Реферат: Кузаков МАК-15

Разработчик: Кузаков
Страна: СССР

Первый полет: 1952
Тип: Тренировочный планер

М. А. Кузаков - изобретатель, авиаконструктор и пилот-профессионал, автор ряда планеров оригинальной компоновочной схемы.
Кузаков считал фюзеляж пассивным элементом конструкции. Для планера МАК-15 была разработана новая схема - с несущим фюзеляжем (авторское свидетельство на изобретение выдано было в 1948 г.).
В начале 1951 г. при кафедре конструкции и проектирования самолетов Кузаков организовал студенческое конструкторское бюро по оформлению эскизного проекта этого планера под девизом "Голубь мира". В марте техком при планерной секции ЦК ДОСААФ рассмотрел и одобрил проект, а в конце 1951 г. были получены результаты аэродинамических продувок, подтвердившие правильность расчетов. Исследования модели планера в аэродинамической трубе МАИ дали ценный материал для рабочего проектирования.
Значение СУтлх (1,49) практически не изменялось до углов атаки 24°. Продольная устойчивость сохранялась до больших углов атаки (25-30), чему способствовало горизонтальное оперение, имевшее интегральную связь с центропланом, причем для оперения на больших углах атаки центроплан со своей вихревой системой играл как бы роль предкрылка. Было сделано фотографирование модели с наклеенными ворсинками. Фотоснимки дали ясную картину характера срывов, показывающую, что вихри зарождаются на центроплане, а срывы на конце крыла появляются на углах 18-20°.
Из соображений улучшения противоштопор-ных свойств на планере было решено поставить щелевые элероны, т.к. наличие профилированной щели затягивало срыв до весьма больших углов атаки, что для учебного планера особенно ценно.
Продувки показали также хорошую работу на больших углах атаки вертикального и горизонтального оперения, несмотря на их нахождение за сильно развитым центропланом - потенциальным источником аэродинамической тени. Продувки подтвердили высокое аэродинамическое качество планера (18,6) при довольно небольшом (8,6) удлинении крыла.
МАК-15 проектировался как учебный одноместный планер сквозного обучения. На таком планере можно обучать полетам при старте с амортизатора. При этом масса планера должна быть не более 110-150 кг, аэродинамическое качество не ниже 16 и скорость снижения не больше 1 м/с при повышенном запасе прочности, необходимой устойчивости и управляемости. Планер сквозного обучения должен хорошо парить в потоках обтекания при самых слабых ветрах, оставаясь безопасным относительно срывов в штопор и вывода из него, делать виражи самого малого радиуса; нагрузка на крыло не должна превышать 15 кг/кв.м. При запуске с механического старта на высоту 250-300 м требовалось совершать парящие полеты. Для этого планеру было необходимо иметь аэродинамическое качество 18-20, скорость снижения не более 0,8 м/с, допускать буксировку самолетом до 160 км/ч и выполнять фигуры высшего пилотажа.
Кроме того, предполагалось использовать принцип модульности конструкции за счет возможности быстрой замены кабин. Это позволяло легко модифицировать учебный планер МАК-15 в планер для научных и спортивных целей, в частности в двухместный спортивный паритель. С целью удобства эксплуатации и хранения планера было решено ограничить размах крыла и не увеличивать массу конструкции.
В начале 1952 г. выполнен рабочий проект планера МАК-15. Научным руководителем опытно-конструкторской работы был Н. А. Фомин, ответственным исполнителем - В. П. Соколов, главным конструктором - М. А. Кузаков.
Летом того же года в планерном цехе УПМ построено три экземпляра планера, один из них прошел статические испытания на прочность. Разрушение наступило на 115% от расчетной нагрузки. Интересным оказался характер разрушения - была оторвана кабина, а на самом крыле остаточных деформаций не обнаружено. Это вселяло надежду, что в процессе летных испытаний планер покажет еще больший запас прочности, что и подтвердилось - была получена эксплуатационная перегрузка 7,1 без каких-либо признаков остаточной деформации.
С 5 октября по 15 ноября 1952 г. "Голубь мира" проходил заводские летные испытания. 20 декабря был утвержден акт заводских испытаний. Начались испытания с запуска планера амортизатором на агрегате конструкции П. Д. Назарова. Несмотря на то, что амортизатор оказался слабым (диаметр 16 мм вместо 18) и старым, планер сделал несколько полетов дальностью 150-200 м на высоте до 3 м. Испытания выявили необходимость некоторых конструктивных доработок. В частности, необходимо было приблизить колесо вперед, к центру тяжести планера. Требовалось увеличить стояночный угол, т.к. он не обеспечивал нормального взлета (планер долго бежал). Перетяжеление планера против расчетного (ПО-115 кг) на 20-25 кг отрицательно сказывалось на летных характеристиках.
В буксировочном полете участвовали самолеты По-2, Як-12, Ан-2. Скорость буксировки доводилась до 160 км/ч. Планер был устойчив и прост в управлении, взлетал с нейтральной ручкой. На особенность взлета повлияло отсутствие у планера взлетного угла, поэтому до отрыва он набирал излишнюю скорость и при взятии ручки "на себя" или попадании под носовую лыжу неровностей мгновенно взлетал.
В свободном полете планер вел себя устойчиво и допускал даже на некоторое время "бросание" ручки на скорости 60-70 км/ч. Поведение планера на максимальной скорости (230 км/ч) также было устойчивым, вибраций или тряски не наблюдалось. Минимальную скорость планирования точно измерить не удалось, но приблизительно она составляла 35-40 км/ч. На этой скорости планер также вел себя устойчиво и сохранял управляемость. Скорость снижения на этом режиме 1,5-2,0 м/с, тенденции к срыву в "штопор" не было даже на скорости меньше 40 км/ч, и только при полностью взятой "на себя", до упора, ручки планер сваливался на крыло, опускал нос и плавно переходил в крутую спираль.
В "штопор" машина входила через несколько витков спирали, и то лишь после полностью взятой "на себя", до упора, ручки и педалей в крайнем положении. При незначительном ослаблении рулей в таком положении планер мгновенно выходил из "штопора". "Штопор" выполнялся энергично, устойчиво и круто (наклон продольной оси планера по отношению к горизонту 75-80°).
На планере были выполнены следующие фигуры высшего пилотажа: "петля Нестерова", полупетля, перевороты через крыло (штопорные и управляемые), "бочки", управляемые и штопорные, боевые развороты, реверсман, глубокие спирали с креном до 70° и полеты на спине.
Пилотажных особенностей планер не имел, вел себя устойчиво, при этом "прощал" пилоту грубые ошибки.
Весной 1953 г. МАК-15 успешно испытывался на автостарте, в наборе высоты был устойчив и легко достигал 325 м.
Летом 1953 г. планер прошел всесторонние испытания в 3-м Московском аэроклубе. Было произведено 150 полетов. Налет составил 40 ч, из них 15 парящих полетов.
Спортсмен-планерист В. Иванов на МАК-15 совершил рекордный по классу учебных планеров полет на дальность - 143 км. В этом полете пилоту 26 раз приходилось входить в облака, что доказало возможность полетов на МАК-15 в сложных метеоусловиях.
Спортсмены полюбили планер и охотно на нем летали. Отзывы планеристов о МАК-15 подтверждают полное его соответствие требованиям учебного многоцелевого планера.
Испытания МАК-15 на парение в потоках обтекания успешно провел его конструктор М. А. Кузаков. Один из его полетов в июле 1953 г. продолжался 3 ч 6 мин при скорости ветра 4-6 м/с. Полеты на парение в потоках обтекания проводились над крутым склоном высотой 50-60 м недалеко от Тушина, в районе станции Трикотажная.
МАК-15 участвовал в экспедиции по освоению парящих полетов над склонами гор, близ Махачкалы. В этой экспедиции спортсмены налетали 15 ч в потоках обтекания.
Испытания планера на высший пилотаж также подтвердили его хорошие летные данные.
Что же позволило аппарату с ограниченным размахом крыла и сравнительно небольшой взлетной массой иметь довольно высокие летные характеристики?
МАК-15 выглядел очень своеобразно: в плане он был похож на птицу, имел оригинальное крыло с широким, развитым по хорде и по размаху центропланом, хвостовая часть которого завершалась стабилизатором и рулем высоты. На стабилизаторе крепилось вертикальное оперение. К центроплану были пристыкованы консоли с обратной стреловидностью, что допускало переднее расположение центра тяжести, позволяло улучшить продольную устойчивость и увеличить плечи рулей высоты и направления. Такая форма крыла в сочетании с удачным подбором профилей (Д-2-10 у корня и Р-Ш-15, 5% на концах) позволила резко улучшить срывные характеристики крыла, повысив тем самым безопасность полета.
Конструкция МАК-15 - полностью деревянная с металлическими узлами, простой конфигурации. К передней кромке центроплана крепилась вынесенная вперед кабина - гондола. Крепление ее было усилено одним правым подкосом. Посадочное устройство планера состояло из закрепленной на полу кабины жесткой лыжи, за которой располагалось колесо полубаллонного типа, а также из пружинящего костыля, установленного на киле, и двух подкрыльевых опор. Посадка производилась на колесо с последующим переходом на лыжу. Костыль служил только для предохранения от поломок вертикального опере-ния при движении аппарата по земле.
Технические данные опытных образцов МАК-15 были несколько лучше, чем серийных планеров. Так, например, масса конструкции (без весовых балансиров рулей) 124 кг, нагрузка на крыло 17 кг/кв.м, максимальное аэродинамическое качество 19, минимальная скорость снижения 0,8 м/с. Размах крыла планера 10,4 м, удлинение 8,6, обратная стреловидность крыла 9°30 .
С 1956 г. планер МАК-15 строился серийно на заводах ДОСААФ и широко эксплуатировался практически во всех аэроклубах страны. В 1958 г. он был модифицирован в МАК-15М.
Планеры МАК-15 неоднократно были участниками авиационных парадов в Тушине.

Летно-технические характеристики

Модификация	МАК-15
Размах крыла, м	10.40
Длина , м	5.32
Высота, м	1.85
Площадь крыла, м2	12.56
Масса, кг
пустого	135
полетная	255
Макс. аэродинамическое качество	19
Минимальное снижение, м/с	0.8
Посадочная скорость, км/ч	40
Экипаж, чел	1