Автор: Ayasmarsa. 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) 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».

Махолет «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.

Махолет «FlapFlyer»

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.