Моторный планер

Моторный планер — это летательный аппарат с неподвижным крылом , который может летать с двигателем или без него. следующее Определение Спортивного кодекса Комиссии по планерному спорту ФАИ с неподвижным крылом, : аэродинамический самолет оснащенный двигательной установкой (MoP), способный совершать продолжительный парящий полет без тяги со стороны двигательных средств. ^[1]

История

предложил случайный или вспомогательный двигатель, который можно было убирать В 1935 году сэр Джон Карден . ^[2] Он был включен в состав вспомогательного самолета Карден-Бейнс , который совершил первый полет 8 августа того же года.Более поздняя версия планера Budig была оснащена двигателем.

Категории

Большинство моторных планеров оснащены пропеллером , который может быть фиксированным, флюгерным (например, AMS-Flight Carat ) или убирающимся. Однако в настоящее время некоторые производители выпускают мотопланеры с реактивными двигателями, некоторые из которых предназначены для использования только в качестве «маршевых» двигателей, т.е. для поддержания планирующего полета, а не в качестве самозапускающихся самолетов.

Планеры с маршевым мотором

Планеры с маршевым двигателем должны запускаться как планеры без двигателя, но могут медленно набирать высоту, чтобы продлить полет после раскрытия и запуска двигателя. Как правило, у них нет генератора переменного тока или стартера , поэтому двигатель запускается путем «вращения» пропеллера в полете. Гребной винт может иметь жесткую конструкцию с двумя лопастями или может иметь более двух лопастей, которые складываются в ступице при втягивании двигателя. Ступица гребного винта обычно крепится непосредственно к коленчатому валу, но существует по крайней мере один пример маршевого двигателя с ременным редуктором - DG-1000T. ^[3]

Меньшие маршевые двигатели обычно не оснащены дроссельной заслонкой, а вместо этого имеют трос для открытия декомпрессионных клапанов в каждом цилиндре, чтобы двигатель мог свободно вращаться для запуска. Маршевые двигатели обычно представляют собой двухтактные двухцилиндровые двигатели с воздушным охлаждением мощностью 18–30 л.с. (14–22 кВт). Они легче по весу и проще в эксплуатации, чем самозапускающиеся силовые установки. ^[4]

Самозапускающиеся моторные планеры

Силовая установка от Schleicher ASH 26 самоспускающегося моторного планера E, установленная на испытательном стенде для технического обслуживания компании Alexander Schleicher в Поппенхаузене , Германия. Против часовой стрелки сверху слева: ступица гребного винта, мачта с направляющей ремня, радиатор, двигатель Ванкеля, кожух глушителя.

Самозапускающиеся планеры с убирающимся винтовым двигателем имеют достаточную тягу и начальную скорость набора высоты, чтобы взлетать без посторонней помощи, или их можно запускать, как обычный планер. Двигатели также оснащены стартером и большой аккумуляторной батареей, позволяющей запускать двигатель на земле, а также генератором переменного тока для подзарядки аккумуляторной батареи. Двухлопастной воздушный винт обычно соединяется с двигателем посредством ременного редуктора . В старых конструкциях пилот должен проверять выравнивание пропеллера с помощью зеркала, прежде чем он будет убран в фюзеляж; однако в планерах текущего производства выравнивание пропеллера полностью автоматическое.

Другим решением является однолопастной винт , преимуществом которого является меньшее отверстие в фюзеляже для уборки двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания могут получить выгоду от установки в фюзеляже, а не на мачте винта. Это позволяет подключать их к глушителю большего размера для снижения шума при работе, что особенно актуально для эксплуатации в Европе. Это также позволяет ослабить натяжение ремня при втянутом двигателе, чтобы продлить срок службы ремня и подшипников. Недостаток этой схемы заключается в том, что двигатели, закрепленные низко в фюзеляже, сложнее проводить предполетную подготовку и обслуживание, а ремни передачи мощности, находящиеся под сильными нагрузками, не должны изгибаться или перекручиваться.

Самозапускающиеся двигатели оснащены дросселем, позволяющим регулировать мощность двигателя для наземных операций. Двигатели самозапуска обычно имеют мощность 50–60 л.с. (38–45 кВт). Более высокая выходная мощность двигателя требует жидкостного охлаждения с отдельным радиатором, установленным на мачте винта. Обычно используются двухтактные поршневые двигатели или роторные двигатели Ванкеля . ^[5]

Туристические моторные планеры

Моторы с фиксированными или полностью флюгируемыми винтами обычно классифицируются как туристические моторные планеры (TMG). TMG могут взлетать и летать, как самолет , или парить с выключенным двигателем, как планер .

Они оснащены двигателями, расположенными спереди, как у небольшого самолета. Большой размах крыльев TMG обеспечивает умеренные характеристики планирования , не такие хорошие, как у планеров без двигателя. Однако TMG более эффективны, чем обычные легкие самолеты .

Большинство TMG спроектированы с двигателями мощностью от 80 до 100 л.с. (75 кВт) и обычно имеют крейсерскую скорость (при мощности) 85–100 узлов (190 км/ч). Большинство из них имеют топливные баки, способные вместить от 50 до 100 литров (от 13 до 26 галлонов США) топлива, что обеспечивает запас хода до 450 морских миль (приблизительно 830 километров). Современные TMG, такие как Phoenix Air Phoenix, способны развивать более высокие скорости и дальность полета на большей мощности.

Некоторые TMG оснащены складными крыльями, что позволяет им помещаться в стандартные Т-образные ангары для небольших самолетов . Буксирные крюки не нужны, поскольку самолетам с возможностью самостоятельного запуска не требуется доступ к лебедке или буксирующему самолету для запуска , как обычному планеру.

Некоторые TMG, такие как Europa или Phoenix, также могут поставляться со сменными крыльями или законцовками, что позволяет использовать их как стандартные туристические самолеты, а также как TMG. ^[6]

Grob G 109 Туристический моторный планер из армированного волокном пластика . B с конструкцией

Конфигурация шасси TMG обычно включает в себя два фиксированных основных колеса, что позволяет рулить его по земле без шагового механизма крыла. Хотя некоторые TMG имеют только одно основное колесо со вспомогательными колесами тележки на крыльях для руления, все чаще их изготавливают с трехколесным велосипедом и обычными (два фиксированных основных колеса - т.е. «хвостовое волокно») конфигурациями шасси. .

Поскольку дополнительное сопротивление остановленного винта и шасси снижает их характеристики планирования, TMG редко используются в соревнованиях.

Конфигурации двигателя

Выдвижной пропеллер

Выдвижной пропеллер обычно устанавливается на мачте, которая вращается вверх и вперед за пределами фюзеляжа , позади кабины и конструкции крыла. В фюзеляже имеются двери моторного отсека, которые открываются и закрываются автоматически, подобно дверям шасси. Двигатель может располагаться вверху или внизу мачты, а в новых конструкциях двигатель закреплен в фюзеляже для уменьшения шума и сопротивления.

В отличие от TMG, большинство планеров с убирающимися винтами также оснащены буксирным крюком для воздушной буксировки или запуска с земли. У них есть одноосное выдвижное основное колесо на фюзеляже, как и у большинства планеров без двигателя, поэтому им требуется помощь во время наземных операций. Обычно используемые двухтактные двигатели неэффективны при пониженной мощности для горизонтального крейсерского полета и вместо этого должны использовать «пилообразный» профиль полета, при котором планер набирает высоту на полной мощности, а затем скользит с втянутым пропеллером.

Кроссовер

На Stemme S10 пропеллер складывается в носовой обтекатель и соединяется с расположенным сзади двигателем приводным валом. Он также имеет два выдвижных основных колеса, что позволяет ему рулить без посторонней помощи и парить с низким сопротивлением. Эти особенности делают его чем-то средним между туристическими и убирающимися пропеллерными планерами. У него нет буксирного крюка, поэтому он должен самостоятельно спускаться. Вариант S10-VT имеет двухпозиционный винт изменяемого шага и турбонагнетатель на двигателе, что позволяет самолету летать на высоте до 30 000 футов (9 000 м). ^[7]

На AMS Carat пропеллер складывается вперед, направляясь прямо вперед, как копье.

Электрический

Хотя большинство мотопланеров имеют бензиновые . двигатели внутреннего сгорания , был разработан ряд самопусковых установок с электрическим приводом, в том числе Lange Antares 20E и 23E , Schempp-Hirth Arcus E , Schleicher AS 34Me , Pipistrel Taurus Electro G2 , Silent 2 Targa LE (Lithium Electric) и близкородственные Air Energy AE1 Silent , Yuneec Apis 2 , Yuneec EViva , Alpaero Exel , Aériane Swift , Electravia и Alatus AL12 . ^[8]^[9]^[10]^[11] Некоторые типы используют пилон за кабиной для выдвижения пропеллера. В 11 различных типах от 7 производителей, таких как Alisport Silent 2 Electro , используется система переднего электрического маршевого двигателя (FES) со складным пропеллером в носовой части. ^[12]

К преимуществам электроэнергии перед бензином относятся:

Более быстрый и надежный переход от планирования к полету с двигателем, поскольку устраняются время и риск, необходимые для запуска и прогрева двигателя внутреннего сгорания. ^[13] Например, Antares 20E переходит от планирования к полету с двигателем менее чем за 12 секунд. ^{[ нужна ссылка ]} С системой FES максимальная мощность может быть достигнута за 1–2 секунды. ^[12]
Для типов, в которых используется пилон, меньшее сопротивление и скорость снижения достигаются при выдвинутом пилоне и неработающем двигателе, поскольку нет радиатора, необходимого для охлаждения бензинового двигателя. Для систем ФЭС сопротивление сложенного винта в носовой части незначительно, если двигатель не запускается. Для безопасной эксплуатации функция «Двигатель выключен и не работает» используется для планирования перезапусков в воздухе в случае возникновения проблемы (даже в случае с электрикой). Сниженная скорость снижения мотопланеров с электрическим приводом, «двигатель выключен и не работает», позволяет снизить высоту для безопасного перезапуска в воздухе. ^[13]
Для типов, использующих пилон, исключается ременный привод и связанные с этим проблемы с надежностью. Поскольку электродвигатель может вращаться на более низких оборотах, чем обычные бензиновые двигатели, его можно установить наверху мачты без системы редуктора, что устраняет проблемы с ременным приводом. ^{[ нужна ссылка ]}
Значительно снижен шум, что позволяет взлетать из мест, куда не допускаются другие самолеты с двигателями. ^[13]

К недостаткам современных мотопланеров с электроприводом по сравнению с бензиновыми относятся:

Уменьшенная дальность полета или высота набора высоты, поскольку энергия, запасаемая на единицу веса имеющихся батарей, меньше, чем у бензина. ^{[ нужна ссылка ]}
Планеры с установленными на пилоне электродвигателями немного тяжелее планеров с бензиновыми двигателями из-за аккумуляторов. Система FES весит примерно столько же, сколько двухтактный двигатель. ^[13]
Повышенная стоимость. Хотя электродвигатели сравнительно недороги, легкие аккумуляторы, подходящие для мотопланеров, немного дороже бензиновых двигателей. ^{[ нужна ссылка ]}^{[ когда? ]}

Электрические маршевые системы (с питанием для поддержания полета, но не для самостоятельного запуска) являются дополнительными для Schempp-Hirth Ventus-3 , HPH Shark и ESAG LAK-17B . Все эти три используют FES, который используется для самозапускающихся более легких планеров, таких как Alisport Silent 2. ^[12]

Джет

Первым серийным самозапускающимся моторным планером, оснащенным реактивным двигателем, был Caproni Vizzola Calif . Реактивный двигатель был установлен внутри фюзеляжа за крылом, с неподвижными впускными и выпускными каналами, соединенными с потоком наружного воздуха для работы двигателя. С тех пор было предложено новое поколение реактивных самолетов Schempp-Hirth Ventus 2 , Jonker JS-1 Revelation и HpH 304 , все они оснащены маршевыми реактивными двигателями.

Другие типы самозапуска включают экспериментальный LET L-13TJ Blaník , ^[14] версия Alisport Silent Club и версия TeST TST-14 Bonus .

Использование двигателей в самозапускающихся планерах.

Не всегда можно рассчитывать на запуск двигателя в полете, поэтому пилот должен предусмотреть такую возможность. Общепринятой практикой является занять позицию для посадки в подходящем аэропорту или на посадочной площадке за пределами аэропорта, прежде чем выпустить винт и попытаться запустить двигатель. Это позволяет осуществить безопасную посадку в случае, если двигатель не удастся запустить вовремя. ^[15]

В соревнованиях по полету запуск двигателя обычно оценивается так же, как и приземление на планере без двигателя. Чтобы обнаружить использование двигателя, бортовые самописцы GNSS, используемые в мотопланерах, должны иметь датчик шума, который позволяет записывать уровень звука, а также положение и высоту. Во многих соревнованиях правила требуют, чтобы пилот запускал двигатель в начале полета, прежде чем приступить к выполнению задания, чтобы гарантировать, что запуск двигателя позже в полете будет обнаружен.

Планеры без двигателя легче и, поскольку им не нужен запас прочности для запуска двигателя, они могут безопасно совершать термические нагрузки на меньших высотах в более слабых условиях. Таким образом, пилоты на планерах без двигателя могут совершать соревновательные полеты, тогда как некоторые участники с двигателем не могут этого сделать. ^[16] И наоборот, пилоты мотопланеристов могут запустить двигатель, чтобы продлить полет, если условия больше не позволяют взлетать, в то время как планеры без двигателя должны будут приземлиться вдали от домашнего аэродрома, и их придется добирать по дороге с использованием прицепа планера.

Наличие двигателя позволяет повысить безопасность планирования, так как силовая установка увеличивает возможности пилота избегать штормов и приземлений за пределами аэродрома. Противоположная точка зрения состоит в том, что моторные планеры противоречат духу спорта и, что более важно, иногда дают пилотам ложное чувство безопасности.

Туристические мотопланеры редко используются на соревнованиях, но могут быть полезны при подготовке к полетам по пересеченной местности. ^[17] После взлета двигатель выключается, и стажер управляет самолетом как планером. Посадки на незнакомые поля можно отрабатывать на холостом ходу мотора. Если обучаемый выберет неподходящее поле или неправильно определит подход, инструктор может применить силу и безопасно подняться.

Лицензии или сертификаты

В Европе моторные планеры подразделяются на планеры с убирающимися пропеллерами/двигателями, которыми можно управлять при наличии обычной лицензии пилота-планериста (GPL), и туристические моторные планеры (TMG), для которых требуется расширение лицензии до стандартной GPL. В Соединенном Королевстве, где планеризм регулируется Британской ассоциацией планеристов , пилотам самоподдерживающихся планеров, как и пилотам чистых планеров, не требуется иметь лицензию Управления гражданской авиации Соединенного Королевства .

В Южной Африке туристический моторный планер (TMG) является независимой категорией национальных лицензий пилотов в соответствии с разделом «Авиация для отдыха», часть 62, подраздел 17.

В Соединенных Штатах сертификат частного пилота-планериста позволяет пилоту управлять планерами без двигателя, самозапускающимися моторными планерами (включая туристические моторные планеры и планеры с убирающимися двигателями или пропеллерами) и маршевыми моторными планерами. Инструктор должен предоставить инструкции и подписать бортовой журнал пилота, чтобы разрешить метод запуска, который может быть буксировкой самолета, запуском с земли (лебедками, тарзанкой, автобуксировкой) или, в случае подходящего моторного планера, самостоятельным запуском. запуск. В США моторные планеры классифицируются как планеры и могут управляться пилотом-планеристом без медицинской справки, необходимой для управления самолетом.

В Соединенных Штатах планер с двигателем может быть сертифицирован для размещения до двух человек, максимального веса до 850 кг и максимального отношения веса к квадрату размаха крыла 3 кг/м. ². ^[18] Аналогичные требования существуют в европейских правилах JAA/EASA при максимальном весе 750 кг.

В Канаде лицензия пилота планера позволяет пилоту управлять планерами без двигателя. Для самозапускающихся моторных планеров (включая моторные планеры и планеры с убирающимися двигателями или пропеллерами) и маршевых моторных планеров требуется разрешение или лицензия самолета. Инструктор должен дать инструкции и подписать бортовой журнал пилота, чтобы разрешить ему перевозить пассажиров.

См. также

Ссылки

^ «3. Планеризм, глава 1: Общие правила и определения». Спортивный кодекс ФАИ . Архивировано из оригинала 7 октября 2007 года . Проверено 23 ноября 2006 г.
^ «Полет на 250 куб.см» , Полет , 1935 год .
^ «Информация о ДГ-1000Т» . ДГ Флюгцойгбау. Архивировано из оригинала 5 декабря 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.
^ «Информация о маршевом двигателе Discus 2T» . Шемпп-Хирт. Архивировано из оригинала 16 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.
^ «Александр Шляйхер ГмбХ и Ко., ASH 26 E Информация» . Архивировано из оригинала 8 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.
^ Europa Aircraft (домашняя страница) .
^ «Штемме АГ, С10-ВТ Информация» . Архивировано из оригинала 17 сентября 2012 года . Проверено 24 ноября 2006 г.
^ «Lange Flugzeugbau GmbH, Информация об Антаресе 20E» . Архивировано из оригинала 15 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.
^ Arcus-E , Schempp-Hirth Flugzeugbau, заархивировано из оригинала 6 июля 2015 года .
^ Всемирный справочник прогулочной авиации , 2011 .
^ «Становимся винтажным с точки зрения электричества» . Фундамент кафе .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Сайт "ЛЗ Дизайн" . Проверено 14 ноября 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Сайт "ЛЗ Дизайн" . Проверено 14 ноября 2018 г.
^ "Турбореактивный двигатель TJ 100, PBS Velká Bíteš, as" Проверено 4 декабря 2009 г. .
^ «Сведения о самоподдерживающихся планерах» . Проверено 4 сентября 2006 г.
^ «Руководство по эксплуатации самозапускающегося планера» . Архивировано из оригинала 12 марта 2008 года . Проверено 4 сентября 2006 г.
^ «Программа подготовки инструкторов по мотопланеризму» . Проверено 4 сентября 2006 г.
^ Консультативный циркуляр (PDF) , Библиотека нормативных документов и рекомендаций, ФАУ ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}.

[1] «3. Планеризм, глава 1: Общие правила и определения». Спортивный кодекс ФАИ . Архивировано из оригинала 7 октября 2007 года . Проверено 23 ноября 2006 г.

[2] «Полет на 250 куб.см» , Полет , 1935 год .

[3] «Информация о ДГ-1000Т» . ДГ Флюгцойгбау. Архивировано из оригинала 5 декабря 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.

[4] «Информация о маршевом двигателе Discus 2T» . Шемпп-Хирт. Архивировано из оригинала 16 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.

[5] «Александр Шляйхер ГмбХ и Ко., ASH 26 E Информация» . Архивировано из оригинала 8 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.

[6] Europa Aircraft (домашняя страница) .

[7] «Штемме АГ, С10-ВТ Информация» . Архивировано из оригинала 17 сентября 2012 года . Проверено 24 ноября 2006 г.

[8] «Lange Flugzeugbau GmbH, Информация об Антаресе 20E» . Архивировано из оригинала 15 октября 2006 года . Проверено 24 ноября 2006 г.

[9] Arcus-E , Schempp-Hirth Flugzeugbau, заархивировано из оригинала 6 июля 2015 года .

[10] Всемирный справочник прогулочной авиации , 2011 .

[11] «Становимся винтажным с точки зрения электричества» . Фундамент кафе .

[FES-12] Jump up to: ^а ^б ^с Сайт "ЛЗ Дизайн" . Проверено 14 ноября 2018 г.

[FES1-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Сайт "ЛЗ Дизайн" . Проверено 14 ноября 2018 г.

[14] "Турбореактивный двигатель TJ 100, PBS Velká Bíteš, as" Проверено 4 декабря 2009 г. .

[15] «Сведения о самоподдерживающихся планерах» . Проверено 4 сентября 2006 г.

[16] «Руководство по эксплуатации самозапускающегося планера» . Архивировано из оригинала 12 марта 2008 года . Проверено 4 сентября 2006 г.

[17] «Программа подготовки инструкторов по мотопланеризму» . Проверено 4 сентября 2006 г.

[18] Консультативный циркуляр (PDF) , Библиотека нормативных документов и рекомендаций, ФАУ ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]