Главная  Новости  Гостевая  Комментарий  Ссылки   Дневник  English  Deutsch  Français  El español

Техника-молодежи, июль 1975 год.

АНДРЕЙ ВИНТОВ, инженер

ПОД ОБЛАКА НА РЕАКТИВНОМ МАЛЫШЕ

Помните эти красочно оформленные коробки, полные круглых и прямоугольных пластин, стержней, осей,  винтов и гаек, возне с которыми отдано так много часов и дней нашего детства?

«Конструкторы» всех видов и назначений и поныне любят мальчишки, хотя на прилавках полно блистающих лаком, но, увы, готовых, и потому неинтересных игрушек. Страсть ломать заводные автомобильчики, чтобы посмотреть, как они устроены, и предпочтение, которое будущие техники и инженеры отдают наборам «деталей машин» — вот две стороны несложного психологического феномена, объясняющего интерес вполне взрослых людей всех возрастов и профессий к «домашнему» авиастроению. Ну разве не интересно самому построить ладный, изящно скроенный самолетик из тщательно размеченных заготовок, оснастить его заботливо укомплектованными двигателем, приборами, радиооборудованием и, наконец, взлететь, ощутив не только радость полета, но и вполне законную гордость авиаконструктора? Конструкторы для взрослых — полуфабрикатные наборы сверхлегкого самолета БД-5 «Микро», выпущенные на западный рынок американским авиаконструктором Джеймсом Беде, — удачная психологическая находка этого талантливого инженера. Четко срабатывает и другое обстоятельство: цена комплекта не более стоимости автомобиля, в то время как фирменная легкомоторная «Цессна» обходится частному владельцу в десять раз дороже.

Как ни искушен Беде в умении заставить пилота-любителя купить «Микро», одной  лишь психологии мало. Хорош и сам «товар», сама конструкция микросамолета, обладающего удивительными летными характеристиками.

«С тех пор как в прессе появилась первая информация о БД-5, — заметил популярный журнал «Флюгревю» (ФРГ), — весь авиационно-спортивный мир разделился на два лагеря: одни считают Джима Беде шарлатаном, а другие гением». Главное, что поражает сторонников и противников Беде — скорость, с которой летает его изящный самолетик, выглядящий как «настоящая», всамделишная машина. С 70-сильным двухтактным двигателем воздушного охлаждения «Микро» разгоняется до 373 км/ч. И хотя полетный вес стремительного моноплана составляет всего 322 кг, он оборудован закрытой просторной кабиной, убирающимся трехколесным шасси, закрылками, полным комплектом пилотажно-навигационного оборудования. Смехотворно мал расход топлива — 26,5 л за час полета с крейсерской скоростью 368,5 км/ч. Аэродинамика, благодаря которой БД-5 приобрел столь удивительную быстроту и экономичность, не в первый раз изумляет специалистов и дилетантов. Еще в 1910 году летчик и конструктор Эдуард Ньюпор поразил тогдашний авиационный мир своим самолетиком со слабеньким 20-сильным мотором. Развив скорость свыше 80 км/ч, обтекаемый, «зализанный» «ньюпор» стал фаворитом воздушных гонок в Реймсе. Спустя двадцатилетие — очередной фурор. Пассажирский самолет «Орион» фирмы Локхид оказался быстрее всех военных самолетов своего времени. В конце 30-х — начале 40-х годов аэродинамическое совершенство знаменитых бомбардировщиков СБ (СССР) и «Москито»(Англия) позволило этим машинам летать быстрее истребителей противника.

Как и всякий точный инструмент, аэродинамика всемогуща лишь в руках мастера. Заботясь о резвости самолета, «вылизывая» его конструкцию, недолго забыть о технологичности машины. Всякий студент авиационного вуза знает, что наилучшими аэродинамическими свойствами обладает крыло в форме вытянутого эллипса. Оно же и самое неудобное в изготовлении, а следовательно, и дорогое. Простая истина: чем меньше крыло, тем меньшее оно испытывает сопротивление воздуха. Но ведь, полетав, нужно сесть, и чем ниже посадочная скорость, тем лучше самолет. Так где же та «золотая середина» — оптимальная площадь крыла, позволяющего быстро летать и мягко приземляться?

«Микро» появился не сразу и не вдруг. В 1967 году Беде построил одноместный одномоторный самолет для беспосадочного перелета (без дозаправки!) вокруг земного шара. Спустя два года конструктор установил три мировых рекорда по продолжительности полета: машина продержалась в воздухе более 70 ч, прежде чем начались неполадки в электросистеме. Внешне БД-2 — так назывался самолет — напоминал планер с крылом большого удлинения. Летные эксперименты показали: отличная аэродинамика позволяет машине с 20-сильным двигателем держать вполне приличную скорость порядка 250 км/ч. БД-2 был построен по классической схеме: тянущий воздушный винт, двигатель в носовой части самолета. БД-5 выглядит иначе — винт установлен на хвосте, а двигатель упрятан в фюзеляж, позади пилотской кабины.

Проследим, хотя бы приближенно, ход размышлений конструктора, задумавшего новую машину.

Итак, БД-5 — сверхлегкий спортивный самолет, предназначенный для летчиков-профессионалов и пилотов-любителей любой квалификации. И тех и других интересуют высокие летные свойства, но именно любителям важно предоставить отличный обзор и сделать машину простой в управлении. Впрочем, и опытный летчик предпочтет такой самолет «слепому». А что мешает обзору? Задранный при посадке нос и двигатель впереди кабины. Решение, казалось бы, простое: «очистить» нос от мотора, передвинуть кабину на освободившееся место, «движок» расположить позади летчика, словом, поменять их местами. Увы, сумма после такой перемены слагаемых отнюдь не остается постоянной!

Что касается двигателя, то с ним все в порядке — он находится в самой середине фюзеляжа, вблизи центра тяжести. Куда хуже с воздушным винтом. Представьте: пропеллер, ось вращения которого совпадает с выходным валом двигателя, прилепили к хвосту машины, и прикиньте, в какие ходули должно превратиться шасси, чтобы лопасти не задевали землю. Сделайте поправку на задирание носа (а значит, опускание хвоста) при взлете и посадке. Ясно, что если и можно сделать такие цаплеподобные «ноги», то весить они будут больше самого самолета!                             

Так что же, действительно, идти на утяжеление шасси или оставить все на своих местах? Беде блестяще справился с этой задачей. Со смелостью, присущей скорее непосвященному новичку, чем искушенному инженеру, он ставит винт гораздо выше двигателя и соединяет их обыкновенной клиноременной передачей! Шкивы и ремень — их опасались даже во времена младенчества авиации, предпочитая цепи и зубчатые колеса.

Подведем итоги. Двигатель расположен в идеальном для центровки месте. Толкающий винт работает в лучших условиях, чем тянущий, — не тратит сил на бесполезную обдувку фюзеляжа. Так как пропеллер поднят над продольной осью самолета, нет необходимости в высоком шасси. Его легко сделать трехколесным, с носовой стойкой. Из-за 6лагоприятной центровки (все самые массивные агрегаты — вблизи центра тяжести) можно обойтись небольшими рулевыми поверхностями с коротким плечом от центра тяжести самолета. Фюзеляж укорачивается, пилоту не нужно прилагать больших физических усилий к рычагам управления. Компактный корпус более жесток и прочен. В целом достигается экономия в весе, а следовательно, и в затратах на постройку машины.

Удачная схема дает и массу других преимуществ. Невысокое легкое шасси без особого труда убирается вручную. На обычных самолетах вес убирающегося шасси с приводами доходит до 3 — 5% полетного веса машины. «Приземленность» «Микро», низкое положение его центра тяжести позволили уменьшить колею шасси и убирать стойки не в крыло, а в фюзеляж. Освободившиеся комлевые части крыла стали емкостями для топлива. Легкость управления дала возможность укоротить рычаг управления и расположить его не в центре кабины, а на боковой панели, по правую руку пилота.

По желанию покупателю поставляются «Микро» с крыльями различного удлинения — БД-5А с крылом нормальной длины (скоростной вариант) и БД-5В с длинным, как у планера, крылом (экономичный вариант). Разнятся и двигатели. В ассортименте — три модели западногерманского двигателя «Хирт» мощностью в 40, 55 и 70 л.с.

Для любителей особо острых ощущений Беде припас еще одну новинку — БД-5 «Джет» с реактивным двигателем. Скорость этой уникальной машины длиной  3,65 м составляет около 450 км/ч. 

Предложив   свой   «конструктор»  для  взрослых Джеймс Беде и его фирма честно выполнили правила игры: сборка самолета должна быть посильна мало-мальски опытным самодельщикам и занимать не более 500 рабочих часов. Каждая заготовка тщательно размечена, снабжена подробнейшими чертежами в масштабе 1:1 и обстоятельными рекомендациями по обработке и сборке. Брошюры, содержащие пооперационное руководство с точными ссылками на необходимые инструменты, выполнены наглядно и скрупулезно.

Так же проста и сравнительно дешева эксплуатация собранного самолета. С учетом амортизации, расходов на обслуживание, профилактический ремонт, топливо, перелет «Микро» на короткое расстояние (Сан-Франциско — Лас-Вегас) занимающий 2,3 ч, стоит 8 долларов против 40 для лайнера «Боинг-747», 31 — для легкомоторной «цессны», 34 — для автобуса, 51 — для автомобиля и 16 — для мотоцикла.

Долгий перелет (Лос-Анджелес — Чикаго) обходится в 36 долларов против 201 для автомобиля и 126 для «Боинга-747»...

К началу 1973 года фирма «Беде корпорейшн» получила более 4 тыс. заказов на полуфабрикатные комплекты   БД-5 — программа,   которой   могли   бы позавидовать многие маститые авиастроительные предприятия.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ БД-5В (70 л.с.)

Длина .................................................................................. 4,06 м

Размах ..................................................................................6,53 м

Площадь крыла.....................................................................4,4 кв.м

Диаметр винта......................................................................1,12 м

Вес пустой машины ........................................................... 174,6 кг

Взлетный вес ...................................................................... 322 кг

Емкость топливных баков ................................................. 79,5 л

Максимальная скорость (на уровне моря) ………...……..373,3 км/ч

Крейсерская скорость (на высоте 2300 м) ……….......…..368,5 км/ч

Скороподъемность (на уровне моря) ……………….…....6,85 м/с

Расход топлива (при 75% крейсерской мощности) ..........26,5 л/ч

Дальность (при 65% мощности) ........................................ 957 км

Разбег/пробег...........................................................свыше 300 м

Скорость сваливания............................................................88,5 км/ч

(с полностью выпущенными закрылками)

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ БД-5 "Джет"

Двигатель.........................................................TRS-18, 1 * 91 кгс 

Длина ................................................................................. 3,78 м

Размах ................................................................................ 5,18 м

Вес пустой машины ........................................................... 193 кг

Взлетный вес ...................................................................... 413 кг

Емкость топливных баков ................................................. 208 л

Максимальная скорость (на уровне моря) ………...…….445 км/ч

Скорость сваливания...........................................................122 км/ч

Длина разбега.......................................................................335 м

Длина пробега......................................................................244 м

Практический потолок.........................................................8235 м

Дальность (при 65% мощности) ........................................885 км

фрагмент из книги «Самолет своими руками»

В.П. Кондратьев, Л.Ф. Яснопольский

…Вот тогда и появился БД-5 — маленький одноместный самолет с двухцилиндровым двухтактным двигателем.

Самолет имел короткий фюзеляж с кабиной планерного типа, в которой пилот располагался в полулежачем положении. Толкающий воздушный винт находился за хвостовым оперением и соединялся с двигателем с помощью удлиненного вала и клиноременной передачи. Впоследствии Беде разработал вариант и с реактивным двигателем с тягой около 90 кг. Самолет выпускался в виде набора заготовок, из которых любой желающий мог собрать самолет. Как оценивали сами американцы, в этом и заключался секрет успеха машины. Дело в том, что по американским правилам самолет, выпускаемый в виде заготовок, не подлежал сертификации, то есть всесторонним летным испытаниям. Каждый любитель, построивший самолет из набора, сам проводил его испытания по очень упрощенной программе и получал «сертификат» — разрешение на полеты, как на экспериментальной машине. При этом плох был самолет или хорош, кроме самого любителя, построившего и эксплуатирующего машину, никто не знал.

Второй фактор, способствовавший  успеху БД-5, — умелая, тонкая и умная реклама. Необычность схемы и внешнего вида самолета позволяли его рекламировать и как самый легкий, и как самый удобный, и как самый устойчивый, и как самый простой в управлении. Благодаря рекламе машиной заинтересовались даже ВВС США, предполагавшие использовать БД-5 в реактивном варианте в качестве стандартного тренировочного самолета. Так самолет попал в летно-испытательный институт ВВС США, где и был впервые детально изучен в полете. Вот тут и выяснилось, что он и не очень устойчив, и не так хорошо управляем, и попросту опасен даже для профессионала. Результаты испытаний были опубликованы, и фирма Беде обанкротилась.

Главная причина неудачи, видимо, кроется в сложности пилотирования самолета малых размеров, о чем мы уже говорили. Для того чтобы читатель оценил миниатюрность БД-5, приведем некоторые его данные: размах крыла в разных вариантах от 5,18 до 6,53 м, взлетная масса от 250 до 450 кг, мощность двигателя от 32 до 70 л. с.

В дальнейшем Джим Беде построил еще несколько самолетов, в том числе спортивно-пилотажный БД-8, о котором речь пойдет позже. Успеха эти самолеты не имели, конструктор надолго бросил авиастроение, занявшись созданием экспериментальных автомобилей. Однако в последнее время появились сообщения, что Беде строит новый, на сей раз реактивный, сверхзвуковой любительский самолет (BD-10).

Завершая рассказ о БД-5, необходимо отметить преимущества толкающего воздушного винта. Если толкающий винт находится позади гладкого обтекаемого фюзеляжа или мотогондолы, как на БД-5, и перед винтом не образуется мощная зона срыва потока, как на «Дон Кихоте» или «Эльфе», потери тяги могут быть небольшими. С другой стороны, если воздушный винт не обдувает фюзеляж и крыло турбулентным, завихренным потоком, аэродинамическое сопротивление такого самолета па больших скоростях может быть меньшим. Поэтому самолеты типа БД-5 с толкающим винтом позади гладкого фюзеляжа могут иметь более высокую максимальную скорость, несколько проигрывая во взлетно-посадочных характеристиках и скороподъемности. По приближенной оценке на самолете типа БД-5 выигрыш в максимальной скорости может составить 5—10% и примерно 15—20% составляет проигрыш во взлетно-посадочных данных.

BD-5

BD-10

23 июня 2005 года