Сайт любителей и энтузиастов сверхлегкой авиации

Данный сайт содержит материалы, предназначенные только для общего ознакомления в области СЛА. Владелец сайта не несет ответственность за результаты и последствия, полученные при попытках использования кем-либо данных технических и иных материалов данного сайта как руководство к действию для самостоятельного творчества.



Данная страница предоставлена - энтузиасту постройки гидросамолета Шаврова - Ш2.

Постройку самолета Ш-2 мы начали в марте 2003 года, ведем ее вдвоем в свободное от работы время в специально для этой цели выкопанном, обустроенном и оборудованном подвале в своем частном доме. Причин, по которой мы взялись именно за этот самолет, довольно много, да и не может существовать какой-то единой причины в таком сложном деле. Частично, я думаю, понять эти причины помогут несколько выдержек из Шаврова, которые я тут привожу. От себя добавлю еще, что это, прежде всего, желание иметь не самолет-игрушку для одного пилота (например, Арго явно не подходил нам по этому требованию), а машину для полетов вне аэродрома, для этой цели лучше всего подходят именно гидросамолеты.
Нужна была машина простой конструкции, а следовательно, деревянная – ибо никакого опыта в работе с композитами мы не имели, с металлом по целому ряду причин связываться не хотелось - например, его наверняка трудно достать, в особенности это, по-моему, должно касаться профилей, клепкой мы никогда не занимались, а дерево представлялось нам очень технологичным материалом для самостоятельной постройки. Это, как оказалось, действительно так, но о технологиях я напишу позднее. Из «чертежей» в начале большого пути нам оказались доступны известные чертежи из известной статьи в МК, а также подробное иллюстрированное «техническое описание и особенности эксплоатации» 1933 года за авторством самого В.Б. Прямо сказать, эта информация отнюдь не может считаться исчерпывающей, но с ней мы взялись за работу и сейчас готовимся к обшивке лодки.
За время постройки на нас свалилось еще довольно большое количество различной информации. Но начали мы с постройки макета носовой части – нам не давал покоя вопрос о способности полученных нами обводов с чертежей МК обтянуться фанерой, которая, естественно, способна гнуться только в одной плоскости. Макет делали в натуральную величину от носа до шпангоута номер 9 из сосны, с него сняли окончательные размеры шпангоутов. Затем нам пришлось заняться постройкой погиби бимсов отдельно для палубы в носу лодки и отдельно в хвостовой части, опять же, чтобы потом не столкнуться с проблемами при обтяжке. Погибь бимсов в носу строили так: зная сечения лодки в местах шпангоутов, вычертили в натуральную величину на листе ДВП сечение горизонтальной плоскостью лодки в носу на уровне палубы. На эту кривую, физически образованную палубными стрингерами, должна опираться фанерная обшивка палубы. Всего в носу 7 шпангоутов с бимсами, за ними находится открытый кокпит и палуба нужна только для этих семи шпангоутов. Предположив, что шпангоут номер 4 является дугой окружности с радиусом 2 метра, мы протягивали ряд параллельных нитей, на расстоянии 1 см друг от друга. Одна из точек, через которые проходили нити находилась на сечении горизонтальной плоскостью лодки в носу на уровне палубы, а другая – на шпангоуте номер 4, нити образовывали поверхность палубы и в соответствующих сечениях давали нам погибь бимсов остальных шпангоутов. Когда стадия постройки макетов завершилась, мы взялись собственно за постройку самолета.
Отдельной проблемой является полный коллапс промышленности в нашей стране. Получается, что в двадцатые годы меньшей проблемой являлся поиск подходящей фанеры, клея, шурупов, чем сегодня. Фанеру ФСФ менее 4мм толщиной нет. ФК – начиная от 3мм. Где брать меньшую толщину – пока нам не ясно. С богатых советских времен у нас сохранилось чуть-чуть 1мм фанеры, надеемся на нее. Эпоксидку купить в объеме меньше 53 кг бочки можно только в шприцах – промежуточных объемов нет. Шурупы можно найти только стальные гальванической цинковки, китайские, и то малые размеры из продажи пропадают. И все это при том, что мы живем в третьем по величине городе России – что делается в меньших городах – можно себе представить. Слава богу, Сибирь еще богата лесом и проблем с покупкой древесины мы не испытали.

Выбор мастерской, материала и инструментов.
Итак, если вы решили строить самолет, то вы, наверное боитесь, что это потребует от вас много средств, на самом деле это не совсем так - дело постройки самолета очень долгое и поэтапное, поэтому в каждый момент времени от вас не требуется больших затрат, но для начала работы с Ш-2 вам нужно следующее:
1.отапливаемая мастерская (гараж, сарай, чердак, подвал, а в оригинале была просто квартира, но чтоб хоть по диагонали было 8 м и был бы верстак с тисками). Мы поступили так - с августа 2003 по декабрь 2004 как шахтеры, копали под собственным частным домом в песке бетонированный подвал. Размеры помещения получились более 3,5 м в ширину и в самом длинном месте около 8 м. Высота позволяет нам ходить не сгибаясь - а росту в нас под 185. Около месяца ушло на оборудование подвала в мастерскую - поставили верстак, сделанный на основе положенной на бок серверной стойки, покрытой трехметровой доской-пятидесяткой. На него укрепили слесарные тисы, а потом добавили и вторые - в них удобно зажимать длинные доски, работать вдвоем, а так же сжимать склеиваемые детали. На верстак ушло 4 доски шириной около 15 см. Отдельно поставили большой стационарный наждак, которым, как выяснилось, почти не пользуемся, долго я бегал в поисках сверлильного станка, но жаба задушила отдавать за него 3 тыщи рублей, о чем я теперь и не жалею - место бы он точно занимал, а обойтись можно и дрелью. Организовали несколько стеллажей - для крепежа, книг, клея, ниши для электроинструмента.
2. Инструменты (Электро: рубанок, шлифмашинка ленточная, лобзик, из необязательного, но желательного - дисковая пила это в сумме потребует от 5 тысяч руб. Тут нужно сказать следующее. Лобзик - вещь крайне нужная, до этого я с ним не сталкивался вообще, и был очень удивлен, когда увидел, как пилкой размером меньше сигареты можно повдоль (!) распускать 50мм доску из ясеня длиной в три метра. Я думал, он сдохнет при такой эксплуатации через неделю, но тьфу-тьфу, пашет он уже почти год и пилки дюжат подолгу. Металл предпочитаем не пилить, хотя есть пилки по металлу - боимся за ударный износ лобзика, да и пилки по металлу быстро дохнут и дорого стоят в сравнении с обычными. У нас - один из самых дешевых лобзиков - украинский "фиолент". Стоит в магазине около 1200р. Пилки рублей по 30-35 за штуку, служат долго, различаются по скорости и грубости пила (зависит от развода и размера зуба). Есть пилки без развода для фанеры, но и они 3мм фанеру легко колят, зато ничего не стоит сделать пилку из ножовочного полотна - такая фанеру почти не портит, а делается на наждаке за 5 минут. Шлифмашинка ленточная. Незаменима. Если у вас нет рейсмуса, чтобы делать заготовки, а у нас его нет - вам придется их выпиливать и долго и нудно обрабатывать. Обрабатывать можно, конечно и рубанком, но с этим инструментом нужен опыт, которого у нас нет, можно рашпилем и напильником, но лучше всего - начерновую пройтись электрорубанком, а дальше работать ленточной шм. Самая грубая виденная мной, и использующаяся как замена рубанку для сосны и неплохой инструмент для обработки ясеня шкурка имеет зерно 24 (Нумерация - как в калибрах ружей - меньше цифра - больше зерно). Сороковка не намного хуже, пока не забилась, остальные номера нужны редко, но иметь их в запасе не помешает, особенно для сосны, а ясеню все что мельче 40 - слону дробина. Шлифмашинка, пожалуй, самый необходимый инструмент. Ее можно закреплять в тисках кверх ногами для изготовления коротких планок шпангоутов, или наоборот, закреплять заготовку, если она длинная, как стрингеры. У нас шм марки "скил", сравнивать не с чем, но ее форма мне кажется более удобной, чем общепринятая - она длиннее, чем самые распространенные модели, но ниже, ручку имеет не на верху, а сзади. У нее простая и надежная система пылесбора, что очень важно, забивается она редко, только ясенем при обработке его 24-кой, а разбирается для чистки быстро и легко, как АКМ, правда мешок протирается об заготовку, и пришлось его уже дважды латать. Кроме того она вроде не китайская, но и не очень дорогая - около 2500р. Электрорубанок. У нас - российский 1700 Вт и какие-то там 16 бешеных тыщ оборотов. Огромный и неуклюжий. Работать можно только как на стационарном (если вы делаете Ш-2, а не "Либерейтор") - перевернуть его на 180 и закрепить на столе. Мощный, как черт, при включении выбивает автоматы почти гарантированно. Очень опасная игрушка - указательный палец левой руки он мне на несколько миллиметров укоротил, заросло как на собаке, но так криво и осталось. Мог бы и на несколько сантиметров укоротить. Вещь хорошая, но не первой необходимости. Дисковая пила. Тоже российская 1800 вт, с победитовыми напайками на зубах, вещь полезная при роспуске досок, но заменима лобзиком, правда производительность последнего на таких тяжелых задачах раз в 10 хуже. Вобщем, как и рубанок, полезна но не обязательна. По надежности перечисленных инструментов замечаний у меня нет - тьфу-тьфу, пока никто из них не сдох.
Струбцины - минимум 10-12, у нас столько в начале было самодельных, но для стапеля купили еще 40 китайских, обошлось в 2т.р., но не пожалели). Существуют струбцины красные и синие. Красные с виду больно хлипкие и винты у них с меньшим шагом - придется долго крутить, а на это иногда просто нет времени, но они дешевле, синие дороже, но гораздо лучше сделаны. Самодельные струбцины мы делали из швеллера и из полосовог металла сделали пару штук с большим зевом, хотя тоже можно купить - пара штук это копейки, а больше таких и не надо.
3. Материалы: Дерево: ясень - доски не менее, а желательно более чем трехметровые и хотя бы сороковка (у нас пятидесятка), полезно если среди них будут не только прямые но и С-образные, т.е. с естественным изгибом - для лодки их нужно штуки 3-4-5, нам обошлись около 4 тысяч р. но у нас их штук где-то 6-7 причем есть очень широкие (и очень тяжелые :) ) и сосна - у нас тоже 3м пятидесятка, это более чем нужно, но без сучков и, конечно, сухая и тоже 3-4-5 штук, это в районе 1т.р. Шуруп: цинкованные гальванически, это конечно дрянь, но мы используем, деваться некуда, стоят копейки, ну по максимуму рублей 500 на лодку уйдет. Эпоксидка - ну хоть литр для начала работ - на изготовление шпангоутов хватит, на оклейку сколько надо - еще не знаю, это самый больной вопрос - у нас продают только по 53 кг, около 5-6 т.р. если с отвердителем считать, но у нас теперь есть халявная. Кстати, только что до нас дошло, что эпоксидка ЭД-20 и отвердитель ПЭПА - не все, что нужно для изготовления клея, для него обязателен пластификатор. Мы долго пользовались остатками клеев с советских времен, но тут нам подвернулась на халяву ЭД-20 в количестве литров 15, мы склеили ей на пробу две деревяшки - и она раскололась при испытании, как стеклянная. Теперь я думаю начать поиски пластификатора, но это дело техники, ибо как говорил дядя Вова, если есть на этом Плюке гравицапа, мы ее обязательно достанем. Не такое доставали. Кстати, будете шлифовать древесину, собирайте опилки в пакет - очень полезно добавлять этот продукт в клей. И еще нужна фанера 3мм листа 4, а для начала хоть один, цена у нас около 150 р за лист - на кницы. Фанера нужна не хвойная, а березовая, лучше ФСФ, чем ФК. Вобщем это и все траты для начала работ, инструмент кое-какой есть у каждого.
4. Еще из всякой всячины нужно: труба резиновая метра в четыре и диаметром около 10 см + тэн киловата полтора - гнуть дерево. Кусок ДСП - и стальные отрезки уголков - для того же самого. Плоскость хоть метр с небольшим на метр - клеить шпангоуты; обрезки досок или ДСП - гнуть бимсы. Тепловентилятор - сушить согнутые детали, да и клеящиеся подогреть не мешает - можно сделать самому. Перчатки медицинские - упаковку - для работы с эпоксидкой и шприцы для отмеривания одноразовые (которые используются по многу раз) и ацетон - оттирать ее от рук, которые все равно заляпаешь и еще им протираются детали перед склейкой. Так же у нас есть стальная метровая линейка и появилось при работе на стапеле т.н. правИло - ровный алюминиевый профиль длиной 2 метра, продается в инструментах, стоит около 300 р, но бывает и покороче и подешевле. Еще для стапеля нужен гидроуровень - два соединенных шлангом прозрачных сосуда с делениями, но он понадобится, когда все шпангоуты будут готовы. Мы поступили как бараны, мучаясь без этого простого инструмента со стапелем. Дело дошло до вопроса покупки лазерного уровня за 1000 р или более, но я полез на соответствующий форум строителей-дачников, и там мне напомнили про сообщающиеся сосуды. Наверное, древние греки высмеяли бы нас, узнав какие технологии 20-го века мы собирались преименять для такого простого дела. Сначала мы собрались сами делать гидроуровень, но в поисках шланга наткнулись в магазине инструментов на готовый, ценой чуть более 100р. Вопрос отпал.

Стадии изготовления самолета.

1. Изготовление шпангоутов.
Шпангоуты у Ш-2 представляют собой рамы-пятиугольники, состоящие из бимса (планка, поддерживающая палубу), двух топтимберсов, образующих борта и двух флортимберсов – донных планок. Флортимберсы на ряде шпангоутов сделаны из ясеневых планок сечением порядка 15 на 25 (на разных шпангоутах разное). Остальные планки – сосновые, часть бимсов – выпиленные из сосновой доски, но часть – гнутые или даже ламинированные, подкрепленные фанерной стенкой с отверстиями облегчения. Планки шпангоутов скреплены фанерными накладками-кницами из 3мм фанеры, на многих между кницами есть колобашка – заполнитель книц в виде соснового треугольника, дополнительно укрепляющий стык планок. Крепление книц и колобашек – на эпоксидке и шурупах. Шпангоут номер 9 сделан иначе, он открытый, без бимса, у него есть внешний и внутренний пояса – внешний – сосновые топтимберсы и флортимберсы скреплен колобашками с внутренним – ламинированным из трех планочек – внешние ясень, внутренняя – сосна. Затем вся конструкция заклеивается с обоих сторон 3мм фанерой. Это – главый шпангоут лодки – к нему крепятся стойки и подкосы крыльев и опоры шасси.
Здесь я привожу в большом количестве выдержки из Шаврова – никто не сможет сделать своему самолету лучшую рекомендацию, чем автор. Как известно, Ш2 - несколько увеличенная копия своего прототипа Ш1, существовавшего в единственном экземпляре, и сделанного за 11 месяцев в период с апреля 1928 его конструктором В.Б.Шавровым со своими товарищами в ленинградской квартире. Над самолетом трудились трое, но так получилось, что одновременно вели работы всего два человека, при этом строительство заняло менее года. Что характерно, как пишет В.Б., медные шурупы для самолета пришлось выкручивать из брошенных старых лодочных корпусов по причине недостатка средств. Впоследствии самолет был разбит Чкаловым, что лишний раз говорит о том, насколько легендарным самолетом является шаврушка.
ВЫДЕРЖКИ ИЗ ШАВРОВА:
БЕЗОПАСНОСТЬ СХЕМЫ. Необходимо упомянуть еще об одном свойстве самолета Ш-2— это особая безопасность его для пассажиров при авариях как на воде, так и на суше по сравнению с самолетами всяких других схем. При авариях ломаются сначала различные крупные детали самолета и на этом погашается вся кинетическая энергия его движения. Этот вывод о безопасности данного самолета не является голословным, а основан на ряде фактов. Авария самолета-амфибии Ш-1, имевшего совершенно ту же схему и очертания. Самолет пролетел под железнодорожным путeпpoвoдoм имея высоту один метр над уровнем рельсов, зацепил после этого крылом за семафор и, круто развернувшись, упал носом в откос выемки. Скорость была во всяком случае не меньше 100 км в час, но летчик и механик обошлись без повреждений. Сломался нос лодки и оба крыла с одной стороны, а мотор уткнулся в землю. Будь это самолет другой схемы — с толкающим мотором и пассажирами в носу лодки, — дело было бы гораздо хуже, мотор попал бы в людей. В данной же схеме нос лодки, достаточной длины, принял на себя первый удар, а мотор, самая тяжелая деталь в машине, упал вперед. Люди при аварии, если они привязаны, останутся на сиденьях, прикрепленных к реданной части, которая при такой аварии не сломается. Если разбить машину при очень грубой посадке с парашютированием, опять-таки удар на шасси воспримется прямо стойками и подкосами верхнего крыла, сильный основной шпангоут и стойки шасси при нем не позволят раздавить ног летчиков, а мотор и верхнее крыло с ним пойдут только вперед. Плоскостьвинта отстоит на полметра от носков ног летчика и в-случае поломки НО'ГИ не пострадают. С самолетом Ш-2 была азария на воде при первых испытаниях его благодаря непрочности редана и стрингеров в первоначальном выполнении и благодаря большой волне, на которую была произведена посадка; Сломачся редан, а за ним стрингера в носовой части. Весь нос лодки был поврежден, кабина наполнилась водой, самолет ушел в воду и остался плавать на нижних крыльях хвостом кверху. В -таком виде он мог бы плавать очень долго, так -как за-г.олчаса плаванья не набрал воды в крылья. Потом конечно эуот случай был учтен, лодка 'соответственно усилена, и с этим же экземпляром самолета были проделаны все летные испытания, после которых он был принят в серию. Опять-таки будь это самолет с толкающим винтом, риск для людей был бы гораздо больше.
Выводы из случая с самолетом Ш-1 во время его летных испытаний на Москва-реке полностью сохраняются для Ш-2.
При резкой посадке отломался конец педали, нога летчика соскользнула, другая нога от зтого нажала сильнее, самолет резко повернулся в бок и со сносом выскочил на берег на песчаный пляж. К этому времени летчик поймал ногой оставшийся конец педали и еще раз повернул самолет так, что он оказался на песке в нескольких метрах от воды, параллельно берегу с мотором, работающем на малом газе. Никаких повреждений на лодке не оказалось. Дали газ, столкнули самолет обратно в воду и после этого летали еще. Этот случай дал возможность убедиться в прочности лодки и нижнего крыла. Доказано, что нижнее крыло Ш-2 дает возможность безопасной посадки с сильным боковиком. Оно же хорошо держит самолет на воде при аварии лодки и является таким образом очень важным фактором безопасности самолета, так же как и положение мотора, и длинный нос лодки, защищающий от капотажа. При движении со сносом у стенки поплавка образуется бурун, но благодаря тому, что кромка нижнего крыла высока, продолжается еще за пределы поплавка, то вода на поплавок не попадает. Весь бурун остается под концом крыла и хорошо тормозит боковое движение самолета. Будь здесь обычный подкрыльный поплавок на стойках, он отлетел бы; потеря такого бокового поплавка вызывает потерю всего самолета. При жабре типа «Дорнье» тоже ничто не помешало бы ей уйти под воду с теми же последствиями для самолета. Конструктивно лодка отличается прочностью и вероятность ее поломки при грубой посадке не так велика. Она выносит парашютирование и «барсы» до 2 м. Высказывались неоднократно опасения, что лодка находится слишком близко к земле и рискует пострадать при посадке на неровную почву. Киль лодки на редане отстоит от земли примерно на 150 мм, что не так уже мало, однако посадка на сушу требует немного большего внимания, чем на сухопутной машине. Посадка на сушу с боковиком тоже более безопасна, так как снести шасси, прижатое вплотную к лодке, труднее, чем состоящее из отдельных ног с расчалкой. Такой случай посадки с креном на одно колесо и почти без пробега тоже имел место. Был также случай посадки на воду с опущенными колесами. Оказалось, что это тоже достаточно безопасно. Самолет не капотирует. Получается быстрое торможение пробега с большими брызгами, но без более серьезных последствий.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ.
Подробное описание конструкции лодки, как и всего самолета, будет дано ниже. В общих чертах конструкция лодки следующая: набор состоит из 25 шпангоутов, киля, 4 стрингеров, ободов, кромок и накладок. Материал их – сосна и ясень. Из ясеня сделаны наиболее нагруженные части стрингеров и киля и нижние части (флоры) носовых и реданных шпангоутов. Все шпангоуты рамной конструкции, состоят из наружных планок и книц. Никаких раскосов нет. Жестокость шпангоутов достигается жесткостью их углов и совместной работой со всем набором и обшивкой лодки. Хвост лодки не дает почти никакого скручивания — от расчетной нагрузки на вертикальное оперение кручение выражается долями градуса. Вся обшивка лодки — фанера разных толщин. Преобладает 3-мм — все борта, носовая часть, палубы и дно за реданом. Дно на редане — 6 мм, носовая часть дна — 4—5 мм, палуба за кабиной и низ воздушного киля 2,5 мм. Сборка каркаса и обшивка на казеиновом клею, на оцинкованных гвоздях и медных шурупах. Снаружи вся лодка и нижние крылья оклеены полотном на аэролаке, что обеспечивает полную защиту от воды. Изнутри вся поверхность лодки частью осмолена, частью окрашена.
Лодка делится четырьмя переборками на 5 отсеков. Носовой отсек ничем не занят. Следом за ним идет кабина, за ней отсек, который закрывается отдельной крышкой и может быть использован под нетяжелый груз. Два последних, хвостовых, отсека ничем не заняты. Съемные нижние полукрылья с поплавками делятся на 4 водонепроницаемые отсека каждое.
Кроме того торцовые части нижнего крыла (к лодке) составляют еще 2 отсека, которые выходят своими люками в кабину и могут быть использованы для помещения в них груза небольшого объема, вроде бортового инструмента и запасных частей.
Таким образом, не считая открытой кабины, мы имеем 12 отдельных отсеков, отделенных друг от друга переборками и снаб ого ых крышками. К этому надо добавить еще носки, хвосты и концевые части нижних крыльев, что дает еще 10 отдельных небольших объемов. Все это вместе взятое обеспечивает самолету достаточно долгое плавание на воде в случае поломки.
Лодка выносит достаточно резкие удары при грубой посадке. Были случаи парашютирования с высоты около 2 м без вреда для лодки. Задняя кромка редана склеена из отдельных ясеневых планок; вместе с килем, с другими рамными шпангоутами и донной обшивкой образует поверхность, несколько пружинящую при посадке, что уменьшает возможность появления трещин.
Лодка самолета имеет большую открытую кабину, в которой помещаются два сиденья рядом, а позади их имеется еще значительное пространство, которое может быть использовано для размещения в нем третьего сиденья или какого-либо груза. Передние сиденья — обычного типа с высокими спинками. Задним сиденьем служит добавочный бензиновый бак с полосой брезента поверху (для простоты и легкости) и на нем могут даже поместиться два пассажира. Под передними сиденьями находится главный бензиновый бак. Сиденья опираются на лонжероны центральной части нижнего крыла, проходящие через лодку. Кроме того, имеется еще свободное пространство в носовой части лодки перед педалями и может быть использовано для помещения какого-либо не тяжелого груза целый отсек лодки за кабиной. Таким образом, используется большая часть объема лодки.
Кроме главного бензинового бака имеются еще два добавочных. Один из них,- передний, расположен перед педалями, в носовой части лодки, а второй под задним сиденьем. Оба одинаковых размеров и очертаний, емкостью 105 л. Емкость главного бака тоже 105 л. Как показал опыт, нагрузка, состоящая из летчика, 2 пассажиров и 3-часового запаса горючего в главном баке, является для самолета Ш-2 вполне нормальной, т. Е. с ней самолет сохраняет продольную устойчивость и даже позволяет бросать ручку в полете. В порядке перегружения можно летать с 9-часовым запасом горючего во всех трех баках при 2 или 3 человеках. При этом, в зависимости от поручающейся центровки можно расходовать бензин из любого бака, перекрывая соответствующим образом краны. Мы считаем нормальной нагрузку в 277 кг, как для учебного самолета, но это только условно — для сравнения его летных качеств с данными самолетов У-1, У-2 и многими заграничными, имеющими ту же мощность и примерно ту же нагрузку. На самом деле для самолета Ш-2 вполне нормальной может быть нагрузка в 350 кг, при которой перегружение еще не ощущается. Она соответствует весу 3 чел. И 3—3,5 — часовому запасу горючего. В счет горючего и пассажиров может быть взят и разный другой груз. Он размещается или на месте третьего сиденья или за пределами кабины в следующем отсеке. Размещение горючего в трех баках может во всех случаях обеспечить нормальную центровку до почти полного израсходования горючего.
Нижнее крыло самолета Ш-2 с поплавками боковой остойчивости является своеобразной конструкцией, насколько известно, не встречающейся ни на каком другом самолете. Особенность состоит в том, что поплавки, представляя собой водонепроницаемую фанерную конструкцию, расположены вблизи ватерлинии, но при отсутствии крена воды не касаются. Боковая остойчивость достигается поплавками, составляющими одно целое с крылом. Поплавки своим дном погружены в воду и водоизмещением своей погруженной части дают возможность самолету плавать без крена как в покое, так и при рулении. При наличии сильного ветра или на поворотах при рулении, когда получается большой опрокидывающий момент, нижние полукрылья начинают касаться воды, сразу всей своей поверхностью и тем дают очень большой восстанавливающий момент. Благодаря большому углу установки (10°) они дают также и гидродинамическую поддерживающую силу, не забирая воду на себя. Устройство это в практике себя оправдало. Поплавки имеют небольшие реданы, так как опыт по казал, что без них получается подсасывание, нарушающее поперечную остойчивость при разбеге. Благодаря общей монолитности всей конструкции нижнего крыла получается большая прочность, чем при поплавках, установленных на отдельных стойках.
Хвостовое оперение деревянной конструкции. Стабилизатор 2-лонжеронный с двумя парами подкосов. Все рули (и элероны)- раскосной конструкции, как-лучше всего работающей на кручение. Обтяжка верхних крыльев, задней части центроплана и всего оперения полотняная.
Шасси состоит из двух отдельных ног с осями и амортизацией, крепящихся к узлам главного шпангоута лодки. Каждая нога шасси состоит из двух труб, по которым двигается нижний башмак, несущий на себе ось колеса.
Амортизация — обычный 13-мм шнур, намотанный на две колодки, из которых нижняя закреплена на трубах шасси, а верхняя упирается в трубу нижнего башмака
Колеса — типа У-2, размер пневматнков 700 на 120. Внизу две основные трубы шасси связаны скобой, несущей на себе штырь, стопорящий шасси в положении посадки. Нижние скобы шасси своей закраиной держатся за направляющие скобы на полозках лодки. При подъеме и опускании нижние скобы шасси двигаются одновременно по направляющим ободам на бортах лодки. Подъем и опускание шасси производятся посредством тросовой проводки из кабины. На приборной доске помещается ручка, надетая на общую трубу с катушкой, на которую наматываются четыре троса — два прямых и два обратных, идущих к рычагу стопорного штыря шасси. При подъеме шасси из посадочного положения ручку надо вращать по часовой стрелке. При первом же обороте ручки вытягиваются стопорные штыри из отверстий в скобах на лодке и обе половины шасси начинают двигаться кверху. Через шесть оборотов ручка шасси повертывается на угол 90°, принимает горизонтальное положение и задерживается стопором на ручке. Опускание производится обратным вращением ручки, т. Е. против часовой стрелки. Стопорные штыри, дойдя до отверстий в скобах на лодке, заскакивают туда. Для полной уверенности, что опущенное шасси застопорилось в нижнем положении, можно заглянуть через борт кабины и посмотреть, попал ли штырь в свое гнездо на скобе. Он виден сверху. Обе ноги шасси с колесами могут быть сняты совсем в течение 4—5 мин., тогда самолет будет работать как летлодка.
На оси шасси вместо колес могут быть посажены лыжи специального типа Ш-2 или же У-1 или У-2, — самолет будет работать зимой со снега или льда. Костыль (рис. 116) крепится снаружи к хвосту лодки на трех узлах. Он состоит из ложки с двумя трубами и резиновым буфером, работающим на сжатие. Тоже легко снимается.
Вся конструкция самолета Ш-2 отличается чрезвычайной простотой, которая бросается в глаза даже при поверхностном осмотре машины. По количеству и выполнению деталей она проще, чем Авро и У-2, несмотря на то, что является амфибией. При серийной постройке самолет дешев, так как хорошо используются мелкие куски материала и различные отходы производства деревянных самолетов, более тяжелых.

О ВЫБОРЕ СХЕМЫ ДЛЯ Ш-2.
Соображениями наибольшей универсальности обусловлен и самый выбор схемы самолета. Если поставлена цель получить лодку с достаточно просторной и вместительной кабиной, то нам нужно прежде всего освободить ее от всяких надстроек в виде моторной установки и стоек ее, сделать так, чтобы мотор и винт не мешали находиться в кабине, чтобы лонжероны крыльев не уменьшали ее полезный объем. Соображения простоты в конструкции ив эксплоатации заставляют отказаться от бипланной коробки; так как она по необходимости сложна и требует регулировки. Складывание ее тоже трудно. Боковые подкрыльные поплавки всегда недостаточно надежны и могут быть причиной аварии на волне. Необходимость устройства подъемного шасси для возможности взлета и посадки с суши не позволяет делать дно лодки сильно килеватым (что было бы очень полезно для мореходности) и заставляет довольствоваться очень небольшой килеватостью, такой, чтобы киль лодки не рисковал зацепить за землю на плохом аэродроме. Желание использовать при посадке весь коэфициент подъемной силы крыльев заставляет устанавливать крылья под большим углом к лодке и придавать им толстый профиль с возможно большим коэфициентом подъемной силы, чтобы по возможности уменьшить несущую поверхность, не увеличивая посадочной скорости. Вообще всякий гидросамолет, а амфибия в особенности, в силу простых конструктивных причин получается несколько тяжелее сухопутного самолета при том же моторе и нагрузке. Поэтому, чтобы удержаться в том же весел не увеличивать нагрузку на единицу мощности, нужно придавать амфибии меньшие размеры и меньшую несущую поверхность. Однако размеры лодки, ее длина и ширина не могут быть меньше некоторых определенных пределов пи соображениям гидростатики и гидродинамики они будут больше, чем у фюзеляжа сухопутного самолета. Поэтому вдвойне необходимо уменьшить несущую поверхность, увеличив, при этом до возможных пределов коэфициент подъемной силы профиля. Этого проще и выгоднее всего достичь, придав самолету полуторапланную схему с верхним крылом возможно большего размаха и с нижними крыльями возможно меньших размеров, приспособленными для обеспечения боковой остойчивости на воде. При этом расположить их нужно как можно ближе к ватерлинии, чтобы поплавки составляли с ними одно монолитное целое, а не крепились бы на стойках. Жабры типа «Дорнье» для амфибии категорически исключаются, так как их требуется располагать как раз там, где должно помещаться шасси. Конструктивно эти вещи несовместимы. Мотор должен устанавливаться на верхнем крыле и притом спереди с тянущим винтом для хорошей центровки самолета и для безопасности пилотажа, чего не дает расположение мотора толкающего — позади кабины. Наконец верхнее крыло возможно большего размаха, достаточно толстого профиля и обладающего способностью складываться должно быть сделано подпертым (по соображениям веса). Все эти соображения обусловливают выбор схемы самолета как лодки — полутораплана с тянущей винтомоторной труппой на верхнем крыле, схемы, обладающей рядом преимуществ перед другими схемами и наиболее отвечающей условиям универсальности.

ЛЕТНАЯ ОЦЕНКА САМОЛЕТА
(По данным Протоколов полетных испытаний)
Обзор у самолета хороший как для пилота, гак и для пассажира на заднем сидении. Козырек защищает от встречного потока воздуха. Во время разбега по воде при волне козырек вполне предохраняет от забрызгивания. Передние сидения достаточно свободны для человека D обычной летной одежде. При зимнем обмундировании кабина несколько тесновата, но во всяком .случае без ущерба для движений ручки и педалей. Из одних этих соображений не было смысла уширять лодку, что отозвалось бы на весе самолета, его прочности и летных качествах. G парашютом сидеть можно. Заднее сиденье на бензинобаке очень свободно для одного пассажира, так что на нем могут сидеть и двое. Руление на воде нормальное; при штиле легко выполняется на 800—1000 оборотах мотора. При ветре 7—8 м в секунду и высоте волны до 0,5 м, при которых производилось испытание, самолет может рулить при 1000-—1350 оборотах мотора, а по прямой идет при 800 оборотах (при максимальном числе оборотов на месте 1550 и в полете 1600—1650 в мин.). При разбеге на большой волне встречные брызги подхватываются винтом, но благодаря козырьку переносятся через кабину и особых затруднений пилоту не создают. Можно считать, что ветер до 8 м в секунду и волна до 0,5 м вполне преодолимы для данного самолета при нагрузке из двух человек и 3-часового запаса горючего. При перегрузке эти пределы несколько понижаются за счет трудности полета. Наличие подмятых колес не мешает рулению и взлету по воде Во время разбега по спокойной воде, после того как дан газ, самолет при выбирании рулей высоты на себя легко выходит на редан, примерно на 3-4 секунде, затем при небольшом движении ручки от себя набирает скорость и при некотором выбирании на себя быстро отрывается на 8—10 секунде. Во время волны и против ветра продолжительность разбега уменьшается на 1-2 секунды. Можно при разбеге и взлете с воды не делать никаких движений ручкой, а держать ее нейтрально — лодка выйдет на редан и самолет оторвется с опозданием всего лишь на 1-2 секунды. При взлете с земли требуется поднятие хвоста ручкой от себя, и самолет, поставленный в линию -полета, на 9-10 секунде отрывается. Длина разбега около 100 м. Тенденций к разворотам при взлете нет. Скорость при отрыве 65—70 км в час. Вообще цифровые показатели для взлета и посадки с воды и с суши совпадают почти полностью.
Руление на земле нормально и возможно без сопровождающего. На суше самолет разворачивается хуже, чем на воде, так как костыль не ориентирующийся. Для него остается мало места под килем лодки и ему нельзя придать той формы и высоты как у сухопутных самолетов. Амортизация его по этой же причине несколько жестковата. Амортизация шасси достаточно мягкая. Благодаря своему большому посадочному углу в 16,5° (между хордой крыльев и землей) самолет садится на три точки, используя полностью весь коэфициент подъемной силы. На посадку самолет как лодка очень легок. Как сухопутный требует несколько большего внимания и прнвычки к более низкому расположению шасси сравнительно с обычным сухопутным самолетом. Посадочная скорость около 65 км в час. Тенденции к сваливанию на крыло, к заворотам и прыжкам при пробеге нет. Для расчета на посадку самолет очень легок и не требует особых подходов. Можно садиться на площадку Б 200—250 м длиной. При применении на воде его можно эксплоатировать на небольших мелководных речках и озерах. При наборе высоты наивыгоднейшая скорость около 75—70 км, причем при нормальной нагрузке можно бросить управление. При внезапном уменьшении числа оборотов самолет- переходит на нос. При передирании теряет скорость, проваливается и тоже переходит на нос. Пикирует не круче, чем под углом около 45° при 1000 оборотах и скорости около 170—180 км. При этом требуется очень большое давление на ручку, и при его прекращении самолет сейчас же выходит из пикирования. Все это указывает на достаточно хорошую продольную устойчивость. При нормальной нагрузке самолет идет в горизонтальном полете при 1500 оборотах с брошенной ручкой. С одним или двумя пассажирами на заднем сидении и бензином только в среднем баке приходится держать ручку от себя, но усилие при этом незначительное. Пользуясь бензином из переднего или заднего добавочных баков (по желанию), можно хорошо сбалансировать самолет. Устойчивость поперечная и пути также хорошие. Эфективность рулей нормальная, элеронов — большая. Самолет в крен входит нормально и в поставленном положении держится устойчиво с брошенной ручкой. Величина усилий на рули при выполнении виражей незначительная. Выход из крена легкий. Наивыгоднейшая скорость на виражах при полных оборотах — 110—115 км/час (высота 600 м). В планирование самолет переходит сам при уменьшении числа оборотов. Наивыгоднейшая скорость планирования без мотора - 80—85 км, а при 1000 оборотах 90—95 км в час. В части эксплоатационной оценки нужно отметить простоту обслуживания самолета и доступ ко всем жизненным частям его - мотору, приборам, проводке, управлению. Большинство элементов можно рассматривать просто снаружи, ничего не открывая. Это касается также шасси и костыля. Самолет удобен к сборке и разборке в аэродромных условиях. Хранение возможно на открытом воздухе при наличии чехлов на мотор, винт и кабину. Самолет может перевозиться по грунтовым дорогам на 3-тонном грузовике, а по очень хорошему шоссе и на 1—1,5-тонном при снятых крыльях и оперении. Может буксироваться автомобилем или мотоциклом за костыль на собственном шасси со сложенными назад крыльями, разумеется по хорошей дороге. На воде буксируется катером нормально и при большой скорости.


Практические замечания и рекомендации авторов постройки по вопросам технологий при работе с деревом

Борт
Борт