Моторный планер — это летательный аппарат с фиксированным крылом , который может летать с двигателем или без него. Определение Спортивного кодекса FAI Gliding Commission : летательный аппарат с фиксированным крылом , оборудованный средствами тяги (MoP), способный к устойчивому парящему полету без тяги со стороны средств тяги. [1]
В 1935 году сэр Джон Карден предложил использовать случайный или вспомогательный двигатель, который можно было бы убрать . [2] Это было включено в Carden-Baynes Auxiliary , который впервые поднялся в воздух 8 августа того же года. Более поздняя версия планера Budig была оснащена двигателем.
Большинство моторных планеров оснащены пропеллером , который может быть фиксированным, флюгерным (например, AMS-Flight Carat ) или убирающимся. Однако сейчас некоторые производители предлагают моторные планеры с реактивным двигателем, некоторые из которых предназначены только для использования в качестве «маршевых» двигателей, т. е. для поддержания планирующего полета, а не как самозапускающиеся летательные аппараты.
Планеры с маршевым двигателем должны запускаться как планеры без двигателя, но могут медленно подниматься, чтобы продлить полет после того, как двигатель развернут и запущен. У них, как правило, нет генератора или стартера , поэтому двигатель запускается путем «мельчения» пропеллера в полете. Пропеллер может быть жесткой двухлопастной конструкции или может иметь более двух лопастей, которые складываются на ступице, когда двигатель убирается. Ступица пропеллера обычно крепится непосредственно к коленчатому валу, но есть по крайней мере один пример маршевого двигателя с ременным редуктором — DG-1000T. [3]
Меньшие маршевые двигатели обычно не оснащены дросселем, но вместо этого имеют трос для открытия декомпрессионных клапанов в каждом цилиндре, чтобы позволить двигателю свободно вращаться для запуска. Маршевые двигатели обычно представляют собой двухтактные двухцилиндровые двигатели с воздушным охлаждением в диапазоне 18–30 л. с. (14–22 кВт). Они легче по весу и проще в эксплуатации, чем самозапускающиеся силовые установки. [4]
Самозапускающиеся планеры с выдвижным винтовым двигателем имеют достаточную тягу и начальную скорость набора высоты, чтобы взлетать без посторонней помощи, или их можно запускать как обычный планер. Двигатели также имеют стартерный двигатель и большую батарею, чтобы двигатель можно было запустить на земле, а также генератор для подзарядки батареи. Двухлопастной винт обычно соединяется с двигателем через ременной редуктор . В более старых конструкциях выравнивание винта должно проверяться пилотом с помощью зеркала, прежде чем он будет убран в фюзеляж; однако в планерах текущего производства выравнивание винта полностью автоматическое.
Другим решением является однолопастной винт , преимуществом которого является меньший проем в фюзеляже для уборки двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания могут выиграть от установки в фюзеляже, а не на мачте винта. Это позволяет подключать их к большему глушителю для снижения шума при работе, что в основном актуально для эксплуатации в Европе. Это также позволяет ослабить натяжение ремня, когда двигатель втягивается, чтобы продлить срок службы ремня и подшипников. Недостатком такого расположения является то, что двигатели, закрепленные низко в фюзеляжах, сложнее подготавливать к полету и обслуживать, а сильно нагруженные ремни передачи мощности не должны изгибаться или перекручиваться.
Самозапускающиеся двигатели оснащены дросселем, который позволяет регулировать мощность двигателя для наземных операций. Самозапускающиеся двигатели обычно находятся в диапазоне 50–60 л. с. (38–45 кВт). Более высокая выходная мощность двигателя требует жидкостного охлаждения с отдельным радиатором, установленным на мачте винта. Обычно используются двухтактные поршневые двигатели или роторные двигатели Ванкеля . [5]
Моторные планеры с фиксированными или полностью флюгерными винтами обычно классифицируются как туристические моторные планеры (TMG). TMG могут взлетать и летать как самолет или парить с выключенным двигателем, как планер .
Они оснащены передними двигателями, как у небольшого самолета. Большой размах крыльев TMG обеспечивает умеренные характеристики планирования , не такие хорошие, как у безмоторных планеров. Однако TMG более эффективны, чем обычные легкие самолеты .
Большинство TMG спроектированы с двигателями мощностью от 80 до 100 л. с. (75 кВт) и обычно имеют крейсерскую скорость (под нагрузкой) 85–100 узлов (190 км/ч). Большинство имеют топливные баки, способные вмещать от 50 до 100 литров (от 13 до 26 галлонов США) топлива, что обеспечивает дальность полета под нагрузкой до 450 морских миль (приблизительно 830 километров). Современные TMG, такие как Phoenix Air Phoenix, способны развивать более высокую скорость и большую дальность полета под нагрузкой.
Некоторые TMG оснащены складными крыльями, что позволяет им помещаться в стандартные ангары для небольших самолетов T- типа. Буксировочные крюки не нужны, поскольку самолету с возможностью самостоятельного запуска не требуется доступ к лебедке или буксирному самолету для запуска , как обычному планеру.
Некоторые TMG, такие как Europa или Phoenix, также могут быть снабжены сменными крыльями или законцовками крыла, так что их можно будет использовать как стандартный туристический самолет, а также как TMG. [6]
Конфигурация шасси на TMG обычно включает два фиксированных основных колеса, что позволяет рулить на земле без крыльевого ходунка. В то время как некоторые TMG имеют только одно основное колесо с вспомогательными тележками на крыльях для руления, все чаще можно встретить их изготовленными с трехопорной и обычной (два фиксированных основных колеса – т. е. «хвостовой тягач») конфигурациями шасси.
Поскольку дополнительное сопротивление остановленного винта и шасси снижает их планирующие характеристики, TMG редко используются в соревнованиях.
Выдвижной пропеллер обычно устанавливается на мачте, которая вращается вверх и вперед из фюзеляжа , позади кабины и сквозной конструкции крыла. Фюзеляж имеет створки отсека двигателя, которые открываются и закрываются автоматически, подобно створкам шасси. Двигатель может находиться около верхней или нижней части мачты, а в более новых конструкциях двигатель закреплен в фюзеляже для снижения шума и сопротивления.
В отличие от TMG, большинство планеров с убирающимися винтами также оснащены буксирным крюком для буксировки в воздухе или наземного запуска. Они имеют одноосное убирающееся основное колесо на фюзеляже, как и большинство безмоторных планеров, поэтому им требуется помощь во время наземных операций. Двухтактные двигатели, которые обычно используются, неэффективны при пониженной мощности для горизонтального крейсерского полета, и вместо этого должны использовать «пилообразный» профиль полета, когда планер поднимается на полной мощности, а затем скользит с убранным винтом.
На Stemme S10 пропеллер складывается в носовой конус и соединяется с задним двигателем с помощью приводного вала. Он также имеет два убирающихся основных колеса, что позволяет ему рулить без посторонней помощи и парить с низким сопротивлением. Эти особенности делают его переходным между туристическим и убирающимся пропеллерным моторным планером. У него нет буксирного крюка, поэтому он должен запускаться самостоятельно. Вариант S10-VT имеет двухпозиционный пропеллер изменяемого шага и турбокомпрессор на двигателе, что позволяет самолету совершать крейсерские полеты на высоте до 30 000 футов (9 000 м). [7]
На AMS Carat пропеллер складывается вперед, направляя его прямо вперед, как копье.
Хотя большинство моторных планеров имеют двигатели внутреннего сгорания , работающие на бензине , было разработано несколько электрических самоходных планеров, включая Lange Antares 20E и 23E , Schempp-Hirth Arcus E , Schleicher AS 34Me , Pipistrel Taurus Electro G2 , Silent 2 Targa LE (Lithium Electric) и тесно связанные с ними Air Energy AE1 Silent , Yuneec Apis 2 , Yuneec EViva , Alpaero Exel , Aériane Swift , Electravia и Alatus AL12. [8] [9] [10] [11] Некоторые типы используют пилон за кабиной для удлинения пропеллера. 11 различных типов от 7 производителей, таких как Alisport Silent 2 Electro , используют переднюю электрическую маршевую систему (FES) со складным пропеллером в носу. [12]
Преимущества электроэнергии перед бензином включают в себя:
Недостатки современных электрических мотопланеров по сравнению с бензиновыми включают в себя:
Электрические маршевые системы (с питанием для поддержания полета, но без самостоятельного запуска) являются дополнительными для Schempp-Hirth Ventus-3 , HPH Shark и ESAG LAK-17B . Все три используют FES, как и для самозапускающихся легких планеров, таких как Alisport Silent 2. [12]
Первым серийным самозапускающимся моторным планером, оснащенным реактивным двигателем, был Caproni Vizzola Calif . Реактивный двигатель был установлен внутри фюзеляжа за крылом, с фиксированными впускными и выпускными каналами, соединенными с внешним потоком воздуха для работы двигателя. С тех пор было предложено новое поколение реактивных самолетов для Schempp-Hirth Ventus 2 , Jonker JS-1 Revelation и HpH 304 , все с маршевыми реактивными двигателями.
Другие самозапускающиеся типы включают экспериментальный LET L-13TJ Blaník [14] , версию Alisport Silent Club и версию TeST TST-14 Bonus .
Двигатель не всегда может быть уверен в запуске в полете, поэтому пилот должен предусмотреть такую возможность. Общепринятой практикой является подготовка к посадке в подходящем аэропорту или на посадочной площадке за пределами аэропорта, прежде чем выдвигать винт и пытаться запустить двигатель. Это позволяет безопасно приземлиться в случае, если двигатель не удастся запустить вовремя. [15]
В соревнованиях по парению запуск двигателя обычно оценивается так же, как и внешняя посадка на безмоторном планере. Для обнаружения использования двигателя бортовые самописцы GNSS, используемые в моторных планерах, должны иметь датчик шума, позволяющий регистрировать уровень звука вместе с положением и высотой. Во многих соревнованиях правила требуют, чтобы пилот запускал двигатель в начале полета, перед началом выполнения задания, чтобы гарантировать обнаружение запуска двигателя в более позднем полете.
Планеры без двигателя легче и, поскольку им не нужен запас прочности для запуска двигателя, они могут безопасно выполнять термические полеты на более низких высотах в более слабых условиях. Таким образом, пилоты планеров без двигателя могут завершить соревновательные полеты, когда некоторые участники с двигателем не могут. [16] И наоборот, пилоты моторных планеров могут запустить двигатель, чтобы продлить полет, если условия больше не будут поддерживать парение, в то время как планеры без двигателя должны будут приземлиться вдали от домашнего аэродрома, требуя извлечения по дороге с использованием прицепа планера.
Наличие двигателя может повысить безопасность планеризма, поскольку силовая установка увеличивает способность пилота избегать штормов и посадок вне аэродрома. Противоположная точка зрения заключается в том, что моторные планеры противоречат духу спорта и, что еще важнее, иногда они дают пилотам ложное чувство безопасности.
Туристические моторные планеры редко используются в соревнованиях, но они могут быть полезны при обучении полетам по пересеченной местности. [17] После взлета двигатель выключается, и обучаемый управляет самолетом как планером. Посадки на незнакомых полях можно практиковать, пока двигатель работает на холостом ходу. Если обучаемый выбирает неподходящее поле или неправильно оценивает заход на посадку, инструктор может включить мощность и безопасно подняться.
В Европе моторные планеры подразделяются на планеры с убирающимися пропеллерами/двигателями, на которых можно летать с обычной лицензией пилота планера (GPL), и туристические моторные планеры (TMG), для которых требуется расширение лицензии до стандартной GPL. В Соединенном Королевстве, где планеризм регулируется Британской ассоциацией планеристов , пилоты самоподдерживающихся планеров, как и пилоты чистых планеров, не обязаны иметь лицензию Управления гражданской авиации Соединенного Королевства .
В Южной Африке туристический моторный планер (TMG) является независимой категорией национальных пилотских лицензий в соответствии с Законом о любительской авиации, часть 62, подраздел 17.
В Соединенных Штатах сертификат частного пилота планера позволяет пилоту летать на безмоторных планерах, самозапускающихся моторных планерах (включая туристические моторные планеры и планеры с выдвижными двигателями или пропеллерами) и маршевых моторных планерах. Инструктор должен провести инструктаж и подписать бортовой журнал пилота, чтобы разрешить метод запуска, который может быть буксировкой самолета, наземным запуском (лебедками, резинкой, автоматической буксировкой) или, в случае подходящего моторного планера, самозапуском. В США моторные планеры классифицируются как планеры и могут управляться пилотом планера без медицинской справки, необходимой для управления самолетом.
В Соединенных Штатах планер с двигателем может быть сертифицирован для двух пассажиров, максимального веса до 850 кг и максимального отношения веса к квадрату размаха крыла 3 кг/м 2 . [18] Аналогичные требования существуют в европейских правилах JAA/EASA с максимальным весом 750 кг.
В Канаде лицензия пилота планера позволяет пилоту летать на планерах без двигателя. Для самозапускающихся моторных планеров (включая моторные планеры и планеры с убирающимися двигателями или пропеллерами) и планеров с маршевыми двигателями требуется разрешение на полеты на самолет или лицензия. Инструктор должен провести инструктаж и подписать бортовой журнал пилота, чтобы разрешить пилоту перевозить пассажиров.