Конструкции самодельных вертолетов. Собираем первый вертолет!(Вертолет для новичка). Вертолет из бумаги в технике оригами

Людей с давних времен волновала идея полета. Они завидовали животным, имеющим крылья: птицам, бабочкам, стрекозам. Любой мальчишка, а также взрослый мужчина не откажется поиграть даже с небольшой летающей моделью. И многие из них задаются вопросом о том, как сделать вертолет своими руками.

Конечно, готовую модель можно приобрести в магазине. Причем предлагаются варианты разных ценовых категорий и в разных степенях готовности. По желанию покупатель может найти и миниатюрную машину, полностью готовую к полету, и такую, которую требуется собрать из мельчайших частей.

Но самым интересным все-таки будет такой вариант, как сделать радиоуправляемый вертолет самому.

Что для этого нужно

Для выполнения этой нелегкой задачи понадобятся некоторые материалы. Как обычные, например, клей, чертежи, материал для изготовления деталей, так и специфические, такие, как пульт управления.

Часто интересуются не только тем, как сделать вертолет, но и насколько это трудно. На самом деле эти модели считаются относительно простыми. Дело в том, что при их постройке не используются такие виды работ, как склейка, шлифовка, обтягивание материалом. Летающая машина будет состоять из гаек, болтов и нескольких основных механизмов, которые требуется собрать в единое целое.

Для сборки радиоуправляемого вертолета желательно использовать гироскоп. Его придется приобретать в готовом виде. Эта деталь необходима для того, чтобы правильно сориентировать вертолет в пространстве, она не даст ему перевернуться или завалиться набок. Особенно это важно при первых полетах, когда пилот сам еще неопытен и только учится управлять своей машиной. Также гироскоп помогает компенсировать давление ветра.

С чего начать

Перед тем как сделать вертолет, нужно подобрать схему и чертежи. Затем из материала (обычно дерева или пластика) выкроить составные части.

Соединяются между собой детали с помощью болтов и гаек, получается своеобразный лего-вертолет. Иногда используют клей, но такие соединения могут оказаться непрочными.

Сборка двигателя

Затем приступают к сборке двигателя. В моделях используют аккумуляторы, которые располагают в центре корпуса, чтобы обеспечить ровное горизонтальное положение машины в воздухе.

В блок питания вдевают ось для винта, на нее устанавливают винтовые лопасти. На этом этапе следует провести предварительную проверку взаимодействия пульта управления с двигателем модели и убедиться, что все функции работают правильно.

Имеет смысл использовать специальный пульт для вертолета. Помимо основных функций, которые позволяет выполнять и самолетный пульт, вертолетный также оснащен возможностью обеспечения взаимосвязи газа и угла наклона лопастей. Дополнительные каналы можно использовать для управления гироскопом или шасси.

Окончательная сборка

Остается собрать модель. Нужно правильно присоединить элементы управления, не забыть о хвостовом винте. Вертолет готов к первым летным испытаниям, которые помогут исправить возможные недостатки.

После этого останется украсить корпус, и можно наслаждаться полетами. Останется только размышлять в дальнейшем, как сделать вертолет еще быстрее и маневреннее.

Уважаемый любитель авиации! Данная статья, возможно, станет вам полезной при разработке и постройке легкого вертолета. Предлагаемая винтокрылая машина (АВ-1) - плод длительного увлечения авиацией, результат настойчивой и кропотливой работы в течение пяти лет, из которых два года ушло на постройку, а остальные - на испытание, доводку, освоение пилотирования, ремонт, модернизацию.

Конструкция вертолета отвечает нескольким важнейшим требованиям, предъявляемым к летательному аппарату, находящемуся в пользовании любителя: возможность хранения в небольшом помещении; транспортировка к месту полетов - легковым автомобилем, мотоциклом и даже вручную; сборка в течение 18-20 минут одним человеком (при этом используется всего два гаечных ключа).

Весьма надежно решена проблема безопасности при отказе двигателя и трансмиссии в полете. Конструкция несущего винта (НВ) и системы управления имеет особенности, благодаря которым «прощаются» такие ошибки пилотирования, как затяжеление несущего винта и перегрузки. Конечно, на конструкцию вертолета значительно повлияли стесненные условия, в которых он изготавливался, а также трудности с материалами и оборудованием, поэтому ясно, что машина далеко не идеальна.

Но я ею доволен. Для начала приведу примеры расчетов основных элементов конструкции. Так, диаметр несущего винта АВ-1 выбран из условия нагрузки на единицу площади ометаемого диска (Ps) в пределах 6-7 кг/м2. Эта величина взята по результатам обработки статистических данных летающих легких автожиров, вертолетов, имеющих удельную нагрузку (р) в пределах 6- 8 кг/л.с.

В моем случае, исходя из предполагаемой полетной массы (т) аппарата 180-200 кг (масса пустого 100-120 кг) и располагая двигателем мощностью (N) в 34 л.с., из которых две должны были расходоваться на привод рулевого винта, получаем следующие значения нагрузки на единицу мощности, площади ометаемого диска НВ (S) и диаметра НВ (D):

Диаметр НВ 6,04 м очень близок к размеру НВ у автожира Бенсена с двигателем 40 л.с. и массой 190 кг. При таких начальных данных была надежда, что вертолет полетит. Но для того чтобы он мог летать в качестве транспортного средства, необходимо, чтобы тяга НВ (Т) была значительно больше, чем масса аппарата (как минимум в 1,4 раза).

Это обеспечивает достаточную вертикальную скороподъемность и высотность полета. Теперь определим расчетом максимальную Т на режиме зависания в условиях нормальной атмосферы (760 мм рт. ст., 18°С). В этом случае использовалась эмпирическая формула:

В итоге тяга получилась 244,8 кг, что очень близко к фактически полученной при испытаниях АВ-1. (Исходя из названного соотношения 1,4, по нашему мнению, полетная. масса аппарата не должна превышать 175 кг. - Ред.) Описание конструкции вертолета начну с так называемой фюзеляжной части. Отсек кабины имеет ферменную конструкцию в виде четырехгранной пирамиды, вертикальная грань которой (главный шпангоут) как бы отделяет отсек кабины от двигателя.

Изготовлена она из дюралюминиевых (Д16Т) труб: вертикальные и нижние-40x1,5 мм, а передние - 30x1,5 мм. Над кабиной имеется силовой соединяющий элемент - рама под главный редуктор, внизу же - горизонтальная поперечина моторамы. Вторая силовая поперечина (на уровне спинки сиденья) - из дюралюминиевой трубы прямоугольного сечения 30x25x1,5 мм; она служит для крепления промежуточного редуктора, спинки сиденья и узлов главных стоек шасси.

«Отсек» двигателя в виде трехгранной пирамиды выполнен из стальных труб (сталь 20) сечением 30x30x1,2 мм. Нижняя грань имеет узлы крепления под двигатель, раскосы шасси и хвостовую балку. Хвостовая балка склепана из дюралюминиевого листа толщиной 1 мм. Состоит она из трех частей: двух конусов (диаметр у вершины 57 мм) и цилиндра между ними (диаметр 130 мм) с наружными ребрами, которые служат усиливающим стрингером и зоной склепки элементов обшивки. В местах крепления раскосов вклепаны усиливающие шпангоуты.

Передняя стойка шасси свободноориентированная, без амортизации, имеет колесо 250x50 мм (от лыжероллеров). Основные опоры шасси сделаны из стальных труб и оснащены пневматическими амортизаторами. Колеса основных опор - 300x100 мм со срезанным протектором (от карта). Такая «стрижка» проводится для снижения веса, улучшения обтекаемости и облегчения движения «юзом» по траве во время тренировок или при неудачных посадках.

Нижние раскосы шасси - из стальных труб 20x1 мм. На вертолете установлен четырехтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель с рабочим объемом 750 см3. Картер и коленвал взяты от мотоцикла К-750; поршни, цилиндры и головки - от МТ-10. Картер облегчен и приспособлен к работе с вертикальным расположением вала (изменена маслосистема). Возможно использование и других двигателей, полная масса которых не более 40 кг и мощность не менее 35 л.с. Особо надо отметить систему стабилизации аппарата.

На АВ-1 применена система типа «БЕЛЛ», но с более высоким коэффициентом стабилизации (0,85), что почти полностью снимает с пилота заботу о балансировке вертолета в режиме висения. Кроме того, она ограничивает угловые скорости на виражах, оберегая вертолет от перегрузок. Управляемость при этом обеспечивается за счет формы грузов в виде плоских дисков (подобраны экспериментально). Длина стержней выбрана из условия, что грузы в виде плоских дисков должны хорошо «сидеть» в потоке.

Поэтому окружная скорость грузов выбрана 70 м/с, а при 600 об/мин это соответствует длине (радиусу) стержня, близкой к 1 м. Масса груза выбиралась из условия, что при отклонении плоскости вращения стабилизирующих стержней от плоскости НВ на 1,5°-2° должен возникнуть момент, который при передаче через рычажный механизм к осевому шарниру лопасти НВ будет равным (или большим) моменту трения в подшипниках осевого шарнира под рабочей осевой нагрузкой. Главный редуктор предназначен для передачи крутящего момента на вал несущего винта.

Внутри его проходит шток механизма управления общим шагом НВ. Он заканчивается вилкой, которая своими боковыми выступами входит в зацепление с вилками втулок лопастей, вращая механизм системы стабилизации. При вертикальном перемещении штока (от рукоятки) с помощью рычагов механизма общего шага происходит изменение угла установки лопасти винта (и соответственно - его шага).

На верхней крышке корпуса редуктора установлен автомат перекоса (АП), служащий для изменения положения плоскости (фактически конуса) вращения НВ относительно вертикальной оси аппарата (оси главного вала редуктора) за счет противоположного по знаку изменения угла атаки лопастей: угол атаки лопасти, идущей вниз, уменьшается, идущей вверх - увеличивается.

При этом происходит изменение величины и направления горизонтальной составляющей вектора тяги НВ. Корпус редуктора разъемный по плоскости, перпендикулярной оси вала, сварен из листовой стали З0ХГСА толщиной 1,3 мм. Гнезда подшипников выточены также из стали З0ХГСА, вварены в крышки, после чего произведена термообработка («закалка», высокий отпуск) для снятия напряжений и повышения прочности.

Затем профрезерованы фланцы, собраны крышки и расточены посадочные места подшипников и отверстий на координатном станке. Нижняя крышка изготовлена из сплава Д16Т. Главный вал сделан из стали 40ХНМА, термообработан до G вр = 110 кг/мм2. Диаметр вала -45 мм, диаметр внутреннего отверстия - 39 мм, толщина стенки в зоне шлицев втулки НВ - 5 мм. Поверхности вала полированы, шлицы и места посадки подшипников меднены. Ведомая шестерня и ведущий вал-шестерня - из стали 14ХГСН2МА-Ш и имеют соответственно 47 и 12 зубьев с модулем 3 и углом зацепления 28°.

Зубья цементированы на глубину 0,8-1,2 мм и термообработаны до твердости HRC = 59-61. Наружное кольцо автомата перекоса разъемное (как хомут), изготовлено из сплава Д16Т (фрезеровано из листа толщиной 35 мм), а внутреннее кольцо и карданное - из стали З0ХГСА. Подшипники карданного кольца - 80018Ю. Подшипник автомата-перекоса - 76-112820Б. Модуль рулевого винта (РВ) собран на стакане, телескопически соединенном с законцовкой хвостовой балки. Он может выдвигаться для натяжения приводного ремня.

При этом, правда, необходимо перестраивать длину тросов управления рулевым винтом. Привод его осуществляется от промежуточного редуктора с помощью цепной и двух ременных передач. Рулевой винт - шарнирный (имеет горизонтальный совмещенный и осевые шарниры), вращается спереди вверх-назад. Диаметр его 1,2 м, число оборотов в минуту - 2500. Втулка РВ состоит из крестовины и двух стаканов, склепанных с лопастями.

В качестве осевых подшипников служат две бронзовые втулки, а центробежную силу воспринимает резьба М24х1,5. Уплотнение осуществляется резиновым кольцом, которое фиксируется шайбой и пружинным кольцом. Поводки осевых шарниров смещены от оси горизонтального шарнира (ГШ) на 30°. Смазка - маслом МС-20, залитым в стакан перед сборкой.

Горизонтальный шарнир собран на бронзовых втулках и цементированном пальце, который фиксируется на вилке ГШ от проворота. При сборке лопастей со стаканом особое внимание обращалось на соосность их осей. Теперь немного о выборе основных параметров лопастей воздушных винтов. Средняя аэродинамическая хорда (САХ) лопасти вычисляется из условия, что коэффициент заполнения ометаемого диска (К) будет в пределах 0,025-0,035 (меньшая величина - для больших окружных скоростей, 200-220 м/с; а большая - для меньших, 170-190 м/с), по формуле:

На вертолете АВ-1 для несущего винта величина коэффициента К = 0,028, так как окружные скорости выбраны в пределах 190-210 м/с. При этом САХ принята равной 140 мм. На летательном аппарате желательно иметь все очень легкое. Но применительно к НВ мы можем говорить о минимально допустимой массе, так как от массы лопасти зависит центробежная сила, необходимая для создания конуса вращения несущего винта.

Желательно, чтобы этот конус был в пределах 1°-3°. Изготовить лопасти массой 2-3 кг вряд ли возможно и даже нежелательно, так как будет мал запас кинетической энергии при аварийной посадке на авторотации с подрывом, а также при переходе на режим авторотации с моторного полета. Масса 7-8 кг для аварийного случая хороша, но на режимах максимальных оборотов НВ будет давать значительную центробежную силу. На АВ-1 применена лопасть массой в пределах 4,6-5,2 кг, что обеспечивает максимальную нагрузку от центробежных сил до 3600 кгс.

Прочность втулки НВ рассчитана на эту нагрузку (с 7-кратным запасом прочности); масса ее составляет 4,5 кг. Предлагаемая форма лопасти в плане и крутка - результат опытов с лопастями различной формы, круток и профилей. Лопасти НВ должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: хорошо авторотировать (то есть обеспечивать малую скорость снижения на авторотации при отказе двигателя) и с максимальным КПД использовать мощность двигателя на моторном полете (для скороподъемности, максимальной скорости и экономичности). Рассмотрим варианты лопастей для вертолета и для автожира.

У хорошего автожира крутка обратная, то есть угол установки лопасти у комля отрицательный (-5°...-8°), а концевого участка - положительный (+2°). Профиль плосковыпуклый или S-образный. В настоящее время широко применяют профиль NACA 8-Н-12 (S-образный, 12-процентный). Форма лопасти в плане - прямоугольная. У хорошего вертолета крутка прямая, то есть у комля угол установки положительный (+8°.. .+12°) по отношению к концевому участку. Профиль NACA 23012, относительная толщина которого на конце - 12%, а у комля - 15%.

Форма лопасти в плане - трапециевидная, с сужением 2,4-2,7. Был произведен расчет формы лопасти в плане методом конечных элементов для случая полета со скоростью 110 км/ч и запасом по перегрузке лопасти, «идущей назад», - 1,4. При оборотах НВ 580 об/мин, диаметре НВ 6 м и полетной массе 200 кг получилась лопасть шириной на конце 80 мм, а у комля 270 мм (сужение 3,4). Лишняя ширина лопасти на конце приводит к лишней затрате мощности двигателя на преодоление турбулентного сопротивления профиля, поэтому выгодно максимально уменьшить смачиваемую поверхность участков, работающих на больших скоростях.

С другой стороны, для того чтобы был запас подъемной силы на концевых участках лопасти при затяжелении НВ или при переходе на авторотацию (наиболее вероятных ошибках пилотирования пилотом-любителем), необходимо иметь лопасти несколько шире расчетных. Мною принято сужение лопасти 2, корневая хорда - 220 мм, а концевая - 110 мм. Для того чтобы примирить вертолет с автожиром в одном аппарате, пришлось применить лопасти без крутки.

Сложнее с профилями. Концевая часть лопасти (R отн = 1 - 0,73) имеет профиль NACA 23012 с относительной толщиной 12%. На участке R отн = 0,73-0,5 - переходной профиль от NACA 23012 до NACA 8-Н-12, " только без S-образного хвостика. На участке R = 0,5-0,1 профиль NACA 8-Н-12 переменной относительной толщины: 12% на R отн = 0,5 и 15% на R = 0,3-0,1. Такая лопасть хорошо тянет на всех режимах полета. На авторотации получена скорость снижения вертолета 2,5 м/с.

При испытании была произведена посадка на авторотации без подрыва, торможение осуществлялось тангажом и вертикальная скорость была погашена до нуля, а пробег составил всего около 3 м. На сверхлегком вертолете в случае отказа двигателя трансмиссия РВ отсоединяется, так как для его привода требуется энергия, вырабатываемая авторотирующим НВ, что ухудшило бы авторотацию и увеличило скорость снижения.

Поэтому для РВ нет необходимости в симметричном профиле лопастей. Лучше всего подобрать плосковыпуклый типа R3. Для повышения КПД желательно применять крутку (8°). Кроме того, для повышения эффективности винта форму лопасти в плане желательно иметь трапециевидную с сужением, равным 2, и коэффициентом заполнения ометаемого диска в пределах 0,08-0,06. Хорошие результаты дает также профиль NACA 64А610-а-0,4 с относительной толщиной 12%.

Изготовить лопасти можно с применением различных технологий. Например, из цельной сосновой доски. В качестве заготовок выбираются две доски из прямослойной, без сучков, сосны средней плотности, вырезанные так, чтобы плотные слои были обращены к будущей передней кромке и шли под углом 45°. Доска профилируется по шаблону, уменьшенному на толщину оклейки стеклотканью и окраски (0,8-1,0 мм). После чистовой обработки хвостовая часть детали облегчается. Для этого разметкой выделяются лонжеронная часть и задняя кромка. Лонжеронная часть у комля составляет 45% хорды, а у концевой - 20%.

Далее сверлятся отверстия диаметром, равным расстоянию от задней кромки до лонжерона с шагом 40- 50 мм. После чего отверстия заполняются твердым пенопластом ПС или ПХВ, шлифуются заподлицо и оклеиваются стеклотканью. Комлевая часть обычно оклеивается в несколько слоев, с плавным переходом на основное полотно.

Другой способ изготовления лопастей - из нескольких дрок. Заготовка выклеивается из трех-четырех дрок, которые могут быть цельными лентами или склеенными из двух полос разной плотности. Лонжеронную часть дроки желательно изготавливать из березы или лиственницы. Сначала из двух реек склеивается заготовка дроки толщиной втрое больше чистовой. После этого она разрезается на две и обрабатывается до нужной толщины.

При этом лонжеронная часть разных дрок лопасти делается разной ширины (на 10- 15 мм) для переплета. Можно отдельно склеить лонжерон из 3-4 дрок, а хвостовую часть - из одной или двух. После профилирования в переднюю кромку необходимо вклеить противофлаттерный груз на длине 0,35 R от конца лопасти, так как флаттеру подвержены в основном концевые участки лопастей.

Груз делается из свинца или мягкой стали. После вклейки он обрабатывается по профилю и дополнительно прихватывается к дрокам лонжерона полоской стеклоткани на эпоксидной смоле. После этого можно всю лопасть оклеивать стеклотканью. Во время изготовления лопасти надо постоянно контролировать вес деталей, для того чтобы после сборки и обработки масса лопасти как можно меньше отличалась от расчетной.

Компоновка вертолета АВ-1: 1 - трубка приемника воздушного давления, 2 - рукоятка управления автоматом перекоса, 3 - рукоятка выжимного рычага, 4 - щиток приборный (тахометр, указатель температуры головок цилиндров двигателя, указатель скорости, вариометр), 5 - редуктор главный, 6 - автомат перекоса, 7 - втулка несущего винта, 8 - тяга управления автоматом перекоса Г-образная, 9 - вал промежуточный, 10-редуктор промежуточный, 11 - цепь привода рулевого винта, 12-маслобак, 13 - ремни привода рулевого винта, 14 - раскосы хвостовой балки (Д16Т, труба 40x1,5), 15 - подкосы (Д16Т, труба 20x1), 16 - рулевой винт, 17 - опора хвостовая, 18 - балка хвостовая, 19 - блок электронный, 20 - двигатель, 21 - рукоятка управления общим шагом («шаг-газ»), 22 - подкос основной опоры шасси амортизационный, 23 - тяга управления общим шагом, 24 - шкив промежуточный, 25 - триммер, 26 - стержень стабилизирующий с грузами, 27 - блок педалей управления шагом рулевого винта.

Hecущий винт условно развернут на 18°

Трансмиссия вертолета: 1 - втулка несущего винта, 2 - редуктор главный, 3 - рычаг выжимной, 4 - вал выжимной со шлицевым стаканом. 5 - шестерня ведущая промежуточного редуктора, 6 - вал ведущей шестерни, 7 - стакан фрикционно-храповой муфты. 8 - фиксатор выжимного вала шариковый, 9 - вал-рессора, 10 - амортизаторы двигателя, 11 - двигатель, 12 - маховик, 13 - насос масляный, 14- маслобак, 15 - шестерня ведомая, 16 - муфта храповая обгонная, 17 - вал промежуточный, 18-датчик оборотов несущего винта, 19 - лопасть несущего винта.

Главный редуктор вертолета: 1 - стержень стабилизирующий, 2 -гайка М18, 3 - вилка втулки первой лопасти, 4 - вилка муфты НВ, 5 -уплотнения, 6 - подшипник карданного кольца АП 80018Ю, 7 - ухо, 8 - кольцо АП наружное, 9 - подшипник 76-112820Б, 10 - кольцо карданное (З0ХГСА), 11 - кольцо АП внутреннее (З0ХГСА), 12 - подшипник 205, 13-вал-шестерня ведущий, 14 - подшипник 106, 15 - манжета, 16 - кольцо разрезное, 17-втулка упорная (З0ХГСА), 18 - насос винтовой масляный, 19 - шток привода механизма общего шага, 20 - тяга управления общим шагом, 21 - гайки, 22 -подшипник самодельный упорный, 23 -корпус подшипника, 24 - шток уплотнительный, 25 - крышка уплотнительная, 26 - шестерня ведомая, 27 - корпус главного редуктора, 28 -подшипники 109, 29 - вал главный, 30 - шлиц-шарнир привода наружного кольца АП, 31 -вилка втулки второй лопасти, 32 - палец муфты НВ (З0ХГСА, пруток диаметром 18), 33 - подшипник игольчатый самодельный, 34 - тяга поводка лопасти, 35 - вилка штока, 36 - коромысло механизма общего шага и АП, 37 - тяга.

Втулка несущего винта в сборе: 1 -шпилька контровочная, 2 - шарнир лопасти, 3 - вилка штока механизма общего шага, 4 - коромысла, 5 - тяга АП, 6 - стержень стабилизирующий, 7 - тяга, 8 - поводок, 9 - кольцо АП наружное.

Втулка несущего винта: 1 - поводок, 2 - палец, 3 - вилка втулки лопасти, 4 - вилка шарнира лопасти.

Автомат перекоса: 1 - редуктор главный, 2 - тяга Г -образная (выполнена заодно с поз.8), 3 - уши, 4 - шлиц-шарнир привода наружного кольца, 5 - корпуса подшипников карданного кольца, 6 - втулка наружного кольца стяжная, 7 - кольцо карданное, 8 - кольцо внутреннее, 9 - кольцо наружное, 10 - противовес шлиц-шарнира.

Механизм привода рулевого винта: 1 - вилка муфты рулевого винта, 2 - крестовина, 3 - палец, 4 - поводок осевого шарнира, 5 - тяга, 6 - ползушка механизма управления шагом винта, 7 - цапфа привода ползушки, 8 - штифт (сталь 45, пруток диаметром 4), 9 - подшипник 7000105, 10 - корпус редуктора (Д16Т), 11 - подшипник 7000102, 12 - стакан (З0ХГСА), 13 - шкив привода винта.

Втулка рулевого винта: 1 - крестовина (18Х2Н4МА), 2 - палец (З0ХГСА), 3 - втулки (бронза), 4 - палец тяги, 5 - поводок осевого шарнира (З0ХГСА), 6 - лопасть, 7 - стакан лопасти (З0ХГСА), 8 - кольцо уплотнительное резиновое, 9 - кольцо стопорное.

Лопасть несущего винта: 1,2- дроки лонжерона наружные (лиственница, сосна северная, ясень, бук плотностью 0,8 г/см3), 3 - покрытие (стеклоткань s0, 1, два слоя), 4 - дрока средняя (клин «на нет»), 5 - элемент лонжерона (клин «на нет») средний, 6 -элементы лонжерона наружные (сосна южная, ель плотностью 0,25-0,42 г/см3), 7 - пенопласт (ПС, плотность 0,15 г/см3), 8 - покрытие (стеклоткань s0,05, два слоя, второй слой под углом 45° к оси), 9 - груз (свинец), 10 - покрытие (стеклоткань s0,1, два слоя, один слой под углом 45° к оси), 11 - заклепка, 12 - триммер.

Лопасть рулевого винта (крутка линейная): 1 - лонжерон (лиственница, ясень, бук, северная сосна плотностью 0,8 г/см3), 2 - хвостовик (пенопласт ПС), 3 - пробки (сосна), 4 - грузик балансировочный (свинец, диаметром 8 мм).

Кто не мечтал иметь собственный вертолет? Наверное, об этом задумывался каждый ребенок и каждый мужчина. Ведь мужчины это большие дети. О вертолетах ходит много разных историй. Например, девушка, которая везла в метро для мужа коробку с моделью данного аппарата, еще ни разу не получала такого внимания от других мужчин. Естественно, окружающих интересовала вовсе не девушка, а именно эта модель.

Сегодня можно купить практически все что угодно. В широком ассортименте в магазинах предлагаются различные модели самолетов или коптеров. Но купить легко, а самодельный вертолет − это очень интересно. Ведь здесь нужно придумать конструкцию, продумать до мельчайших деталей привод и мотор, сделать систему управления. Это большой труд. Обычно таким занимаются любители техники или инженеры в свободное от работы время. Но существует информация и не только о моделях этой летающей техники. Есть вполне реальные, воплощенные в металле летающие машины.

Сегодня можно встретить даже целые субкультуры людей, которые конструируют, изготавливают и запускают такие самодельные самолеты и вертолеты. Это настоящие энтузиасты в этой области.

Первый вертолет

Прежде чем заниматься изготовлением самодельных аппаратов, нужно разобраться, как же эта штука работает, как она устроена, за счет чего она поднимается в воздух.

Первый геликоптер удалось поднять в воздушное пространство в 1907 году. Для тех, кто не в курсе, это произошло через 4 года после первых полетов величайших изобретателей братьев Райт на их самодельной летающей машине.

Вертолет был создан французскими любителями неба. Братья Бреге дали своему летательному аппарату имя "гироплан". Он весил порядка 578 кг. Бензиновый мотор обладал мощностью в 45 л. с. Аппарат комплектовался четырьмя несущими винтами диаметром 8,1 м. Также на каждом отдельном винте были установлены еще 8 лопастей. Они были соединены между собой попарно. Также геликоптер имел четыре вращающихся крыла бипланового типа. Так, тяга летательной конструкции составляла порядка 600 кг.

Это, можно сказать, самодельный вертолет. Ведь они собирали его из подручных средств. В итоге он смог подняться на 60 см над землей. Аппарат провисел над поверхностью какую-то минуту.

Разница в четыре года между изобретением самолета и вертолета можно объяснить лишь сложностью конструкции геликоптера.

Конструкция

Существуют несколько видов коптеров. Их подразделяют по типам. Это одновинтовые, соосные, а также поперечные и продольные. Особо распространены первые два. Давайте посмотрим, как же работают эти летающие конструкции. Если знать, как устроен аппарат, а также его принцип действия, то собрать самодельный вертолет своими руками не составит особого труда, лишь бы желание было.

Одновинтовая схема

Конструкция состоит из фюзеляжа, впереди которого располагается кабина для размещения пилотов. Остальное место предназначено для размещения пассажиров или же грузов. Справа и слева, рядом с шасси крепятся баки для топлива. Также конструкция включает два газотурбированных двигателя. Каждый из них обладает мощностью в 1500 л. с. Спереди, прямо над кабиной пилотов, расположены воздухозаборники, сзади выхлопная система.

Самая сложная часть в этой конструкции − автомат перекоса и несущий винт, а также хвостовая балка, на которой закреплен рулевой винт.

Соосная схема

Составляющие этой машины мало чем отличаются от предыдущего типа. В промышленных и военных машинах разве что моторы мощней. Также отличием является наличие 2-х несущих винтов. Геликоптеры, построенные по такому принципу, не имеют управляющего винта. Однако комплектуются вертикальным стабилизатором.

Как и почему они летают?

Если вы поставите обычный бытовой вентилятор на колесную базу и запустите его на максимальной мощности, то он вместе с базой будет перемещаться в сторону, которая противоположна потоку воздуха. Это все из-за тяги, которая создается элементом.

Ту же самую функцию выполняет и вертолетный винт. Именно последняя деталь выполняет основные задачи по подъему летательного аппарата. Также винт заставляет машину двигаться в горизонтальной плоскости. Это одна из сложнейших деталей вертолета.

Несущий винт

Этот узел состоит из втулки и лопастей. Лопасти могут быть исполнены в виде цельной конструкции из металла либо же лонжерона, а также обшивки и заполнителей.

В современных лопастях промышленных и военных геликоптеров установлены системы, в которые полностью в автоматическом режиме закачивается воздух, если лонжерон каким-то образом повредится. В 1963 году произошла вертолетная революция, и лопасти машины стали производить на основе стеклопластика. Сегодня такие детали используют на большинстве вертолетов во всем мире. Но, если есть доступ к производству различных элементов из такого материала, самодельный вертолет тоже можно укомплектовать ими.

В большинстве случаев лопасти были закреплены на втулке при помощи шарниров или же различных гибких элементов. В вертолетостроении особо распространена трехшарнирная конструкция. Она имеет шарнир в горизонтальной плоскости, а также вертикальный и осевой элемент.

При полете такой машины лопасти порой совершают самые разные движения. Они могут совершать вращение вокруг горизонтальной оси винта и менять свое положение на каждый оборот.

Лопасти и шарниры

Шарниры располагаются в очень строго определенной последовательности на определенном расстоянии от центра. Вначале идет горизонтальный, далее вертикальный, а в конце осевой шарнир.

К чему все это? А вот к чему. Лопасти винта вращаются вокруг оси по часовой стрелке. При положении 90 градусов скорость, с которой двигаются лопасти в отношении потоков воздуха, является максимальной. Она складывается из той, с которой вращается винт, и непосредственно скорости воздуха, идущего навстречу машине.

На противоположной стороне данное значение минимальное. Оно от воздушного потока. Казалось бы, такая разность скоростей не может способствовать подъему летательного аппарата в воздух. Но нет. Так как лопасти закреплены на втулке посредством гибких элементов, то вместо опрокидывания машины остается лишь сменить угол наклона.

Процесс подъема геликоптера в небо и сам полет происходит вследствие того, что изменяется угол атаки лопастей. Это синхронизируется с тягой двигателя. Чтобы можно было синхронизировать работу лопастей и моторов, был изобретен так называемый автомат управления углом атаки, или элемент перекоса. Данный узел обладает достаточно сложной конструкцией. Поэтому самодельный автомат перекоса вертолета сделать не так уж просто. Хотя чертежи этого узла существуют.

Радиоуправляемые вертолеты своими руками

Еще около пяти лет назад радиоуправляемые модели были в диковинку для многих. Люди сбегались посмотреть на это чудо. Сегодня такая техника предлагается в самых различных комплектациях. Большинство предпочитает полностью готовые комплекты. Но есть и детали для самостоятельного изготовления.

Готовимся к сборке

Если есть желание собрать геликоптер своими силами, то стоит начать с более простых схем. Это в большинстве случаев два несущих винта на одном шасси. Такие модели обладают более высокой стабильностью, нежели их аналоги в классической компоновке. Это идеальный вариант для тех, кто ни разу не летал. Также подобные конструкции являются идеальным вариантом, если придется летать в закрытых пространствах.

Прежде чем собирать самодельный мини-вертолет, следует воспользоваться основными правилами. Для начала нужно придумать либо разработать схему. Затем следует правильно подобрать материалы и необходимый инструмент. Резьбы, а в особенности в металле, лучше посадить на фиксатор резьбы. Это необходимо для безопасности.

Необходимые материалы

Чтобы изготовить такую летающую технику, понадобится пластик, стеклопластик, дерево, карбон и алюминий. Также нужен двигатель, аккумуляторы, лопасти, ротор, редуктор для хвоста. Кроме этого, понадобиться сервоприводы для управления, электронные компоненты, краска, клей и некоторые мелочи.

Самодельный радиоуправляемый вертолет в несколько этапов

Сейчас мы посмотрим, как делать такую модель из того, что есть в гараже у каждого. Сборка будет производиться в несколько шагов. Давайте рассмотрим их.

Рама

Итак, для начала работы нам нужно рама. На ней будут закреплены основные детали и узлы. Этот узел должен иметь высокую жесткость. Чем жестче получится конструкция, тем лучше.

Для хобби-техники будет достаточно пластиковой рамы из двух половин. Между двумя частями будут зажаты подшипники и другие части. Затем половинки нужно стянуть саморезами. Если вам удалось изготовить раму по данному принципу, стянув и скрепив ее правильно, можете считать, что треть всей работы уже выполнена.

Мотор

Если вы не хотите долго рассчитывать при помощи специализированных программ передаточные отношения и мощность двигателя, лучше сделать так, чтобы мотор соответствовал рекомендациям производителя. Мотор крепится к раме. Крутящий момент будет передаваться на сцепление. Для этого дополнительно монтируют резиновую муфту.

Сцепление

На самодельный вертолет своими руками нужно установить систему центробежного сцепления. Оно должно включать в себя маховик и кулачки, а также «колокол». Когда обороты дойдут до нужного уровня, кулачки раздвинутся и войдут в зацепление с ним.

Ротор

Если модель спроектирована по схеме с одним несущим ротором и рулевым винтом, то это очень простая модель для реализации. Как поступать далее? Между мотором и ротором нужно смонтировать обгонную муфту. Она предназначена для того, чтобы механизм мог свободно вращаться по инерции.

Хвостовая балка

Данная деталь может быть изготовлена из алюминия, карбона или углепластика. Здесь важна жесткость. Внутри балки нужно расположить ременную передачу или же вал, через который вращение мотора будет передаваться на ротор на хвосте.

Управление шагом хвостового ротора

Самодельный вертолет предусматривает наличие машинки для управления хвостовым ротором. Так, можно применить длинную тягу через промежуточные качалки.

Шасси

Чтобы аппарат был более устойчивым, его необходимо оснастить шасси. Это позволяет смягчать удары и предотвратить возможные опрокидывания машины. Данный узел можно купить или же сделать самостоятельно из алюминиевой трубы и поперечин из пластика.

Капотная часть

Это больше декоративная деталь, хотя она несет и противоударную функцию. Для изготовления подойдет пластик. Чем он легче, тем лучше.

Электронная система

Без гироскопа, приемника, аккумуляторов и сервоприводов усилия просто обречены на провал. Самодельный вертолет на радиоуправлении не взлетит без вышеперечисленных деталей. Электронику тоже монтируют в корпусе летающей машины. Чтобы обеспечить безопасность, в электронную часть можно добавить выключатель и индикаторы заряда ботовых батарей.

В качестве пульта для управления лучше приобрести готовое устройство. Собрать такое устройство с нуля не каждому под силу. Также нужно помнить, что в конструкции летательного аппарата не должно быть тяжелых моторов или аккумулятора. В противном случае машина не полетит в силу большой снаряженной массы.

Сделать своими руками вертолет − очень увлекательное занятие. Но летать с ним - это настоящее искусство. Полеты самодельных вертолетов − особенное зрелище. Если научиться управлять аппаратом виртуозно, тогда вы определенно вызовите восторг у окружающих.

Лопасти для вертолетов

Все те, кто регулярно летают с такими моделями, знают, как часто ломаются данные элементы. Особенно часто с этим сталкиваются начинающие летчики. Играть с вертолетом хочется, но постоянно приобретать эти детали − совсем не выход. К тому же и цена на них внушительная.

За час времени можно сделать четыре самодельные лопасти для вертолета. Для изготовления понадобятся пластиковые карточки без тиснения, а также целые лопасти. Целые детали будут использованы в качестве шаблона.

Одну из лопастей следует избавить от профиля. Для этого можно прогреть ее на газу, а затем расплющить об стол или любой другой предмет. Главное, делать это не слишком сильно. Затем, нужно обвести по шаблону, например, ножом. Резать необходимо несколько раз без нажима, а затем раз от раза усиливать нажим. Далее, аккуратным движением пластиковая карточка надламывается и дальше прорезается.

Так получилась заготовка. Теперь необходимо сделать ее тоньше. Для этого нужно шкуркой зачистить ее от второй трети ее размера. Затем переходимо к созданию профиля. Здесь необходимо свернуть тряпку в рулон, а нашу заготовку подогреть до мягкости. Нагревать нужно с широкой стороны. Затем, когда она уже достаточно мягкая, можно положить ее на рулон из ткани. Для того чтобы получить нужный профиль, достаточно прижать сверху заготовку заводской лопастью.

Другие самодельные аппараты

Далеко не все предпочитают самодельный вертолет на пульте управления. Некоторые любители техники предпочитают собирать вполне серьезные машины. Они выглядят почти как настоящие геликоптеры, просто изготовлены в большинстве достаточно кустарно. Но это все-таки хобби.

Например, парень из Нигерии, который учится на физическом факультете, увлекается тем, что разбирает на запчасти старую автомобильную технику и собирает из этого настоящий самодельный вертолет. Чертежи парень разрабатывает также сам.

Про очередное свое детище нигерийский физик говорит, что собирал машину порядка восьми месяцев. Этот аппарат поднимался над нигерийскими землями более 6 раз. В качестве материала был использовать алюминиевый лом.

Данный плод инженерной мысли оснащен мотором от автомобиля "Хонда". Двигатель имеет мощность в 133 л. с. В кузове установлены сидения от «Тойоты». Другие комплектующие были от «Боинга», который терпел крушение неподалеку.

Еще один самодельный вертолет из бензопилы стал возможностью для заключенного организовать побег из тюрьмы. Правда, конструкция его была проста до банального. Заключенный приделал к бензопиле деревянный винт. Это дало возможность мужчине без труда преодолеть на таком «хеликоптере» более 100 метров.

А 82-летний житель Рязани, несмотря на свой возраст, увлекается авиацией и вертолетостроением. Токарь, фрезеровщик да и вовсе большой мастер собрал свой первый летательный аппарат в 30-летнем возрасте. Он тогда работал на одном из заводов в Алма-Аты. Там он познакомился с одним летчиком, а тот помог ему сконструировать самодельный одноместный вертолет.

Хоть этому вертолету уже порядка 50 лет, старый специалист все еще продолжает конструировать все новые и новые машины. Сегодня со своим сыном он пытается собрать еще одну модель аппарата. Сборка началась прямо во дворе, затем переехала в гараж.

В Харькове тоже живет один любитель вертолетной техники. Конечно, на его машине нельзя полетать над землей. Его вертолет оснащен автопилотом, а управление осуществляется по радиоканалу. Эта конструкция отличается наличием автопилота. Вертолет может облететь по 200 точек по заранее заданному маршруту, а также вернуться туда, откуда аппарат взлетал ранее.

Заключение

Вот мы и узнали, как сделать самодельный вертолет. Как видите, при должном уровне навыков и информации можно собирать достойные летательные аппараты.

Поэтому сегодня будем рассказывать, как вы сможете сделать вертолет на резиномоторе . Эта самоделка, по нашему мнению, лучшая в своем классе. Она отличается от предыдущих (смотрите « »), как внешним видом, так и летными качествами. Ее автором является молодой парень из России, любитель мастерить различные интересные самоделки — Илья Шереметова.

Если вы сделаете этот вертолет на резиномоторе , можете быть уверены, что при его запуске все ваши друзья будут умалять вас дать им попробовать запустить его в полет.

Материалы и инструменты для создания вертолета на резиномоторе

Для того чтобы сделать вертолет нам будут нужны следующие материалы: бамбуковые шпажки для барбекю, цветная бумага, одна канцелярская скрепка, полоска жести из кофейной банки, резинка, нитки, клей. А также инструменты: линейка, ножницы, шило, нож и плоскогубцы.

Материалы и инструмент для создания вертолета

Мастерим вертолет на резиномоторе

Сначала расщепляем несколько бамбуковых шпажек пополам. Это необходимо для облегчения конструкции модели. Из одной длинной получится хвостовая балка (шпажка 22 см).

Расщепляем шпажки пополам

Оставляем нерасщепленной только одну шпажку, которая будет выдерживать нагрузку резиномотора. Делаем ее длиной 14см.

Отмеряем 14 см

Потом отрезаем от жести полоску толщиной 4-5 мм и длиной 7 см, сгибаем ее плоскогубцами, как показано на рисунке.

Делаем механизм для резиномотора

Проделываем в ней два отверстия сверху и снизу отступая от краев на 3-4 мм.

Делаем отверстия

Теперь привязываем к детали из жести две шпажки, которые станут кабиной вертолета, а также хвостовую балку. Для этого используем клей и нитки.

Привязываем детали кабины

Добавляем нижнюю часть кабины, для этого шпажку делим на две части и прикрепляем ее с помощью ниток и клея.

Прикрепляем нижнюю часть кабины

Прикрепляем также заднюю ось для колес.

Привязываем ось для колес

Теперь делаем винт. Для этого из канцелярской скрепки делаем крепеж для резинки и прикрепляем его к несущей планке (шпажка длиной 24 см), также с помощью ниток и клея.

Делаем винт

Из стержня нарезаем несколько колечек, которые будут подшипниками резиномоторного механизма.

Делаем подшипники из стержня

Вставляем заготовку винта, делаем на скрепке крючок для резинки.

Загибаем крючок для резиномотора

Из губки ножницами вырезаем колеса вертолета и надеваем их на оси, предварительно смазав клеем.

Делаем колеса из губки

Обклеиваем цветной бумагой кабину вертолета на резиномотере.

Обклеиваем бумагой кабину вертолета

А также обклеиваем тонкой бумагой хвост вертолета.

Наверное многие слышали про легкие двухместные вертолеты "Беркут", что выпускает в Тольятти ООО КБ "Беркут". Так вот, на этом тема вертолетостроения в Тольятти далеко не исчерпана. Одноместный вертолет собственной конструкции собирает в своем гараже Дмитрий Дмитриев в свободное от работы время. На вопрос, что побудило его занятся таким необычным делом, Дмитрий сказал, что у него всегда была тяга к конструированию и изобретательству, а также захотелось разрушить миф о том, что вертолет собрать гораздо сложнее, чем автомобиль. По словам Дмитрия, в России уже несколько десятков человек собирают в домашних условиях вертолеты, вместе они общаются в интернете и делятся друг с другом советами.

01. За основу своего вертолета Дмитрий взял американский вертолет Exec-162

02. Ёще совсем недавно вертолет Дмитрия был полностью собран (только без лопастей, которых пока нет). Дмитрий испытывал его на улице и обнаружив некоторые конструктивные недоработки, решил разобрать его и довести до ума.

03. Большинство деталей вертолета Дмитрий изготовил сам.

04. Самое сложное, по его словам, это найти нужный материал, никто не хочет работать с частным лицом, фирмы обычно продают материалы оптом.

05. Задний винт.

06. Двигатель- ВАЗ 2111

07. После испытаний Дмитрий решил облегчить двигатель, снять ресивер, поставить короткий впускной трубопровод и более легкий глушитель.

08. Привод центральных винтов и глушитель.

09. У Дмитрия есть знакомые в автомастерской, которая модернизирует двигатели для спортивных машин, там он изготавливает сложные детали.

10. У Дмитрия нет специального образования, связанного с авиастроением, до всего доходит сам, находя нужную литературу и общаясь с единомышленниками в интернете.

11. О практическом применении вертолета Дмитрий пока ещё не думал, на данный момент ему больше нравится сам процесс сборки.

12. Немного деталей

14. Тут же, в гараже обнаружилась ещё одна интересная вещь- бокс для подводной съемки, сделанный Дмитрием не то из пароварки, не то из соковыжималки.

15. Помимо сборки вертолета Дмитрий ещё увлекается дайвингом и немного фотографирует.

16. На сборку вертолета уже ушло семь лет, но Дмитрий не торопится, всё делает основательно, но, по его словам, "без фанатизма", не забывая о семье.

28. Кто-то штампует в гаражах детали для космических ракет, а Дмитрий собирает вертолёт и мечтает о своем первом полете.

Не забываем нажимать на кнопочки соц. сетей, поддержим Дмитрия и пожелаем ему творческих успехов.
Если у вас есть интересное увлечение и вы хотите рассказать о нем, напишите, или позвоните мне (