Постройка легкого, прогрессивного тренера Autogyro и его эволюция

Содержание

Автожир своими руками

Будучи когда-то основным летательным аппаратом, сегодня автожир превратился в пережиток истории, который можно собрать своими руками у себя дома. Стоит сказать, что это очень даже неплохой вариант для тех людей, кто очень хочет «научиться летать».

Чтобы сконструировать этот летательный аппарат, нет необходимости покупать дорогостоящие детали. К тому же, для его сборки не понадобится специальное оборудование, большое помещение и т. д. Собрать его можно даже в квартире, если в комнате достаточно места и соседи не против. Хотя небольшое число элементов автожира все же будет нуждаться в обработке на токарном станке.

В остальном же, сборка автожира своими руками — это довольно простой процесс.

Ротор автожира и цена

Очень важным требованием для стабильной работы летательного аппарата является плавная работа ротора

Это очень важно, так как сбой в работе этой детали вызовет тряску всей машины, что сильно повлияет на прочность всей конструкции, будет мешать стабильной работе самого же ротора, а также нарушать регулировку деталей. Чтобы избежать всех этих неприятностей, очень важно правильно сбалансировать этот элемент

Первый способ балансировки заключается в том, что элемент обрабатывается целиком, как обычный винт. Для этого необходимо очень жестко закрепить лопасти на втулке.

Второй способ — это балансировка каждой лопасти по отдельности. В таком случае необходимо добиться одинакового веса от каждой лопасти, а также достичь того, чтобы центр тяжести каждого элемента находился на одинаковом расстоянии от корня.

Цена автожира, изготовленного на заводе, начинается от 400 тысяч рублей и доходит до 5 миллионов рублей.

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

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

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

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.

Гражданские и военные приложения

Еще в 1940-х годах немцы создали « гироглидер » (автожир без двигателя) Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze , буксируемый подводной лодкой , который мог наблюдать за горизонтом и предотвращать приход вражеских кораблей. У американских авианосцев были автожиры, их быстро заменили вертолеты, которые могли легче вывозить людей из моря благодаря парящему полету. Сегодня Американская армия заинтересована в низкой стоимости производства и потребления автожиров.

Гиропланы можно использовать для наблюдения за определенными участками, такими как леса, чтобы избежать пожаров, поиском пропавших без вести, частными поездками. Например, наблюдение за зимними Олимпийскими играми 2002 года в Солт-Лейк-Сити осуществлялось автожиром Hawk 4 (от фирмы AAI, дочерней компании американской группы GBA — Groen Brothers Aviation (en) ), предпочтение было отдано этому устройству. к традиционному вертолету из-за низкой стоимости производства и использования. Гроен Хок 6G является Цессна Skymaster (воздушных судов , используемых во время войны во Вьетнаме ) , который был преобразован в автожира, этот самолет имеет Rolls-Royce 250 турбины 420 л.с. . Он может взлетать вертикально и имеет большую грузоподъемность.

Американский производитель American Autogiro Inc. выпустил в 2003 году новый автожир для наблюдения, в частности, для защиты от терроризма, Sparrow Hawk. Другой производитель, Carter Aviation Technologies, работает совместно с НАСА ; Фирма изготовила гениальный прототип Му-1 с неподвижным крылом, как у самолета, и несущим винтом. Американская группа Boeing произвела военный автожир, у этого самолета нет пилота, у него очень специфический винт, позволяющий летать на автожире. Фирма планирует версию с пилотом-человеком.

Периодизация и гипертрофия: основные результаты исследований

Таблица 1. Увеличение толщины vastus lateralis и rectus femoris

Мышца	Традиционная периодизация	Волнообразная периодизация по дням
проксимальная VL	19%	14%
средняя VL	18%	17%
дистальная VL	21%	19%
RF	16%	11%

Исследователи измерили vastus lateralis с помощью ультразвука на 33% (проксимальная VL), 50% (средняя VL) и 66% (дистальная VL) длины бедра, определяемой как расстояние от большого вертела до суставной щели коленного сустава. Они выполнили ультразвуковое исследование rectus femoris примерно на полпути между передней верхней подвздошной остью и проксимальной верхней границей коленной чашечки.

Таблица 2. По результатам УЗИ размер мышц увеличивается при ежедневной волнообразной периодизации (DUP) по сравнению с постоянной нагрузкой (Constant Load (CSLD)

Измеряемая сторона	DUP % увеличение	CSLD % увеличение
vastus laterals	+7,6%	+8,6%
бицепс	+6,6%	+5,0%
трицепс	+6,4%	+4,2%

Два исследования за последние несколько лет были посвящены гипертрофии мышц как результата использования периодизации. Одно исследование фокусировалось на женщинах, занимающихся умеренными силовыми тренировками, а второе — на мужчинах, занимающихся тяжелыми силовыми тренировками.

Вот обзоры этих двух работ.

Женские силовые тренировки умеренной нагрузки

Пельцер, Ульрих и Пфайффер (2017) провели очень интересное исследование с участием 19 студенток, ни одна из которых не была профессиональной спортсменкой. Девушки до этого какое-то время занимались силовыми тренировками (в среднем около 28 месяцев). Участницам в рандомном порядке назначили одно из двух условий на каждую ногу: ежедневная волнообразная периодизация или традиционная периодизация (т.е. линейная, как вы помните). Участницы сами контролировали себя, тренируя одну ногу по одной периодизации, вторую — под другой. Все участницы тренировались 3 дня в неделю в течение 6 недель, в общей сложности у них было 18 занятий и только одно упражнение — разгибание ноги.

Для ноги DUP ежедневно чередовалась интенсивность 40%, 60% и 80% от 1-RM, а на ногу ТП упражнение в течение 2 недель выполнялось с одной и той же интенсивностью, начиная с 40%, затем интенсивность неуклонно увеличивалась до 60%, а потом до 80% от 1-RM. Диапазон движения, объем и время под напряжением были одинаковы для обеих ног. Участники завершали все подходы одной ногой, прежде чем перейти ко второй ноге. Между подходами был отдых 2,5 минуты.

Ультразвуковые измерения показали, что обе группы значительно увеличили толщину vastus lateralis и rectus femoris (см. таблицу 1). Статистически значимой разницы в толщине мышц между группами не было (хотя она была немного больше с ТП).

Основываясь на этом исследовании, если персональные тренеры ограничены во времени и клиенту нужен быстрый результат (например, за 4-6 недель), DUP и ТП подходят для создания сильного гипертрофического стимула у женщин, занимающихся умеренными силовыми тренировками.

Мужчины, занимающиеся тяжелыми силовыми тренировками

Шойнфельд и его коллеги (2016) поделили молодых мужчин, занимающихся силовыми тренировками с высокой нагрузкой, на две группы на основании веса, с которым они приседают: группа постоянной нагрузки (CSLD) (n = 9) и группа волнообразной периодизации по дням (n = 10). Группа CSLD выполняла силовую тренировку средней интенсивности (8-12 повторений), в то время как группа DUP выполняла тяжелые (2-4 повторений), умеренные (8-12 повторений) и легкие (20-30 повторений) силовые упражнения в тренировочные дни.

Обе группы тренировались 3 дня в неделю в течение 8 недель. Все участники выполняли каждый подход упражнения до отказа, определяемого как неспособность завершить концентрическую фазу движения. Отдых между подходами был 2 минуты. Семь упражнений для всего тела выполнялись каждый день: жим лежа, армейский жим, тяга верхнего блока, горизонтальная тяга к груди сидя, приседания со штангой, разгибание ног. С помощью ультразвука измерялась толщина бицепсов, трицепсов и vastus lateralis на исходном уровне и после 8 недель силовых тренировок (см. таблицу 2).

Обе группы значительно увеличили толщину мышц, и не было никакой статистической разницы в результатах между двумя протоколами. При изучении статистической величины изменений в период от предварительного до завершающего теста, именуемой размер эффекта, исследователи обнаружили, что DUP дала более существенное улучшение, чем CSLD, в бицепсах и трицепсах. Это говорит о том, что более высокие показатели в группе DUP для трицепсов и бицепсов заслуживают внимания. Таким образом, результаты исследования показывают, что 8 недель DUP или CSLD тренировок могут значительно улучшить мышечную адаптацию у тренирующихся мужчин.

Сертификация национальными авиационными властями

Сертификация в Великобритании

ВПМ М-16 начинает разбег

Некоторые автожиры, такие как Rotorsport MT03, MTO Sport (открытый тандем) и Calidus (закрытый тандем), а также Magni Gyro M16C (открытый тандем) и M24 (прилагаются бок о бок), имеют разрешение Управления гражданской авиации Соединенного Королевства. (CAA) в соответствии с требованиями британской гражданской летной годности CAP643, раздел T. Остальные летают по разрешению на полеты, выданному Popular Flying Association, аналогично сертификации экспериментальных самолетов в США. Однако утверждение CAA о том, что автожиры имеют плохие показатели безопасности, означает, что разрешение на полеты будет предоставлено только существующим типам автожиров. Все новые типы автожиров должны быть представлены на полное одобрение типа в соответствии с разделом T CAP643. Начиная с 2014 года, CAA разрешает автожиры летать над перегруженными районами.

В 2005 году CAA издало директиву об обязательном разрешении (MPD), которая ограничивала операции для одноместных автожиров, и впоследствии была интегрирована в CAP643 Issue 3, опубликованном 12 августа 2005 года. Ограничения касаются смещения между центром тяжести и осью тяги. и применяется ко всем воздушным судам, если в CAA не будет представлено доказательств того, что смещение ЦТ / линии тяги меньше 2 дюймов (5 см) в любом направлении. Ограничения резюмируются следующим образом:

Самолеты с кабиной / гондолой могут эксплуатироваться только пилотами, имеющими опыт самостоятельных полетов более 50 часов после выдачи им лицензии.
Самолеты с открытой рамой ограничены минимальной скоростью 30 миль в час (26 узлов), за исключением вспышки.
Все самолеты ограничены до Vne (максимальной воздушной скорости) 70 миль в час (61 узел).
Полет запрещен, если скорость ветра у поверхности превышает 17 миль в час (15 узлов) или если скорость порыва ветра превышает 12 миль в час (10 узлов).
Полет не разрешен в условиях умеренной, сильной или экстремальной турбулентности, а скорость полета должна быть снижена до 63 миль в час (55 узлов), если турбулентность встречается в середине полета.

Эти ограничения не распространяются на автожиры с одобрением типа в соответствии с CAA CAP643, раздел T, на которые распространяются эксплуатационные ограничения, указанные в одобрении типа.

Сертификация в США

Сертифицированный автожир должен соответствовать установленным критериям устойчивости и управляемости; в Соединенных Штатах они изложены в Федеральных авиационных правилах, часть 27: Стандарты летной годности: винтокрылые летательные аппараты нормальной категории . США Федеральное управление гражданской авиации выдает стандартный сертификат летной годности для квалифицированных автожиров. Самолеты любительской постройки или комплекты самолетов имеют специальный сертификат летной годности в категории «Экспериментальные». Согласно FAR 1.1, FAA использует термин «автожир» для всех автожиров, независимо от типа сертификата летной годности.

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.

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.

крыло сверху. вращается. логика такая же как и у роторно-поршневого двигателя — поршень. треугольный. крутится….. маршевый двигатель втолкает повозку вперёд. поток воздуха налетает на верхний винт и заставляет его вращаться, появляется подъёмная сила. чтобы взлететь, верхний винт надо раскрутить.

низенько! самобеглая коляска способная немного летать

да похрен. по официальной статистике в 1 средней авиакатастрофе умерло порядка 15 человек. дальше что? давайте запретим автомобили, ежегодно в россии гибнет порядка 30 000 человек, это население 1 малого городка. как-то с первой женой решили попробовать позы из камасутры — вывихнул себе тазобедренный сустав. давайте отменим камасутру. или ещё лучше — секс. любое транспортное средство имеет свои нюансы по управлению. надо учиться, чтобы понимать как выйти из любой ситуации. вместо этого надо все уши прожужжжжжать. не нравится тебе эта тема — сиди занимайся своим любимым делом. не мешай другим набивать себе шишки

РОТОПЛАНЫ СЕГОДНЯ

В 1942 году с появлением немецкого Flettner и американского Sikorsky R-4 началась эпоха вертолётов. Интерес к автожирам, и без того небольшой, с этого момента упал практически до нуля.

О конструкции Сиервы тем не менее не забыли. Ещё в 1930-е годы автожир завоевал немногочисленных, но преданных поклонников и сохраняет их по сей день. За последние восемь десятилетий было разработано множество экспериментальных моделей и даже несколько серийных — например, американские Air & Space 18A и McCulloch J-2. В последние годы ротопланы («Иркут А-002», «Охотник») создаются и в России. Чаще всего современные аппараты вмещают только пилота и пассажира, имеют массу 700-900 киллограмм и скорость не больше 180 км/ч. Появились и лёгкие одно-двух местные гирокоптеры, с открытой кабиной и взлётным весом от полутора до пяти центнеров.

Автожир никогда не сравнится с самолётом в скорости. Он не может быть тяжёлым — принцип авторотации позволяет держаться в воздухе лишь небольшим аппаратам. Но гирокоптеры рекламировались (и продолжают рекламироваться) как идеальные «летающие автомобили», которые можно эксплуатировать без авиационной подготовки и держать в обычном гараже, используя двор в качестве взлётной площадки. И это чистая правда: если летающую машину когда-либо и удастся создать, то именно на базе ротоплана.

В качестве «индивидуального летательного аппарата» автожиру трудно тягаться с предельно простым мотопарапланом

Увы, попытки сконструировать подобный аппарат пока успеха не имеют. Ни один из послевоенных гирокоптеров не смог сравниться по массовости производства хотя бы с Cierva , не говоря уж о «Каябе». В большинстве случаев современные автожиры примитивнее Cierva , и все они уступают довоенному советскому А-12 по мощности и лётным характеристикам. По сути, последователи испанского изобретателя смогли дополнить его идею лишь удобной закрытой кабиной и изменили компоновку, переместив двигатель за спину пилота.

***

Может показаться странным, что исключительно безопасный, простой в производстве, облуживании и управлении, экономичный и к тому же способный к вертикальным взлёту и посадке аппарат оказался никому не нужным. Однако никакой загадки здесь нет. Потенциальные преимущества автожира просто не могут быть реализованы в рамках одной конструкции. Если взять действительно простой в производстве и управлении автожир, то сравнить его можно лишь с лёгким самолётом. Такой аппарат действительно будет отличаться повышенной безопасностью, но окажется дороже аэроплана и уступит ему в скорости, дальности полёта и экономичности.

Совершенный же ротоплан имеет почти равные с вертолётом сложность устройства и стоимость. Он будет примерно вдвое экономичнее геликоптера, но не безопаснее. Ведь при равном с автожиром весе и вертолёт может плавно спускаться на авторотации — а это изначально было основным преимуществом автожиров.

Стоит также отметить, что вертолёт куда лучше приспособлен для вертикальной посадки, зависания, движения назад и вбок. Если ставить целью повторение этих трюков на автожире, то ни о какой «простоте управления» говорить не приходится. Если же такую цель не ставить, а использовать ротоплан строго «по-самолётному», то… получается просто плохой самолёт.

Занимая промежуточное положение между крылатыми и винтокрылыми машинами, ротоплан должен был бы обрести свою нишу — пусть узкую, — но до сих пор её не нашёл. Тем не менее поклонники автожиров не теряют надежду, что когда-нибудь это случится.

Презентация

Деталь головки ротора автожира Lioré and Olivier C-302 (1939 г.), хранящегося в Музее авиации и космонавтики в Ле Бурже .

Автожир — это аэродин , похожий на вертолет . Самолет поддерживается его свободно вращающимся несущим винтом, диск несущего винта которого, поднятый вперед, создает подъемную силу . Он приводится в движение пропеллером, приводимым в движение двигателем. Рулевое управление обеспечивается рулем направления и боковым наклоном плоскости несущего винта в повороте.

Ротор имеет свободу передвижения для обеспечения работы устройства. Гиропланы считаются очень устойчивыми в полете (гироскопическая инерция несущего винта) при условии, что их пилотирование соответствует разрешенным диапазонам маневрирования. Их пилотирование отличается от пилотирования самолета.

Для взлета лопасти ротора могут быть на мгновение соединены с двигателем, который обычно приводит в движение винт. Когда ротор достигает достаточно высокой скорости, система отключается, и ротор затем поворачивается на авторотации под действием относительного ветра, вызванного скоростью.

Гиропланы использовались недолго до создания вертолета . Долгое время пренебрегали вертолетами, поскольку автожир не мог летать стационарно и требовалось больше места для взлета, о автожирах забыли. Они были повторно представлены в 1950-х годах американцем русского происхождения Игорем Бенсеном (in), когда только энтузиасты использовали эти машины для отдыха.

Развитие технологий (композитные материалы, мощные и легкие двигатели) сделало возможным создание автожиров. Они снова в центре внимания благодаря своей маневренности, малой занимаемой площади и низкой общей стоимости эксплуатации по сравнению с вертолетом. Производство автожиров варьируется от простой одноместной машины до военного прототипа, способного нести большую нагрузку. В основном они используются для наблюдений и отдыха.

Принцип работы

Конструктивные особенности и принцип действия жироплана похожи с планером, самолетом, дельталетом или мотодельтапланом. Подъемная мощность обеспечивается встречным воздушным потоком, а роль крыльев исполняет несущий свободновращающийся винт (ротор). Эта особенность обеспечивает горизонтальный полет автожира, за счет чего он держится на воздухе. Общий шаг винта регулируется производителем, при эксплуатации изменению не подлежит.

Поступательное движение осуществляется тянущим усилием маршевого двигателя гироплана, если он расположен спереди, и толкающим действием, когда мотор находится сзади. Чтобы запустить движение лопастей ротора, то есть для вращения винта, требуется только воздушный поток, что и называется режимом авторотации. Сопротивление винта в воздухе раскручивает пропеллер, благодаря чему срабатывает аэродинамический принцип, запускающий трансмиссию, и гироплан начинает свободно планировать.

Управление

Стандартные автожиры с вертикальным взлетом могут управляться и перемещаться относительно трех пространственных осей: продольной, поперечной, вертикальной. Путевое управление винтокрылого аппарата осуществляется рулем направления, который закреплен на хвостовой части фюзеляжа. Наклон плоскости вращения несущего винта, за счет чего выполняется требуемый угол тангажа, достигается отклонением ручки управления жироплана.

Принцип движения педалей и ручки гироплана подчинен инстинктивным манипуляциям человека для сохранения равновесия во время полета, как и при управлении самолетом. Перемещение ручки в какую-либо сторону влечет за собой отклонение оси несущего винта в том же направлении, за счет чего осуществляется поворот жироплана. В механизме управления гироплана задействованы еще вилки с наконечниками.

Скорость полета

Классические автожиры передвигаются в воздушном пространстве со скоростью в среднем 120 км/ч при расходе топлива около 15 л на 100 км. Развивать быстроту полета жиропланы способны от 25 до 180 км/ч, рекордная отметка темпа перемещения в воздухе была зафиксирована в 207 км/ч. В связи с этими характеристиками, автожир можно сравнить с автомобилем по экономичности расхода топлива и скорости с той лишь разницей, что передвигается он по воздуху.

Режимы полета

В основном аэродинамический полет на автожире проходит в штатном режиме. Не зря жироплан причисляется к самым безопасным, промежуточным между вертолетом и самолетом, летательным аппаратам. Однако случаются и с автожиром нештатные ситуации, такие как разгрузка ротора, обледенение, мертвая зона авторотации, кувырок. Главным достоинством жироплана является то, что при потере скорости, отказе двигателя или любых сбоях в управлении он способен совершить безопасную посадку.

Управление полетом

Российские автожиры Gyros-2 Smartflier

Есть три основных элемента управления полетом: ручка управления, педали руля направления и дроссельная заслонка . Обычно ручку управления называют циклической и она наклоняет ротор в желаемом направлении для обеспечения управления по тангажу и крену (некоторые автожиры не наклоняют ротор относительно планера или делают это только в одном измерении, и имеют обычные управляющие поверхности для варьировать оставшиеся степени свободы). Педали руля направления обеспечивают управление рысканием, а дроссельная заслонка регулирует мощность двигателя.

Вторичные органы управления полетом включают в себя муфту трансмиссии ротора, также известную как предварительный вращатель, которая при включении приводит в действие ротор, чтобы начать его вращение перед взлетом, и общий шаг для уменьшения шага лопастей перед движением ротора. Органы управления коллективным шагом обычно не устанавливаются на автожиры, но их можно найти на Air & Space 18A , McCulloch J-2 и Westermayer Tragschrauber ; и способны работать почти на уровне вертикального взлета и посадки .