Сказ о том, как махолетчики за старое взялись

Четыре года назад мы, инженеры, закаленные в боях с аэродинамикой и прочностью, показали всему миру наше детище – махолет «Рарок». Это было здорово - пришлось оправдываться, разъяснять, рассказывать и даже просить денег на «Boomstarter» дабы продолжить развитие нашего дела. Убив на это уйму времени и сил, мы все же решили не останавливаться на достигнутом, а продолжить развитие любимой темы. Эта статья о том, чего удалось добиться за прошедшие три с половиной года и чего мы хотим.

Итак, четыре года назад мы поняли, что остались без махолета, который делали для «дяди». По итогу, у нас было только видео полета аппарата и еще куча опыта. Подумав, поразмыслив, решили делать махолет заново. Так как ребята мы (Мельник Андрей и Дмитрий Шувалов) отчаянные и смелые, было принято решение собрать не один махолет, а сразу два. И ладно, если бы просто повторили прошлый успех – этого нам показалось мало, мы решили делать два новых аппарата с учетом тех проблем и ошибок, которые были допущены в ходе предыдущей разработки. Выбрали два направления развития махолета одно условно назвали «вдоль», другое – «поперек». Схема «вдоль» придерживалась следующей гипотезы: так как предыдущие опыты показали, что на крыльях творится что-то не ясное в плане аэродинамики, то можно попробовать сделать поликрылый махолет (4 пары крыльев, в определениях классической аэродинамики - 4 крыла) расположенных друг за другом. Такой подход решал сразу несколько проблем. Рост инерциальных нагрузок в третьей степени размаха крыла (смотри подробнее статью на Хабр ^[1]) был уже не так страшен за счет того, что несущая площадь была увеличена количеством крыльев, аппарат можно было сделать относительно недорогим из-за использования простых решений и деталей небольшого размера. Помимо прочего, было решено сделать аппарат электрическим для простоты пусков и получения данных по энергетике процессов маха. Этот проект возглавил и понес весь груз проблем Дмитрий Шувалов. Название проекта - «Serenity».

Схема «поперек» придерживалась гипотезы: если обеспечить демпфирование нагрузок в конечных точках траектории маха, то можно добиться достаточной прочности, надежности и эффективности конструкции, чтобы перепрыгнуть теоретический барьер взлетной массы - 40 кг. Проект возглавил Мельник Андрей. Название проекта - «FlapFlyer». Этот проект был объемнее по составу деталей, сложности конструкции, размерам и взлетной массе. Финансово создать такой аппарат без привлечения других участников было невозможно. Фактически проект родился благодаря Алексею П. его инициативе и рвению ко всему новому.

Оба проекта были заложены практически одновременно летом 2017 г.

Уже в октябре 2017 года махолет «Serenity» прошел первые испытания (пробежки, статические прогоны). Следует отметить, что конструкция аппарата оказалась удачной. Она опиралась во многом на приобретенный нами опыт в проекте «Rarok», но была значительно усовершенствована и модернизирована. Дальнейшие испытания показали правильность и надежность выбранных конструкторских решений. Однако, несмотря на соблюдение, казалось бы, всех условий аппарат упорно не хотел летать, что и показали летные испытания. Мы подбирали центровку и баланс, меняли конструкцию крыльев с целью максимально их облегчить, механизм и длину балок оперения, систему управления и т.д. Каждое испытание давало нам зацепку, как решить проблему полета. И каждый раз мы упирались во что-то новое. Нужно понимать, что Дмитрий создавал и модернизировал конструкцию сам, за свой счет и это было очень непросто. Аппарат периодически капризничал, но все же конструкторские вопросы мы научились оперативно решать еще с «Рароком», а вот теорию продольной схемы приходилось осмыслять и строить по крупицам результатов. В общей сложности аппарат претерпел более 10 доработок и переделок. И вот, наконец, в ноябре 2020-го прошли ключевые испытания, продемонстрировавшие состоятельность продольной схемы. Serenity уверено летал, маневрировал, набирал высоту. Безусловно, это была победа! К сожалению, во втором полете, была допущена ошибка в пилотировании и аппарат разбился. Но, как сказал, сам конструктор: "Я все равно хотел его весь переделать".

Судьба аппарата «FlapFlyer» оказалась совсем иной. Изначально, предложенная Андреем концепция привода, оказалась несостоятельной. Опыт «Рарока» был здесь не применим, так как новизна предложенной концепции - очень высока. В погоне за уменьшением удельной массы конструкции были допущены значительные ошибки, которые привели к неработоспособности первой схемы. Проблемным оказался узел преобразования вращательного движения в возвратно поступательное. Для проверки гипотезы демпфирования необходимо было отказаться от явных мертвых точек, для этого в качестве преобразователя движения была выбрана кулиса. И это оказалось самой большой конструкторской проблемой. Второй не меньшей проблемой была общая компоновка аппарата. В качестве силовой установки использовался ДВС, это и привело к проблемам с «мягкой» передачей вращающего момента, которую так же следовало реализовать. От изначальной концепции в проекте остались только шасси, силовой каркас привода, трансмиссия и оперение, все остальное было последовательно переделано. На текущий момент аппарат готов к очередным испытаниям, которые ему и предстоят весной. «FlapFlyer» пока даже не пытался летать (было совершено несколько пробежек), поэтому нас еще наверняка ждут сюрпризы с аэродинамикой и динамикой, потому как и это несколько отличается от «Рарока». Главная проблема этого проекта – слишком большая новизна при минимальном количестве ресурсов. Только благодаря всем сочувствующим, друзьям и спонсорам, которые оказывают значительную помощь в реализации проекта, мы просто обречены на успех!

Теперь немного о вопросе «зачем все это нужно?». Зачем современному миру махолет? Ведь выглядит он ну как-то уж совсем вычурно и странно и, кажется, ни на что не способен. Ошибка и главное заблуждение состоит в том, что нужно рассматривать не выше указанные проекты, в качестве конечного продукта, а то что можно создать на их базе. Отработка и развитие машущекрылых аппаратов сможет значительно расширить возможности пилотируемой и беспилотной авиации. Безусловно сейчас более актуальны беспилотные конструкции, но развитие данного направление позволит разработать и пилотируемые! Ведь сама задача создания всех необходимых для полета сил, с помощью всего одного инструмента – крыла, не просто интересна, она таит много того, что позволит проектировать более совершенные летательные аппараты.

В связи с нашими успехами мы не можем не почтить память Киселева Валентина Афанасьевича, нашего учителя. Несмотря на то, что именно разногласия в подходах и взглядах, как нужно строить махолеты сделали нас оппонентами (даже были обвинения в воровстве идей Профессора), мы с большим уважением относимся к Валентину Афанасьевичу. Иной взгляд позволил оттолкнутся и уйти значительно вперед от идей его группы, что в конечном счете принесло успех!
С весны мы продолжим работу над нашими аппаратами. Будем рады любой поддержке, кроме «бесплатных советов» (уж очень они утомляют).

Следите за нами на Youtube-канале. ^[2]   

Автор: Ayasmarsa

Источник ^[3]