Homebuilt letadla - Homebuilt aircraft

Rutan Long-EZ homebuilt v roce 1984 v Anglii

Homebuilt letadla , také známá jako amatérská letadla nebo kit letadla , jsou konstruována osobami, pro které to není profesionální činnost. Tato letadla mohou být konstruována „od nuly“, z plánů nebo z montážních sad.

Přehled

Ve Spojených státech , Brazílii , Austrálii , na Novém Zélandu a v Jižní Africe mohou být letadla vyráběná podomácku vyrobenou licencí Experimentální podle místních předpisů FAA nebo podobných. S určitými omezeními to stavitel (é) letadla musel udělat pro své vlastní vzdělávání a rekreaci než pro zisk. V USA může primární stavitel také požádat o certifikát opraváře pro tento drak. Certifikát opraváře umožňuje držiteli provádět a podepisovat většinu údržby, oprav a kontrol samotných.

Alberto Santos-Dumont byl první, kdo nabídl bezplatné stavební plány, publikoval kresby své Demoiselle ve vydání Popular Mechanics z června 1910. První letadlo, které bylo nabídnuto k prodeji podle plánů, než dokončeného draku, bylo Baby Ace na konci dvacátých let minulého století.

První kanadské letadlo postavené doma , Stitts SA-3A Playboy CF-RAD, poprvé vzlétlo v roce 1955, viděno v kanadském leteckém a vesmírném muzeu .

Homebuilt letadla získal popularitu ve Spojených státech v roce 1924 se zahájením Národní letecké závody , které se konalo v Daytonu , Ohio . Tyto závody vyžadovaly letadla s užitečným zatížením 150 lb (68 kg) a motory 80 kubických palců nebo méně a v důsledku omezení třídy byla většina postavena amatérsky. Roky poté, co transatlantický let Charlese Lindbergha přinesl vrchol zájmu mezi lety 1929 a 1933. Během tohoto období byli mnozí konstruktéři letadel, stavitelé a piloti samouci a vysoká nehodovost přinesla veřejné odsouzení a rostoucí regulaci amatérské budovy. Výsledné federální standardy týkající se designu, inženýrství, stresové analýzy, používání hardwaru v kvalitě letadel a testování letadel ukončily amatérské stavby s výjimkou některých specializovaných oblastí, jako je závodění. V roce 1946 Goodyear restartoval národní letecké závody, včetně třídy pro letadla poháněná 200 krychlových palců a menšími motory. Třída trpasličích závodníků se v USA rozšířila na národní úrovni, což vedlo k volání po přijatelných standardech, které by umožňovaly rekreační využití letadel postavených amatérsky. V polovině padesátých let USA i Kanada opět povolily amatérské letouny specifikovaným standardům a omezením.

Homebuilt letadla jsou obecně malá, jednomístná až čtyřmístná sportovní letadla, která používají jednoduché metody konstrukce. Ve struktuře letadla jsou běžné dřevěné nebo kovové rámy a překližky potažené tkaninou , ale stále častěji se používají sklolaminátové a jiné kompozity a také úplné hliníkové konstrukční techniky, tyto techniky poprvé propagoval Hugo Junkers již v době první světové války . Motory jsou nejčastěji stejné nebo podobné motorům používaným v certifikovaných letadlech (například Lycoming , Continental , Rotax a Jabiru ). Menšina domácích strojů používá přestavěné automobilové motory, přičemž nejčastějšími jsou vzduchem chlazené ploché čtyřválce Volkswagen , kapalinou chlazené motory Subaru , šestiválcové motory Mazda Wankel a Chevrolet Corvair . Využití automobilových motorů pomáhá snižovat náklady, ale mnoho stavitelů upřednostňuje vyhrazené letecké motory , u nichž se předpokládá lepší výkon a spolehlivost. Mezi další použité motory patří motorové pily a motocykly .

Kombinace nákladů a soudních sporů , zejména v polovině 80. let, odrazovala výrobce všeobecného letectví od zavádění nových návrhů a vedla k tomu, že homebuilts prodávaly továrně stavěná letadla o pět ku jedné. V roce 2003 počet homebuiltů vyrobených v USA převyšoval počet vyrobených jakýmkoli jediným certifikovaným výrobcem.

Dějiny

Historie amatérských letadel lze vysledovat až na počátek letectví. I když bratři Wrightové , Clément Ader a jejich nástupci měli na mysli komerční cíle, první letadlo postavili vášniví nadšenci, jejichž cílem bylo létat.

Raná léta

Letectví udělalo skok vpřed s industrializací, která provázela první světovou válku . V poválečném období potřebovali výrobci najít nové trhy a představit modely určené pro cestovní ruch. Tyto stroje však byly dostupné jen velmi bohatým.

Mnoho amerických letadel navržených a registrovaných ve dvacátých letech minulého století bylo (tehdy) CAA považováno za „experimentální“, tedy stejnou registraci, pod kterou jsou moderní homebuilty vydávány speciální osvědčení letové způsobilosti . Mnohé z nich byly prototypy, ale návrhy, jako například první návrh Bernarda Pietenpola z roku 1923, byly jedny z prvních letadel vyrobených podomácku vyrobeným strojem . V roce 1928 Henri Mignet publikoval plány pro svůj HM-8 Pou-du-Ciel , stejně jako Pietenpol pro svůj Air Camper . Pietenpol později postavil továrnu a v roce 1933 začal vytvářet a prodávat částečně postavené letecké soupravy.

V roce 1936 bylo ve Francii vytvořeno sdružení amatérských leteckých nadšenců. Mnoho druhů amatérského letadla začala dělat vzhled, a v roce 1938 byla změněna právní předpisy stanovit certificat de navigabilité Restreint d'Aeronef ( CNRA , „ omezené provozní osvědčení pro letadla “). V roce 1946 se zrodila Ultralight Aircraft Association, která se v roce 1952 stala Popular Flying Association ve Spojeném království , následovanou v roce 1953 Asociací experimentálních letadel (EAA) ve Spojených státech a Asociací sportovních letadel v Austrálii .

Pojem „homebuilding“ se stal populárním v polovině padesátých let minulého století, kdy zakladatel EAA Paul Poberezny napsal sérii článků pro časopis Mechanix Illustrated, kde vysvětlil, jak si člověk může koupit sadu plánů a postavit si vlastní letadlo doma. V roce 1955 Poberezny spoluzaložil spolu s Robertem D. Blackerem , prvním programem EAA zaměřeným na mládež, Project Schoolflight , který přinesl „homebuilding“ do středoškolských tříd průmyslového umění v celých USA. Články společnosti Poberezny's Mechanix Illustrated získaly celosvětový ohlas a koncepce stavby domů z letadel se ujala.

Technologie a inovace

Questair Venture nastavují nové standardy pro rychlost v rozloženém vestavěné konstrukce letadel

Až do konce padesátých let stavitelé drželi hlavně designu ze dřeva a tkanin a ocelových trubek a tkanin. Bez regulačních omezení, jimž čelí výrobci výrobních letadel, představili stavitelé domů inovativní návrhy a stavební techniky. Burt Rutan představil Canard návrh na Homebuilding světě a propagoval použití kompozitní konstrukce. Kovovou konstrukci v letounech posunul Richard VanGrunsven ve své sérii RV na novou úroveň . Jak se zdokonalovala propracovanost souprav, začaly být běžné komponenty jako autopiloty a pokročilejší navigační přístroje .

Soudní spory v 70. a 80. letech 20. století způsobily stagnaci na trhu malých letadel, což donutilo přeživší společnosti zachovat starší osvědčené návrhy. V posledních letech méně omezující předpisy pro homebuilty umožňovaly řadě výrobců vyvíjet nové a inovativní návrhy; mnozí mohou překonat certifikovaná produkční letadla ve své třídě.

Příkladem špičkového domácího designu je Lancair , který vyvinul řadu vysoce výkonných sad. Nejvýkonnější je Lancair Propjet , čtyřmístná souprava s přetlakováním kabiny a turbovrtulovým motorem , která se pohybuje rychlostí 7 300 m a rychlostí 370 uzlů (685 km/h). Přestože jsou letadla, jako je tato, z právních důvodů považována za „domácí výrobu“, obvykle se staví v továrně za pomoci kupujícího. To umožňuje společnosti, která sadu prodává, vyhnout se dlouhému a nákladnému procesu certifikace, protože zůstávají stavěny vlastníkem podle předpisů. Jeden z termínů aplikovaných na tento koncept je běžně označován jako „Pravidlo 51%“, které vyžaduje, aby stavitelé prováděli většinu výroby a montáže, aby jim bylo vydáno osvědčení letové způsobilosti jako letadlo postavené amatérsky.

Swearingen SX-300

Od 70. let minulého století bylo postaveno malé množství tryskových letounů, včetně malého letounu Bede Aircraft BD-5J .

Budoucí trendy

Van's Aircraft and Aircraft Kit Industry Association (AKIA) Prezident Dick VanGrunsven byl v prosinci 2012 v rozsáhlém rozhovoru v časopise KitPlanes dotázán na budoucnost leteckého průmyslu stavebnic:

citát | Neočekávám, že v příštích pěti letech dojde v tomto odvětví k dramatickým změnám. Deset let; kdo ví - je to příliš závislé na cenách pohonných hmot, politice FAA atd. Celkově si myslím, že naše odvětví bude i nadále dospívat, zejména proto, že AKIA úspěšně roste a má pozitivní vliv na profesionalitu členů svého odvětví a na stavitele/ pilotů svých produktů. Se znepokojením nad cenami pohonných hmot můžeme vidět trend směrem k letadlům s nižším výkonem určeným spíše pro čistě sportovní létání, než k trendům směrem k běžkovým letadlům, což je za posledních 30 let běžná norma. Očekával bych, že ke konci tohoto období mohou existovat nějaké konstrukční projekty do letadel s elektrickým pohonem, ale pouze pokud se technologie baterií výrazně zlepší. Mohli bychom vidět více homebuiltů typu motorového kluzáku, vázaných jak na vysoké ceny pohonných hmot, tak na nově vznikající technologii elektrického pohonu.

To, co děláme u Van, by mohlo odrážet některé z výše uvedených myšlenek. Bohužel nevidím růstový potenciál, který tu byl v 80. a 90. letech minulého století. Zdá se, že se zmenšuje pilotní základna, ze které lze čerpat lidi na stavbu stavebnic. Navíc s demografickými změnami pravděpodobně klesá zájem o stavbu letadel nebo o jejich schopnost zabývat se jako zábavu. Doufejme, že iniciativy EAA a AOPA zaměřené na to, aby se více lidí naučilo létat, pomohou vytvořit větší trh pro naše letadla.

Rozvíjející se trhy, jako je Čína a Indie, by také mohly zvýšit poptávku po našich produktech, ale než z toho budou mít prospěch malí hráči jako my, bude třeba vytvořit celou infrastrukturu. }}

Stavební materiál

Domácí letadla lze postavit z jakéhokoli materiálu, který je lehký a dostatečně pevný pro let. Níže je popsáno několik běžných stavebních metod.

Dřevo a tkanina

Bowers Fly Baby je typická amatérská konstrukce ze dřeva a textilu .
Pietenpol Air Camper ve výstavbě, znázorňující dřevěné rámové konstrukce, která bude pokryta letadla tkaniny .

Jedná se o nejstarší konstrukci, viděnou v prvním letadle, a proto nejznámější. Z tohoto důvodu budou mít amatérská letecká sdružení více specialistů na tento typ plavidel než jiné druhy.

Nejčastěji používanými dřevinami jsou smrk Sitka a douglaska , které nabízejí vynikající poměr pevnosti a hmotnosti. Dřevěné konstrukční prvky jsou spojeny lepidlem, obvykle epoxidovým . Na rozdíl od dřevostaveb používaných v jiných aplikacích jsou prakticky všechny dřevěné spoje v letadlech jednoduché na tupé spoje s překližkovými klíny . Klouby jsou navrženy tak, aby byly silnější než pruty. Poté, co byla konstrukce dokončena, je letoun potažen tkaninou letadla (obvykle polyesterem určeným pro letadla ). Výhodou tohoto typu konstrukce je, že nevyžaduje složité nástroje a vybavení, ale běžné položky, jako je pila, srovnávač, pilník, brusný papír a svorky.

Mezi amatérské konstrukce dřeva a tkanin patří:

Směs dřevo/kompozit

Nedávný trend směřuje ke dřevěným kompozitním letadlům. Základním nosným materiálem je stále dřevo, ale je kombinováno s pěnou (například pro zvýšení odolnosti proti vzpěru u překližkových kůží přenášejících zátěž) a dalšími syntetickými materiály, jako jsou skelná a uhlíková vlákna (pro lokální zvýšení modulu nosných struktur jako nosník čepice atd.).

Mezi příklady kompozitů ze dřeva patří:

  • Experimentální letoun Ibis , navržený Rogerem Junquou
  • Série KR homebuiltů navržená Kenem Randem
  • PIK-26 navržený Kai Mellenem
Netypická amatérská dřevěná konstrukce IBIS RJ03 .

Kov

Vanova letadla, jako je tato RV-4, jsou nejběžnějším kovovým podomácku vyrobeným typem.
Uvnitř ocasního kužele Murphy Moose ve výstavbě, zobrazující celokovový semi-monocoque design

Letadla postavená z kovu používají podobné techniky jako běžnější tovární letadla. Mohou být náročnější na stavbu, vyžadují řezání kovů, tvarování kovů a nýtování, pokud stavíte podle plánů. K dispozici jsou soupravy „rychlého sestavení“, u nichž se většinou provádí řezání, tvarování a vrtání otvorů, které vyžadují pouze dokončení a montáž. Tyto soupravy jsou k dispozici také pro jiné typy letadel, zejména pro kompozity.

Existují tři hlavní typy kovové konstrukce: hliníkový plech, hliníkový tubus a svařovaná ocelová trubka. Konstrukce trubek jsou pokryty leteckou tkaninou , podobně jako dřevěná letadla.

Mezi příklady amatérských letadel na bázi kovu patří:

Kompozitní

Quickie Q2 ze sklolaminátu/pěny .
Kompozitní konstrukce Cirrus VK-30 , jedno z největších domácích letadel své doby.

Struktury kompozitního materiálu jsou vyrobeny z látky s vysokou pevností v tahu (obvykle sklolaminát nebo uhlíkové vlákno nebo příležitostně kevlar ) kombinované se strukturálním plastem (obvykle epoxidovým , i když v některých letadlech se používá vinylester ). Tkanina je nasycena strukturálním plastem v kapalné formě; když plast ztvrdne a ztvrdne, část si udrží svůj tvar a zároveň bude mít pevnostní charakteristiky látky.

Dva primární typy kompozitních letadel jsou lisované kompozity, kde jsou připravovány a vytvrzovány hlavní struktury, jako jsou křídlové pláště a poloviny trupu, a bez forem, kde jsou tvary vyřezávány z pěny a poté pokryty skelnými vlákny nebo uhlíkovými vlákny.

Mezi výhody tohoto typu konstrukce patří hladké povrchy (bez tahu nýtů), schopnost dělat složené křivky a schopnost umístit sklolaminát nebo uhlíkové vlákno do optimálních poloh, orientací a množství. Mezi nevýhody patří potřeba pracovat s chemickými produkty a také nízká pevnost ve směrech kolmých na vlákno. Kompozity poskytují vynikající pevnost jejich hmotnosti. Tuhost materiálu závislá na směru (na rozdíl od stejných ve všech směrech, jako u kovů) umožňuje pokročilé „elastické přizpůsobení“ kompozitních dílů.

Mezi příklady amatérských plavidel vyrobených z kompozitních materiálů patří:

Bezpečnost

Záznamy o bezpečnosti homebuiltů nejsou tak dobré jako certifikovaná letadla pro všeobecné letectví . Ve Spojených státech zaznamenala v roce 2003 amatérská letadla 21,6 nehod na 100 000 letových hodin; celková nehodovost všeobecného letectví za ten rok byla 6,75 na 100 000 letových hodin.

Míra nehod u podomácku vyrobených letadel v USA dlouhodobě znepokojuje Federální letecký úřad . Na Sun 'n Fun 2010, správce FAA Randy Babbitt řekl, že homebuilts "tvoří 10 procent flotily GA, ale 27 procent nehod. Nejde o stavitele (do nehod), ale o druhé majitele. Potřebujeme lepší přechodové školení . " V USA může být letový výcvik , včetně základního letového výcviku, přijat v domácím letadle vlastníka od jakéhokoli instruktora, který je ochoten takové školení poskytnout.

Studie, kterou v roce 2012 zveřejnila americká Národní rada pro bezpečnost dopravy, dospěla k závěru, že v USA vyráběných letadlech je nehodovost 3–4krát vyšší než ve zbytku flotily všeobecného letectví . Téměř 10% nehod vyrobených podomácku vyrobeným strojem se stalo při prvním letu a 9% nehod se stalo v letadlech, která byla prodána, při prvním letu nového majitele. Studie také zjistila, že selhání pohonných jednotek a ztráta kontroly za letu byly mnohem vyšší než u certifikovaných letadel.

Letecké předpisy většiny národů vyžadují, aby letadla takto amatérsky postavená byla fyzicky označena (například ve Velké Británii musí být zobrazeno „Upozornění cestujících-Toto letadlo ... je postaveno amatérsky.“) (kteří sami nejsou piloty ) lze přepravovat.

Kultura

Největší leteckou přehlídkou na světě je každoroční letecká show EAA AirVenture Oshkosh Asociace experimentálních letadel v Oshkosh ve Wisconsinu , která se koná koncem července a začátkem srpna. Dalšími každoročními akcemi jsou Sun N 'Fun Fly-In, ke kterému dochází brzy na jaře v Lakelandu na Floridě a Northwest EAA Fly-In v Arlingtonu ve Washingtonu . Tyto události se nazývají fly-in, protože mnoho lidí létá se svými homebuilty a jinými letadly na letiště, kde se pořádá show, a často tam kempují po celou dobu. Obě akce trvají týden. Vzlety a přistání na těchto výstavách se počítají na tisíce.

Viz také

Reference

externí odkazy