Понедельник, 21.08.2017, 22:48
Приветствую Вас Гость | RSS
Четырнадцатая олимпиада посвящена 100-летию выдающегося советского авиаконструктора Р.Е.Алексеева
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Восьмая олимпиада (2010/11 уч.год)

Работа на тему Мотопланеры ХХI века
ИСТОРИКО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА,
МОТОПЛАНЕРЫ  XXIвека.
выполнил:
ученик 8-ого класса МОУ "Кирилловская средняя (полная) общеобразовательная школа им. Героя Советского Союза Л.И.Головлёва"
Плетнёв Алексей Николаевич.                                                                                    
                                                                                                                 2010 г.




Содержание:
Введение.
Глава 1.Устройство современного мотопланера.
Глава 2.Эксплуатация мотопланера.
      2.1.Наземная эксплуатация
     2.2.Летная эксплуатация
      2.3.Запуск планера.
     2.4.Приземление.
Глава 3.Модели мотопланеров.
Заключение.
Список литературы.



Введение.
Я долго думал какую же тему историко-исследовательской работы мне выбрать , и наконец решил, что мотопланеры-это лучший вариант,потому что этот вид тванспорта во-первых мало кому известен,а во-вторых представляет достаточно большой интерес для людей интересующихся авиацией.В конце XIX в. авиастроение выходит на качественно новый уровень. Производились десятки испытаний летательных аппаратов тяжелее воздуха в которых, в отличие о самолетов, мотор выполнял вспомогательную функцию. Их функция заключалась в помощи при перемещении из одного воздушного потока в другой. Этими аппаратами были мотопланеры. Как и обычные планеры, они взлетали против ветра с возвышенности и постепенно планировали к земле. В конце XIX века все самые известные конструкторы пришли к идее моторизированных планеров.В 1893 году Отто Лилиенталь построил моноплан с одноцилиндровым углекислотным двигателем, подвешенным на грудь летчику. Мотор использовался лишь на время для создания импульса машущему крылу. Пропеллер не предусматривался. Главная проблема, с которой столкнулся изобретатель - двигатель. Он был тяжел (20 кг.), имел мощность 2 л.с. и отличался ненадежностью. Впоследствии инженер П.Шауэр сконструировал для Лилиенталя новый углекислотный двигатель, имеющий два цилиндра. В 1896 году мотопланер помахал крыльями на земле, но так и не смог подняться в воздух. Более удачный проект моторизированного планера создал П.Пильчер (Англия).

Схема мотопланера Пильчера
Рис.1.Схема мотопланера Пильчера

В его основу была положена модель "Хоук", к которой добавлялся бензиновый двигатель с толкающим воздушным винтом. Предполагалось, что после старта с холма, должен был включаться двигатель, который позволял бы аппарату некоторое время лететь горизонтально. Заметим, что это уже близко к идее самолета. Пильчер мечтал установить двигатель на свой триплан. Но к концу лета 1899 года, когда мотор был готов, последовала трагическая смерть конструктора.                                                                                                                                            

Таким образом из-за большого веса планера или по каким то другим причинам мотопланеристика замедлила свой ход развития. Но конечно же не навсегда.И уже через несколько поколений консрукторов к концу двадцатого столетия интерес к мотопланерам вновь возвратился, но уже не как к культовому воздушному средству передвижения(так как в этом качестве человеку был предоставлен самолет),а как к развлекательно-туристическому воздушному транспорту.                                                                                                              

Вот о том как развивался данный вид транспорта в конце XX начале XXI в. я и хочу рассказать в своей работе. 

Глава 1.Устройство современного мотопланера.

Существует достаточно много моделей мотопланеров.На примере одного из них я покажу устройство современного мотопланера.

Модель АС-5М

5М стартует                                               Рис.2.Моттопланер модели АС-5М.

Это одноместный мотопланер, оснащенный убираемой и выпускаемой в полете винтомоторной установкой,обеспечивающей автономный взлет.

                                                                                                                                                                                                                                                                                       

    модель 5МРис.3.Общий вид мотопланера АС-5М(все размеры даны в мм.)



Масса пустого планера175 кг
Максимальная масса300 кг
Размах12.6 м
Удлинение крыла20.6
Макс. нагрузка на крыло39.0 кг / м²
Площадь крыла7.7 м²
Предельная скорость220 км / час
Предельные перегрузки+5 / -2.5
ДвигательZanzottera MZ-35, 2.2:1, 25 л.с. при 6250 об/мин
Воздушный винтдвухлопастной, Ø1180 мм
Конфигурацияубирающееся шасси, убирающаяся двигательная установка
Скорость сваливания75 км / час при весе 300 кг
Максимальное качество34:1 при 100 км / час
Минимальная скорость снижения0.75 м / сек при скорости 90 км/час
Взлетн. дистанция до набора 15 м400 м
Скороподъемность3 м / сек при 85 км / час; уровень моря, 15°С
Табл.1.Технические характеристики мотопланера АС-5М.


поляра скоростей
График 1.Поляра мотопланераАС-5М.

Вот некоторые сведения об устройстве и технических возможностях современных мотопланеров на примере модели АС-5М.

Глава 2.Эксплуатация мотопланера.

2.1.Наземная эксплуатация

При выполнении предполетной подготовки необходимо в соответствии с маршрутом  проверить состояние фюзеляжа, крыла, оперения и убедиться в отсутствии механических повреждений и коррозии на их наружных поверхностях. Необходимо постоянно контролировать состояние обшивки планера, обращая особое внимание на заклепочные швы и места вырезов под окна, двери и люки. Первым признаком ослабления заклепочных соединений является металлическая пыль вокруг головки заклепки. По внешнему виду обшивки обычно можно судить  и о состоянии других ответственных внутренних силовых элементов планера (шпангоутах, нервюрах, стрингерах и др.). В процессе осмотра техники особое внимание необходимо обращать на надежность закрытия рампы грузового люка и крышки аварийного люка, как по  плотности прилегания их к окантовке, так и по механическим указателям. Необходимо также проверить, закрыты ли створки ниши шасси и другие крышки лючков планера (гидросистемы, управления, электро и радио оборудования и др.). На поверхности планера не должно быть снега, льда, подтеков топлива и масла, остекление  кабин должно быть чистым и не иметь повреждений, мелких трещин ("серебра”). При эксплуатации планера в условиях с высокой влажностью и при наличии морских туманов в процессе осмотра обратить внимание на возможность появления коррозии, особенно на деталях из магниевых сплавов, под полом грузовой кабины и нижней поверхности крыла. Рулевые поверхности не должны иметь повреждений, а их триммеры должны находиться в нейтральном положении. Проверить правильность отклонения рулевых поверхностей (руля высоты, руля направления, элеронов и их триммеров).


2.2.Летная эксплуатация.
Эксплуатация планера на рулении и в полете предполагает соблюдение экипажем ограничений по скорости  руления, взлетной и посадочной массе самолета, максимально-допустимой приборной скорости, перегрузке, нагрузке на пол грузовой кабины,  избыточному давлению воздуха в грузовой кабине и др. Так, при взлете, посадке и движении мотопланера по аэродрому на него могут действовать значительные внешние нагрузки, являющиеся в основном силами реакции земли.  Их величина зависит от массы планера, характера посадки, жесткости амортизации, качества ВПП и степени торможения колес. При эксплуатации планера с грунтовой ВПП нагрузки не только возрастают, но одновременно увеличивается их повторяемость, что неблагоприятно влияет на конструкцию мотопланера (могут появляться гофры, трещины в обшивке,  наклеп на болтовых и винтовых соединениях, нарушение герметичности обшивки и др.). При перевозке грузов необходимо соблюдать ограничение по максимальной массе загруженного планера без топлива (22 т), так как топливо, находящееся в крыле, за счет своей массы разгружает элементы конструкции крыла в том числе и узлы крепления крыла к фюзеляжу.

Ограничения по массе тесно связаны с ограничениями по перегрузке. Максимальная допустимая эксплуатационная перегрузка (nу=2,4)  для планера принята  из условий полета в турбулентной атмосфере, поэтому при ее превышении возможны деформации и разрушения отдельных частей и деталей планера. Превышение минимальной  эксплуатационной  перегрузки  (nу = - 0,5) на конструкцию мотопланера не влияет, она ограничивает питание двигателей топливом при обесточенных насосах. Максимально допустимая приборная скорость планера на высотах менее 6 км ограничена значением 540 км/час, что соответствует скоростному напору qм.д. = 1400 кГс/м2. При превышении указанной скорости может  наступить местное или полное разрушение конструкции планера.  От превышения максимальной эксплуатационной приборной скорости, равной 460 км/ч (qм.э. = 1020 кГс/м2), зависит прочность ряда элементов конструкции, в первую очередь рулей, элеронов, а также элементов фонаря, окон, крышек люков и др. Ограничение по максимально допустимой приборной скорости при выпуске и уборке закрылков, а также при полете с выпущенными закрылками (320 км/ч при aз=15о и 265 км/ч при aз=38о) связана с обеспечением местной прочности обшивки закрылков и узлов их крепления. Ограничение по максимально допустимой приборной скорости при выпуске и уборке шасси (310 км/ч) связана с прочностью створок отсеков шасси и их узлов крепления. В то же время, когда шасси выпущено и створки закрыты, максимально допустимая приборная скорость может быть увеличена до 450 км/ч. Однако, в такой конфигурации мотопланера замки створок основных опор шасси открыты,  поэтому возможна их вибрация, а, следовательно, максимально допустимая приборная скорость  в этом случае меньше максимальной эксплуатационной на 10 км/ч, когда шасси убрано.  Максимальное избыточное давление воздуха в гермокабине (0,3 кГс/см2) ограничено как из условия сохранения работоспособности экипажа при внезапной разгерметизации, так и с прочностью конструкции фюзеляжа, который в данном случае работает как тонкостенный сосуд под внутренним давлением. Большой отрицательный перепад давлений между гермокабиной и атмосферой (0.04 кГс/см2) не допустим по причине того, что тонкостенная оболочка (фюзеляж) на сжатие не работает.


2.3.Запуск планера.
По мощности двигатели,устанавливаемые на мотопланеры можно поделить на два типа.Это мощные двигатели, позволяющие совершать самостоятельный взлети так называемые "маршевые" двигатели,которые могут продлить полет но недостаточно мощны для самостоятельного взлета.
Соответственно для таких двигателей есть разные методы запуска.Это:

1)Буксировка самолётом в воздухе.

2)Запуск с помощью троса.

3)Буксировка  автомобилем.

4)Запуск резиновым шнуром.

Теперь о каждом из этих методов подробнее:

1)Для буксировки самолётом в воздухе обычно используют одномоторный лёгкий самолёт, однако более мощным мотопланерам также разрешено буксировать планеры. Самолёт буксировки приводит планер к желаемому месту и высоте, где пилот планера отпускает трос. Трос не закрепляется жёстко, чтобы при перегрузке не был повреждён корпус самолёта.
Во время буксировки самолётом в воздухе, пилот планера держит планер в одном из двух положений позади буксирующего самолёта. Эти положения — «низкая буксировка», когда планер находится ниже турбулентного потока от самолёта, и «высокая буксировка», когда планер находится выше турбулентного потока. В Австралии общепринята низкая буксировка, в то время как в США и Европе преобладает высокая. Возможна одновременная буксировка двух планеров, в этом случае для планера в положении высокой буксировки используется короткая верёвка, а для планера в положении низкой буксировки — длинная.

Запуск планера с помощью самолета.

2)Планеры часто запускают, используя стационарную лебёдку, установленную на тяжёлой технике.Этот метод широко используется многими европейскими клубами, часто в дополнение к буксированию самолётом в воздухе. Используется обычно большойдизельный двигатель, хотя применяются также гидравлические иэлектрические двигатели. Лебёдка тянет 1 000 — 1 600-метровый трос, сделанный из стального провода или синтетического волокна, прикреплённый к планеру. Трос выпускается на высоте от 400 до 700 м после короткого и крутого взлёта.
Главное преимущество запуска с помощью лебёдки — низкая стоимость, однако высота запуска обычно ниже чем при буксировке самолётом, поэтому полёты короче, если пилот не сможет обнаружить источник подъёма в течение нескольких минут после выпуска троса. Так как есть риск разрыва троса при таком запуске, пилотов учат, как вести себя в такой ситуации.

    
              Лебёдка для запуска планеров.    Планер запущенный с помощью лебедки.                   

3)Буксировка автомобилем довольно редко используется в настоящее время. Прямой метод буксировки требует наличия твёрдой поверхности, мощного автомобиля и длинного стального троса. После мягкого отцепления троса автомобиль получает резкое ускорение, а планер поднимается подобно воздушному змеюна высоту порядка 400 м при хорошем встречном ветре и длине взлётно-посадочной полосы 1,5 км или более. Этот метод также использовался в пустыне на солевых озёрах.
Разновидность буксировки автомобилем — метод «обратного шкива», при котором грузовик движется к планеру, запуская его с помощью троса, проходящим вокруг шкива в дальнем конце лётного поля, эффект аналогичен запуску с помощью лебёдки.

4)Запуск резиновым шнуром широко применялся на заре планерного спорта, когда планеры запускались с вершины пологого холма в сильный ветер, используя сплетённую резиновую ленту, или «банди». При этом методе запуска, главное колесо планера находится в маленьком резиновом корытце. Крюк, обычно используемый для запуска лебёдки, присоединяется к середине устройства запуска. Каждый конец при этом тянут три или четыре человека. Одна группа как направляется налево, вторая — направо. Как только напряжение резиновой ленты становится достаточно высоким, пилот отпускает тормоз колеса, и колесо планера высвобождается из корытца. Планер получает достаточно энергии, чтобы оторваться от земли и слететь с холма.
Запуск планера резиновым шнуром.
2.4.Приземление   

Если возможность для подъёма не найдена в течение полёта на расстояние, например из-за ухудшающейся погоды, пилот должен выбрать площадку и приземлиться.[49] Хотя это крайне нежелательно и часто ошиболроно, «вынужденная посадка» — обычный случай при полётах планеристов на расстояние. Пилот должен выбрать площадку, где планер может благополучно приземлиться, без нанесения ущерба зерновым культурам или домашнему скоту.
Планер и пилот(ы) могут быть эвакуированы с места приземления с помощью специального трейлера. Кроме того, если планёр приземлился в подходящем месте, может быть вызван самолёт буксировки (если владелец собственности даст разрешение на это). Пилот планера обычно оплачивает всё время, когда самолёт буксировки находится в воздухе, и прилёта, и возвращения на аэродром, поэтому такая альтернатива может оказаться дорогой.


Глава 3.Модели мотопланеров и их назначения.


Сейчас существует достаточно большой выбор моделей мотопланеров.Об их характеристиках,габаритах я и расскажу в этой главе.

Вот некоторые самые популярные в наше время модели мотопланеров:


Тип планераSTEMME S-10НК-36 SUPER DIMONAL-13SEHL-13SLIS 28-M2Taifun 17iiSF25CАМТ-100RF-5
Страна производительГерманияГерманияЧехияЧехияРумынияГерма- нияГерма- нияБрази- лияФранция
Размах крыла, м2316,516,816,8171715,317,4713,74
Площадь крыла, кв.м18,715,320,220,218,2417,618,218,715,12
Удлинение крыла28,217,5   16,412,916,312,5
Профиль крылаHQ41FX63-137  FX-61-163 
FX 60-126
FX-67K170 NACA 643-618NACA 23015
Длина фюзеляжа, м8,427,18,38,37,57,7827,67,897,8
Высота планера по килю, м1,81,6252,32,32,152,31,851,931,96
Колея шасси, м1,152,15     10,158,6
Масса пустого, кг640545500500560610400600420
Максимальная полетная масса, кг850770720720760850650800650
Максимальная нагрузка на крыло, кг/кв.м45,350,33  41,748,335,742,7842,8
Скорость срыва, км/ч787260606672 7278
Максимально допустимая скорость, км/ч270261205205210250180245250
Максимальное аэродинами-
ческое качество
502825252730243020
Скорость при Кмах, км/ч 105100100100105 100 
Минимальная скорость снижения, м/с0,551,131,11,11,20,9510,96 
Скорость при Vy min, км/ч 8095958085 90 
Максимальная маневренная скорость, км/ч180176  177185 180 
Максимальная скорость в неспокойном воздухе, км/ч180176  177185 180 
Нагрузка на мощность, кг/кВт 12,9  12,712,6710,913,4210,9
Тип двигателяLIMBACH L2400EB1ROTAX 912AM111АЕL2000 EOIL2000 EOI SL1700 EAL2000 EOIL2000 EOI
Взлетная мощность, л.с.93(3400)8065(2600)67(2900)80(3400)9065(80)8080
Запас топлива, л90(120)7950506090809060
Минимальный расход топлива л/час7,9141614,18    
Взлетная дистанция (Н=15м), м200(300)175*420420430250*  200*
Максимальная скороподъем-
ность, м/с
3,74,5332,333,22,53,25
Максимальная скорость моторного полета,км/ч225215185188185210170 210
Максимальная дальность моторного полета, км1600(2200)72053060045011007001350900







Средняя цена на мотопланер колеблется от 45000$ до 47000$. Понятно,что покупающий мотопланер для личного пользования человек должен иметь достаточно внушительный капитал.Но взамен он получает большое разнообразие функций мотопланера.Например покупатель может выбрать мотопланер в зависимости от цели для который и совершается покупка.Например более мощные и быстрые планеры НК-36 SUPER DIMONA ,производимый в Германии ,который может использоваться, как спортивный мотопланер,а более маломощный мотопланер SF25C,также собираемый в Германии,  может использоваться в качестве прогулочного планера.

Вообще  область применения современных мотопланеров не очень широка и ограничивается лишь спортивными состязаниями и развлекательными прогулками,также некоторые энтузиасты умудряются совершать полеты на достаточно большие расстояния.


Заключение.

Как видно из этой работы мотопланеры в современном мире не очень широко применяются.Из этого следует вопрос"Нужны ли мотопланеры вообще?".Ответ на этот вопрос ответ прост и короток.Да нужны.И нужны прежде всего людям увлекающимся  мотопланерным спортом,людям ,любящим обычный активный отдых, или даже просто людям,желающим похвастать перед друзьями своим благосостоянием.И хотя мотопланер не занял место культового воздушного транспорта, все же такой вид транспорта может сделать вашу жизнь разнообразнее.Я считаю почему бы человеку, имеющиму порядочное состояние не позабавить себя такой вещью?Быть может впоследствии этот человек войдет в историю мотопланерного спорта.


Список литературы и других источников информации:


5.Красельщиков А.П. Планеры СССР.
6.Красельщиков А.П. Планеры России.
7.Энциклопедия Мир военной техники.
Категория: Восьмая олимпиада (2010/11 уч.год) | Добавил: Service (02.01.2011) | Автор: Плетнёв Алексей Николаевич E W
Просмотров: 3753 | Теги: мотопланеры, история, Олимпиада по истории авиации, авиация | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
14-Я ОЛИМПИАДА ЗАВЕРШЕНА!
ИТОГИ ПОДВЕДЕНЫ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ В 15-Й ОЛИМПИАДЕ НАЧНЕТСЯ
1 ОКТЯБРЯ 2017 ГОДА!

Google+
Их многие читают
Збарский Даниил Павлович (12318)
Щур Илья Андреевич (11615)
Кузьминова Анастасия Олеговна (9070)
Бадакова Анастасия (9032)
Чеховская Алена Алексеевна (5256)
Рафаэль (4791)
Иванов Семен Владимирович (4723)
Кошманов Илья Игоревич (4598)
Беляева Александра Сергеевна (4583)
Пушинская Кристина Валерьевна (4057)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017