ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ - ...АКРОБАТ

А. МИЛОРАДОВ

Первых пилотажных воздушных змеев я начал строить еще в 1978 году. Десятки вариантов, сделанных за четыре года, помогли определить в ходе испытаний, экспериментов и последующих доработок оптимальную форму и размеры крыла, изучить тонкости управления змеем и его поведение в различных условиях. Все это позволило «Акробату» стать весьма маневренным летательным аппаратом с высокими аэродинамическими характеристиками. Его конструкция отличается высокой прочностью. Змей может летать в любую погоду, он хорошо и уверенно выполняет фигуры высшего пилотажа практически при любом ветре (от 4 до 16 м/с).

Среди всех ныне известных воздушных змеев наилучшими аэродинамическими характеристиками обладают летельные аппараты, напоминающие дельтапланы. Именно такое дельта-крыло послужило основой «Акробата».

Вот несколько исходных данных, необходимых для предварительных расчетов параметров дельта-крыла. Установлено, что натяжение лееров, необходимое для управления змеем, должно составлять 2-3 кг. Такую тягу может создать крыло площадью 50-60 дм². Чтобы змей уверенно летал и в слабый Ветер, удельная нагрузка на крыло не должна превышать 1,8 г/дм². Отсюда получается и оптимальная масса змея - не более 110 г.

От классического крыла Рогалло пилотажный змей отличается только удлиненной центральной рейкой - это сделано для повышения продольной устойчивости. Угол между боковыми рейками-лонжеронами составляет 156° и является оптимальным. Поперечную устойчивость обеспечивают приподнятые относительно центральной рейки концы боковых лонжеронов.

Уже при скорости ветра 5-10 м/с на змея будет воздействовать значительная нагрузка. Чтобы каркас при этом не сломался, необходимо сделать его упругим, а крыло - саморегулирующимся, изменяющим угол атаки при усилении ветра. Решить эту задачу помогла пружина, соединяющая все три лонжерона. Когда скорость ветра начинает расти, стреловидность крыла увеличивается, соответственно возрастает и его купольность. В итоге установочный угол атаки крыла уменьшается и соответственно падает его подъемная сила. Следовательно, натяжение лееров управления сохраняется постоянным, независимым от скорости потока.

На первых вариантах «Акробата» сильный ветер вызывал флаттер крыла. От вибрации помог избавиться «дырчатый» турбулизатор - ряд отверстий Ø5 мм на линии 1/4 хорды крыла.

Своеобразным стабилизатором является хвост змея. Длина его составляет 6 м. Если сделать ленту короче, аппарат потеряет продольную устойчивость, длиннее - существенно ухудшится управляемость.

Из аэродинамики известно, что при развороте летательного аппарата подъемная сила крыла уменьшается, поскольку набегающий поток начинает обтекать его поверхность со скольжением. Используемая на пилотажном змее уздечка обеспечивает увеличение угла атаки при введении змея в вираж и, следовательно, рост подъемной силы. Таким образом, это позволяет змею сохранять постоянную скорость как при выполнении виражей, так и в прямолинейном полете.

Управляется он двумя леерами длиной по 70 м. Использовать более длинные нет смысла - это повлечет запаздывание команд и неточность их передачи.

Работу над пилотажным змеем начните с изготовления металлических деталей. Прежде всего согните пружинный шарнир - для него потребуется проволока марки ОВС Ø3 мм. Из проволоки той же марки Ø2 мм сделайте две оси шарниров, а из ОВС Ø1 мм -два крючка фиксатора, носовую и хвостовую спицы, а также хвостовой карабин.

Для крепления боковых реек-лонжеронов потребуются четыре жестяные трубки с внутренним Ø3,5 мм; две из них запаивают с одной стороны, а к двум другим припаивают крючки фиксаторов и уши шарнира из жести толщиной 0,6 мм.

Рейки-лонжероны - из сухой мелкослойной ели. После предварительной обработки их тщательно вышкуривают и покрывают эмалитом. Следует отметить, что лонжероны имеют минимальные поперечные размеры и работают на пределе прочности, поэтому не следует уменьшать их сечения.

Сборку каркаса начинайте с установки на центральном лонжероне носовой спицы и пружины, а также хвостовой спицы и карабина. Узлы крепления фиксируются нитками и клеем. Тем же способом закрепляют на боковых лонжеронах жестяные «стаканчики».

Далее в прорези на корневых частях боковых реек-лонжеронов необходимо вставить оси и посадить на них шарниры, после чего лонжероны надевают на «усы» центральной пружины и притягивают, как показано на рисунках, резиновой нитью.

Оболочка крыла (парус) склеивается из лавсановой пленки с помощью липкой ленты - скотча. Такой парус обладает лишь одним недостатком - невысоким, особенно в морозную погоду, полетным ресурсом - не более 50 ч.

В последних вариантах «Акробата» использовался парус из ткани типа «болонья», имеющей большую прочность и долговечность. Но эта ткань гигроскопична, и поэтому в дождливую погоду аппарат тяжелеет и летает «неохотно». После полетов болоньевый парус обязательно просушите. Для первых пилотажных змеев лучше воспользоваться тонким полиэтиленом.

Закрепив парус на каркасе, попробуйте запустить змея как планер - правильно отрегулированный, он должен пролетать не меньше 20 м. Если «планер» пикирует, закрепите на его хвостовой части грузик - небольшую полоску свинца.

Для уздечки потребуется капроновая нить или леска длиной 4,5 м. Привяжите ее концы к боковым лонжеронам, а середину - к центральному. Приподнимите змея за два образовавшихся кольца и подвесьте так, чтобы носовая спица касалась пола, а хвостовая была приподнята на 50-80 мм. В точках подвески следует завязать по петле - к ним крепят леера управления.

Хвост - капроновая лента шириной 70 мм и длиной 6 м. Для его фиксации к хвостовому карабину необходимо из алюминиевой проволоки Ø2 мм согнуть фигурный кронштейн. Прочные кронштейны делать ни к чему - при зацепах алюминиевый сгибается и змей теряет лишь хвост, но не ломается.

Леера из капроновой лески. Основное требование к ним - прочность: каждый должен выдерживать на разрыв не менее 5 кгс. Леера крепятся к уздечке карабинами, свободные их концы соединяются перемычкой длиной 1,6 м, на концы которой насаживаются ручки управления - отрезки дюралюминиевых труб Ø12-15 мм и длиной 70-80 мм.

При первых запусках, не забывайте, что «Акробат» чутко реагирует буквально на каждое движение ручек.

Осваивать управление змеем и овладевать первыми фигурами пилотажа лучше всего при скорости ветра 5-10м/с. Растяните леера на земле, по ветру, подсоедините их к уздечке, прикрепите к центральному лонжерону хвост. Помощник приподнимает аппарат до уровня плеч и удерживает его за центральную пружину. Пилот перебрасывает перемычку за спину, берет в руки ручки управления, натягивает нити и подает команду на старт. Помощник выпускает змея легким толчком вверх.

Подниматься в небо он должен плавно, постепенно набирая скорость. На отклонения его от курса, даже самые незначительные, необходимо реагировать быстрыми, но нерезкими движениями ручек управления. После набора высоты установите «Акробат» строго по ветру и обратите внимание на расположение ручек. Если они находятся не на одном уровне, то после посадки обязательно укоротите один из лееров.

Управлять пилотажным змеем не слишком сложно. Если вы потянете, например, за правый леер, «Акробат» начнет поворачивать вправо, но стоит вновь выровнять ручки управления, как он полетит прямо в том направлении, которое ему задали.

Петли выполняются также натяжением одного из лееров. Начав делать петлю, не выравнивайте ручки до тех пор, пока змей не выйдет из пикирования и не начнет подниматься. Сделав несколько петель в одну сторону, разверните его и сделайте столько же в другую сторону, чтобы тем самым размотать леера. Старайтесь, чтобы петли были «круглыми», и отработайте их выполнение до автоматизма. Попробуйте в определенные фазы разворотов включать прямолинейный полет, это сделает петли «квадратными», «треугольными» или даже «шестигранными».

ПРОВЕДЕНИЕ СОРЕВНОВАНИЙ

С пилотажными воздушными змеями можно проводить соревнования двух видов - по пилотажу и по воздушному бою. Для таких состязаний потребуется площадка 100X100 м.

Вот основные правила.

Для участия в соревнованиях по высшему пилотажу спортсмен может использовать не более двух змеев.

Длина лееров - 70 м. Участник имеет право на три зачетных полета, и в каждом из них по две попытки. Засчитывается тот полет, при котором змей поднялся на высоту более 25 м. Попытка считается использованной в том случае, когда в течение объявленного судьей трехминутного рабочего времени полет змея не начался. Хронометраж трехминутного рабочего времени исчисляется с момента выхода на старт.

Для выполнения программы полета участнику предоставляется 10 мин, включая время, затраченное на взлет И посадку (исчисляется с момента взлета). На протяжении полета участник может предпринимать попытку выполнить какую-либо фигуру только один раз. Фигуры или группы фигур не оцениваются, если спортсмен, управляющий змеем, нарушил последовательность выполнения программы, не закончил начатую фигуру, истекло десятиминутное время полета. Если змей при выполнении фигуры коснулся земли, то эта и последующие фигуры не засчитываются. Если в полете произошло отделение какой-либо детали от змея, результат полета аннулируется.

При распределении зачетных мест учитывается сумма очков, набранных спортсменом в двух лучших полетах из трех. В случае равенства оценки у первых двух участников победителя определяют по сумме трех полетов. Комплекс фигур составляется судьями накануне соревнований и объявляется участникам за два часа до начала жеребьевки первого тура.