взлетно-посадочные характеристики, расширяем диапазон скоростей полета.

Очень много времени потребовало проектирование крыла. Его конструкция для нас совершенно новая - свободнонесущее крыло с моментными узлами навески из стали 30ХГСА, сборные лонжероны из уголков (однолонжеронное крыло мы применяем традиционно во всех наших конструкциях, поскольку при небольших взлетных массах и удельных нагрузках на крыло, при относительно толстых профилях применять двухлонжеронное крыло невыгодно). Разработка крыла отняла много времени, поскольку проектированием его пришлось заниматься мне самому, находя время между массой других технических и административных вопросов и деловых поездок. Но несколько дней назад проектирование было завершено, а к этому времени изготовлены и необходимые детали и мы занялись сборкой крыла, отсутствие которого несколько задержало полную сборку самолета.

Сегодня вся документация по самолету подготовлена, спроектированы все системы управления.

Основные стойки шасси рычажного типа. Закреплены на крыле в районе мотогондол. В конструкции стойки используются амортизаторы автомобиля "Ситроен": пневмогидравлические стойки. Это достаточно ресурсные агрегаты и мы сознательно их используем, поскольку проектирование и, тем более, изготовление амортизатора для опытного самолета очень дорого. Амортизатор же автомобиля подходит не только по техническим характеристикам, но и по цене, да и просто более доступен в отличие от аналогичного авиационного.

Мы отошли от традиционного для нас рессорного шасси, поскольку требуется высокая проходимость, поэтому основная стойка с большим ходом и большим диаметром колес. Основная стойка сегодня спроектирована, есть чертежи, но детали еще не изготовлены. Не можем найти трубу нужного диаметра. Мы пока ищем в Украине, но не исключено, что просто закажем в Америке. Есть такая служба почтовой доставки и цены смешные: для стали, аналогичной 30ХГСА, - 2...4 USD/ кг. И объявление интересное: "У нас самые низкие цены. Если Вы найдете ч ью- либо рекламу, где ценыниже, чем у нас, мы Вам продадим по этой низкой цене!" Но нам сегодня дороже задержка с доставкой, поэтому, может быть, придется заказывать у них, чтобы не задерживать сборку всего самолета.

Несколько слов о технологии сборки опытного самолета. Поскольку речь идет об экспериментальной машине, оснастку для изготовления новых деталей и агрегатов делать дорого. Везде, где можно, мы стараемся использовать освоенные раньше детали. Например, в крыле мы используем наши стандартные нервюры. Но поскольку масса самолета выросла вдвое, приходится на опытной машине решать проблемы, например, стыковки стандартных нервюр с лонжероном, имеющим значительно большие полки. Приходится применять местные накладки и доработки. Такая же ситуация с горизонтальным оперением. Лонжерон его усилен, по-новому спроектирован узел навески, но нервюры те же, что и на А-22.

КильА-28 в сборочном стапеле (сечение)

Киль - совершенно новый агрегат. Причем мы используем технологию безматричной сборки. Эту технологию освоили и описали в конце 70-х - начале 80-х годов в Польше, а мы ее освоили на практике. Смысл этой технологии в том, что для опытных самолетов и планеров из трехслойных панелей вполне можно обходиться без матрицы. Вначале изготавливается как бы развертка обшивки. Если крыло или киль, как в нашем случае, трапециевидной формы, то и развертка трапециевидная. Для прямого крыла - прямоугольная развертка.

К этому времени должен быть готов сборочный стапель, который выглядит как обычный стапель для сборки крыла: рубильники, расположенные друг от друга на определенном расстоянии. Чем чаще, тем выше качество поверхности, но тем дороже стапель (если рубильники ставить вплотную друг к другу, получим матрицу). На киле мы используем шаг рубильников, равный 200 мм. Рубильники разделены на две половины и могут разъединяться, например, по плоскости хорд. Внутренняя поверхность рубильника задает внешнюю поверхность киля. Стапель дополняют технологические нервюры, которые определенным образом фиксируются относительно рубильника. Технологические нервюры сделаны таким образом, чтобы зазор между ними и внутренними поверхностями рубильников учитывал толщину будущей трехслойной обшивки. Технологические нервюры оклеиваются слоем пористой резины, чтобы компенсировать возможные неточности.

На гладкую поверхность листа оргстекла наносится разделитель, после чего укладывается пропитанная смолой стеклоткань и на эту ткань укладывается лист, допустим, пенопласта или сот. Потом эти два слоя: слой сот или пенопласта и слой стеклоткани закрываются дренажным слоем и вакуумируются, сжимается пакет в вакуумном мешке. Эта "половинка сэндвича" без внутреннего слоя полимеризуется. Потом обшивка (слой стеклоткани вместе со слоем пенопласта) снимается с оргстекла и откладывается на время в сторону.

Затем двухслойный пакет дорабатывается: в районе передней кромки полностью выбираем заполнитель для того, чтобы можно было этот лист (заготовку) согнуть по форме профиля. Так как профиль имеет в носке очень большую кривизну, то оттуда надо выбрать заполнитель (он там и не нужен: кривизна профиля обеспечивает достаточную жесткость). Дальше по контуру развертки киля на определенной дистанции заполнитель выбирается и зачищается на клин так, чтобы внутренний слой стеклоткани мог плавно склеиться с внешним слоем в местах, где конструкция обшивки киля без заполнителя.

После выполнения этих операций на рабочем столе на подготовленную заготовку укладывается внутренний слой стеклоткани, пропитанной смолой, затем полученный пакет в плоском состоянии укладывается в вакуумный мешок с учетом дренажного слоя, создается вакуум, внутренний слой прижимается к заполнителю. Пока процесс полимеризации не завершился и конструкция не стала жесткой, трехслойный пакет закладывается в стапель. Одновременно вставляются технологические нервюры, которые подпирают обшивку к поверхности рубильников. Пока внутренний слой не полимеризовался и обшивка имеет еще небольшую жесткость, ей можно придать в стапеле заданную форму. После завершения полимеризации конструкция приобретает требуемую жесткость и процесс изготовления обшивки можно считать завершенным.

При разработке нового самолета мы ориентируемся на FAR-23 , поскольку по своим весовым, маневренным и прочим характеристикам А-28 выходит за границы освоенных нами ранее правил BFU и JAR-VLA. В ходе проектирования нам пришлось много заниматься разработкой сложных объемных конструкций, таких как мотогондолы, кабина экипажа, различные обтекатели. Очень удобным при этом оказался пакет программ "Pro / Engineer-18". Ранее, при проектировании А-22, мы использовали ряд программ расчета на прочность, например, очень простую и удобную программу "Арка", позволяющую рассчитать балочные конструкции. Но оказалось, что конструктивно-силовая схема хвостовой балки А-22, где балочно-стрингерная часть переходит в четыре тонкостенных балки, не соответствует ни одной из моделей, поэтому расчет получился не очень точный. Сегодня конструкция А-28 еще сложнее, программное обеспечение покупать дорого, поэтому для выполнения уникальных расчетов, на освоение которых нет времени, мы приглашаем специалистов АНТК им.О.К.Антонова. Хотя и без расчетов нам при разработке А-28 постоянно приходится делать что-то новое, с чем раньше не приходилось встречаться. Но опыт этой работы ценней. Уверен в этом, так как "Аэропракт-28" - далеко не последняя наша машина. А вслед за ней будут другие.

Интервью взял С.А.Арасланов

Чертежи и авторская правка статьи получены от Ю.В.Яковлева

по электронной почте при содействии ЦИТ "Восток" (г.Харьков)