Паратрайки: История и особенности управляемых дельтапланов

Введение

Моторный параплан

Ультралегкий трик или паратрик – это тип моторного параплана, в котором управление полетом осуществляется смещением веса. Эти аппараты имеют гибкое тканевое крыло, к которому подвешена трехколесная гондола с толкающим винтом. Гондола вмещает либо одного пилота, либо пилота и одного пассажира. Трики обеспечивают доступные, простые в освоении и захватывающие полеты и пользуются популярностью с 1980-х годов. В Европе трики классифицируются как микролегкие самолеты, а в Соединенных Штатах – как легкие спортивные самолеты. Эти аппараты также известны под другими названиями, включая микролегкие самолеты с двумя осями управления, трики с гибким крылом, микролегкие трики, дельтатрики или моторизованные дельтапланы. В Соединенных Штатах они официально признаны Федеральным авиационным управлением (FAA) как самолеты с управлением смещением веса.

История

История трика восходит к изобретению гибкого крыла Фрэнсиса Рогалло и последующей разработке, основанной на инновациях инженерной команды Паресева, а затем и других. В 1948 году инженер Фрэнсис Рогалло изобрел самонадувающееся крыло, которое он запатентовал 20 марта 1951 года под названием «Гибкое крыло». В 1957 году Рогалло передал патент правительству, и при его содействии в аэродинамических трубах NASA начала серию экспериментов по испытанию крыла Рогалло, которое было переименовано в Para Wing, для оценки его в качестве системы спасения для космических капсул Gemini и возврата использованных ступеней ракеты Saturn. Команда Ф. Рогалло адаптировала и расширила принцип полной гибкости, создав полужесткие варианты. Это в основном заключалось в стабилизации передних кромок с помощью баллонов со сжатым воздухом или жестких конструкций, таких как алюминиевые трубы. К 1960 году NASA уже провела испытательные полеты грузового самолета с усиленной рамой под названием Ryan XV 8 или Fleep (сокращение от «Летающий джип»), а к марту 1962 года – экспериментального планера с изменяемым центром тяжести под названием Paresev. К 1967 году все проекты Para Wing были закрыты NASA в пользу использования круглых парашютов, без официального рассмотрения разработки персональных сверхлегких планеров, однако простота конструкции и легкость изготовления крыла, а также его способность к медленному полету и мягкой посадке, не остались незамеченными энтузиастами дельтапланеризма. Следующей задачей стало модифицировать и оснастить гибкое крыло Рогалло подходящей рамой, чтобы использовать его в качестве дельтаплана.

Некоторые современные самолеты с гибкими крыльями Rogallo

Важным шагом в развитии трика была разработка нескольких механических инноваций инженерами Paresev и Fleep; они доказали пригодность крыла Rogallo для свободного планирования, как с двигателем, так и без, а также для безопасной посадки. Освещение в прессе испытаний Fleep и Paresev вызвало интерес к конструкции у нескольких энтузиастов, включая Барри Палмера, и журнал Sport Aviation 1962 года представил Джима Хобсона из Ассоциации экспериментальных самолетов (крыло было показано на национальном телевидении США в шоу Лоуренса Велка в 1962 году). Австралийский инженер Майк Бернс разработал и использовал буксируемый лодкой аэродинамический SkiPlane с крылом Rogallo, начиная с 1962 года и на протяжении 1960-х годов. Соотечественник Майка Бернса, Джон У. Дикенсон, изготавливал лыжные воздушные змеи и в конечном итоге объединился с Майком Бернсом для улучшения конструкции лыжного змея; он создал лыжный змей, использующий элементы, которые можно было найти в простой треугольной штанге управления Джорджа А. Спратта 1929 года или А-образной раме с точкой подвеса для управления перераспределением веса. Влияние оказало повторение конструкции Джоном Диккенсоном, который назвал свой гибкокрылый лыжный змей Ski Wing. Диккенсон сконструировал фюзеляж для водного лыжного змея, который устанавливался на профиль Rogallo, где пилот сидел на подвесном сиденье, а рама управления и проволочные распорки распределяли нагрузку на крыло, обеспечивая при этом свободу перемещения рамы для управления перераспределением веса. Ski Wing Диккенсона оказался стабильным и управляемым при буксировке, в отличие от плоских пилотируемых воздушных змеев, используемых на водных лыжных шоу. Ski Wing впервые был публично продемонстрирован на фестивале Grafton Jacaranda в сентябре 1963 года Родом Фуллером, которого буксировала моторная лодка. Австралийские производители, такие как Билл Беннетт и Билл Мойес, активно развивали и продавали инновации Диккенсона по всему миру, что значительно способствовало революции в планеризме. Хотя к началу 1970-х годов было разработано множество жестких крыльев, ни одно из них не пользовалось большим спросом, в то время как по всему миру возникали десятки компаний, производящих гибкокрылые планеры, создавая варианты Ski Wing Диккенсона. В 1972 году журналы Popular Mechanics и Popular Science опубликовали статьи о планеризме, что еще больше повысило его популярность, как и фильм "Sky Raiders", вышедший в 1975 году. Фрэнсис Рогалло, Барри Палмер, Джон Диккенсон и другие не заработали на своих инновациях. Прибыль производителям планеров и планеров с крылом Rogallo пришла с ростом популярности организованных и застрахованных спортивных мероприятий. Адаптация и инновации Диккенсона в конечном итоге привели к созданию складного планера, который значительно упростил управление, хранение, транспортировку, сборку и ремонт. Кроме того, гибкое крыло позволяет вносить изменения в конструкцию для возможных улучшений. Решающие разработки, осуществленные инженерами Paresev, Барри Палмером, Джоном Диккенсоном, Биллом Беннеттом, Биллом Мойесом, Ричардом Миллером, а затем сотнями других новаторов, обеспечили успех гибкокрылого планера.

A crucial development toward the trike was introduction of several mechanical innovations developed by the Paresev and the Fleep engineers; they proved the Rogallo wing suitable for free flight gliding, powered and unpowered, and for safe landing. Publicity from the Fleep and the Paresev tests sparked interest in the design among several tinkerers, including Barry Palmer, and Sport Aviation of 1962 shown Jim Hobson of Experimental Aircraft Association (wing shown on US national TV in Lawrence Welk Show in 1962). An Australian engineer Mike Burns developed and used the boat towed Rogallo airfoiled SkiPlane starting in 1962 through the 1960s. A fellow countryman of Mike Burns, John W. Dickenson, made ski kites and eventually partnered with Mike Burns to improve the ski kite; he formatted a ski kite that used what could be found in the 1929 George A. Spratt simple triangle control bar or A frame with single point pendulum weight shift control. An influence through John Dickenson's duplication of his device, who named his flexible wing ski kite the Ski Wing. Dickenson fashioned a water ski kite airframe to fit on a Rogallo airfoil where the pilot sat on a swinging seat while the control frame and wire bracing distributed the load to the wing as well as gave a frame freedom to be pushed/pulled for weight shift control. Dickenson's Ski Wing turned out to be stable and controllable under tow, unlike the flat manned kites used at water ski shows. The Ski Wing kite was first kited in public at the Grafton Jacaranda Festival in September 1963 by Rod Fuller while towed behind a motorboat. Australian manufacturers like Bill Bennett and Bill Moyes, actively developed and marketed Dickenson's innovations to the world, which significantly fueled the hang glider revolution. Although by the early 1970s many rigid wings were developed, none sold well, while dozens of flexible wing hang glider companies were springing up worldwide, building variants of Dickenson's Ski Wing. In 1972, Popular Mechanics and Popular Science magazines published articles on hang gliding which further increased its popularity, as the Sky Raiders hang gliding movie released in 1975. Francis Rogallo, Barry Palmer, John Dickenson, and others never made any money out of their innovations. Profit to manufacturers of hang gliders and Rogallo winged hang gliders came once organized and insured sporting events grew in popularity. Dickenson's adaptation and innovations eventually produced a foldable hang glider that dramatically reduced difficulty in control, storage, transport, assembly and repair. In addition, the flexible wing lends itself to design changes for possible improvements. The crucial developments put together by the Paresev engineers, Barry Palmer, John Dickenson, Bill Bennett, Bill Moyes, Richard Miller, and then hundreds of other innovators gave success to the flexible wing hang glider.

Первые трики

В 1961 году инженер Томас Перселл построил буксируемый планер с крылом Рогалло, оснащенный алюминиевым каркасом, колесами, сиденьем и базовыми органами управления; вскоре он заменил колеса на поплавки и моторизовал аппарат. В 1964 году швейцарский изобретатель Пьер Обер увидел фотографию Fleep от NASA и завершил строительство аналогичного трика. Как и в случае с Fleep, его крыло Рогалло было фиксированным и не позволяло управлять перераспределением веса. В марте 1967 года авиационный инженер Барри Палмер завершил создание первого образца настоящего моторизованного трика с перераспределением веса – Paraplane; он управлялся одним вертикальным рычагом управления, подобно экспериментальному планеру Paresev, который его вдохновил. Paraplane использовал два двигателя West Bend Chrysler 820 мощностью 8 л.с. при 6000 об/мин, сниженную до 4700 об/мин, что давало примерно 6,5 л.с. каждый, в общей сложности 13 л.с. Каждый двигатель имел прямой привод к двухлопастному пропеллеру диаметром 27 дюймов, изготовленному из полиэстера и стекловолокна. 24 марта 1967 года Палмер зарегистрировал трик в FAA как Palmer Parawing D 6, серийный номер 1A, регистрационный номер N7144; никаких ограничений не было указано. Второй трик Палмера, Skyhook (регистрация FAA N4411), несмотря на раннюю дату создания, обладал большинством характеристик современного ультралегкого самолета, за исключением использования одноцилиндрового двигателя от снегохода, поскольку двухтактные двухцилиндровые двигатели еще не были доступны. Он был оснащен одноцилиндровым двухтактным двигателем JLO L297 мощностью 17 л.с. при 5000 об/мин, приводящим в движение композитный пропеллер, разработанный и изготовленный самим Палмером, и редуктор с передаточным числом 2,1/1. Двигатель имел электрозапуск, а аппарат был оснащен пружинной шасси из стеклокомпозита. Конструкция фюзеляжа состояла из соединенных болтами тонкостенных труб из алюминия 6061 T6 с экструдированным профилем 6061 T6. Аппарат взлетал, летел и приземлялся со скоростью около 30 миль в час. Коммерческая доступность планеров Диккенсона сделала крыло Рогалло очень популярным и побудила нескольких конструкторов в 1970-х годах попытаться моторизовать свои гибкокрылые аппараты, но, в отличие от Барри Палмера, который разместил центр тяжести значительно ниже киля, большинство конструкторов монтировали двигатель на крыло, где существовал тонкий баланс между применением слишком большой мощности, что приводило к тому, что самолет обгонял пилота, или недостаточной мощности для полета. Только когда Ролан Магаллон внимательно изучил ультралегкий самолет Motodelta (гибридное крыло Рогалло, разработанное Жаном Марком Гейзером, имело "фюзеляж" и руль направления), Магаллон решил заменить "фюзеляж" Motodelta простой трубчатой рамой маятникового типа и отказаться от руля направления. Таким образом, Магаллон считается изобретателем трика, поскольку именно он впервые начал его коммерческое производство. Он назвал первую версию "Mosquito" и продавал ее с октября 1979 по 1981 год. Прототип летал с двигателем McCulloch MC 101A объемом 125 куб. см, развивающим 10 л.с. при 8000 об/мин с прямым приводом и регулируемым шагом пропеллера на земле. Позже он предлагал его с двигателем Solo 210, который выдавал значительно меньшие обороты. "Трик", как его вскоре стали называть, быстро стал популярным в Великобритании и Франции, где он получил второе рождение. Технология триков до сих пор отражает их происхождение от планеров, хотя крылья больше не являются переделанными планерами, а разрабатываются специально для моторизованного полета. Фактически, ни одно из коммерчески доступных крыльев для триков нельзя использовать в качестве планеров, запускаемых с ноги, поскольку они слишком тяжелые и слишком быстрые.

In 1961, Engineer Thomas Purcell built a towable Rogallo wing glider with an aluminum frame, wheels, a seat and basic control rods; soon he replaced the wheels for floats and motorized the aircraft. In 1964, Swiss inventor Pierre Aubert saw a photo of NASA's Fleep and completed construction of a similar trike. As with the Fleep, his Rogallo wing was fixed and did not allow for pendulum weight shift control. In March 1967, aeronautical engineer Barry Palmer completed the earliest example of a true weight shift powered trike: the Paraplane; it was controlled by a single vertical control bar as the Paresev experimental glider that inspired him. The Paraplane used two West Bend Chrysler 820 engines of 8 hp at 6000 RPM, reduced to 4700 RPM for about 6.5 hp each, for a total of 13 hp. Each engine had a direct drive to a 27 inch diameter two blade propeller made of polyester and fiberglass. On March 24, 1967, Palmer registered the trike with the FAA as the Palmer Parawing D 6, serial number 1A, registration number N7144; no restrictions were noted. The second Palmer trike, Skyhook (FAA registration N4411), in spite of its early date of origin, had most of the attributes of a modern ultralight, except it used a single cylinder snowmobile engine, as the two stroke twin cylinder engines were not available yet. It was powered by a 17 hp at 5000 RPM single cylinder JLO L297 two stroke engine, driving a composite propeller designed and built by Palmer himself and driven by a 2.1/1 reduction gearbox. The engine had electric start and the craft had fiberglass composite spring landing gear. Airframe construction was bolted 6061 T6 aluminum thin wall tube, with 6061 T 6 extruded angle. The craft took off, flew, and landed at around 30 mph. The commercial availability of Dickenson's hang glider made the Rogallo wing very popular, and prompted several builders during the 1970s to attempt motorization of their flexible wing aircraft but unlike Barry Palmer – who placed the center of gravity well below the keel – most builders were mounting the engine to the wing, where a fine balance existed between applying too much power, causing the aircraft to overtake the pilot, or not enough power for flight. It was not until Roland Magallon took a long look at the Motodelta ultralight (a hybrid Rogallo wing designed by Jean Marc Geiser had a 'fuselage' and a rudder) that Magallon decided to replace the Motodelta's 'fuselage' with a simple tubular framework pendulum and dispensing with the rudder. Magallon is thus generally thought to have invented the trike because it was he who first marketed it. He called the first version 'Mosquito' and marketed it from October 1979 through 1981. The prototype had flown with a McCulloch MC 101A motor of 125 cc, delivering 10 hp at 8000 RPM to a direct drive prop with ground adjustable pitch. Later he offered it with a Solo 210 engine which produced at much smaller RPM. The "trike", as it soon became known, quickly became popular in the UK and France, where it had been reborn. Trike technology still shows its hang gliding origins, though the wings are no longer converted hang gliders, but are designed for power. In fact, none of the commercially available trike wings can be used as foot launched hang gliders as they are too heavy and too fast.

Производители

Многие производители триков производят только шасси и закупают крылья у других компаний. Большинство этих компаний находится в Европе, хотя их число растет и в Соединенных Штатах. Производители также встречаются в Индии, Южной Африке, Австралии и других странах. В базовой комплектации производители часто продают одноместные ультралегкие трики по цене около 10 000–17 000 долларов. Цена часто зависит от того, включено ли крыло в стоимость. Двухместные высокопроизводительные трики могут стоить от 15 000 до 30 000 долларов и выше. Например, двухместный Air Creation Tanarg может стоить до 85 000 долларов, если он оснащен всеми доступными опциями повышения производительности.

Рекорды

Брайан Милтон совершил перелет из Лондона в Сидней в 1987 году на микросамолете Dalgety Flyer, который в то время был самым протяженным зарегистрированным полетом на микросамолете, занявшим 59 дней. Dalgety Flyer сейчас экспонируется в аэропорту Сиднея. В 1998 году он совершил первый в мире кругосветный перелет на сверхлегком самолете, завершив полет за 80 летных дней (в течение 120 дней) на Global Flyer, Pegasus Quantum, включая пересечение Альп и сближение с сирийским истребителем МиГ, установив мировой рекорд Гиннеса как за первый, так и за самый быстрый кругосветный перелет на сверхлегком самолете, что привело к вручению как Трофея Британии, так и Трофея Сегрейва. 19 января 2008 года Марк Джексон из Альтринчама, Великобритания, пролетел над Килиманджаро. Таким образом, он побил рекорд максимальной высоты, достигнутой на микросамолете – 24 262 фута (7395 м), и рекорд по самому быстрому набору высоты до 20 000 футов (6096 м) – 25 минут. Он также побил британский рекорд по самому быстрому набору высоты до 10 000 футов (3048 м) – 19 минут. Этот полет он совершил вместе с Ив Джексон. В 1994 году Серж Зин установил рекорд высоты в Сент-Обене, поднявшись на высоту 9720 метров.