УПРАВЛЕНИЕ АВТОЖИРОМ

Ю. РЫСЮК

В течение 1970 года в нашем журнале был опубликован цикл статей группы конструкторов автожиров об особенностях постройки этих винтокрылых машин, о том, как строить модели автожиров, как летать на виропланерах, буксируемых катером или автомобилем.

По просьбе многочисленных читателей мы рассказываем в этом номере об органах управления автожиром (или виропланером, поскольку они идентичны)

Автожир в полете, как и самолет, имеет возможность перемещаться и быть управляемым относительно трех пространственных осей: вертикальной, продольной и поперечной. Отклонение ручки управления у автожира влечет за собой наклон плоскости вращения несущего винта, благодаря чему создается нужный момент тангажа, или крена. Путевое управление автожира, как у самолета, осуществляется рулем направления, укрепленным на киле в хвостовой части фюзеляжа.

Движение ручки и педалей на автожире соответствует установившейся практике полетов на самолете, в основу которой положен принцип инстинктивных движений человека для сохранения равновесия.

Основные общие требования, предъявляемые к механизму управления автожиром, мы излагаем по пунктам — для удобства проведения предполетных проверок. Вот они:

1. Достаточная жесткость управления.

2. Минимальное запаздывание управления вследствие трения, люфтов и деформации. Оно не должно превышать величины, определяемой быстротой реакции человека (1/7 сек.).

3. Умеренные усилия на ручке и педалях. При отклонении их от нейтрального положения желательно, чтобы усилия на них возрастали плавно и были направлены в сторону, противоположную отклонению (так называемый положительный градиент усилия на ручке).

4. Отсутствие вибраций. Не должно быть «вождения» ручки и «дергания» педалей.

5. Живучесть и прочность. Вращающиеся части — подшипники, шаровые шарниры и пальцы — должны иметь требуемую долговечность.

6. Независимость действия продольного, поперечного и путевого управления. Так, например, отклонение ручки в продольном направлении не должно вызывать крена.

7. Отсутствие заеданий в проводке и механизмах управления при деформациях фюзеляжа и других частей автожира, по которым идет проводка управления.

8. Наличие ограничителей продольных отклонений ручки и педалей, которые надо ставить непосредственно на них.

9. Запас углов отклонения механизмов управления (несколько больше, чем требуется по расчету или экспериментальным данным)

10. Наличие смазки и защиты шарниров и трущихся частей от пыли и влаги в сочленениях управления.

11. Удобство осмотра, монтажа и демонтажа агрегатов управления.

Механизм управления автожиром (рис. 1) состоит из ручки управления 2, нижней опоры 10, нижней вилки 8, двух тяг 4, верхней вилки 7 и верхней опоры 12.

Ручка укреплена на продольной балке-фюзеляже 1 с помощью болта, относительно которого она может совершать колебательные движения в продольной плоскости.

Движения ручки в поперечной плоскости передаются на вилку через вал, установленный на бронзовых втулках в корпусе нижней опоры. На валу ручка и нижняя вилка крепятся болтами Мб, со стороны вилки (если нужно) на вал ставятся регулировочные шайбы для устранения осевого люфта. С нижней вилки усилие передается на верхнюю с помощью двух тяг, на концах которых имеются ушковые болты с шаровыми подшипниками. Верхняя вилка закреплена на оси несущего винта, которая, в свою очередь, шарнирно крепится на валу верхней опоры.

Таким образом, движение ручки управления в какую-либо сторону повлечет за собой отклонение оси несущего винта в ту же сторону.

Наиболее ответственными деталями в механизме управления являются вилки (рис. 2 и 3) и их наконечники (рис. 4). Поэтому при изготовлении деталей надо обратить особое внимание на качество их обработки. Сварочные швы должны быть ровными, без раковин и шлаковых включений.

Перья вилок после гибки не должны иметь трещин, складок и прожогов. Для выявления трещин и непроваров лучше всего, если это возможно, сделать рентген деталей или хотя бы после термообработки и очистки их песком провести магнитный контроль.

Сваривать вилки желательно в специально изготовленных стапелях дуговой электросваркой. Это гарантирует соответствие геометрии детали чертежу и избавит от сложной и ответственной операции — правки. Сразу после сварки вилки должны быть подвергнуты термической обработке согласно чертежам.

После термической и пескоструйной обработки развертками обрабатываются центральные стаканы по внутреннему размеру до Ø24А₃ и концы вилок до Ø18А₃ под установку наконечников.

Наконечники вилок вытачиваются согласно чертежу (рис. 4), но на Ø10П2а и 18 оставляется припуск по 1,5-2 мм. В таком виде их подвергают термообработке, а затем протачивают посадочные места до нужного размера. При этом особое внимание надо обратить на качество обработки указанных в чертеже радиусов сопряжений и зарезьбовой канавки.

При сборке путем подгонки сопряженных деталей и установкой (где это требуется) регулировочных шайб необходимо добиться четкой работы всего механизма управления без заеданий и люфтов. Все гайки должны быть законтрены шплинтами, стопорными шайбами или закернены согласно чертежу (см. рис. 1).

Путевое управление автожиром, как уже говорилось выше, осуществляется рулем направления. Механизм путевого управления не представляет ни конструктивных, ни технологических трудностей, и его устройство и работу легко понять из чертежа общего вида автожира. Размеры киля и руля поворотов можно снять с этого же чертежа, увеличив их в соответствии с масштабом. Хвостовое оперение автожира легко изготовить, вырезав детали из листа фанеры толщиной 10 мм. В этом случае на киль придется поставить расчалки из проволоки ОВС Ø1,2-1,5 мм. Другими концами расчалки через тандеры М3 крепятся на поперечную балку в местах соединения подкосов.

Недостатком фанерной конструкции оперения является несколько больший вес, чем у оперения, выполненного из набора нервюр с обшивкой из миллиметровой фанеры. Преимущество — простота.

Для обеспечения управляемости автожиром относительно его продольной оси отклонение руля направлений должно составлять 25° вправо и влево от нейтрального положения. Для обеспечения управляемости по тангажу и крену отклонение оси несущего винта автожира должно составлять 12° в любую сторону от нейтрального положения.