Как сделать собственный самолет
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!
Как построить самолет своими руками: чертежи, материалы, инструкции
Прежде чем приступать к решению вопроса о том, как построить самолет, необходимо ответить на другой главный вопрос. В зависимости от правильного ответа можно сразу сказать, насколько успешным будет весь проект. Основной вопрос заключается в том, какова цель всего проекта? Какой именно самолет и для чего требуется построить.
Подбор модели
Естественно, что прежде чем перейти к строительству, необходимо провести еще несколько подготовительных работ. Нужно провести полный анализ конструкции будущего самолета. Если такую конструкцию кто-либо уже воплощал в жизнь, то стоит связаться с этим мастером и поинтересоваться успехами летательного аппарата. Также важно помнить, что если будет выбрана модель, в которой детали и узлы будут иметь устаревший тип, то приобрести их и организовать доставку при необходимости гораздо труднее и дороже. Детали для моделей, которые пользуются спросом в данное время, будут доступнее.
Затраты времени
Как построить самолет? Переходя к практической части данного вопроса, очень важно отметить, что этот процесс очень длительный. Потребуется огромное количество времени и сил, а потому необходимо быть уверенным в том, что эти две составляющие имеются в избытке прежде, чем приступать к покупке деталей и прочего.
Специалисты рекомендуют разбивать такое трудоемкое занятие, как строительство самолета, на большое количество мелких задач. В таком случае будет виден постоянный прогресс в изготовлении. Работа над каждой задачей будет требовать гораздо больше времени, а каждое успешное завершение работы будет означать приближение основной цели. Если не разбивать данную объемную задачу на мелкие части, то в какой-то момент может показаться, что произошел застой, прогресс остановился. Из-за этого многие люди также отказываться от идеи собрать самолет своими руками.
Если же процесс был правильно разбит на части, то в неделю придется выделять от 15 до 20 часов на выполнение поставленных задач. При таких затратах времени удастся построить воздушное судное за приемлемый срок. Если же тратить меньшее количество времени в неделю, то процесс может затянуться на огромный промежуток времени.
Место для работы
Естественно, что для такой работы необходимо иметь подходящее место. Однако стоит отметить, что размер в данном случае не имеет решающего значения.
Затраты денежных средств
Сколько стоит построить самолет? Естественно, что после установки цели, принятия решения о модели самолета, после подбора места и распределения времени, следующий вопрос заключается именно в финансовой части проекта.
Получение знаний
Распространенные образцы
Далее стоит отметить, что есть небольшая разновидность данного типа самолета, которая использовалась в 1920-1930-е годы. Разновидность летательного аппарата называлась «парасоль». Данная модель была высокопланом, у которой было крыло, закрепленное на стойках и подкосах над фюзеляжем самолета. Такая разновидность высокоплана встречается и в нынешнем любительском самолетостроении. Однако если сравнивать с обычной стандартной моделью, «парасоль» используется куда реже, так как с конструктивной точки зрения изготовить такой аппарат куда сложнее, а по своим аэродинамическим характеристикам он уступает стандартному самолету. Кроме того, в плане эксплуатации они также хуже, а доступ в кабину такого агрегата достаточно сильно затруднен, что ведет к затруднительному использованию аварийного способа покидания кабины.
Детали простых самолетов
Стоит рассмотреть некоторые конструктивные особенности данных моделей.
Обычный высокоплан с названием «Ленинградец» имеет следующие показатели.
Для сравнения, стоит рассмотреть «парасоли». В данном случае будет представлен разбор модели с названием «Малыш».
Изготовление моделей самолетов
Модель самолета ПМК-3
Стоит сказать немного и о том, что строить самолеты с толкающим типом винта можно, но при этом очень важно помнить, что при этом будет теряться сила тяги аппарата, а также подъемная сила крыла. Из-за этих двух особенностей важно рассматривать целесообразность установки такого винта в каждом отдельном случае, основываясь на цели, которую преследует мастер при создании самолета. Однако справедливо будет сказать, что были изобретатели, которые при самостоятельном строительстве самолета с таким винтом, творчески подходя к решению данной задачи, смогли устранить такие недостатки и эксплуатировать воздушное судно без них.
«КИТ-набор»
Как сделать самолет легко? Данный вопрос в последнее время становится все более уместным. Вообще стоит отметить, что рост числа людей, которые хотят построить воздушное судно своими руками, обеспечивается за счет распространения «КИТ-наборов». Это набор, в который входят все необходимые детали для сборки летательного аппарата выбранной модели. В данном случае приложить руки для сборки все же придется, однако такой набор помогает пропустить стадию выбора элементов, подгонки по размеру и т.д. С такими наборами сборка самолета превращается в подобие сборки конструктора.
САМОЛЕТ МОЖЕТ СДЕЛАТЬ КАЖДЫЙ!
Решив однажды построить самолет, самодельщик сталкивается с рядом вопросов, и от ответа на них зависит исход всего дела. Мне кажется, что самолет может сделать каждый грамотный человек, если выполнит три условия.
Во-первых, необходимо заручиться поддержкой и пониманием своей задумки у родных и близких. Создание самолета отнимает все свободное время, и очень важно, чтобы семья не была против. Еще лучще – сделать это общим делом, зажечь своей идеей самых близких людей. По данным Американской ассоциации экспериментальной авиации, около 70% недостроя случается «из-за жен». Проблемы в семье, связанные с отсутствием взаимного внимания во время строительства, в большинстве случаев приводят к тому, что дело не доводится до конца.
Во-вторых, нужно выработать в себе силу воли. Это обеспечит превосходство разума над чувствами. Создание собственного самолета – процесс весьма трудоемкий. Огромный объем работ может заставить усомниться в правильности выбранного пути, расстроиться из-за ошибок или сложностей. Приготовьтесь к тому, что будут взлеты и падения. Нужно научиться бороться с самим собой: «Не хочется, а надо!». И каждый день, несмотря ни на что, идти к своей цели!
В-третьих, важно найти подходящий проект. В наше время появилось много готовых разработок самолетов для самостоятельной постройки, и из всего этого многообразия требуется выбрать один, наиболее пригодный для себя в соответствии с имеющимися финансовыми, технологическими и эксплуатационными возможностями.
Для правильной оценки всего этого нужен опыт, конечно, и в предлагаемом материале мне хочется поделиться собственными соображениями на этот счет.
ПУТЬ В НЕБО
В детстве я мечтал стать летчиком. Это желание даже стало предметом своеобразного родительского «шантажа»: «Хочешь быть летчиком – должен хорошо учиться». Отец выписывал тогда журнал «Моделист-конструктор», в котором я с восхищением читал репортажи со слетов СЛА 1980-х годов, и думал: «Неужели возможно самому построить самолет?». Отец был военным, поэтому, мотаясь по разным гарнизонам, возможностей ходить в кружки или СЮТ у меня не было. А в средних классах возникли проблемы со зрением, и с мечтой пришлось расстаться.
После школы я неожиданно для всех поступил в колледж искусств и стал… саксофонистом. Затем окончил институт искусств, чему поспособствовала работа в созданной мной мастерской художественной керамики. Все шло хорошо и размеренно, пока я случайно не увидел в магазине игрушек авиамодель. Вот тут все и началось! Неосуществленные мечты и воспоминания захлестнули со страшной силой.
Начал я со сборки пластиковых масштабных моделей самолетов, попутно изучал историю авиации. Стал «летать» в разных компьютерных симуляторах, что дало мне представление о том, как управлять самолетом. Затем перешел к самостоятельной постройке радиоуправляемых летающих моделей, а это уже основы аэродинамики и конструирования. В это время я познакомился с местным самодельщиком, у которого был самолет ХАИ 29 «Коршун». На этом самолете я впервые поднялся в небо. Интересно, что мой первый в жизни полет был и первым самостоятельным! Ну а потом: «крылья выросли», а своего самолета все нет…
Поразмыслив, я пришел к выводу, что самый доступный для меня способ летать – освоить дельтаплан. Дельтаклуб, который мне приглянулся, оказался в городе Жуковском. От Смоленска, где я живу, это около 500 км. Но как говорится, кто хочет – тот сможет. Вот это полет, вот это восторг! Среди всех летательных аппаратов, придуманных человеком, дельтаплан наиболее полно передает полет птицы! Однако вначале нужен разбег с горы или буксировка аппарата, если дело происходит в равнинной местности. Организация полетов – самое сложное в дельтапланеризме.
Модель 1932 года LNA-40 с двигателем Continental мощностью 37 л.с.
Продолжая летать на дельтаплане в Смоленске, я начал задумываться о том, чтобы сделать собственный самолет. Вначале был «деревянный» проект. Но оказалось, что в нашей стране авиационную фанеру давно не производят, а та, что еще встречается – баснословно дорогая. Рассматривал также аппарат из стеклопластика. Тут тоже возникла неразрешимая проблема – однонаправленная стеклоткань. А о цельнометаллическом варианте даже не мечтал из-за цены на материалы и оснастку. Да и не хотелось обрастать приспособлениями и станками из-за одного самолета. В итоге сделал для себя ряд выводов. Самых важных из них три: 1 – необходима простая, доступная и надежная технология: 2 – следует использовать самые доступные материалы; 3 – требуется распространенный и надежный мотор.
Таким образом, я для себя решил, что мой самодельный самолет должен быть только одноместным из экономических и моральных соображений. Он намного дешевле двухместного. К тому же, я принципиально против самодельных двухместных самолетов, потому что считаю так: сам построил – сам и летай. А если хочешь «поделиться эмоциями», покупай заводскую модель, не надо делать людей заложниками своих амбиций.
«Хит Супер Парасоль» модель V – победитель Национальных воздушных гонок в Чикаю 1930 года в классе до 100 куб. дюймов
Важнейший параметр сверхлегкого самолета – нагрузка на крыло. Она должна лежать в пределах 20 – 27 кг. При меньшем значении самолет будет «хрупкой игрушкой в руках ветра». При большем – придется использовать более мощный мотор. А это то, что вызовет необходимость усиления конструкции, что, в свою очередь, приведет к увеличению веса и потянет за собой применение специальных технологий и материалов – в результате самолет получится тяжелый и очень дорогой.
Важно также определиться с эксплуатационными задачами. В основном самодельщики строят самолеты «для души», просто чтобы полетел и все. Однако всегда должна быть перспектива! Когда я спрашивал людей, которые хотели сделать самолет, для чего им это нужно, то чаще всего ответ был таким: «Пролететь по кругу и все». Бывшие пилоты добавляли: «Ну, отвести душу, вспомнить…». Но такие полеты очень быстро наскучат! Должна быть какая-то более значимая задача.
Например, сделать свой самолет для путешествий. Ведь для «пролететь по кругу» достаточно парамотора (и не надо ничего изобретать!). Или самолет, пригодный для эксплуатации в разных климатических условиях. Для зимы и лета, способный взлетать с грунта, асфальта или с воды (и приземляться туда же). А может, создать самолет для совершенствования навыков пилотирования?
Обычно энтузиасты строят самолеты с малой нагрузкой на крыло, для обеспечения невысокой взлетно-посадочной скорости и хорошей управляемости. На таких машинах относительно легко научиться летать. Однако выбор подходящей погоды становится чрезвычайно актуальным! Все возможности летательного аппарата используются практически в первых же полетах, развития пилота не происходит. Или существует другая крайность: самолет «Арго», пользующийся большой популярностью у самодеятельных авиаконструкторов. Он довольно строг к пилоту, имеет приличную скорость взлета-посадки и ярко выраженный экранный эффект. Им может управлять человек с опытом. И вот, строит-строит самодельщик в течение нескольких лет такой самолет, а потом, в первых же пробежках (иногда они заканчиваются и случайными взлетами) – бац, и плод всех долгих трудов превращается в груду «дров». Поэтому любителю нужен такой летательный аппарат, чтобы без серьезной подготовки позволил бы и первый вылет совершить, а дальше расти как пилоту: садиться на неподготовленные или ограниченные площадки, научиться выполнять виражи 2G, «боевой разворот» и «ленивые восьмерки». Поэтому перспектива, в моем понимании, это и путешествия, и эксплуатация зимой и летом, и с грунта, и с воды, и развитие своих навыков. Всего этого можно достичь и в СЛА, выбирая подходящую погоду и имея подходящую машину.
Забегая вперед, скажу, что наш самолет отвечает всем этим требованиям. На нем можно научиться летать (но я все равно советую делать первые шаги с опытным инструктором), путешествовать – летом, используя колеса или поплавки, зимой – лыжи, участвовать в праздниках, фестивалях (летать с дымами, с лентами, «наперегонки» с автомобилем). Я даже рассматриваю вариант использования нашего самолета для буксировки дельтаплана. Вот это и есть, в моем понимании, полеты «для души», а не вокруг «песочницы» (на сленге авиаторов «песочница» – это ВПП).
Копия одного из чертежей набора, предлагаемого компанией Э. Хита любителям авиации для самостоятельной постройки легкого самолета
Самолеты, относящиеся к категории СЛА, в основном эксплуатируются вне аэродромов. Также у них всегда существует вероятность отказа мотора, что приведет к необходимости совершить посадку вне подготовленной площадки. Поэтому логично выбрать схему высокоплана с достаточно малой посадочной скоростью, которая определяется нагрузкой на крыло. Выбор схемы шасси с хвостовой опорой, несмотря на ее недостатки, тоже логичен: малый вес, малое аэродинамическое сопротивление, простота конструкции. Все чемпионские пилотажные машины – с хвостовой опорой, буш-пилоты на Аляске также предпочитают такую схему.
Эдд Хит писал: «Это такой простой в управлении самолет, что опытный пилот может посадить его даже без помощи рук!» 
Модель V на поплавках. При смехотворно короткой посадке на воду, «Супер-Парасоль» может в случае необходимости сесть на любое озеро
Накануне Первой мировой войны в мире не существовало специальной авиационной отрасли промышленности. При создании самолетов конструкторы пользовались наработками из смежных областей машиностроения. Бурное развитие авиации во время войны отбросило все сомнительные и неперспективные технологии, методы и аэродинамические схемы. К 1918 году сформировалась наиболее компромиссная конструкция, которая и стала классической. А к концу 1920-х годов самолеты со стальной сварной ферменной рамой фюзеляжа и деревянным крылом с полотняной обшивкой достигли своего совершенства. Стремления летать выше, быстрее и перевозить больше груза потребовало новых материалов и технологий. Но очевидно, что они лишь удорожают самодельный самолет. Как я уже заметил выше, для того, чтобы построить надежный, хорошо летающий аппарат можно и нужно использовать самые доступные материалы и простые технологии, отработанные еще в начале прошлого века.
НЕСТАРЕЮЩАЯ КЛАССИКА
Пересмотрев все доступные проекты для самостоятельной постройки, я открыл для себя творчество Эдварда Хита и его легендарный «Хит Супер Парасоль». Как и следовало ожидать, все уже придумано до нас! Именно этот самолет удовлетворял всем моим требованиям и задачам в полной мере.
Heath Super Parasol – это очень известный в США самолет пионера сверхлегкой авиации, пилота, конструктора и бизнесмена Эдварда Хита. Пик его технического творчества пришелся на середину-конец 1920-х годов. Авиация всегда была делом состоятельных людей, но Эдд Хит всю жизнь мечтал создать ЛА, доступный простому среднему американцу. В 1918 году первый проект такого самолета был готов. Это был биплан с размахом крыльев 6 метров, с двигателем от мотоцикла мощностью 15 л.с. Вес пустой машины, которую Эдд назвал «Перо», составил 122 кг. Однако окончание войны сделало проект невыгодным: на рынок хлынули военные самолеты по цене ниже себестоимости. Тогда Хит основал фирму по продаже запчастей и материалов, где любой энтузиаст мог купить «все и в одном месте!». Но идея доступного самолета не оставляла его. Хит начал проектировать и строить самолеты для участия в популярных в то время воздушных гонках. В 1926 году на модели «Томбой» он стал победителем Национальных воздушных гонок в Филадельфии. На 2500 долларов, полученных в качестве приза, в том же году Хит с инженером Клером Линстедом создали первую версию ставшего в последствии знаменитым «Хит Парасоль».
Первый Heath Super Parasol mod. V, построенный в России (конструктор Андрей Яковлев, Смоленск). Фото сделано на аэродроме Орловка во время XIII Всероссийскою слета любителей авиации «Открытое небо» в 2018 году
Через год появился следующий «Парасоль», и на соревнованиях в Спокане в классе легких спортивных самолетов Хит выиграл на нем приз в 1000 долларов. С этого момента пришло признание! Эдд стал продвигать лозунг «Создайте свой собственный самолет». Именно он первым придумал продавать самолет в виде «кита» (набора). Можно было приобрести готовый аппарат за 695 долларов («Форд-Т», кстати, стоил тогда около 400 долларов), или купить его по частям для самостоятельной сборки, или заказать только чертежи за 5 долларов. Надо отметить, что это был лицензированный самолет, и налетав на нем 200 часов, любой желающий мог получить лицензию коммерческого пилота. Были проданы сотни комплектов чертежей. десятки наборов и около 80 готовых самолетов. Множество простых людей стали пилотами благодаря Эдварду Хиту и его «Супер Парасолю»!
Эдвард Хит впервые предложил вариант расчалочного стального фюзеляжа без использования сварки, что очень облегчало постройку самолета в домашних условиях и не сказалось на прочности. Однако в конце 1929 года Хит перешел на полностью сварную раму. Были доработаны капоты мотора, появился кок. Шасси вместо цельной оси колес получило разрезную ось. Параллельные подкосы крыла заменены на V-образные. Появилась дверь, и было изменено положение топливного бака. Модернизированный вариант самолета стал называться «Хит Супер Парасоль, модель V».
Именно его в 2018 году и построил наш небольшой коллектив единомышленников. На слете СПА в Орловке в том же году (см. «М-К» № 8-2018) эта работа отмечена призовым местом. Следует заметить, что в России «Хит Супер Парасоль» был построен впервые. Он создавался нами в Смоленске в течение двух с половиной лет. Мы хотели сделать маленький легкий самолет, максимально доступный по материалам (бюджет до 200 000 рублей) и технологиям, чтобы любой желающий мог повторить его, ведь Heath Super Parasol – самолет, который может построить каждый!
Самолет А-8. В кабине – Ю. Яковлев, готовящийся к участию в Чемпионате Европы по СЛА-2019 (фото 2019 года, г. Киев)
ИЗ ДОСЬЕ «М-К»
Экспериментальный самолет-тандем А-8 – пример легкого самодельного летательного аппарата из стеклопластика, созданный но мотивам «Квики» Берта Рутана в Куйбышевском авиационном институте в 1984 году. Впервые продемонстрирован авиационной общественности в Коктебеле на СЛА-85 (см. «М-К» № 3-1986). Автор конструкции Юрий Яковлев (в те годы студент КуАИ).
Технические характеристики: размах крыла – 5,08 м; длина самолета – 5,2 м; площадь крыла – 4,92 м2; взлетная масса – 223 кг; мощность двигателя – 30 л.с.; диаметр винта – 1,1 м; шаг винта – 0,7 м; обороты винта – 5000 об/мин; статическая тяга винта – 65 кгс; удельная нагрузка на крыло – 45 кгс/м2; удельная нагрузка на мощность – 7,5 кгс/л.с.; максимальная скорость – 200 км/ч; скорость сваливания – 75 км/ч; скороподъемность у земли – 5 м/с; максимальные эксплуатационные перегрузки – 6
Подробное описание конструкции и чертежи «Арго-02» опубликованы в «М-К» №№ 10-12 за 1991 год, по которым самодельщинами было построено множество таких ЛА. 
Самолет Виктора Жевагина из Иваново, показанный на СЛА-2018 (Тверская обл., аэродром Орловка)
ИЗ ДОСЬЕ «М-К»
Сверхлегкий одноместный учебно-тренировочный самолет «Арго-02» – самодельный ЛА с деревянным каркасом и полотняной обшивкой крыла. Построен тверскими авиаторами-любителями Евгением Игнатьевым. Юрием Гулаковым и Александром Абрамовым в 1987 году. Успешно летал на СЛА-87, СЛА-89, получил первую премию на региональном смотре-конкурсе в Ярославле (см. «М-К» №3-1990).
Основные ТТХ самолета «Хит Супер Парасоль», созданного в Смоленске
Размах крыла, м 7,62
Площадь крыла, м2 10
Макс, скорость, км/ч 90
Посадочная скорость, км/ч 45
воздушного охлаждения Lifan 2V78-F2A. 24 л.с при 3600 об/мин.