Что за сани - едут сами

Аэросани сегодня встречаются все реже и реже. Промышленность давным-давно отказалась от их выпуска (последними были машины камовского и туполевского конструкторских бюро), а энтузиасты-самодельщики в последнее время предпочитают конструировать более практичные и универсальные вездеходы на пневматиках или лыжно-гусеничные мотонарты.

    Впрочем, жители равнинных областей России нет-нет, да и порадуют нас новой разработкой. Ведь что ни говори, а на стороне аэросаней всегда была предельная лаконичность конструкции, обусловленная отсутствием сложной трансмиссии (коробка передач, карданный вал, дифференциал, колесные редукторы и пр.) и, как следствие, простота эксплуатации.

    Нужно отметить, что в последние годы с появлением мотодельтапланов и мотопарапланов существенно повысилась культура проектирования силовых установок с воздушным винтом - современные винтомоторные установки обладают вполне приличной тягой при сравнительно небольшой мощности на различных режимах работы двигателя. Кстати, эксплуатация мотодельтапланов способствовала новому пробуждению интереса к аэросаням и аэромобилям, поскольку пилоты этих летательных аппаратов частенько используют их и без крыла, в наземном варианте. Как оказалось, колесная или лыжная мототележка с аэродвижителем перемещается по земле или по снегу подчас даже лучше, чем колесный или гусеничный вездеход со сложной трансмиссией.

 Сегодня мы знакомим читателей с конструкцией двухместных четырехопорных аэросаней "Шквал-2" с двигателем мощностью 22 л.с.

    Основа машины - пространственная трубчатая рама, которая сварена из тонкостенных стальных труб диаметром от 30 до 40 мм. Стыки элементов рамы усилены стальными косынками из листа толщиной 2,5 мм. Для сборки рамы имеет смысл изготовить простейший стапель, состоящий из закрепленных на ровном полу деревянных козелков, на которых устанавливаются лонжероны. Варить раму желательно с помощью дуговой углекислотной или аргонодуговой, в крайнем случае - газовой сварки.

    Передняя подвеска аэросаней - независимая, на поперечных рычагах с пружинно-гидравлическими амортизаторами от мотоцикла "Урал" или "Днепр". Задняя - на продольно качающейся дуге с такими же пружинно-гидравлическими амортизаторами.

    Реечный рулевой механизм аэросаней, рулевой вал и рулевое колесо - от мотоколяски СЗД.

    На аэросанях используются тормоза скребкового типа. Для этого на запятках задних лыж шарнирно закреплены Г-образные скобы, способные поворачиваться с помощью тросового привода от тормозной педали. При трансформации аэросаней в аэромобиль, то есть при замене лыж на колеса от мотоколяски, те же тросы используются для привода колодочных тормозов задних колес.

    Особое внимание уделено сборке рычагов передней и задней подвесок. Собирались и монтировались они на том же стапеле, на котором сваривалась рама.

    Сборка рычага передней подвески начиналась с установки на специальном козелке соответствующей полуоси с зафиксированным в ней стаканом - подшипниковым узлом, в котором может поворачиваться вилка полуоси. Далее в подшипниковом корпусе рычага подвески закреплялись проушины, и этот узел прихватывался к раме сваркой. Оставалось подогнать к подшипниковому корпусу рычага и подшипниковому узлу полуоси пару поперечин и приварить их в соответствии с чертежом. Та же последовательность действий использовалась при монтаже задней подвески - продольно качающейся дуги.

    У "Шквала-2" - двухместный двухдверный кузов закрытого типа. Конструкция его - смешанная: основу его составляет легкий каркас, сваренный из стальных труб небольшого диаметра (14-18 мм), между которыми закреплены формозадающие стрингеры из фанеры толщиной от 5 до 10 мм. Пространство между стрингерами и шпангоутами заполнено строительным пенопластом. Снаружи корпус оклеен двумя слоями стеклоткани на эпоксидном связующем, изнутри - искусственной кожей.

    Немного о последовательности операций при изготовлении кузова. Первый этап - это вычерчивание плаза кузова в натуральную величину с прорисовкой основных элементов каркаса, образующих его остов. Далее были подобраны трубы, согнуты в соответствии с плазом и состыкованы, что называется, на живую нитку с помощью проволочных скруток. При этом использован простейший стапель, состоящий из нескольких деревянных козелков, к которым элементы каркаса прикреплены также проволочными скрутками.

    Следующий этап - прихватка, а после проверки симметричности остова - окончательная сварка трубчатых элементов каркаса. Вспомогательные части каркаса подогнаны по месту и аккуратно приварены. При этом симметричные элементы монтировались попеременно, в противном случае могли возникнуть трудноустранимые поводки каркаса.

    Очередная стадия работы над кузовом - изготовление и монтаж формозадающих стрингеров. Стрингеры вырезаны из фанеры в соответствии с плазом. Крепление их к трубам каркаса - проволочными скрутками. Установленные стрингеры были отмалкованы с помощью гибкой рейки, прикладываемой сразу к нескольким стрингерам - выявлены выступающие участки и доработаны рубанком и рашпилем.

    Пространство между стрингерами заполнено блоками, вырезанными из строительного пенопласта. Для раскроя этого материала использована разогретая электротоком нихромовая проволока.

    Пенопластовые блоки-заготовки с помощью эпоксидного клея закреплены между стрингерами. После отверждения смолы припуски пенопласта были срезаны специальными ножами, и корпус доведен до заданной плазом формы, то есть, оклеен двумя слоями стеклоткани, ошпаклеван, ошкурен, зашлифован, загрунтован и окрашен автоэмалью.

    Припуски пенопласта на внутренней поверхности корпуса также были срезаны, после чего поверхность оклеена стеклотканью. Салон кабины дополнительно обтянут искусственной кожей.

    Каркасы дверей изготовлены из тонкостенных труб, смонтированы на каркасе кузова и зафиксированы на нем в закрытом положении.

    Остекление кузова - комбинированное: лобовое стекло от задней двери "Москвича-2141", боковые - из 4-мм оргстекла. При этом боковые стекла закреплены в дверях неподвижно, а кузов вентилируется с помощью открывающейся шторки под лобовым стеклом.

    Лыжи у "Шквала-2" фанерные, выклеенные в специальном стапеле на эпоксидной смоле из пяти фанерных пластин толщиной 4 мм. Ребро жесткости - из доски толщиной 30 мм, к лыже оно прикреплено эпоксидным клеем и шурупами. Подошва лыжи - из слоистого пластика, того самого, что используется для облицовки кухонной мебели: он прекрасно скользит по снегу и износоустойчив. И передние, и задние лыжи оснащены подрезами из "нержавейки", а задние - еще и скребковыми тормозами. Шарнирный узел соединен с лыжей четырьмя подкосами из труб диаметром 20 мм; каждый подкос имеет на конце фланец, с помощью которого шарнирный узел закреплен на лыже болтами и гайками.

    Силовая установка "Шквала-2" спроектирована по типу тех, что широко используются на мотодельтапланах. Ее основа - "Вихрь-30", компактный подвесной двигатель мощностью 22 л.с. Он легок, надежен, не слишком требователен к качеству горючего, устойчиво работает на различных режимах. Правда, частота вращения коленвала, при которой развивается максимальная мощность, у такого двигателя великовата для работы в паре с воздушным винтом. Поэтому силовую установку приходится оснащать редуктором.

    Редуктор силовой установки - клиноременный (с "жигулевскими" клиновыми ремнями), четырехручьевой, с передаточным числом 1,6. Ведущий и ведомый шкивы выточены из алюминиевого сплава Д16Т. И тот, и другой после механической обработки твердо анодированы. На маховике двигателя ведущий шкив закреплен десятью заклепками (для выполнения этой операции маховик был снят с двигателя).

    Ось-консоль ведомого шкива смонтирована с помощью болтов на стальной пластине-проставке толщиной 5 мм. Сам же ведомый шкив вращается в трех подшипниках 8204, 204 и 205. Между подшипниками установлены дюралюминиевые дистанционные втулки. Шкив зафиксирован на оси стопорным кольцом и болтом с гайкой.

    Пластина-проставка прикреплена болтами к картеру двигателя и к кронштейнам, а последние помещены на переходные оси, которые навернуты вместо гаек на шпильки крепления головки двигателя. Для натяжения ремней предусмотрен несложный механизм, состоящий из приваренной к проставке втулки и болта с гайкой.

    Система охлаждения двигателя - жидкостная. В нее входят радиатор, расширительный бачок, помпа и несколько соединительных шлангов.

    В качестве радиатора в системе охлаждения использован маслорадиатор от автомобиля ГАЗ-53А. К шасси аэросаней он прикреплен с помощью трубчатых подкосов. (Следует учесть, что для оптимального охлаждения двигателя радиатор следует располагать на расстоянии около 150 мм от плоскости вращения воздушного винта.)

    Помпа - самодельная, с крыльчаткой от водяного насоса "Кама".

    Двигатель оснащен простейшим глушителем, собранным из использованных корпусов "жигулевских" масляных фильтров.

    Воздушный винт аэросаней изготовлен из хорошо выдержанной древесины - лиственницы (можно сосны). Заготовка винта собрана на эпоксидном клее из четырех досок толщиной 11 мм и в процессе отверждения эпоксидной смолы выдержана под прессом. После склейки сначала просверлено центральное отверстие, а затем заготовка размечена и обработана по шаблонам в соответствии с чертежом. По окончании доводки винт был тщательно отбалансирован, оклеен стеклотканью на эпоксидной смоле, окончательно ошлифован и окрашен. И в заключение еще одна балансировка - финишная.

    Двигатель смонтирован на моторной раме, а та, в свою очередь, - на раме аэросаней. Необходимая жесткость моторамы обеспечена двумя трубчатыми раскосами.

    Для любых аэросаней необходимым атрибутом является ограждение воздушного винта. На "Шквале-2" удалось органично вписать этот элемент в дизайн машины: отбортовка на боковой поверхности корпуса естественно продолжается продольными элементами ограждения, надежно защищающими окружающих от травм, а пропеллер - от повреждения ветвями деревьев и кустов.

    Аэросани "Шквал-2" с двигателем "Вихрь-30"

    Шасси аэросаней с винтомоторной установкой (на плановой проекции лыжи условно не показаны):

    1 - лонжерон рамы (стальная труба 40x2,5); 2, 4 - амортизаторы пружинно-гидравлические (от мотоцикла "Днепр" или "Урал"); 3 - раскос рамы (стальная труба 30x2,5); 5 - раскос подмоторной рамы (стальная труба 22x2,5); 6 - установка винтомоторная; 7 - радиатор системы жидкостного охлаждения двигателя (маслорадиатор от автомобиля ГАЗ-53А); 8 - рама подмоторная; 9 - лыжа задняя; 10 - дуга задней подвески; 11 - лыжа передняя; 12 - опора передних амортизаторов (стальная труба 40x2,5); 13 - рычаг передней подвески; 14 - полуось передняя, поворотная; 15 - поперечина передняя (стальная труба 30x2,5); 16 - поперечина задняя (стальная труба 30x2,5); 17 - полуось задняя; 18 - опора задних амортизаторов (стальная труба 40x2,5); 19 - основание подмоторной рамы (стальная труба 40x2,5, 2 шт.)

    Теоретический чертеж корпуса аэросаней

    "Шквал-2" в летнем варианте с колесами от мотоколяски СЗД

    Задняя лыжа:

    1 - основа лыжи (выклейка из фанерных пластин s4); 2 - ребро жесткости (сосна s30); 3 - втулка (стальная труба 24x3); 4 - винт-саморез крепления подреза; 5 - подкос (стальная труба 20x2,5, 4 шт.); 6 - подрез (стальная полоса s3); 7 - фланец (стальная полоса s4); 8 - винты-саморезы крепления тормозного устройства; 9 - боковина тормозного скребка (стальной лист s4); 10 - основание тормозного устройства (стальной лист s4); 11 - подошва лыжи (слоистый пластик s1,5); 12 - сухарь тормозного троса; 13 - устройство регулировочное; 14 - оболочка тормозного троса; 15 - скребок тормозного устройства (стальной лист s4); 16 - трос тормозной; 17 - ось скребка (стальной пруток 10); 18 - шарнир скребка (стальная труба 16x3)

    Редуктор силовой установки:

    1 - болт М10; 2 - шайба; 3 - винт воздушный; 4, 17 - болты М8; 5 - шайба стопорная; 6 - подшипник упорный 8204; 7 подшипник шариковый 204; 8 - ось-консоль; 9, 10 - втулки; 11 - подшипник шариковый 205; 12 - шайба дистанционная; 13 - кольцо стопорное; 14 - гайка М8; 15 - болт механизма натяжения ремней; 16 - шкив ведомый; 18 - болты-переходники; 19 - кронштейн редуктора (2 шт.); 20 - ремень клиновой (4 шт.); 21 - шкив ведущий; 22 - заклепка 5 (сталь, 10 шт.); 23 - пластина-проставка; 24 - двигатель "Вихрь-30"

    Подмоторная рама (сварена из прямоугольных труб 30x24x2,5; уши крепления двигателя и радиатора системы охлаждения привариваются по месту)

    Глушитель

    Воздушный винт

    Схема системы охлаждения двигателя:

    1 - патрубок выходной; 2 - патрубок входной; 3, 5, 7 и 9 - шланги соединительные; 4 - насос водяной; 6 - радиатор системы охлаждения; 8 - бачок расширительный

Источник: Моделист конструктор №1 1999