Logo

ЧЕТЫРЕХКОЛЕСНЫЙ ЖУК

Известно, что взлетно-посадочные режимы работы для дельталета являются наиболее ответственными, особенно с неподготовленных площадок. Именно на этих режимах, как показывает статистика, происходит наибольшее количество аварий. В чем же причина?

Классическая (традиционная) трехколесная схема шасси дельталета применяется на протяжении многих лет. Однако наземные транспортные средства с трехколесными шасси и передним управляемым колесом неустойчивы на неровном грунте и поворотах и склонны к опрокидыванию.

То же самое можно наблюдать и у трехколесных дельталетов. Причем, практика показывает, что от «кувыркания» при посадке или на взлете не застрахован никто: ни новичок, ни мастер.

Одним из наиболее эффективных способов повышения устойчивости дельталета на земле и переходных режимах взлета-посадки является применение четырехколесного шасси.

На рис. 1 и 2 видно, что традиционная трехколесная компоновка шасси дельталета, применяемая повсеместно, малоустойчива как к продольным, так и к боковым опрокидывающим моментам, поскольку оси опрокидывания, проходящие через передние и задние колеса, располагаются вблизи центра тяжести аппарата. Момент инерции высоко расположенного (около 2,5 м) крыла значительной массы (50 - 55кг) создает силу инерции F (рис. 1), состоящую из двух проекций сторону треугольной рамы: F1, и F2. Проекция F1, является составляющей, которая совпадает с продольным элементом треугольной рамы, а F2; - составляющая, перпендикулярная раме, создает вокруг оси опрокидывания момент значительной величины. Поскольку силы инерции F1 и F1’, действующие на каждый продольный элемент треугольного шасси, равны,то проекции F2 и F2’ симметричны и также равны между собой (рис. 1). В связи с этой симметричностью правый и левый опрокидывающие моменты от этих сил компенсируют друг друга. Однако при малейшей неровности грунта, попадающей под переднее колесо треугольного шасси, баланс сил F2 и F2’ нарушается, в связи с чем образуется не скомпенсированный опрокидывающий момент. Так как величина плеч этих моментов приличная, даже небольшое рассогласование сил F2 и F2’ приводит к появлению значительного равнодействующего опрокидывающего момента. Это может привести к опрокидыванию аппарата, что и обусловливает его низкую устойчивость (рис. 2). На рис. 3 видно, что в случае прямоугольного шасси опрокидывающих моментов от сил инерции высоко расположенного крыла при прямолинейном движении вообще не возникает, а при движении по неровному грунту они незначительны (рис. 4).

Таким образом, введение четвертого колеса значительно повышает безопасность эксплуатации дельталета. Естественно, этому свойственны и недостатки: увеличение массы, повышение сложности конструкции и, следовательно, удорожание аппарата. Проанализируем, на сколько существенным является увеличение массы конструкции. Введение дополнительных элементов, которые необходимы при четырехколесном шасси, привело к увеличению массы, показанному в таблице.

Таблица I
Элемент конструкцииМасса, кг.
1. Рулевая колонка с рулем и шарнирами2,9
2. Передний мост с двумя рессорами8,5
3. Переднее колесо с узлом крепления диаметром 400мм5,2
4. Рулевой передаточный механизм с тягами1,4
Итого:18,0

Из таблицы 1 видно, что увеличение массы от дополнительных элементов по отношению к взлетной массе в 335 кг составляет порядка 5%, что является незначительным, особенно по сравнению с возросшей устойчивостью и, следовательно, безопасностью. Конечно, введение переднего моста с двумя передними колесами повысило лобовое сопротивление, которое ведет к дополнительному расходу топлива. Кроме того, повысились сложность и стоимость конструкции. Однако с этим можно смириться при учете положительных эффектов, которые дает новая схема.

Повышенная устойчивость, а следовательно, и безопасность четырехколесной схемы дельталета и возможность компоновки сидений «дуэтом» позволяют более успешно использовать его в качестве учебного аппарата. Значительная часть контингента обучаемых пилотированию обладает навыками управления автомобилем. В то же время общепринятое педальное управление передним колесом дельталета классической схемы представляет собой определенную трудность. Причем не только на стадии обучения, но и в процессе эксплуатации, так как требует большого внимания к удержанию переднего колеса, а также напряжения ног для этого. Поэтому адаптация управления дельталета под «автомобильное» позволяет значительно упростить процесс обучения и повысить безопасность при обучении.

При проектировании шасси дельталета были учтены автомобильные понятия: развал, схождение колес, рулевой редуктор, рулевая колонка и т. д. Результатом стало создание четырехколесной мототележки, передние колеса которой управляются рулем автомобильного типа через рулевую колонку, рулевой редуктор и тяги. Так как ноги пилота свободны и не напряжены, удалось применить также автомобильную компоновку управления газом и тормозом. Все это позволяет приблизить ощущения пилота к условиям автомобиля и не требует времени для адаптации автолюбителя к управлению аппаратом на земле. Это, в свою очередь, облегчает самые опасные режимы полета: взлет и посадку. Тем более, что усилия управления значительно снижены по сравнению с классической схемой за счет применения рулевого редуктора. В полете при отпускании руля передние колеса благодаря рулевому редуктору всегда остаются в прямолинейном направлении, что позволяет совершить благополучную посадку, даже не участвуя в управлении рулем. В переходный период, когда прекращается управление колесами и пилот переходит на управление крылом и наоборот, ему не требуется перемещать руки с одних органов управления на другие. Это удалось реализовать за счет применения телескопической рулевой колонки, состоящей из трех звеньев эллипсного сечения с фторопластовыми вкладышами и ограничителями хода, а также двумя карданными шарнирами на концах рулевой колонки. Во время взлетно-посадочных режимов пилот, держа руку на рулевом колесе и фиксируя его постоянное положение, перемещает руль, совмещенный с рулевой трапецией, в продольном направлении, обеспечивает взлет или посадку дельталета. Четырехколесная схема мототележки обусловливает прямоугольную форму cилового каркаса, что позволяет удачно вписать два сиденья рядом - «дуэтом». При этом сиденья находятся на одном уровне с низко расположенным центром тяжести экипажа, что повышает устойчивость аппарата в целом. Кроме этого, в отличие от классической схемы дельталета вместо одного переднего колеса, которое практически не защищает экипаж от встречного столкновения, например, с деревом, у четырехколесной мототележки имеется передний мост. Он выполняет роль бампера, принимающего удар на себя, и защищающий экипаж. Этот факт подтвердился на практике: пилот, по неопытности, влетел в сосновый лес на высоте нескольких метров. В результате этого столкновения пилот абсолютно не пострадал. Известно аналогичное столкновение дельталета треугольной схемы шасси с лесом. Пассажир, оказавшийся ничем не защищенным, получил тяжелые травмы в результате удара о дерево. Знаменательный случай произошел осенью 1992 года на большом поле вблизи г. Уфы. Один из знакомых пилота, приехавший посмотреть на полеты, попросил проехать по полю на дельталете и, случайно надавив на полный газ, взлетел. Покрутив на высоте около 50 м 6 - 7 крутых виражей с большим креном, зацепился консолью за землю, на двух боковых колесах описал круг вокруг консоли и остановился с работающим двигателем и вращающимся винтом. При этом мототележка стояла на двух колесах, пилот удерживался в кресле ремнем безопасности. После этого двигатель был выключен. Пилот, освободившись от ремней, поставил аппарат на все колеса. Подошедшие специалисты осмотрели дельталет и, убедившись в отсутствии повреждений, отправили аппарат своим ходом на стоянку. Известно, что в аналогичных случаях на дельталетах с трехколесным шасси практически всегда страдают и экипаж, и аппарат. Таким образом, спортивному направлению дельталетов предложена альтернатива более безопасных аппаратов серии «ЖУК».