Реферат: Bede BD-5

Разработчик: Bede Страна: США Первый полет: 1971 Тип: Легкий самолет Помните эти красочно оформленные коробки, полные круглых и прямоугольных пластин, стержней, осей, винтов и гаек, возне с которыми отдано так много часов и дней нашего детства? "Конструкторы" всех видов и назначений и поныне любят мальчишки, хотя на прилавках полно блистающих лаком, но, увы, готовых, и потому неинтересных игрушек. Страсть ломать заводные автомобильчики, чтобы посмотреть, как они устроены, и предпочтение, которое будущие техники и инженеры отдают наборам "деталей машин" - вот две стороны несложного психологического феномена, объясняющего интерес вполне взрослых людей всех возрастов и профессий к "домашнему" авиастроению. Ну разве не интересно самому построить ладный, изящно скроенный самолетик из тщательно размеченных заготовок, оснастить его заботливо укомплектованными двигателем, приборами, радиооборудованием и, наконец, взлететь, ощутив не только радость полета, но и вполне законную гордость авиаконструктора? Конструкторы для взрослых - полуфабрикатные наборы сверхлегкого самолета BD-5 "Микро", выпущенные на западный рынок американским авиаконструктором Джеймсом Беде, - удачная психологическая находка этого талантливого инженера. Четко срабатывает и другое обстоятельство: цена комплекта не более стоимости автомобиля, в то время как фирменная легкомоторная "Цессна" обходится частному владельцу в десять раз дороже. Как ни искушен Беде в умении заставить пилота-любителя купить "Микро", одной лишь психологии мало. Хорош и сам "товар", сама конструкция микросамолета, обладающего удивительными летными характеристиками. "С тех пор как в прессе появилась первая информация о BD-5, - заметил популярный журнал "Флюгревю" (ФРГ), - весь авиационно-спортивный мир разделился на два лагеря: одни считают Джима Беде шарлатаном, а другие гением". Главное, что поражает сторонников и противников Беде - скорость, с которой летает его изящный самолетик, выглядящий как "настоящая", всамделишная машина. С 70-сильным двухтактным двигателем воздушного охлаждения "Микро" разгоняется до 373 км/ч. И хотя полетный вес стремительного моноплана составляет всего 322 кг, он оборудован закрытой просторной кабиной, убирающимся трехколесным шасси, закрылками, полным комплектом пилотажно-навигационного оборудования. Смехотворно мал расход топлива - 26,5 л за час полета с крейсерской скоростью 368,5 км/ч. Аэродинамика, благодаря которой BD-5 приобрел столь удивительную быстроту и экономичность, не в первый раз изумляет специалистов и дилетантов. Еще в 1910 году летчик и конструктор Эдуард Ньюпор поразил тогдашний авиационный мир своим самолетиком со слабеньким 20-сильным мотором. Развив скорость свыше 80 км/ч, обтекаемый, "зализанный" "ньюпор" стал фаворитом воздушных гонок в Реймсе. Спустя двадцатилетие - очередной фурор. Пассажирский самолет "Орион" фирмы Локхид оказался быстрее всех военных самолетов своего времени. В конце 30-х - начале 40-х годов аэродинамическое совершенство знаменитых бомбардировщиков СБ (СССР) и "Москито"(Англия) позволило этим машинам летать быстрее истребителей противника. Как и всякий точный инструмент, аэродинамика всемогуща лишь в руках мастера. Заботясь о резвости самолета, "вылизывая" его конструкцию, недолго забыть о технологичности машины. Всякий студент авиационного вуза знает, что наилучшими аэродинамическими свойствами обладает крыло в форме вытянутого эллипса. Оно же и самое неудобное в изготовлении, а следовательно, и дорогое. Простая истина: чем меньше крыло, тем меньшее оно испытывает сопротивление воздуха. Но ведь, полетав, нужно сесть, и чем ниже посадочная скорость, тем лучше самолет. Так где же та "золотая середина" - оптимальная площадь крыла, позволяющего быстро летать и мягко приземляться? "Микро" появился не сразу и не вдруг. В 1967 году Беде построил одноместный одномоторный самолет для беспосадочного перелета (без дозаправки!) вокруг земного шара. Спустя два года конструктор установил три мировых рекорда по продолжительности полета: машина продержалась в воздухе более 70 ч, прежде чем начались неполадки в электросистеме. Внешне BD-2 - так назывался самолет - напоминал планер с крылом большого удлинения. Летные эксперименты показали: отличная аэродинамика позволяет машине с 20-сильным двигателем держать вполне приличную скорость порядка 250 км/ч. BD-2 был построен по классической схеме: тянущий воздушный винт, двигатель в носовой части самолета. BD-5 выглядит иначе - винт установлен на хвосте, а двигатель упрятан в фюзеляж, позади пилотской кабины. Проследим, хотя бы приближенно, ход размышлений конструктора, задумавшего новую машину. BD-5 - маленький одноместный самолет с двухцилиндровым двухтактным двигателем. Прототип (N500BD) впервые поднялся в воздух 12 сентября 1971 года. Самолет имел короткий фюзеляж с кабиной планерного типа, в которой пилот располагался в полулежачем положении. Толкающий воздушный винт находился за хвостовым оперением и соединялся с двигателем с помощью удлиненного вала и клиноременной передачи. Впоследствии Беде разработал вариант и с реактивным двигателем с тягой около 90 кг. Самолет выпускался в виде набора заготовок, из которых любой желающий мог собрать самолет. Как оценивали сами американцы, в этом и заключался секрет успеха машины. Дело в том, что по американским правилам самолет, выпускаемый в виде заготовок, не подлежал сертификации, то есть всесторонним летным испытаниям. Каждый любитель, построивший самолет из набора, сам проводил его испытания по очень упрощенной программе и получал "сертификат" - разрешение на полеты, как на экспериментальной машине. При этом плох был самолет или хорош, кроме самого любителя, построившего и эксплуатирующего машину, никто не знал. Второй фактор, способствовавший успеху BD-5, - умелая, тонкая и умная реклама. Необычность схемы и внешнего вида самолета позволяли его рекламировать и как самый легкий, и как самый удобный, и как самый устойчивый, и как самый простой в управлении. Благодаря рекламе машиной заинтересовались даже ВВС США, предполагавшие использовать BD-5 в реактивном варианте в качестве стандартного тренировочного самолета. Так самолет попал в летно-испытательный институт ВВС США, где и был впервые детально изучен в полете. Вот тут и выяснилось, что он и не очень устойчив, и не так хорошо управляем, и попросту опасен даже для профессионала. Результаты испытаний были опубликованы, и фирма Беде обанкротилась. Главная причина неудачи, видимо, кроется в сложности пилотирования самолета малых размеров. Итак, BD-5 - сверхлегкий спортивный самолет, предназначенный для летчиков-профессионалов и пилотов-любителей любой квалификации. И тех и других интересуют высокие летные свойства, но именно любителям важно предоставить отличный обзор и сделать машину простой в управлении. Впрочем, и опытный летчик предпочтет такой самолет "слепому". А что мешает обзору? Задранный при посадке нос и двигатель впереди кабины. Решение, казалось бы, простое: "очистить" нос от мотора, передвинуть кабину на освободившееся место, "движок" расположить позади летчика, словом, поменять их местами. Увы, сумма после такой перемены слагаемых отнюдь не остается постоянной! Что касается двигателя, то с ним все в порядке - он находится в самой середине фюзеляжа, вблизи центра тяжести. Куда хуже с воздушным винтом. Представьте: пропеллер, ось вращения которого совпадает с выходным валом двигателя, прилепили к хвосту машины, и прикиньте, в какие ходули должно превратиться шасси, чтобы лопасти не задевали землю. Сделайте поправку на задирание носа (а значит, опускание хвоста) при взлете и посадке. Ясно, что если и можно сделать такие цаплеподобные "ноги", то весить они будут больше самого самолета! Так что же, действительно, идти на утяжеление шасси или оставить все на своих местах? Беде блестяще справился с этой задачей. Со смелостью, присущей скорее непосвященному новичку, чем искушенному инженеру, он ставит винт гораздо выше двигателя и соединяет их обыкновенной клиноременной передачей! Шкивы и ремень - их опасались даже во времена младенчества авиации, предпочитая цепи и зубчатые колеса. Подведем итоги. Двигатель расположен в идеальном для центровки месте. Толкающий винт работает в лучших условиях, чем тянущий, - не тратит сил на бесполезную обдувку фюзеляжа. Так как пропеллер поднят над продольной осью самолета, нет необходимости в высоком шасси. Его легко сделать трехколесным, с носовой стойкой. Из-за 6лагоприятной центровки (все самые массивные агрегаты - вблизи центра тяжести) можно обойтись небольшими рулевыми поверхностями с коротким плечом от центра тяжести самолета. Фюзеляж укорачивается, пилоту не нужно прилагать больших физических усилий к рычагам управления. Компактный корпус более жесток и прочен. В целом достигается экономия в весе, а следовательно, и в затратах на постройку машины. Удачная схема дает и массу других преимуществ. Невысокое легкое шасси без особого труда убирается вручную. На обычных самолетах вес убирающегося шасси с приводами доходит до 3 - 5% полетного веса машины. "Приземленность" "Микро", низкое положение его центра тяжести позволили уменьшить колею шасси и убирать стойки не в крыло, а в фюзеляж. Освободившиеся комлевые части крыла стали емкостями для топлива. Легкость управления дала возможность укоротить рычаг управления и расположить его не в центре кабины, а на боковой панели, по правую руку пилота. По желанию покупателю поставляются "Микро" с крыльями различного удлинения - BD-5А с крылом нормальной длины (скоростной вариант) и BD-5В с длинным, как у планера, крылом (экономичный вариант). Разнятся и двигатели. В ассортименте - три модели западногерманского двигателя "Хирт" мощностью в 40, 55 и 70 л.с. Для любителей особо острых ощущений Беде припас еще одну новинку - BD-5J "Джет" с реактивным двигателем. Скорость этой уникальной машины длиной 3,65 м составляет около 450 км/ч. Предложив свой "конструктор" для взрослых Джеймс Беде и его фирма честно выполнили правила игры: сборка самолета должна быть посильна мало-мальски опытным самодельщикам и занимать не более 500 рабочих часов. Каждая заготовка тщательно размечена, снабжена подробнейшими чертежами в масштабе 1:1 и обстоятельными рекомендациями по обработке и сборке. Брошюры, содержащие пооперационное руководство с точными ссылками на необходимые инструменты, выполнены наглядно и скрупулезно. Так же проста и сравнительно дешева эксплуатация собранного самолета. С учетом амортизации, расходов на обслуживание, профилактический ремонт, топливо, перелет "Микро" на короткое расстояние (Сан-Франциско - Лас-Вегас) занимающий 2,3 ч, стоит 8 долларов против 40 для лайнера "Боинг-747", 31 - для легкомоторной "цессны", 34 - для автобуса, 51 - для автомобиля и 16 - для мотоцикла. Долгий перелет (Лос-Анджелес - Чикаго) обходится в 36 долларов против 201 для автомобиля и 126 для "Боинга-747"... К началу 1973 года фирма "Беде корпорейшн" получила более 4 тыс. заказов на полуфабрикатные комплекты BD-5 - программа, которой могли бы позавидовать многие маститые авиастроительные предприятия. Завершая рассказ о BD-5, необходимо отметить преимущества толкающего воздушного винта. Если толкающий винт находится позади гладкого обтекаемого фюзеляжа или мотогондолы, как на BD-5, и перед винтом не образуется мощная зона срыва потока, как на "Дон Кихоте" или "Эльфе", потери тяги могут быть небольшими. С другой стороны, если воздушный винт не обдувает фюзеляж и крыло турбулентным, завихренным потоком, аэродинамическое сопротивление такого самолета па больших скоростях может быть меньшим. Поэтому самолеты типа BD-5 с толкающим винтом позади гладкого фюзеляжа могут иметь более высокую максимальную скорость, несколько проигрывая во взлетно-посадочных характеристиках и скороподъемности. По приближенной оценке на самолете типа BD-5 выигрыш в максимальной скорости может составить 5-10% и примерно 15-20% составляет проигрыш во взлетно-посадочных данных. Вместо послесловия. Продолжа развивать конструкцию BD-5 были созданы еще две похожие модели - цельнометаллический BD-7 (в 1976 году) и BD-12 (выпущенный в 1995 году).Обе модели остались невостребованными. Летно-технические характеристики Модификация ВD-5B BD-5J Размах крыла, м 6. 55 5. 18 Длина самолета,м 4.11 3.66 Высота самолета,м 1.60 1.60 Площадь крыла,м2 4.40 3.51 Масса, кг пустого самолета 178 162 максимальная взлетная 530 560 Тип двигателя 1 ПД Hirth 2706E 1 ТРД Turbojet (TRS-18) Мощность, л.с. (Тяга, кгс) 1 х 68 (1 х 148) Максимальная скорость, км/ч 3 22 483 Крейсерская скорость, км/ч 290 386 Практическая дальность, км 1159 644 Скороподъемность, м/мин 579 731 Практический потолок, м 3658 7925 Экипаж, чел 1 1 Литература Техника-молодежи. Андрей Винтов. Под облака на реактивном малыше В.П. Кондратьев, Л.Ф. Яснопольский. Самолет своими руками Aerofiles.com. Jim Bede JimBede.com. BD-5