Летающая глубинка
Продолжение. Начало в "АОН" №3'04.
Летом 92 года омские ребята предложили поменять мой самолет на двигатель М11ФР. К этому времени летать на одноместном самолете стало скучновато, вот если бы вдвоем - это другое дело. Что за двигатель М11, я не знал, но меня уверили, что это классный двигатель - 160 л. с., очень надежный, работает на автомобильном 76-м бензине и т. д. Мне только было не очень понятно - почему они сами его не используют, а предпочитают "Вальтер". Но других предложений не было. Почитав литературу: "Моделист-конструктор", "Крылья родины", я выяснил, что такое М11 и его модификации. М11ФР1 - это последняя модификация, парни не обманули, 160 л. с. при 1900 об/мин, объеме 8,6 л и сухом весе 180 кг. По этим данным двигатель был на уровне, ведь автомобильный, а были у меня мысли использовать "волговский", весил бы побольше, а мощность - вообще ни в какое сравнение. Тем более я никогда еще не видел М11 "вживую".
За двигателем нужно было ехать за 250 км, поэтому просто съездить посмотреть его я не мог. К тому же я твердо решил построить "серьезный" самолет. Где-то в августе зацепил за "Москвич" прицеп и поехал за движком. Через 4 часа я увидел нечто: Что двигатель довольно большой, я догадывался, но его величина превзошла все мои ожидания. Он был просто громадным. Несколько минут я молча смотрел на него, но делать было нечего: Несмотря на размеры, двигатель оказался вполне подъемным. Втроем мы подняли его на прицеп и закрепили.
Впервые я увидел настоящее авиационное изделие. Хотя его размеры немного разочаровали меня, все остальное вызывало просто восхищение. Все эти контровочки, трубочки с надписями, гаечки с набитыми на них номерами. Здорово! Из документов Володя-"камазист" дал мне книжку по устройству и эксплуатации двигателя и тетрадный листок, на котором было написано, что какой-то прапорщик получил списанный двигатель взамен сданного металлолома. На листке стояла круглая печать и подпись какого-то майора. И с такими документами я поехал через Омск. Если бы это было сейчас, наверное, на первом же посту ГАИ у меня были бы проблемы. А в 92 году дороги еще не перегораживали полосатыми бетонными блоками. И я спокойно доехал и довез двигатель. Правда, лежа на камазовской покрышке валом вниз, двигатель доставал до дна прицепа валом и проделал в дне аккуратное отверстие. Сам же вал, точнее, его резьба совершенно не пострадала.
Итак, двигатель у меня в гараже, что дальше?..
Проектирование
Узнав расход топлива - 19 кг/ч (это примерно 25 л/ч), я решил, что самолет должен быть четырехместным, вскладчину-то летать дешевле. О практическом применении даже не думал, считал это не реальным. Оставалось одно - тренировочные полеты с друзьями. Следовательно, и самолет должен быть - учебно-тренировочного типа.
К этому времени у меня появилась литература по расчетам конструкции и аэродинамических характеристик самолетов: "Практическая аэродинамика самолета" (Госавиаавтоиздат, 1932 г.), "Конструкция, расчет и испытания самолетов и гидросамолетов" (ОНТИНКТП СССР, 1932 г.), "Проч-ность самолета" (С.Н. Кан, 1946 г.). Но больше всего мне помогло "Руководство для конструкторов летательных аппаратов самодеятельной постройки" в двух томах (Новосибирск, СибНИА им. С.А. Чаплыгина).
Изучив книги, начал прикидывать основные параметры, получалось где-то: взлетный вес 900-950 кг, площадь крыла 16 кв. м, перегрузка 3g.
Хотелось построить самолет с приличными летными характеристиками, поэтому я сразу решил, что крыло будет механизированным. Однако меня ставил в затруднение большой диаметр винта - 2,3 м. Если делать шасси с передней стойкой, а мне представлялось это лучшим вариантом, тогда шасси получалось очень высоким и, следовательно, тяжелым. Поэтому появился проект с толкающим винтом двухбалочной схемы. У меня сохранились эскизы.
Я серьезно готовился к реализации этого проекта: рассчитал балки, спроектировал управление. Однако потом отказался от такой компоновки. Побоялся, что будут проблемы с охлаждением двигателя и что тяжелый двигатель будет висеть над головами. Пришлось отказаться от передней стойки и вернуться к классическому подкосному высокоплану.
Крыло
Конструкцию крыла выбрал быстро: деревянная, однолонжеронная, с зависающим элероном по всему размаху. Лонжерон крыла классический, с сосновыми полками и фанерной стенкой, нервюры ферменные из сосновых реек. Носок крыла заполнил строительным пенопластом. Обрезал по контуру нервюр раскаленной струной и оклеил двумя слоями стеклоткани 0,25 мм на эпоксидке. В корневой части консоли - бак на 60 л.
Элерон - полностью пенопластовый с деревянным лонжероном и тоже оклеен стеклотканью, подвешен в пяти точках.
Узлы навески крыла - из листовой стали толщиной 3,5 мм. Стыковочные болты диаметром 10 мм. Обшивка между лонжеронами - тик на эмалите.
Геометрические параметры консоли таковы:
- хорда - 1,5 м;
- профиль - рiii-15,5%;
- длина консоли - 4,75 м;
- хорда элерона - 0,38 м.
Консоли крыла мы испытали на проч-ность: каждую равномерно нагрузили отопительными батареями по 900 кг на консоль. Законцовки консоли опустились под нагрузкой на 4-5 см. Элероны при этом свободно отклонялись. Масса консоли получилась 35 кг.
Шасси
Шасси получилось не сразу. Сначала проектировал главные стойки рессорного типа. Была надежда на титан. Из-за большого диаметра винта шасси получалось высоким. Одна рессора должна иметь длину не менее 1,2 м. Вес самолета - приблизительно 920 кг. Титановых заготовок такого размера достать не удалось. Попробовал склеить из стеклопластика, но ошибся и рессора получилась мягкой. Стоять самолет еще мог, но посадку рессоры наверняка бы не выдержали. Пришлось сделать классическое, не такое красивое, но более надежное пирамидальное со сплошной осью, как на По-2. Упругие элементы - гидропневматические, от хвостового костыля Ми-8. Заднее колесо - на стальной рессоре. Основные колеса - размером 550 х 150. Заднее - первоначально 200 х 80, потом заменил на 255 х 110.
Запуск
Летом 1996 года первый раз запустили двигатель. Это было большое событие! Иметь дело с двигателем и винтом таких размеров нам с Петей не приходилось. Дело осложнялось тем, что система самопуска отсутствовала, был безнадежно неисправен распределитель воздуха по цилиндрам. Поэтому пускать нужно было за винт. В книге, прилагаемой к двигателю, эта процедура была подробно описана. Петя стал к винту, я сел в кабину.
Винт, который достался мне с двигателем, был толкающим, стоял-то раньше на аэросанях. Поэтому пришлось делать новый. Пропеллер был изготовлен со стальной ступицей и деревянными лопастями, оклеенными стеклотканью под вакуумом. Корневые части лопастей цилиндрические, что позволяло настраивать шаг. Диаметр винта - 2,3м, вес - 18 кг.
Итак, я в самолете, Петя у винта. Проворачивает, делаем заливку, проворачивает, ставит на компрессию.
- Контакт! - Тишина: Проворачивает еще.
- Контакт! - Тишина:
Еще раз - без толку!
Зеваки стали расходиться. Вручную такую махину не очень-то покрутишь: Мы призадумались, проверили пусковую катушку - искрит, как положено. Посидели, покурили. Петя отдохнул и опять к винту. Провернул, поставил на компрессию. Контакт! Как описать этот мягкий и в то же время мощный толчок, а затем ровный рокот: Вот это звук! И никакой тряски. Прогрели, погоняли на оборотах до 1700 - давать максимальные я побоялся. Все было замечательно: давление масла, температура цилиндра и т. д. Не понравилось только то, что бензин из прозрачной десятилитровой канистры убывал на глазах, его хватило на 25 минут. Не зря говорят: "Все хорошее дорого". К запуску мы вскоре приспособились. Оказалось, что после заливки надо было подождать минут пять, а потом пускать. Видимо, автомобильный бензин испарялся медленнее, чем авиационный.
Испытания
Летом 1997 года самолет перевезли на поле. Завели двигатель, и я стал пробовать рулить. Это оказалось непросто. Шасси с хвостовой опорой совсем не то, что с носовой, да и навыки мои за пять лет подрастерялись. Самолет никак не хотел ехать по прямой. Мы решили, что это из-за пружинной проводки управления задним колесом. Пружины сняли, и заднее колесо стало свободно ориентирующимся. Тогда самолет начал упрямо разворачиваться против ветра, и я ничего не мог поделать. Так закончилось первое испытание. Через несколько дней переделали управление задним колесом, а само колесо 200 ? 80 заменили на большее - 255 ? 110. Появилась возможность управлять самолетом.
Впечатляли тяга и динамика разгона. При резком открытии дросселя спина ощутимо прижималась к креслу. На одной из пробежек самолет оторвался от земли, и я помог ему, дав полный газ и ручку немного на себя. Капот заслонил собой горизонт, и я ощутил, что очень быстро набираю высоту, в голове застучало: скорость, скорость: На какой скорости произошел отрыв, я не заметил, когда сообразил, что нужно ее контролировать, и посмотрел на указатель скорости - 110 км/ч. Секунд через десять я был уже на высоте 50 метров над землей. Перешел в горизонтальный полет, установил двигатель на 1500 об/мин и осторожно начал левый разворот.
Самолет очень резво реагировал на отклонения ручки. Сразу почувствовалась серьезность аппарата. Если первый самолетик летал легко, как бабочка, то этот можно было сравнить с резкой и быстрой стрекозой. В большом напряжении я сделал круг и зашел на посадку, а сажать надо на "три точки". Наверное, первый раз везет. Посадил нормально, не ударил, не "скозлил". А минут через 30 в воздухе мы вдвоем с Петей сделали несколько кругов и нормально сели. Посадка на этом самолете оказалась значительно сложнее, чем на маленьком. Посадочная скорость 80 км/ч и шасси с хвостовой опорой требовали четкого выравнивания, чтобы касание было тремя колесами. Пока все получалось нормально. Всего в этот день выполнил шесть посадок. Одна посадка запомнилась:
После нескольких полетов мы с Петей решили, что нужно увеличить шаг винта, так как в полете двигатель выходил на обороты выше крейсерских, когда РУД не проходила и половины своего хода. Увеличили на 10 градусов установочный угол лопастей, двигатель-то мощный! Чего мелочиться! Запустили мотор, и на взлет. Я дал полный газ, а обороты не поднимаются выше 1300. Двигатель заработал очень жестко, и тяга совсем не та, что была до этого. Да ведь мы поставили чрезмерно большой шаг, и двигатель просто не может раскрутить винт! Когда меня осенила эта догадка, прерывать взлет было уже поздно - впереди вспаханное поле. Так, на звенящем двигателе и скорости менее 100 км/ч мы взлетели. Газ до отказа, а все мысли о двигателе - лишь бы выдержал! Вечер был тихий, и я решил развернуться и сесть обратным курсом. Развернулись на высоте не более 50 метров. На обороты двигателя и температуру цилиндра я и не смотрел - все внимание на посадочную полосу. Сбросил газ, наконец-то передышка несчастному двигателю. Но из-за сильного волнения, точнее, испуга я ошибся в расчете на посадку - перелетел. Опять РУД до упора вперед, а ручку потихоньку на себя. Опять звон перегруженного двигателя: Еще один разворот - на этот раз точно - и наконец такая желанная посадка. Выключаю зажигание, а двигатель не останавливается, дергается, из "выхлопушек" - огонь на полметра. Включил зажигание, двигатель поработал немного на холостых, потом нормально остановился. "Ну все, - думаю, - угробили двигатель:" Вот так подрегулировали шаг!: Но двигатель это издевательство выдержал. Краска на головках цилиндров не вздулась, значит, перегрева не было - так написано в инструкции.
На следующий день убавили шаг и, предварительно погоняв на колодках, стали летать дальше. Задние сиденья не были установлены, поэтому летали по два человека. Я перекатал всех, кто помогал мне или просто просился, - человек восемь. Позднее меня поразила легкость, с которой люди садились в самолет. Видимо, его небыстрый разбег и плавный полет со стороны создавали впечатление легкости и простоты. Но полет есть полет:
Закончились полеты тем, что я на десятой-двенадцатой посадке уронил самолет с высоты 1,5-2 метра, подтвердив старую истину, что "самый опасный полет не первый". Наверное, если бы шасси были сделаны подобротней, они бы выдержали, но они не выдержали. Я понял, что потерял скорость, но было поздно. Провал. Удар. Противный звук рвущегося дюраля: Подскок. Опять удар, и самолет катится по полю. Я даже успел подумать, что отломилось заднее колесо. И тут самолет упал на брюхо. Мы очень удобно вышли из кабины, земля-то сразу под ногами. Последствия видны на фото.
На этом полеты в 97 году закончились.
Самолет отвезли в гараж, на ремонт. Повреждения были не очень серьезные: немного помято днище и сломан винт. Винт было жалко больше всего, на него ушло очень много времени и средств. За зиму самолет полностью восстановил. Шасси теперь сделал совсем другой конструкции - оно стало что-то типа "Вилги". На фото видно. Винт новый, деревянный, моноблочный. Диаметр 2,32 м, шаг 2,06 м.
Летом 1998 года самолет вывезли на поле, летали несколько дней, пока был бензин. Его тогда еще можно было купить за полцены. Самолет летал замечательно. У меня сохранились записи тех лет. Вот что в них написано: "Самолет летает отлично. Большой запас тяги и устойчивости. Скорость отрыва - 80 км/ч. Крейсерская скорость при 1500 об/мин - 140 км/ч. Скороподъемность до 5 м/с. При отпущенной ручке самолет немного стремится к левому развороту".
На самолете была система зависающих элеронов, но я ею так ни разу и не воспользовался.
Один раз чуть было не кончился бензин в воздухе. В самолете было два бака в крыльях по 60 л. Они работали параллельно. Трехлитровый расходный бачок стоял под сиденьем. Дренажная трубка расходного бака была прозрачной и проходила по средней перемычке лобового стекла. Когда в основных баках был бензин, он был и в этой трубке. Но сколько бензина в баках, можно было узнать только расчетным путем. Мы залили 100 л и считали, что это на три часа. Вечером отлетали 1 час 50 мин. Сливать остаток не стали, т. к. утром опять собирались летать. Утром покачали за крыло - бензин в баках плещется, все нормально.
Я прокатил мальчишек, которые были с нами. Сына Костю, ему было 14 лет, и Петиного племянника, выпускника школы. В общем, получилось 20 мин., т. е. бензина оставалось еще на 50 мин. После мальчишек сел Петя. Мы сделали круг. Я хотел облететь ближайшую деревушку, раньше на это уходило 6-8 мин. Уже развернул самолет в сторону деревушки, когда заметил, что давление бензина стало меньше. Сказал об этом Пете, и мы одновременно посмотрели на дренажную трубку. Бензина там не было. Три литра в расходном баке - это приблизительно шесть минут работы двигателя. Но сколько мы летим на этих трех литрах?
Хорошо, не успели далеко отлететь от поля. Энергичный разворот на 90 градусов, и мы летим в сторону посадочной полосы. Теперь, даже если остановится двигатель, дотянем. Но радость оказалась преждевременной - как раз в том месте, где надо бы касаться земли, четыре мужика спокойно косят траву. Что делать? Подняться и перелететь их? Но тогда может не хватить полосы - за ней кювет и дорога, а второго круга быть не может. Направляю нос самолета прямо на косцов - не дураки ведь, разбегутся: Не разбежались: Косы только опустили и стоят: Пролетел над их головами не выше двух метров. Нормально сел и жду: сейчас прибегут скандалить. Подбежали наши мальчишки - довольные, они ничего не поняли. Вылезли мы с Петей, посмотрели назад - мужики как ни в чем не бывало машут косами. Бензина мы слили почти литр. Долго думали, куда делся остальной, ведь должно было оставаться литров 20. Так и осталось это для нас загадкой. После этого случая сразу сделали топливомер.
Серьезная проблема - стоянка самолета. Приходилось ночевать около него в поле. Было место на территории очистных сооружений, начальник великодушно разрешил нам ставить там самолет, территория охранялась. Но рядом не было подходящей площадки для взлета и посадки, только накатанная проселочная дорожка длиной метров 400. На эту дорожку я благополучно посадил самолет после приключения с косарями, и мы с Петей поставили его на территории очистных сооружений. Сами занялись поисками средств на бензин. Через месяц раздобыли 100 литров. Отбуксировали самолет на дорожку, заправили, и я взлетел.
Дул несильный ветер, градусов 20 к полосе. У начала этой полосы-дорожки был лесок, из-под него я и взлетел против ветра, не подумав, что садиться надо будет в этом же направлении и что он станет помехой. Понял я это через 10 минут, когда, сделав пару кругов, решил сесть и взять на борт Петю. Зашел на посадку, прижался к верхушкам деревьев, но пока снижался после леска, полоса кончалась, и я решил садиться по ветру. При приближении к земле заметил, что самолет идет с приличным сносом, но решение садиться я уже принял. Все как обычно: выравниваю, касание, самолет немного, совсем чуть-чуть, подскочил. Я жду повторного касания, но вместо мягкого толчка - сильнейшее торможение. Нос самолета быстро пошел к земле, и я понял, что сейчас произойдет капотирование. Раздался металлический хруст, и через мгновение я висел на ремнях вниз головой.
Всегда летал в мотоциклетном шлеме, и сейчас это было как нельзя кстати. Я совершенно не пострадал, даже не напугался, но страшно расстроился - очень было жалко самолет. С досады выбил ногой дверь и вылез. Тут подбежал и Петя. Он сказал, что после первого касания отломилось правое колесо и потащилось за самолетом на тормозном шланге. Самолет был сильно разбит. Двигатель вместе с моторамой отломился от фюзеляжа. Моторный шпангоут очень искорежен.
В принципе самолет можно было бы восстановить, но мы не стали. Слишком уж дорого обходилась его эксплуатация. На час полета уходило более тридцати литров бензина. Наверное, по авиационным меркам это немного, но для меня в то время это было очень накладно.
В тот момент я думал, что с авиацией покончено, но в 2000 году снова взялся за постройку самолета. Сейчас он практически готов. В мае планирую испытания. Как-нибудь напишу и про это.
Александр Зуев (Омская обл.)