Как сделать автожир своими руками чертежи. Автожир – летательное средство своими руками. Основные геометрические параметры автожира, имеющего шасси с носовым колесом

Как сделать автожир своими руками? Этим вопросом, скорее всего, задавались те люди, которые очень любят или хотят летать. Стоит заметить, что, возможно, об этом устройстве слышали не все, так как оно не слишком распространено. Они широко использовались лишь до тех пор, пока не были изобретены вертолеты в том виде, в котором они имеются сейчас. С момента выхода в небо таких моделей летательных аппаратов автожиры сразу же утратили свою актуальность.

Как построить автожир своими руками? Чертежи

Создать такой летательный аппарат не составит большого труда тому, кто увлекается техническим творчеством. Особых инструментов или дорогостоящих строительных материалов также не понадобится. Место, которое придется выделить на сборку, минимальное. Стоит сразу добавить, что сборка автожира своими руками сэкономит колоссальное количество денег, так как покупка заводского образца потребует огромных финансовых затрат. Прежде чем приступать к процессу моделирования этого устройства, нужно позаботиться о наличии всех инструментов и материалов под руками. Второй шаг - это создание чертежа, без которого собрать стоящую конструкцию не представляется возможным.

Основная конструкция

Сразу стоит сказать, что построить автожир своими руками довольно просто, если это планер. С остальными моделями будет несколько сложнее.

Итак, для начала работ потребуется иметь среди материалов три дюралюминиевых силовых элемента. Один из них будет служить килем конструкции, второй играть роль осевой балки, а третий послужит в качестве мачты. К килевой балке сразу можно прикрепить управляемое носовое колесо, которое должно быть снабжено тормозным устройством. Концы осевого силового элемента также должны быть оснащены колесами. Можно использовать небольшие детали от мотороллера. Важный момент: если своими руками автожир собирается для полетов за катером на буксире, то колеса заменяются на управляемые поплавки.

Установка фермы

Еще один из основных элементов - это ферма. Монтируется эта деталь также на переднем конце килевой балки. Это устройство представляет собой треугольную конструкцию, которая склепывается из трех дюралюминиевых уголков, а после этого усиливается листовыми накладками. Предназначение этой конструкции - крепеж буксирного крюка. Устройство автожира своими руками с наличием фермы должно быть сделано так, чтобы пилот, дернув за шнур, мог в любой момент отцепиться от буксирного троса. Кроме того, ферма необходима и для того, чтобы на нее можно было установить самые простые приборы аэронавигации. К ним можно отнести устройство слежения за скоростью полета, а также механизм бокового сноса.

Еще один основной элемент - это монтаж педального узла, который устанавливается непосредственно под фермой. Данная деталь должна иметь тросовую подводку к рулю управления летательным аппаратом.

Рама для агрегата

При сборке автожира своими руками очень важно уделить должное внимание его раме.

Как говорилось ранее, для этого потребуется три дюралюминиевых трубы. Эти детали должны иметь сечение 50х50 мм, а толщина стенок трубы должна быть равна 3 мм. Похожие элементы часто используется при монтаже окон или дверей. Так как будет необходимо сверлить отверстия в этих трубах, необходимо запомнить важное правило: при проведении работ сверло не должно повредить внутреннюю стенку элемента, оно должно только коснуться его и не более. Если говорить о выборе диаметра, то он должен быть подобран так, чтобы болт типа Мб мог как можно плотнее зайти в полученное отверстие.

Еще одно важное замечание. При составлении чертежа автожира своими руками нужно учесть один нюанс. При сборке аппарата мачта должна быть отклонена чуть-чуть назад. Угол наклона этой детали равен примерно 9 градусам. При составлении чертежа этот момент нужно учесть, чтобы потом не забыть. Основное предназначение этого действия в том, чтобы создать угол атаки лопастей автожира в 9 градусов даже тогда, когда он просто стоит на земле.

Сборка

Сборка рамы автожира своими руками продолжается тем, что необходимо закрепить осевую балку. Она крепится к килю поперек. Для надежного крепления одного элемента основания к другому необходимо использовать 4 болта Мб, а также добавить к ним законтренные гайки. Кроме этого крепления, нужно создать дополнительную жесткость конструкции. Для этого используют четыре раскоса, которые соединяют две детали. Раскосы должны быть выполнены из стального уголка. На концах осевой балки, как упоминалось ранее, необходимо закрепить колесные оси. Для этого можно использовать парные обоймы.

Следующим шагом в сборке автожира своими руками будет изготовление рамы и спинки сиденья. Для того чтобы собрать эту небольшую конструкцию, лучше всего также использовать дюралюминиевые трубы. Для сборки рамы отлично подходят детали от детских раскладушек или колясок. Для крепления каркаса сиденья спереди используются два дюралюминиевых уголка с размерами 25х25 мм, а сзади он крепится к мачте при помощи кронштейна, сделанного из стального уголка 30х30 мм.

Проверка автожира

После того как будет готова рама, собрано и прикреплено сиденье, готова ферма, установлены навигационные приборы и остальные важные элементы автожира, необходимо проверить, как работает готовая конструкция. Делать это необходимо до того, как будет установлен и разработан ротор. Важное замечание: проверять работоспособность летательного аппарата необходимо на той площадке, с которой планируются дальнейшие полеты.

Чертежи автожира Hornet. 1997 год – дата разработки. В конструкции используется двигатель мощностью более 45 лошадиных сил. Используется любой тип двигателя, например: лодочный; мотоциклетный; снегохода. В случае, выхода из строя двигателя, включается аварийное самостоятельное вращение несущего винта, и посадка выполняется, что обеспечивает высокую безопасность пилота.

Технические характеристики автожира (используемый на модели двигатель - Rotex 447):
- ротор (диаметр), мм – 7320;
- пропеллер, мм – 152;
- высота, мм – 2280;
- ширина, мм – 1830;
- подъемный вес, т – 0,280;

Масса, т – 0,160;
- максимальная скорость, км/ч – 102;
- рабочая скорость, км/ч – 80;
- вместимость бака, л – 20;
- дальность полета, км – 90.

Автожир удерживается в воздухе благодаря винта (несущего). Винт приводится в движение потоком встречного воздуха, а не двигателем. Горизонтальное движение конструкции осуществляется дополнительным винтом, насаженным на горизонтальную ось вращения.
Гироплан – другое название летательной конструкции. Взлететь вертикально, могут далеко не все модели автожиров. Большинству моделей требуется взлетная полоса длиной не более 30-ти метров.

Легкий автожир ДАС-2М.

Разработчик: В.Данилов, М.Анисимов, В.Смерчко
Страна: СССР
Первый полет: 1987 г.

Впервые автожир ДАС поднялся в воздух в безмоторном варианте, буксируемый автомобилем «Жигули». Произошло это на одном из аэродромов сельхозавиации под Тулой. Но потребовались еще годы, в течение которых конструкторы работали над двигателем, прежде чем опытнейший летчик-испытатель ЛИИ В.М.Семенов после всего одной пробежки поднял ДАС-2М в воздух. Это событие было отмечено в дальнейшем на смотрах-конкурсах СЛА специальным призом ОКБ имени М.Л.Миля. Аппарат, по мнению летчика-испытателя, имеет хорошие летные характеристики и эффективное управление.

Конструкция.

Фюзеляж — ферменный, трубчатый, разборной конструкции. Основным элементом фюзеляжа является рама, состоящая из горизонтальной и вертикальной (пилона) труб диаметром 75 x 1, выполненных из стали 30ХГСА. К ним крепятся буксировочное устройство с замком и приемником воздушного давления, панель приборов, сиденье пилота, снабженное привязным ремнем, устройство управления, трехколесное, с носовым управляемым колесом шасси, установленный на мотораме силовой агрегат с толкающим винтом, стабилизатор, киль с рулем направления, шаровой шарнир несущего винта. Под килем установлено вспомогательное хвостовое колесо диаметром 75 мм. Пилон совместно с подкосами диаметром 38 x 2 длиной 1260 мм, трубчатыми балками главных колес диаметром 42×2 длиной 770 мм, выполненными из титанового сплава ВТ-2, и раскосами диаметром 25 x 1 длиной 730 мм из стали 30ХГСА образуют пространственный силовой каркас, в центре которого размещается пилот. С горизонтальной трубой фюзеляжа и шаровым шарниром несущего винта пилон соединяется с помощью титановых косынок. В районе установки косынок в трубках установлены бужи из дюралюминия В95Т1.

Силовой агрегат — с толкающим винтом. Он состоит из двухцилиндрового оппозитного двухтактного двигателя рабочим объемом 700 см3 с редуктором, толкающим винтом и электростартером, фрикционной муфты сцепления системы предварительной раскрутки несущего винта, бензобака емкостью 8 литров и электронной системы зажигания. Силовой агрегат размещается за пилоном, на моторной раме.
Двигатель снабжен дублированной электронной бесконтактной системой зажигания и настроенной выпускной системой.

Толкающий деревянный винт приводится в движение с помощью клиноременного редуктора, состоящего из ведущего и ведомого шкивов и шести ремней. Для снижения неравномерности крутящего момента на редукторе установлены демпферы.

Несущий винт диаметром 6,60 м -двухлопастный. Лопасти, состоящие из стеклопластикового лонжерона, пенопластового заполнения и покрытые стеклопластиком, установлены с одним горизонтальным шарниром на втулке, размещенной на пилоне. У концов лопастей расположены неуправляемые триммеры для регулировки соконусности несущего винта. На оси несущего винта установлены ведомая шестерня редуктора предварительной раскрутки и датчик тахометра несущего винта. Привод редуктора осуществляется с помощью карданно-шлицевых валов, углового редуктора, установленного на пилоне, и фрикционной муфты сцепления, расположенной на двигателе. Фрикционная муфта сцепления состоит из ведомого резинового ролика, закрепленного на оси карданно-шлицевого вала, и ведущего дюралюминиевого барабана, находящегося на оси двигателя. Управление фрикционной муфтой осуществляется с помощью рычага, установленного на ручке управления.

Изменения по крену и тангажу осуществляются ручкой, влияющей на положение нижней вилки управления, связанной тягами с верхней вилкой, что, в свою очередь, приводит к изменению наклона плоскости вращения несущего винта.
Путевое управление осуществляется рулем направления, соединенным тросовой проводкой с педалями, которыми управляется и носовое колесо. Для компенсации шарнирного момента руль направления снабжен компенсатором рогового типа. Руль направления и киль симметричного профиля выполнены наборными из 16 фанерных нервюр толщиной 3 мм, сосновых стрингеров 5 x 5 мм, обтянуты перкалем и покрыты нитролаком. Киль установлен на горизонтальной трубе фюзеляжа с помощью анкерных болтов и двух тросовых расчалок.

Шасси автожира — трехколесное. Переднее управляемое колесо размерами 300 x 80 мм связано с педалями с помощью зубчатого редуктора, имеющего передаточное отношение 1:0,6, и снабжено стояночным тормозом барабанного типа диаметром 115 мм.

Панель приборов расположена на ферме буксировочного устройства. На приборной панели установлены указатель скорости, вариометр, высотомер, соединенные с приемником воздушного давления, тахометры несущего и толкающего винтов. На ручке управления находятся тумблер экстренной остановки двигателя и рукоятка управления фрикционной муфтой. Рычаги управления дроссельной заслонкой карбюратора и устройством принудительного разобщения шестерен редуктора системы предварительной раскрутки установлены на сиденье пилота слева. Справа размещен выключатель зажигания. Слева от приборной доски находится тормозной рычаг стояночного тормоза. Привод всех механизмов автожира осуществляется с помощью тросов с боуденовскими оболочками.

Диаметр несущего винта, м: 6,60
Макс. взлетный вес, кГс: 280
Вес пустого автожира, кГс: 180
Вес топлива, кГс: 7
Удельная нагрузка, кГс/м2: 8,2
Силовая установка,
-мощность, л.с.: 52
-макс. обороты винта, об/мин: 2500
-диаметр винта, м: 1,46
Скорость, км/ч,
-взлетная: 40
-посадочная: 0
-крейсерская: 80
-максимальная: 100
Скороподъемность, м/с: 2,0.

Автожир ДАС-2М.

Ребенка в детстве обязательно спрашивают – кем он хочет быть? Конечно же, многие отвечают, что хотят быть летчиками или космонавтами. Увы, но с приходом взрослой жизни, детские мечты испаряются, в приоритете семья, заработок денег и реализация детской мечты отходит на второй план. Но если сильно захотеть, то можно почувствовать себя пилотом – хоть и ненадолго, а для этого мы будем конструировать автожир своими руками.

Автожира может смастерить любой человек, нужно немного разбираться в технике, хватит общих представлений. На этот счет есть много статей и подробных руководств, в тексте мы разберем автожиры и их конструкцию. Главное – это качественная авторотация при первом полете.

Автожиры-планеры – инструкция по сборке

Автожир-планер поднимается в небо с помощью автомобиля и троса – конструкция похожая на летательного змея, которого многие, будучи детьми, запускали в небо. Высота полету в среднем составляет 50 метров, когда трос отпускается, пилот на автожире способен некоторое время планировать, понемногу теряя высоту. Такие небольшие полеты дадут навык который пригодится при управлении автожиром с двигателем, он может набирать высоту до 1,5 км и скорость 150 км/час.

Автожиры - основа конструкции

Для полета, нужно сделать качественную основу, чтобы на нее монтировать остальные части конструкции. Килевая, осевая балка и мачта из дюралюминия. Спереди колесо, снятое с гоночного карта, которое прикреплено к килевой балке. ИЗ двух сторон колеса от скутера, прикрученные к осевой балке. Спереди на килевой балке установлена ферма, изготовлена из дюралюминия, применяется для сброса троса при буксировке.

Там же находятся самые простые воздушные приборы – измеритель скорости и бокового сноса. Под приборной панелью размещена педаль и трос от нее, который идет к рулю. На другом конце килевой балки находится стабилизирующий модуль, руль и страховое колесо.

Ферма,
крепления для буксирного крюка,
крюк,
воздушный спидометр,
трос,
индикатор сноса,
рычаг управления,
лопасть для несущего винта,
2 кронштейна для головки ротора,
головка ротора от несущего винта,
алюминиевый кронштейн для крепления сидения,
мачта,
спинка,
ручка управления,
кронштейн для ручки,
рама сидения,
ролик для троса управления,
кронштейн для крепления мачты,
подкос,
верхний раскос,
вертикальное и горизонтальное оперение,
страховочное колесо,
осевая и килевая балка,
крепления колес к осевой балке,
нижний раскос со стального уголка,
тормоз,
опора для сидения,
педальный узел.

Автожиры - процесс работы летающего средства

На килевой балке прикреплена мачта с помощью 2 кронштейнов, около нее находится место пилота – сиденье со страховочными ремнями. На мачте установлен ротор, прикрепляется он также 2 дюралюминиевыми кронштейнами. Ротор и винт крутятся за счет потока воздуха, таким образом, получается авторотация.

Планерная ручка для управления, которая установлена возле пилота, наклоняет автожира в любую сторону. Автожиры – это особенный вид воздушного транспорта, их система управления проста, но есть и особенности, если наклонить ручку вниз, то вместо потери высоты они ее набирают.

На земле, автожиры управляются с помощью носового колеса, пилот меняет его направление ногами. Когда автожир переходит в режим авторотации, то за управления отвечает руль направления.

Руль направления – это планка тормозного устройства, которая меняет осевое направление при надавливании пилота ногами на ее стороны. При посадке пилот нажимает на доску, которая создает трения об колеса и гасит скорость – такая примитивная тормозная система очень дешевая.

Автожиры имеют маленькую массу, что позволяет собрать его в квартире или гараже, а потом перевозить на крыше машины в нужное вам место. Авторотация – это то, чего нужно добиться при конструировании этого летательного средства. Построить идеальный автожир после прочтения одной статьи, будет сложно, рекомендуем посмотреть видео по сборке каждой части конструкции отдельно.

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;)