Как сделать каркас самолета

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Радиоуправляемый FPV самолёт своими руками.

Приветствую всех!
В этом посте постараюсь кратко и ёмко рассказать о своем возврате к авиамоделизму и показать его уровень в текущих реалиях.

В кратце: летом того года создал свой второй самолёт из потолочной плитки, скотча и всякого подручного мусора. Самолёт получился на редкость простым, живучим и удачным. Меня даже напечатали в журнале «Моделист-Конструктор». Конструкция с запасом для апгрейда и модификации, потому на данный момент это уже не просто игрушка, а полноценный БПЛА. Бюджет постройки базовой версии — около 2500 рублей без аппаратуры и аккумулятора. В этом посте я расскажу о процессе изготовления, поделюсь чертежами и рассказами про возможности.

Теперь более подробно:

Базовая версия самолёта выглядит вот так.
Назовём её ★ Stage 1:

Самолёт изготовлен из обычной потолочной плитки, которую можно купить в любом магазине стройматериалов, скотча, куска удочки, палок для еды и велосипедных спиц. Это основные материалы. Подробно о процессе изготовления я писал вот в этом посте на Драйве.

В итоге получается как-то так:

Самолёт «в стоке» весьма летуч и прост в освоении. По сути — это тренер с некоторыми техническими решениями, которые позволяют быть ему живучим и ремонтопригодным.

Чертежи самолёта я выложил для свободного скачивания на своём Патреоне, там можно скачать векторную версию для печати с подробным описанием частей, а так же наклейки для печати на обычном или лазерном принтере.

Теперь по поводу частей, которые вам нужно купить: аппаратура FlySky i6, цена б/у 2000 рублей вместе с приемником, комплект сервоприводов 9G на Алиэкспресс за 500 рублей/10 шт., воздушные винты 9 дюймов, электромотор с регулятором оборотов (запросы 40A ESC и 1400KV motor на том же Алиэкспресс), аккумулятор Li-Po от 1800 до 2200 mAh. Колёсики на 2.5 дюйма — по желанию. Все части описаны в чертеже и подробном посте.

Вот ещё несколько красивых фото:

Вот здесь можно посмотреть полное видео.

Продолжаем дальше. Самолёт мы создали, успешно летаем, наслаждаемся. Но как только самолёт начинает летать, сразу хочется приделать к нему камеру и вуаля! у самолёта уже конструктивно предусмотрено место для крепления камеры! А старые камеры, такие как Xiaomi Yi и GoPro Hero 3 поддерживают не только запись, но и видеовыход. Да, прям во время записи. Так мы плавно подходим к установке видеооборудования. Назовём это ★ Stage 2:

Вот здесь есть небольшой пост по установке видеопередатчика и опыты полёта с ним. Вам нужно докупить видеопередатчик и маску для приема сигналов. Не пугайтесь цен, б/у маска стоит 2к., видик 1000 рублей.

Вот так мы взлетаем:

А вот так — садимся.

Но это ещё не всё: это не самый топ, что можно сделать с этой игрушкой. Налетавшись вдоволь в маске, вы начинаете задумываться летать дальше и иметь контроль: видеть высоту, скорость и направление. В этом вам поможет полётный контроллер и GPS. Так мы плавно подходим к ★ Stage 3.

У меня установлен полётник Matek Wing f405. Его установка позволяет видеть все параметры полёта: скорость, высоту, направление, количество «топлива», которое осталось в аккумуляторе и иметь некоторые бонусы: функцию удержания высоты, направления, возврата домой при потере сигнала, полёту по маршруту и много всяких приколюх.
Теперь мы имеем полноценный беспилотник, который может вот так например:

Итог:
Я хотел поделиться своим более чем 2-летним опытом и радостью от возврата к авиамоделизму. Голопам по европам конечно, но сложно всё ужать в один пост. Я, как и многие в этом сообществе, ходил в детстве в авиамодельный кружок и скучал по небу. Я вас уверяю, после создания такой игрушки, вы будите смотреть на него совершенно иначе. Пойдете вы по моему пути, либо купите кит-набор в магазине — ваше дело. Я хотел лишь привлечь внимание и показать, что можно сделать с обычным тренером в современных реалиях.

На моём YouTube канале есть ещё видео по этой тематике. Подписывайтесь на мой Патреон и поддержите меня доступным способом, если мой рассказ вам понравился и оказался для вас полезным. В будущем — я выложу модели для 3д печати, которые делал для самолёта и вообще много всего полезного!

Источник

САМОЛЕТ МОЖЕТ СДЕЛАТЬ КАЖДЫЙ!

В авиации почти с самого ее рождения прочно утвердился четырехтактный мотор с винтом на коленвале. Причем от редуктора я отказался, на что есть ряд причин. Во-первых, уверен, что силами самодельщика невозможно изготовить надежный редуктор в принципе. К тому же, в авиационном моторостроении считается, что редуктор с длительным ресурсом можно получить лишь на двигателе с числом цилиндров не менее шести. Во-вторых, редуктор – это дополнительный вес, да и вопрос компоновки и капотирования тоже не последний. В-третьих, обычно редуктор используют для получения максимальной мощности двигателя путем форсировки по оборотам. Однако это негативно сказывается и на ресурсе, и на надежности. Да и в обслуживании и эксплуатации мотор без редуктора проще.

Традиционно большинство самодеятельных конструкторов использует либо отечественные двухтактные моторы РМЗ, либо импортные «Ротаксы», также работающие на смеси бензина с маслом. Еще на заре своего приобщения к сверхлегкой авиации, я имел негативный опыт эксплуатации РМЗ-640, поэтому этот двигатель я твердо решил больше не применять. «Ротаксы» же для меня оказались слишком дорогими. К тому же, в последнее время появился довольно большой выбор других моторов.

Проанализировав множество различных вариантов от мотоциклов, снегоходов и прочей техники, я пришел к выводу, что индустриальный двухцилиндровый V-образный двигатель, который применяется на электростанциях, садовых косилках и т.п., мне идеально подходит. Китайский четырехтактный Lifan 2V78F-2А мощностью 24 л.с. при 3600 об/мин представляет собой копию «Хонды» и вполне доступен по цене. У него довольно большой крутящий момент, смазка осуществляется под давлением, есть масляный радиатор, зажигание у каждого цилиндра от собственного магнето, а также без маховика его удельный вес почти как у «двухтактника». Двигатель поступает в продажу готовым агрегатом, что делает его установку несложной задачей, почти не требующей доработки. Перед его монтажом на самолет надо выполнить стандартные операции, такие как: удаление регулятора оборотов, шлифовка и полировка каналов, подбор диаметра отверстия в главном жиклере карбюратора, поскольку изначально мотор искусственно «задушен». Также был отлит колокол упорного подшипника и изготовлены выхлопные патрубки. На мой взгляд, этот мотор наиболее близок по своей конструкции к понятию «авиационный». У четырехтактного «движка», в отличие от двухтактного, шире диапазон мощностей, меньше тепловая нагрузка и чувствительность к качеству топливовоздушной смеси, он более экономичный и менее шумный. Все это в целом добавляет надежности. Да и звук-то какой!

Рама фюзеляжа (трубы, сталь 20, толщина стенки 1 мм, если не указано другое)

Мне не очень нравятся самодеятельные разработки, в которых используются узлы и детали от редкой, малораспространенной техники. Это заметно сужает круг людей, способных такой проект повторить. Но особенно остро данная проблема проявляется в любительском авиационном техническом творчестве. Использование узлов и агрегатов от «больших» самолетов делает работу практически эксклюзивной. То же можно сказать о редких или дорогих материалах и сложных технологиях, которые трудно применить в обычной практике. Например, для постройки металлического самолета нужны дорогие материалы, специальные приспособления и владение технологией, но все это потом, в повседневности, вряд ли пригодится. И напротив, создание деревянного крыла требует таких навыков и инструментов, которые не будут лишними в жизни. Та же ситуация со сваркой или пайкой.

На валу установлена «мулинетка» для проверки мощности мотора

«Хит Супер Парасоль» в аэродинамическом и технологическом плане настолько классический самолет, что на его примере можно студентов обучать! Крыло – деревянное, двухлонжеронное. Лонжероны представляют собой, по сути, доску, установленную на ребро. Коробка лонжеронов расчалена проволокой ОВС. Дуга законцовки крыла и задняя кромка элерона – стальная оцинкованная трубка (подойдет тормозная трубка от КАМАЗа, продающаяся в любом магазине запчастей для грузовиков этой марки). Нервюры – ферменные, с фанерными кницами. Фанера у меня осталась еще с авиамодельных времен. При ее отсутствии (а она, как я отмечал ранее, нынче в большом дефиците) смело порекомендовал бы кницы из текстолита толщиной 0,8 мм. Больше тонкой авиационной фанеры нигде на нашем самолете не используется.

Каркас крыла Лонжероны крыла (сосна авиационного качества) Корневая часть заднего лонжерона (узел поз. 47 на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 – обойма (сталь 1 мм); 2 – соединительная пластина 25x65x3 мм; 3 – шпилька М6; 4 – фанера 1,5 мм; 5 – болт и шпилька М5; 6 – шпилька М4 Лонжероны элерона (сосна авиационного качества) Корневая часть переднего лонжерона (узел поз. 46 на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 – соединительная пластина 25x65x3 мм: 2 – шпилька М6; 3 – заполнитель; 4 – фанера 3 мм; 5,6 – болт М5; 7 – обойма (сталь 1 мм) Узел крепления роликов (сечение А – А на чертеже каркаса крыла, увеличено):
1 – заполнитель; 2 – скоба (сталь 2 мм); 3 – шуруп Ø3 мм: 4 – болт М5х140; 5 – брусок (сосна 16×16 мм)

Каркас и лонжероны крыла:

1 – фальшлобик; 2 – усилитель лонжеронов 18×18 мм (2 шт); 3 – болт М4; 4 – обод (труба 08 мм, сталь); 5 – картер бака; 6-топливный бак (только на правом крыле, оц. сталь 0,6 мм); 7 – заливна я горловина; 8 – дренажный кран; 9 – шуруп Ø3,5 мм; 10 – ролик 050 мм (дюраль, 2 шт); 11 – планка 10х10 мм; 12 – световое окно (акрил 0,8 мм); 13 – распорная втулка 05 мм (сталь, паять к расчалкам); 14 – расчалка (проволока ОВС Ø1,6 мм, 2 шт – над и под баком); 15 – усилитель 16×5.6 мм (по 2 шт); 17-укосина 8×8 мм (2 шт); 17 – расчалка (проволока ОВС Ø2,0 мм); 18 – серьга (сталь 1 мм); 19 – стойки коробки лонжеронов 16×13 мм; 20 – расчалка (проволока ОВС Ø1,5 мм); 21 – косынка (фанера 3 мм); 22 – распорка 16×16 мм; 23 – трос управления (КСАН Ø3,2 мм); 24 – расчалка (проволока ОВС Ø1,5 мм); 25 – болт М4; 26 – рейка 10×10 мм; 27 – нервюра законцовки крыла; 28 – заполнитель 5,6×5,6 мм; 29 – рейка 8×8 мм; 30 – обойма крепления обода (латунь); 31 – задняя кромка элерона (труба 08 мм, сталь); 32 – рейка 8×8 мм; 33 – рейка 8×8 (2 шт); 34 – рейка 8×8 мм; 35-усилитель 16×5,6 мм (2 шт); 36-усилитель 16×5,6 мм (2 шт); 37 – рейка 8×8 мм (2 шт); 38 – болт М5х80; 39 – рейка 8×8 мм (2 шт); 40 – усиливающая рейка 16×5.6 мм по контуру нервюры; 41 – обоймы крепления задней кромки; 42 – заполнитель; 43 – кронштейны тросов (сталь 2 мм); 44 – обоймы (сталь 2 мм); 45 – серьга (сталь 1,5 мм); 46 – корневая часть переднего лонжерона: 47 – корневая часть заднею лонжерона

Нервюры (а – типовая; б – силовая; в – концевая):
1 – лобовой стрингер (сосна 50х 18 мм); 2,3,7 – полка нервюры (сосна 5,6×5,6 мм. кницы – фанера 1 мм); 4 – стойки коробки лонжеронов (сосна 16×13 мм); 5 – шайба 5x12x1 мм (паять латунью); 6 – рычаг элерона (сталь 1,5 мм, усилен накладками из фанеры 3 мм с двух сторон) Петля элерона (увеличено):
1 – сухарь (сосна 19×50 мм); 2 – заполнитель (фанера 6×50 мм); 3 – болт «откидной» М6; 4 – проставка (трубка 8×1 мм); 5 – опорная пластина 13x25x1 мм; 6 – заполнитель (фанера 6×25 мм) Петля навески элерона

Топливный бак находится в крыле. Это позволяет иметь резервное питание двигателя самотеком в случае отказа топливного насоса. Бак – одна из больших проблем для самодельщика. Я решил изготовить его из обычной тонкой оцинкованной стали. Соорудил маленький листогиб, согнул детали бака и спаял их припоем ПОС60. Заливная горловина – латунная заглушка из магазина сантехники, подобранная по диаметру. Штуцер трубки питания двигателя – опять-таки из магазина «КАМАЗ». Получился очень простой, недорогой и достаточно легкий бак. Кстати, на самолетах По-2 баки тоже были из «оцинковки». Возникла небольшая сложность с топливным краном: все подходящие из магазинов автозапчастей подтекали. В итоге, нашел нужную деталь среди сантехнических изделий. Доработал ее для соединения с медными трубками, и получился надежный и очень даже «авиационный» кран.

Предварительная сборка крыла. Хорошо виден топливный бак

Стабилизатор и рули высоты Крепление расчалок крыла Крепление ролика троса элеронов Узел крепления торсионной трубы РУСа

Шасси – пирамидальное, из стальных тонкостенных труб Ст-20, собранное без сварки на болтах. Хвостовая рессора изготовлена из рессоры кабины КАМАЗа.

Две полуоси шасси – из стальных толстостенных труб 25×3 мм (также Ст-20). Трубы эти калиброваны, поэтому их не нужно протачивать для установки колес. Амортизация шасси – резиношнуровая. Сами шнуры приобрел в магазине спорттоваров.

Колеса – это еще одна наша «изюминка» – они тоже самодельные! Дело в том, что колеса – это очередная головная боль для самодельщика-авиастроителя. Пригодные готовые найти очень сложно. Мне это не удалось. Те, что продаются, тяжелые или дорогие, либо у меня есть сомнения в их прочности. Я долго думал и пришел к выводу, что опять-таки «все уже придумано до нас». Ведь в начале своего существования авиация вполне успешно довольствовалась спицованными колесами. Так я и решил поступить. Заказал токарю втулки, на моторазборке купил стальные колеса от скутера по 300 рублей за штуку, а в веломагазине – усиленные спицы диаметром 3 мм. Рассчитал и приступил к изготовлению. «Болгаркой» удалил диски – получилось два отличных обода. Поскольку у меня не было станка для накатки резьбы на спицах, пришлось их укоротить со стороны головки и сделать маленький пресс из домкрата для формования новых головок. Этим же прессом выдавил лунки для ниппелей в ободьях. В качестве подшипников использовал подходящие бронзовые втулки из «ГАЗовского» магазина. В целом получились легкие и очень прочные колеса, идеально подходящие для нашего самолета.

РУС с установленными тросами Узел шасси без амортизатора Рессора хвостовой опоры

Отдельно хочу остановиться на приборах. Это очень дорогая статья расходов в бюджете постройки любого самолета. Плюс настоящие приборы еще и довольно тяжелые. Все это побудило искать альтернативные решения. Главная сложность – указатель скорости. Тем не менее, его я сделал за час из куска проволоки ОВС диаметром 2 мм и двух дюралевых пластинок. Получился указатель скорости флажкового типа, который широко применялся в 20-х годах прошлого века.

На роль высотомера подошел туристический анероидный барометр со шкалой указателя высоты. Механический указатель давления масла – от автобуса ПАЗ. Указатель температуры масла УТ-200 (он тоже механический!) приобрел в магазине «Агрозапчасти». Тахометр – очень распространенный, электронный, индукционного типа. Указатель топлива – прозрачная трубка на топливном баке. А указатель скольжения мне подарили, хотя и его можно было сделать самому.

Самолет летает классно! Разбег около 50 метров. В воздухе машина устойчива и послушна. В турбулентной атмосфере эффективность рулей достаточна. Садится, при полностью выбранной на себя ручке, точно на три точки. Во время посадки тенденций к сваливанию на крыло нет. При разбеге и пробеге на грунте даже устойчивее, чем на асфальте, но это особенность всех аппаратов с хвостовой опорой. В целом, по моим субъективным оценкам, самолет дружелюбен и приятен в управлении, полностью удовлетворяет мои потребности в «радости полета», однако требует от пилота предварительной подготовки. Из недостатков могу отметить ограничения на вес пилота (до 90 кг) и его рост (до190 см), а также зависимость от погодных условий, но это характерно для всех СЛА. Возможно, кто-то скажет, что скороподъемность 1,5 м/с – это мало, однако мне этого достаточно, особенно учитывая поставленную задачу. Ведь мы хотели получить самый доступный самодельный самолет, который может построить каждый, и считаю, что это у нас получилось.

В заключение хочу привести слова В.П. Кондратьева из книги «Самолет – своими руками». Вот что он пишет: «Деятельность СМИ превратила самолет, в общем-то простую и понятную машину, в глазах неспециалистов в невероятно сложный аппарат, над расчетом которого трудятся десятки и сотни ученых и инженеров, опирающихся на помощь научных институтов и современную вычислительную технику. Куда уж там самодельщикам с их доморощенными методиками и полукустарными самолетами. Эта деятельность СМИ нанесла немалый ущерб любительскому самолетостроению в нашей стране. В итоге все это отрицательно сказалось и на авиационном спорте, и на планеризме, и даже на авиамоделизме. Резко снизился приток в авиационную промышленность энтузиастов. В результате на свет появляются вполне правильные машины, сработанные «без души», «без изюминки». Такая техника успешно эксплуатируется, но конкурировать с лучшими зарубежными образцами, конечно, не может.

Накопленный на сегодняшний день опыт показывает, что самолет в наше время может построить любой грамотный человек. Однако, чтобы полеты приносили радость, а не огорчения, в работе необходимо соблюдать множество правил и условий. Эти правила выработаны за много лет развития авиации».

От соблюдения этих правил зависит результат постройки самодельного самолета, и наш пример это отлично продемонстрировал.

Андрей ЯКОВЛЕВ, г. Смоленск

Источник