Двигатель субару для дельтаплана
Статья из журнала «АВИАЦИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ» №11 за 1999 г. (подкорректирована в 2005 году).
Еще несколько лет назад, желая охарактеризовать пилота и его аппарат, с придыханием говорили: ”У него ”Буран. ””. Это был предел мечтаний и крутизны. Прошло время, появились «Субару», ушла романтика трудных запусков и надрывных взлетов с перегревами, ушли прогары поршней и отказы зажигания. Начались полеты и только полеты. Просто полеты.
А подарила их «FUJI YEAVI INDUSTRIES LTD», составная часть японского ВПК. Она еще с 60-х годов выпускает легкие самолеты и авиадвигатели по лицензии «Лайкоминг». Выпускает она и автомобили (примерно столько же, сколько производит АвтоВАЗ). И хотя в общем потоке японских машин это небольшая доля, они уже бегают по нашим дорогам. И бьются. Первыми «раскусили» «Субарики» водномоторники — главные наши конкуренты. Затем подтянулись самолетчики и автожирщики, последними сдались дельталетчики.
Итак, какие оппозитные двигатели нам предлагает «Субару»?
Это ЕА65 (объем 1,3 л., 70* л.с., вес около 55 кг.), выпуск которого прекращен в 1981 г., крайне редкий.
ЕА71 (объем 1,6 л., 85 л.с., вес без генератора 62 кг.), часто встречается, хотя выпуск прекращен в начале 90-х годов. Есть модификации с двумя карбюраторами и с турбонаддувом.
* — здесь и далее мощность указана по ГОСТ 14846-69 (без глушителя, вентилятора, с водяным насосом, генератором, воздухофильтром при температуре +20 град. Цельсия при 760 мм рт. ст.
ЕА81 (объём 1,8 л., 98 л.с., вес без генератора 68 кг.), выпуск прекращен в конце 80-х годов, встречается реже. Есть модификации с двумя карбюраторами и с турбонаддувом.
ЕА82(объем 1,8 л, 98 л.с., вес без генератора 72 кг), распредвалы в головках с ременным приводом, выпускался в середине 80-х — начале 90-х годов. Есть модификации карбюраторные, впрысковые и с турбонаддувом.
ER27 (6- цилиндровый, 2,7- литровый, впрысковый).
С 1989 года фирма начала выпускать 16-клапанные версии двигателей с распредвалами в головках с ременным приводом, почти все впрысковые.
Серия 1,5-литровых двигателей с различными мощностями (от 88 л.с. и выше).
Серия 1,6-литровых двигателей с различными мощностями (от 88 л.с. и выше).
Серия EJ18 (мощности от 101 л.с. и выше) впрысковые и с турбонаддувом (134 л.с.). Есть карбюраторный вариант.
Серия EJ20 — 2-литровые двигатели, много модификаций (мощности 113 л.с., 134 л.с., 148 л.с. и др.), с турбонаддувом (мощности 198 л.с., 209 л.с., 248 л.с., 278 л.с. и др.).
Серия EJ22 — 2,2-литровые двигатели (мощности от 126 л.с. и выше).
Также выпускаются подобные двигатели объемами 2,5 литра. Есть еще и 6-цилиндровый, 24-клапанный, 3,3-литровый оппозитный двигатель (мечты, мечты. ) мощностью 218 л.с.. Фирма выпускает также целую гамму рядных 3-х и 4-цилиндровых двигателей, но они довольно редки.
Вообще, прежде, чем приобрести «Субарик», я полтора года изучал другие варианты, перебрав множество других двигателей. «Субару» по весу резко отличаются от других японских двигателей, очевидно, сказываются гены «Лайкомингов».
При мощностях от 110 л.с. и выше единственной альтернативой могут быть форсированные двигатели «Хонда», но у них проблемы с ресурсом и неудобные точки крепления.
А теперь подробнее о положительных качествах ЕА71 и ЕА81:
1. простая и компактная конструкция, нижний распредвал, c 1983 г. толкатели клапанов с гидрокомпенсаторами;
2. короткоходные, не боятся заброса оборотов до 6500-7000 в минуту;
3. крайне низкая вибрация, шум без глушителя меньше и приятней, чем у «Бурана» с глушителем;
4. экономичны — карбюратор готовит очень бедную смесь (на дельталете с ЕА71 и редуктором в режиме взлет-посадка расход топлива около 10 л/час), возможно увеличение мощности простым обогащением топливно-воздушной смеси;
5. высокий ресурс (двигатель «ходит» дольше машины);
6. исключительно удобные и рациональные точки крепления двигателя — 6 отверстий с резьбой М10х1,25;
7. простое крепление редуктора на крышку маховика;
8. терпимость к низкооктановому бензину, хотя по инструкции допускается использование А-76, лучше использовать только Аи-91-93, выставив более раннее зажигание, особенно, если Вы забогатите топливно-воздушную смесь;
9. для запуска двигателя достаточно аккумулятора с емкостью 16-35 А.ч. (весит 5. 8 кг), хотя он легко пускается и от руки (ставится храповая гайка с маленьким, подпружиненным «кривым стартером»);
10. поршневые кольца можно заменить без расстыковки картера и снятия коленвала, для этого есть специальные сервисные заглушки;
11. хотя двигатель от заброса масла из поддона защищен плитой распредвала, поддон имеет несколько предохранительных перегородок (чувствуется рука авиаконструктора):
12. возможно облегчить двигатель на 2. 3 кг, если отказаться от крышки маховика — долой еще 2 кг.
А теперь о недостатках:
1. оба двигателя сняты с производства, ЕА81 (для японского рынка) раньше, поэтому он реже встречается, выручает только большой ресурс;
2. каждый год нумерация двигателей повторяется, поэтому при проверке номера в ГИБДД возможны неожиданные проблемы, тем более год выпуска на двигателе не обозначен;
3. неудобное крепление стартера (со стороны коробки передач) вынуждает удлинять вал редуктора.
Фото крепления стартера на EJ18
Второй сезон в нашем городе летает дельталет с ЕА71, поэтому уже можно сделать кое-какие выводы. Один из главных в том, что к винту для этого двигателя нужно подходить серьезно. И, прежде всего в вопросах прочности и его крепления. Винты с разбитыми отверстиями и пересверленные не годятся, необходимо крепление только через стальные втулки. Если крепление безболтовое, резиновыми шайбами, то на них должна быть
радиальная гребенка. За первый сезон «Субарик» «кончил» все неликвидные винты, которые валялись в нашем клубе, хорошо летая даже на 1,4-метровом обрубке «Бурановского» винта. Фото
Второй сезон дельталет эксплуатировался с редуктором (i=1,95) и 1,7-метровым винтом. И хотя винт оказался крайне «тяжелым» (при оборотах двигателя 4250 об/мин тяга винта равнялась 145 кг), а другой делать было лень, дельталет выдал отличные данные, посрамив оставшихся еще скептиков. Итог сезона — «Буран» мертв! Да здравствует «Субару»!
И все же второй вывод: дельталет — не Су-27 и дуреть от избытка тяги не стоит. Особенно осторожно к этому надо подходить начинающим пилотам, ведь на полном газу аппарат лезет вверх даже с полностью выбранной трапецией.
Хотя по слухам, в районе Владивостока летает дельталет со 164-сильным мотоциклетным двигателем и существует дельталет с «Субару», который имеет скороподъемность до 8 м/сек в одноместном и до 6 м/сек в двухместном вариантах. В общем, выбирайте табун лошадей по своим силам.
На моем самолете установлен ЕА71ADW 1985 года выпуска с переднеприводной модели, прошедшей за 7. 8 лет эксплуатации в Японии и России 92 тыс. км На двигателе все «родное», компрессия в норме, дымления нет. Маховик снят, вместо него стоит диск с венцом (1,2 кг) и «родной» стартер (4 кг). На двигателе установлен шестеренчатый редуктор с передаточным числом 2,208, винт диаметром 1,8 м и шагом 0,82 м (расчетная скорость 160 км/час), форма лопасти в плане веслообразная. Газовка проходила при температуре +22° Цельсия и атмосферном давлении 722 мм рт. ст.
Фото газовки уже с ЕА82
Для запуска холодного двигателя надо пару раз дать РУД вперед (ускорительный насос пускает струю топлива во впускной канал) и на 1. 2 обороте винта происходит запуск. В дальнейшем двигатель пускается с пол-оборота.
Устойчивые обороты холостого хода 1200. 1400 об/мин. Звук работающего двигателя напоминает звук работающего двигателя Ан-2. До оборотов 2500 в минуту можно спокойно разговаривать, после открывается заслонка 2-й камеры карбюратора и двигатель «просыпается». При максимальных оборотах двигателя 5000 в минуту винт развил 172 кг тяги. При резкой даче РУДа до максимума отставание оборотов составляет примерно 1 секунду, при резком сбросе — 2 секунды. Судя по состоянию свечей, смесь слишком бедная.
После того, как я увеличил диаметр главного топливного жиклера 2-й камеры карбюратора с 1,65 до 1,70 мм обороты двигателя выросли до 5050 в минуту, тяга до 178 кг, свечи (калильное число 7) пришли в норму. Фактически я добавил 2. 2,5 л.с. мощности. А если учесть, что калильное число свечей этого ряда двигателей доходит до 5, можете
представить себе диапазон мощностей и регулировок. Хотя, может быть, дело и в том, что при конверсии мы снимаем с двигателя 2-3 системы (экологические) перепуска выхлопных газов в карбюратор и в воздухофильтр.
В процессе постройки я значительно перетяжелил самолет и сейчас рассматриваю возможность установки на него более мощного ЕА81 (тяжелее на 6 кг, но мощнее на 13 л.с.). Поэтому, если кому-нибудь нужен доведенный ЕА71 за 700 у.е., сниму прямо с самолета.
Что касается большого разброса цен на двигатели, то можно сказать следующее. Попадаются «бэушные» двигатели прямо из Японии, растаможенные и с документами, есть с битых растаможенных машин, бывают движки и с «зависших» нерастаможенных машин. Если учесть возможные проблемы с номерами двигателей (см. выше), так ли нам нужна растаможка и «документы», ведь разница в цене может достигать 100. 400 у.е.. Оформлять сделку в ГИБДД или у нотариуса, а может, достаточно расписки продавца? С автомобилями ясно, тут контроль ГИБДД, а у нас что? Ведь мы, при конверсии, снимаем с двигателя систем и «железа» до 45% от первоначального веса. А если еще и поработать шарошкой, то что от него останется? Тот ли это двигатель, что значится в документах? Пожалуй, надо делать так, как канадская фирма, которая закупает «бэушные» двигатели в Японии, перебирает их, форсирует и «выдает на гора» «Субару-Авиа» со своим номером.
Хотя в нашей стране опыт эксплуатации «Субару» составляет всего несколько лет, уже сейчас ясно, что эта недорогая альтернатива «Ротаксам» вызовет настоящий бум постройки летательных аппаратов, как это и случилось в нашем крае.
Россия, 665825, Иркутская обл., г.Ангарск-25, а/я 3695
Источник статьи: http://subaruavia.narod.ru/Journal_clause_basic.html
МОТОР НА ДЕЛЬТАПЛАНЕ
Не успел еще как следует утвердиться и стать массовым новый увлекательный вид спорта — дельтапланеризм, как его энтузиасты взялись прокладывать еще одно направление в техническом творчестве, связанном с конструированием балансирних летательных аппаратов, — строительство мотодельтапланов.
Естественно, все началось с попыток «моторизовать» уже имеющиеся под руками и проверенные в полете аппараты. Но каким должен быть двигатель такого гибрида? Где его рациональнее всего разместить на дельтаплане?
Решением этой проблемы сегодня и заняты конструкторы — профессионалы и любители. Некоторым удалось достичь первого успеха. Читателям, вероятно, попадалась информация о таких мотодельтапланах, как «Синяя птица», «Журавлик», БС-3.
Один из вариантов решения конструкции мотора для дельтаплана предлагают омичи Ю. Казуров, И. Полушкин и В. Русаков. Возможно, их двигатель заинтересует не только любителей воздухоплавания, но и приверженцев других видов самодельной моторной техники.
Тяга двигателя компенсирует в полете силу аэродинамического сопротивления дельтаплана. Ее нетрудно подсчитать, используя определение аэродинамического качества как отношения подъемной силы к силе лобового сопротивления. Качество 8 стало уже обычным для современных спортивных дельтапланов; общий полетный вес — 110 кгс, поэтому тяга для горизонтального полета должна быть не менее 15 кгс, а для набора высоты — не менее 30 кгс.
Строители аэросаней знают, что при изготовления воздушного винта трудно получить тягу, превышающую четыре килограмма на одну лошадиную силу мощности двигателя. А для полета под треугольным крылом требуется мотор мощностью не менее 10 л. с.
Расположение «Циклона» на дельтаплане (ограждение пропеллера снято).
Какой же выбрать? Форсированный двигатель с малым рабочим объемом имеет большое число максимальных оборотов и нуждается в понижающем редукторе, а значит, в усложнении конструкции и увеличении ее веса. У нефорсированного — низкое число оборотов, что позволяет обойтись без редуктора, но большой рабочий объем.
Ни один из мотоциклетных двигателей мощностью 10—15 л. с. не настолько легок, чтобы его можно было поставить на дельтаплан. Вот почему мы занялись постройкой двигателя, который отвечал бы всем требованиям.
Это двухтактный, двухцилиндровый, с воздушным охлаждением двигатель «Циклон», имеющий рабочий объем 209 см8, диаметр цилиндра 55 мм, ход поршня 44 мм. Максимальная мощность при 6 тыс. об/мин — 12 л. с., степень сжатия — 7. Весит он с винтом, фланцем и катушками зажигания 8,5 кгс, работает на бензине АИ-93 в смеси с маслом МС-20 в пропорции 20: 1.
Картер двигателя взят от лодочного мотора «Ветерок-12» и частично переделан. В нем заварены продувочные и смазочные каналы и сделаны новые по шаблону, снятому с цилиндра. Отверстия в картере для новой гильзы расточены до 62 мм; просверлены отверстия М6 под восемь шпилек крепления цилиндров.
Цилиндры, поршни в сборе и карбюратор — от бензопилы «Урал-2 Электрон». Так как ход поршня у «Ветерка» не совпадает с таковым у бензопилы на 2 мм, то нужно с поверхности картера на стыке с цилиндром снять 1,5 мм и довести место сопряжения деталей на притирочной плите. Чтобы поршни не перекрывали продувочные окна, их днища подтачиваются, окна в юбке завариваются.
Стопорные штифты верхних поршневых колец надо переставить на 5 мм по часовой стрелке, если смотреть сверху. Поршневой палец Ø 13,8 мм можно использовать от бензопилы или взять палец Ø 14 мм от мотоцикла «Иж-Юпитер», развернув отверстия в бобышках до нужного размера. Бронзовые втулки в верхних головках шатунов заменены на роликовые подшипники для надежности, а посадочные места в шатунах прошлифованы до соответствующего размера. В нижних головках, в крышке картера и центральной опоре коленчатого вала — ролики 0 2,5 мм и длиной 12,6 мм, а на концах вала — подшипники № 204.
Компоновка двигателя:
1 — центральная опора коленвала, 2 — игольчатые подшипники (длина ролика 12,6 мм, Ø 2,5 мм), 3 — крышка картера мотора «Ветерок-12», 4, 5 — цилиндр и поршень бензопилы «Урал-2 Электрон», 6 — поршневой палец, 7 — игольчатый подшипник (длина ролика 15 мм, Ø 2 мм), 8 — шатун мотора «Ветерок-12», 9 — Поршневое кольцо от бензопилы, 10 — заглушка, 11 — картер мотора «Ветерок-12», 12 — подшипник.
Для установки цилиндров в ряд их надо обрезать на 10 мм со стороны впускных окон, которые закрыты дюралюминиевыми пластинами, крепящимися винтами М3 с потайными головками с герметизацией эпоксидной смолой. Чтобы гильзы цилиндров не упирались в центральную опору и крышку картера, последние подпилены на глубину 4 мм. В крышке картера, кроме того, просверлены два отверстия для смазки роликового подшипника.
При вертикальном расположении цилиндров используется беспоплавковый мембранный карбюратор (КПМ-100У от бензопилы). При горизонтальном расположении цилиндров — карбюратор от «Ветерка-12» или другой, с диффузором подходящего диаметра. Топливо в них поступает самотеком.
Для упрощения двигателя и снижения его веса применено батарейное зажигание. Батарея из четырех аккумуляторов СПД-12 весит 1 кгс; ее емкости хватает на восемь часов работы. Контакты прерывателей от двухцилиндровых мотоциклов «Ява» или «Иж». Высоковольтные трансформаторы ТЛМ (катушки зажигания) — от унифицированного магдино МН-1, применяемого в лодочных моторах «Привет-22» и «Вихрь». Свечи зажигания — СИ 12РТ или ПАЛ-14-7. Опережение зажигания — 2,8—3,5 мм до верхней мертвой точки. Для запуска двигателя используется легкий шкив, соосный с воздушным винтом.
Необходимая степень сжатия в камере сгорания подбирается толщиной прокладки между картером и цилиндром.
Мощность двигателя при форсировании может быть увеличена до 14—15 л. с. Рекомендации по повышению мощности «Ветерка-12» можно найти в журнале «Катера и яхты» (№ 6, 1972 г. и № 6, 1973 г.).
Надеемся, что двигатель «Циклон» заинтересует не только дельтапланеристов, но и других любителей технического творчества.
Если же вы предназначаете его для дельтаплана, то не упустите из виду, что сам летательный аппарат должен соответствовать «Временным техническим требованиям для дельтапланов» (ВТТД-80), имеющимся во всех краевых и областных комитетах ДОСААФ страны.
При установке двигателя каждый столкнется с несколько противоречивыми требованиями: центр тяжести системы «пилот — дельтаплан» не должен изменять своего положения; работающий двигатель — не вызывать пикирующий или кабрируюший момент; вращающийся винт — находиться как можно дальше от пилота.
Мы выбрали схему с задним расположением двигателя, но применили не толкающий, а тянущий винт, чтобы лучше охлаждались цилиндры. Этой же цели служит и капот из тонкого алюминиевого листа. Такая схема позволила поставить винт Ø 700 мм и получить от него тягу 30 кгс при незначительном кабрирующем моменте.
Перед подвеской двигателя аппарат балансируют на скорости наибольшего аэродинамического качества (при которой усилие на ручке трапеции отсутствует). После этого на килевой трубе подвешивают двигатель.
Доработка крышки картера.
Доработка поршня.
В пробных полетах с незаведенным двигателем определяют скорость наибольшего аэродинамического качества и балансируют аппарат переносом точки подвески пилота в незначительных пределах. Надо следить за тем, чтобы новая балансировочная скорость была немного больше, чем без двигателя. Стартовать лучше с возвышенности; хорошо, если помощник поддержит килевую трубу. Летать надо при ровном встречном ветре, скорость которого не превышает 6 м/с (в штиль взлет труден и небезопасен). Во время разбега и взлета двигатель должен работать с малым числом оборотов. При достижении балансировочной скорости обороты увеличивают, следя за тем, чтобы воздушная скорость дельтаплана не менялась. Полеты следует прекратить при возникновении пикирующего или большого кабрирующего моментов. Наличие их указывает на неправильную установку двигателя. Проводя пробные полеты и корректируя угол установки двигателя по отношению к килевой трубе, добиваются незначительного кабрирующего момента, не мешающего длительному полету. Перед посадкой необходимо убавить обороты, выключить зажигание и приземлиться обычным способом, помня, однако, о том, что посадочная скорость должна быть выше, — ведь удельная нагрузка на крыло больше.
Особое внимание — безопасности полетов. У дельтаплана перед установкой двигателя надо увеличить диаметр килевой трубы. Необходимо усилить также поперечную трубу — в районе центрального узла. Все резьбовые соединения должны быть надежно законтрены. Перед каждым взлетом надо тщательно осматривать дельтаплан и винтомоторную установку. Воздушный винт должен иметь ограждение, а двигатель — выключатель зажигания, а также аварийное устройство, останавливающее мотор, когда пилот отпускает рукоятку трапеции. При каждом запуске будьте очень внимательны, следите, чтобы помощник не находился вблизи винта или в плоскости его вращения.
Ю. КАЗУРОВ, И. ПОЛУШКИН, В. РУСАКОВ, г. Омск
Источник статьи: http://modelist-konstruktor.com/razrabotki/motor-na-deltaplane
