Самодельный самолет

Дом Rutan Long-EZ, построенный в 1984 году в Англии.

Самолетные самолеты , также известные как самолеты любительской постройки или комплекты самолетов , строятся лицами, для которых это не является профессиональной деятельностью. Эти летательные аппараты могут быть построены «с нуля», по чертежам или из сборочных комплектов. ^{[1] [2]}

Обзор [ править ]

В Соединенных Штатах , Бразилии , Австралии , Новой Зеландии и Южной Африке самолеты собственной сборки могут получить лицензию на экспериментальную эксплуатацию в соответствии с FAA или аналогичными местными правилами. С некоторыми ограничениями, производитель (и) самолета должен был сделать это для собственного обучения и отдыха, а не для получения прибыли. ^[3] В США основной производитель также может подать заявку на получение сертификата ремонтника на этот планер. ^{[4] [5]} Сертификат мастера по ремонту позволяет владельцу самостоятельно выполнять и подписывать большую часть технического обслуживания, ремонта и проверок. ^{[1] [2]}

Альберто Сантос-Дюмон был первым, кто предложил бесплатные планы строительства, опубликовав чертежи своей красавки в июньском выпуске журнала Popular Mechanics 1910 года. ^[6] Первым самолетом, который был выставлен на продажу в виде планов, а не законченного планера, был Baby Ace в конце 1920-х годов. ^[7]

Первый самолет канадской сборки , Stitts SA-3A Playboy CF-RAD, впервые взлетевший в 1955 году, замечен в Канадском музее авиации и космонавтики .

Самодельные самолеты приобрели популярность в США в 1924 году , когда в Дейтоне , штат Огайо, начались национальные воздушные гонки . Для этих гонок требовались самолеты с полезной нагрузкой 150 фунтов (68 кг) и двигателями объемом 80 кубических дюймов или меньше, и, как следствие ограничений класса, большинство из них были построены любителями. Годы после Чарльза ЛиндбергаТрансатлантический перелет вызвал пик интереса между 1929 и 1933 годами. В этот период многие авиаконструкторы, строители и пилоты были самоучками, а высокий уровень аварийности вызвал общественное осуждение и ужесточение регулирования любительского строительства. Получившиеся в результате федеральные стандарты на проектирование, проектирование, анализ напряжений, использование аппаратного обеспечения авиационного качества и испытания самолетов положили конец любительскому строительству, за исключением некоторых специализированных областей, таких как гонки. В 1946 году Goodyearперезапустил национальные воздушные гонки, в том числе класс для самолетов с двигателями объемом 200 кубических дюймов и меньше. Класс сверхмалых гонщиков распространился по всей стране в США, и это привело к призывам к приемлемым стандартам, разрешающим использование самолетов любительской постройки в развлекательных целях. К середине 1950-х годов и США, и Канада снова позволили самолетам любительской постройки соответствовать определенным стандартам и ограничениям. ^[2]

Самодельные самолеты, как правило, представляют собой небольшие одно- или четырехместные спортивные самолеты, в которых используются простые методы конструкции. Деревянные или металлические каркасы и фанера с тканевым покрытием являются обычным явлением в конструкции самолета, но все чаще используются стекловолокно и другие композиты, а также полностью алюминиевые конструкционные технологии, методы, впервые примененные Хьюго Юнкерсом еще в конце Первой мировой войны. . Двигатели чаще всего такие же или похожие на двигатели, используемые в сертифицированных самолетах (например, Lycoming , Continental , Rotax и Jabiru ). Меньшая часть застройщиков использует переделанные автомобильные двигатели,Volkswagen воздушным охлаждением плоские-4 , Субару основанное жидкостным охлаждением двигателей, Mazda Ванкеля и Шевроле Corvair шесть-цилиндровых двигателей , являющихся наиболее распространенными. Использование автомобильных двигателей помогает снизить затраты, но многие производители предпочитают специализированные авиационные двигатели , которые считаются более эффективными и надежными. Другие использовавшиеся двигатели включают моторы бензопилы и мотоциклов . ^{[1] [2]}

Сочетание затрат и судебных разбирательств , особенно в эпоху середины 1980-х годов, оттолкнуло производителей авиации общего назначения от внедрения новых конструкций и привело к тому, что домостроители в пять раз превысили продажи самолетов заводской постройки. В 2003 году количество строительных конструкций, произведенных в США, превысило количество, произведенное каким-либо одним сертифицированным производителем. ^{[ необходима цитата ]}

История [ править ]

История создания самолетов любительской постройки восходит к истокам авиации. Даже если братья Райт , Клеман Адер и их преемники преследовали коммерческие цели, первый самолет был построен страстными энтузиастами, целью которых было летать. ^{[ необходима цитата ]}

Ранние годы [ править ]

Авиация сделала рывок вперед с индустриализацией, сопровождавшей Первую мировую войну . В послевоенный период производителям нужно было найти новые рынки и представить модели, предназначенные для туризма. Однако эти машины были доступны только очень богатым.

Многие американские самолеты, спроектированные и зарегистрированные в 1920-х годах, были признаны (тогда) CAA "экспериментальными" - той же регистрацией, под которой современные отечественные строители получают специальные сертификаты летной годности . Многие из них были прототипами, но такие конструкции, как первый проект Бернара Пиетенполя 1923 года, были одними из первых самолетов отечественной сборки . В 1928 году Анри Минье опубликовал планы своего HM-8 Pou-du-Ciel , как и Пиетенполь для своего Air Camper . Позже Pietenpol построил завод, а в 1933 году начал создавать и продавать частично построенные комплекты самолетов. ^[2]

В 1936 году во Франции была создана ассоциация любителей авиации. Многие виды любительских самолетов стали делать вид, и в 1938 году законодательство были внесены изменения , чтобы обеспечить для Certificat де navigabilité restreint d'aéronef ( CNRA , « ограниченный сертификат эксплуатанта воздушных судов »). 1946 год ознаменовался рождением Ассоциации сверхлегких самолетов, которая в 1952 году стала Народной ассоциацией летчиков в Соединенном Королевстве , а в 1953 году - Ассоциацией экспериментальных самолетов (EAA) в США и Ассоциацией спортивных самолетов в Австралии .

Термин «жилищное строительство» стал популярным в середине 1950-х годов, когда основатель EAA Пол Поберезны написал серию статей для журнала Mechanix Illustrated, в которых объяснил, как человек может купить набор чертежей и построить свой собственный самолет дома. Статьи получили всемирное признание, и взлетела идея строительства самолетов. ^{[8] [9] [10]}

Технологии и инновации [ править ]

До конца 1950-х годов строители в основном придерживались конструкции из дерева и ткани и стальных труб и ткани. Без нормативных ограничений, с которыми сталкиваются производители серийных самолетов, застройщики внедряют инновационные конструкции и методы строительства. Берт Рутан представил конструкцию утки миростроительству и первым применил композитную конструкцию. Металлическая конструкция китпланов была поднята на новый уровень Ричардом Ван Грунсвеном в его серии RV . По мере совершенствования наборов стали обычным явлением такие компоненты, как автопилоты и более совершенные навигационные инструменты . ^{[1] [2]}

Судебные разбирательства в 1970-х и 1980-х годах вызвали стагнацию на рынке малых самолетов, вынудив уцелевшие компании сохранить старые, проверенные конструкции. В последние годы менее строгие правила для жилищного строительства позволили ряду производителей разрабатывать новые и инновационные конструкции; многие из них могут превосходить сертифицированные серийные самолеты в своем классе.

Примером высококачественной домашней конструкции является компания Lancair , которая разработала ряд высокопроизводительных комплектов. Самым мощным из них является Lancair Propjet , четырехместный комплект с системой наддува кабины и турбовинтовым двигателем , развивающий крейсерскую скорость 24 000 футов (7300 м) и скорость 370 узлов (425 миль / ч, 685 км / ч). Хотя такие самолеты считаются «самодельными» по юридическим причинам, они обычно строятся на заводе с помощью покупателя. Это позволяет компании, которая продает комплекты, избежать длительного и дорогостоящего процесса сертификации, поскольку они остаются созданными собственниками в соответствии с правилами. ^{[ необходима цитата ]}Один из терминов, применяемых к этой концепции, обычно называется «Правило 51%», которое требует, чтобы строители выполняли большую часть изготовления и сборки, чтобы получить Сертификат летной годности самолета любительской постройки. ^[11]

Небольшое количество реактивных китпланов было построено с 1970-х годов, в том числе крошечный самолет Bede Aircraft BD-5J . ^[2]

Будущие тенденции [ править ]

Президенту Ассоциации производителей самолетов и авиационных комплектов (AKIA) Дику ВанГрунсвену задали вопрос о будущем индустрии комплектов самолетов в широком интервью журналу KitPlanes в декабре 2012 года:

Я не ожидаю увидеть кардинальных изменений в отрасли в ближайшие пять лет. Десять лет; кто знает - это слишком зависит от цен на топливо, политики FAA и т. д. В целом, я думаю, что наша отрасль будет продолжать развиваться, особенно потому, что AKIA успешно растет и оказывает положительное влияние на профессионализм участников отрасли и строителей / пилоты своей продукции. Из-за опасений по поводу цен на топливо мы можем увидеть тенденцию к использованию самолетов с меньшей мощностью, предназначенных больше для чисто спортивных полетов, чем тенденцию к использованию самолетов повышенной проходимости, что было нормой на протяжении последних 30 лет. Я ожидал, что к концу этого периода могут появиться некоторые проекты по созданию самолетов с электрическим приводом, но только если технология аккумуляторов значительно улучшится. Возможно, мы увидим больше жилищных застроек мотопланерного типа,это связано как с высокими ценами на топливо, так и с появлением новых технологий производства электродвигателей.

То, что мы делаем в Van's, может отражать некоторые из вышеупомянутых мыслей. К сожалению, я не вижу потенциала роста, который был в 1980-х и 1990-х годах. Кажется, есть сокращающаяся экспериментальная база, из которой можно привлечь людей для создания комплектов. Кроме того, с демографическими изменениями, возможно, уменьшается интерес к авиастроению как занятию или способность заниматься этим. Надеюсь, инициативы EAA и AOPA, направленные на то, чтобы заинтересовать большее количество людей в обучении полетам, помогут создать больший рынок для наших самолетов.

Развивающиеся рынки, такие как Китай и Индия, также могут повысить спрос на нашу продукцию, но необходимо будет сформировать целую инфраструктуру, прежде чем небольшие игроки, подобные нам, смогут получить выгоду. ^[12]

Строительные материалы [ править ]

Самолетный самолет может быть построен из любого легкого и достаточно прочного материала для полета. Ниже подробно описаны несколько распространенных методов строительства.

Дерево и ткань [ править ]

Это самая старая конструкция из первых самолетов и, следовательно, самая известная. По этой причине в самолетостроительных объединениях любительской постройки будет больше специалистов по этому типу судов, чем по другим видам. ^{[1] [2]}

Наиболее часто используемые породы дерева - это ель Ситка и пихта Дугласа , которые обладают отличным соотношением прочности к весу. Деревянные элементы конструкции соединяются с помощью клея, обычно эпоксидной смолы . В отличие от методов деревянного строительства, используемых в других областях, практически все деревянные соединения в самолетах представляют собой простые стыковые соединения с фанерными вставками . Суставы созданы, чтобы быть сильнее, чем члены. После завершения конструкции самолет покрывается авиационной тканью (обычно авиационным полиэстером).). Преимущество такого типа конструкции в том, что для нее не требуются сложные инструменты и оборудование, а нужны обычные предметы, такие как пила, рубанок, напильник, наждачная бумага и зажимы. ^{[1] [2]}

Примеры самодельных деревянных и тканевых конструкций включают:

• Классический Pietenpol Air Camper , дом, построенный с 1920-х годов.
• Bowers Fly младенца , с низкорасположенным крылом моноплан , который был популярен с 1960 - х годов
• Ison Минимаксные

Древесно-композитная смесь [ править ]

В последнее время наблюдается тенденция к использованию самолетов из древесных композитов. Основным несущим материалом остается древесина, но она сочетается с пеной (например, для увеличения сопротивления короблению несущих обшивок фанеры) и другими синтетическими материалами, такими как стекловолокно и углеродное волокно (для локального увеличения модуля упругости несущих конструкций, таких как лонжерон колпачки и т. д.). ^{[1] [2]}

Примеры древесно-композитных конструкций включают:

• Проект экспериментального самолета Ibis , разработанный Роджером Джункуа
• Серия домов KR, разработанная Кеном Рэндом
• ПИК-26 разработки Кая Меллена

Металл [ править ]

Самолеты, построенные из металла, используют те же методы, что и более традиционные самолеты заводской постройки. Их может быть сложнее построить, требуя резки по металлу, придания ему формы и клепки, если строить по чертежам. Доступны комплекты для быстрой сборки, в которых в основном выполняются резка, формовка и сверление отверстий, требующие только отделки и сборки. Такие комплекты доступны и для других типов авиастроения, особенно композитных. ^{[1] [2]}

Существует три основных типа металлических конструкций: листовой алюминий , алюминиевая труба и сварная стальная труба. Трубчатые конструкции покрыты авиационной тканью , как и деревянные самолеты.

Примеры любительских самолетов на металлической основе:

• The Murphy Moose , Rebel , Super Rebel и Maverick производства компании Murphy Aircraft
• Vans RV-4 , RV-8 , RV-10 и другие модели , производимые воздушными судами Вана , являются наиболее популярными самодельный самолет металла
• Семейство двухместных самолетов Zenith CH601 Zodiac и Zenith STOL CH701 Криса Хайнца
• ARV Super2 имеет обычные крылья, фюзеляж & empanage, но кабина является monococque из «Supral» сверхпластичности сплава

Составной [ править ]

Конструкции из композитных материалов изготавливаются из ткани с высокой прочностью на разрыв (обычно стекловолокно или углеродное волокно , иногда кевлар ) в сочетании со структурным пластиком (обычно эпоксидной смолой , хотя в некоторых самолетах используется винилэфир ). Ткань пропитана конструкционным пластиком в жидком виде; когда пластик затвердеет и затвердеет, деталь будет сохранять форму, сохраняя при этом прочностные характеристики ткани. ^{[1] [2]}

Двумя основными типами композитных самолетов являются формованные композитные конструкции, в которых основные конструкции, такие как обшивка крыльев и половины фюзеляжа, подготавливаются и отверждаются в формах, и безформовочные, когда формы вырезаются из пены, а затем покрываются стекловолокном или углеродным волокном. ^{[1] [2]}

Преимущества этого типа конструкции включают гладкие поверхности (без сопротивления заклепок), способность делать сложные кривые и возможность размещать стекловолокно или углеродное волокно в оптимальных положениях, ориентациях и количествах. К недостаткам можно отнести необходимость работы с химическими продуктами, а также невысокую прочность в направлениях, перпендикулярных волокну. Композиты обеспечивают превосходную прочность при их весе. Жесткость материала, зависящая от направления (в отличие от одинаковой во всех направлениях, как у металлов), позволяет выполнять расширенную «эластичную подгонку» композитных деталей. ^{[1] [2]}

Примеры любительских поделок из композитных материалов:

• Дизайн Canard, такой как VariEze и Long EZ, разработанный Бертом Рутаном.
• Толкающий винт Cirrus ВК-30 разработан Джеффом Viken и братьев Klapmeier
• Europa XS семьи британских двуместными монопланов разработанный Иваном Шоу
• Серия высокопроизводительных жилых домов Glasair I , II и III, разработанная Томом Гамильтоном

Безопасность [ править ]

Показатели безопасности жилищного строительства не так хороши, как у сертифицированных самолетов авиации общего назначения . В США в 2003 году с самолетами любительской постройки приходилось 21,6 авиационных происшествий на 100 000 летных часов; общий коэффициент авиационных происшествий в этом году составил 6,75 на 100 000 летных часов. ^[13]

Уровень аварийности самодельных самолетов в США уже давно вызывает озабоченность Федерального управления гражданской авиации . На Sun 'n Fun 2010, администратор FAA Рэнди Бэббитт сказал, что жилищные застройки «составляют 10 процентов всего парка гражданской авиации , но 27 процентов несчастных случаев. Это не строители (попадающие в аварии), а вторые владельцы. . " ^[14] В США летную подготовку , включая начальную летную подготовку, можно получить на самолете, построенном собственными силами владельца, у любого инструктора, желающего провести такое обучение. ^[15]

В исследовании, опубликованном в 2012 году Национальным советом по безопасности на транспорте США, сделан вывод о том, что количество авиационных происшествий в самолетах собственного производства в США в 3-4 раза выше, чем в остальном парке авиации общего назначения . Почти 10% происшествий с самодельными автомобилями произошло во время первого полета, а 9% происшествий произошли с самолетами, которые были проданы, на первом рейсе нового владельца. Исследование также показало, что отказы силовой установки и происшествия с потерей управления в полете были намного выше, чем аналогичные показатели для сертифицированных самолетов. ^{[16] [17]}

Авиационные правила большинства стран требуют, чтобы самолеты любительской постройки были физически обозначены как таковые (например, в Великобритании должно быть указано «Предупреждение о пассажирах - этот самолет ... построен любителями» ^[18] ), и обычно проводятся дополнительные летные испытания требуется перед перевозкой пассажиров (которые сами не являются пилотами ).

Культура [ править ]

Самым крупным авиашоу в мире является ежегодное авиашоу EAA AirVenture Oshkosh, проводимое Ассоциацией экспериментальных самолетов в Ошкоше, штат Висконсин , которое проходит в конце июля - начале августа. Другие ежегодные мероприятия - это Sun N 'Fun Fly-In, который проводится ранней весной в Лейкленде, Флорида , и Northwest EAA Fly-In в Арлингтоне, Вашингтон . Эти мероприятия называются прилетом, так как многие люди летают на своих строительных и других самолетах в аэропорт, где проводится шоу, часто останавливаясь там на время. Оба мероприятия длятся неделю. Количество взлетов и посадок на этих шоу исчисляется тысячами. ^[19]

См. Также [ править ]

• Процесс проектирования самолетов
• Сверхлегкий
• Специальный сертификат летной годности
• Хиткит
• Комплект автомобиля

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Ассоциация экспериментальных самолетов (EAA)
• Ассоциация легких самолетов , представительный орган в Соединенном Королевстве для любительских самолетов.
• Консультативный циркуляр FAA 20-27G: Сертификация и эксплуатация самолетов любительской постройки