Фонари кабин экипажа

Фонари кабин экипажа — это прозрачные экраны, защищающие от негативного влияния
набегающего внешнего потока воздуха.

В зависимости от типа и назначения летательного аппарата, а
также времени его создания фонари экипажа могут иметь самую разнообразную
архитектуру (рис. 15).

Как и любой агрегат самолета, фонарь кабины экипажа в
процессе своей эволюции претерпевал различные изменения — и во внешнем виде и в
конструктивном оформлении.

На самых первых летательных аппаратах собственно даже и не
было пилотских кабин — пилоты сидели совершенно открыто. С ростом скоростей
появились закрытые кабины, а голова летчика защищалась от набегающего потока
воздуха простым целлулоидным козырьком (рис. 16).

Позже кабина стала закрытой, герметичной, обогреваемой,
поэтому менялась и архитектура фонаря, его конструкция.

Такая эволюция особенно хорошо просматривается на примере
самолета-истребителя. Для него особенно важным в бою всегда оставался хороший
обзор для летчика, и фонарь многократно подвергался изменениям, продиктованным
тактическими требованиями.

Например, большинство самолетов-истребителей начального
периода второй мировой войны имели «вписанные» в обводы фюзеляжа контуры фонаря
— с целью уменьшения аэродинамического сопротивления, так как тактические
соображения того времени требовали от истребителя максимального увеличения
скорости любой ценой.

Однако обзор задней сферы из такого фонаря практически
исключался, что порой приводило к самым трагическим послед-

ствиям. И уже в процессе войны появились модификации
истребителей с новыми обводами фонарей пилотов, с большим выступанием за
контуры фюзеляжа, каплеобразной формы, обеспечивающие летчику обзор практически
на 360° по
горизонту, для чего пришлось даже пожертвовать некоторым снижением максимальной
скорости.

Такие превращения прошли самолеты «Як» (СССР), Норт-
Америкен Р-51 «Мустанг» (США), «Спитфайр» (Великобритания) и др.

«Мессершмитт» Ме-109 (Германия), конструкция которого не
позволяла произвести такую модификацию, так и остался уязвимым сзади до самого
конца войны.

Поколение послевоенных реактивных истребителей уже
обязательно имело фонари — «капли», с минимальным количеством силовых элементов
каркаса — почти сплошное стекло.

Дальнейший рост скоростей полета, развитие электронных
средств обзора и информации о воздушной обстановке, резкое расширение
возможностей управляемого ракетного оружия и связанное с этим изменение тактики
воздушного боя, вызвавшие снижение требований к маневренности истребителя и
обзору, несколько «успокоили» конструкторов и военных, и фонари как- то
незаметно опять «вписались» в обводы фюзеляжа. Однако первые же столкновения
усовершенствованных таким образом истребителей в воздушных боях показали, что и
насыщенный современной электроникой самолет-истребитеь должен быть маневренным,
как и современный воздушный бой. В частности, появление термина
«противоракетный маневр» связано именно с этим, а для выполнения своевременного
маневра необходим отличный всесторонний обзор для летчика

Такая задача возродила требования к обзору, и на
истребителях нового поколения вновь появились прозрачные «капли» фонаря с еще
меньшим количеством элементов конструкции, «съедающих» поверхность остекления
и’ ухудшающих обзор. Примером могут служить американские истребители F-16, F-18, ряд новейших отечественных
и др.

Практически общим для фонарей любых летательных аппаратов
является наличие металлического каркаса, поддерживающего его прозрачную
«основу» — остекление — на «живых» самолетах выполненное, в основном, из
прозрачных пластмасс.

На моделях фонарь чаще всего изготавливается горячей
штамповкой из цельного куска тонкого прозрачного пластика — плексигласа, а его
каркас имитируется на готовом фонаре, уже установленном на свое место.

Читайте также  Кресла экипажа

Штамповка остекления фонаря выполняется вытяжкой материала
остекления на позитивной форме — пуайсоне, повторяющей его внутреннюю
конфигурацию.

Пуансоном, если это позволяют бостоятельства, может служить
болванка, имитирующая фонарь, сделанная совместно с фюзеляжем в процессе его
изготовления и отделенная от него после окончательной обработки (рис. 17, а).

Вырезать ее можно лобзиком либо фрезом бормашины.

Если нет возможности изготовить оправку фонаря таким
образом, ее делают отдельно, по шаблонам, из подходящего кусочка древесины,
лучше твердых пород — вяза, граба, березы.

Изготовленная болванка фонаря наклеивается для удобства
работы на деревянную (липовую) оправку, стык которой с болванкой выполняется по
ее привалочной поверхности (рис. 17, б).

Наружные обводы полученного пуансона занижаются на толщину стенок будущего фонаря — обычно на 0,6…1,2 мм, в зависимости от толщины
листа плексигласа, используемого для изготовления остекления.

Делается это из расчета последующего утонения плексигласа в
процессе вытяжки.

На полученном пуансоне остро отточенным твердым карандашом
размечаете границы прилегания фонаря к фюзеляжу, затем его несколько раз
покрываете эмалитом и тщательно вы,- шкуриваете до получения чистой гладкой
поверхности. Эту опера-

цию необходимо проделать очень тщательно — малейшие
неровности на пуансоне впоследствии в точности отпечатаются на остеклении и
могут сильно испортить его внешний вид.

Затем нужно изготовить рамку-матрицу из фанеры толщиной

3..
.5 мм с вырезом — припуском по контуру фонаря на
плане

1.5..
.2               мм.

Края выреза закругляются, вышкуриваются, и вся поверхность
рамки-матрицы обрабатывается подобно пуансону.

Аналогичным образом изготавливается прижим. На него может
идти фанера более тонкая, толщиной 1,5…2 мм.

Прижим предназначен для ориентации в процессе вытяжки
пластичного плексигласа (разогретого) относительно рамки- матрицы и пуансона с
целью исключения образования вредных складок по краям штамповки — заготовки и
обеспечения равномерности ее вытяжки.

Для получения качественной штамповки следует от имеющегося куска плексигласа необходимой толщины
(1,0…1,5 мм)
отрезать заготовку — из
расчета 3—4 ширины и 2—3 длины фонаря при виде на плане. Неэкономия материала здесь
может привести к образованию складок и морщин в процессе вытяжки, что может
испортить внешний вид и прозрачность фонаря.

Итак, зажимаете пуансон в тисках, подготавливаете
рамку-матрицу, прижим, плоскогубцы. Верхнюю часть пуансона («потолок» кабины)
лучше слегка смазать тонким слоем густой смазки, например ЦИАТИМ-201.

Плексигласовую заготовку, удерживая ее за краешек
плоскогубцами, подогреваете на газовой горелке или спиртовке, время от времени
переворачивая ее другой стороной, пока она, размягчившись, не начнет
прогибаться под действием своей массы; в таком случае возьмите в другую руку
пинцет или металлический прутик и поддержите прогибающийся край.

Нагрев необходимо вести аккуратно, не перегревая материал
заготовки, иначе на нем могут появиться пузырьки — и материал будет
безвозвратно испорчен.

Чтобы не обжечься, да и для удобства работы эту операцию
лучше проводить в кожаных перчатках.

После того как заготовка плексигласа окончательно
прогрелась, вкладываем ее между рамкой-матрицей и прижимом и, ориентировав ее
прижимом в сторону пуансона, двумя руками производим вытяжку (рис. 17, в).

Вытяжку необходимо вести до тех пор, пока снаружи рамки-
матрицы не покажется нижний обрез фонаря.

Читайте также  Облегчение фюзеляжа

Надавливание нужно производить энергично, но не резко,
иначе возможен разрыв материала заготовки.

Прекратив вытяжку, выдерживаем деталь до полного остывания,
а затем снимаем полученную штамповку с пуансона и освобождаем от рамки-штампа и
прижима.

Если по какой-либо причине вытяжка фонаря сразу не
получилась (например, заготовка слишком быстро охладилась или плексиглас был
недостаточно прогрет), не отчаивайтесь — операцию можно повторить, вновь нагрев
«испорченную» заготовку на огне. Она опять расправится, станет пластичной, и
операцию по вытяжке можно проделать сначала.

В процессе изготовления фонаря для конкретной модели лучше
сразу отштамповать несколько заготовок (при наличии материала, разумеется) — на
случай возникновения брака при последующей обработке фонаря (обрезке, пригонке,
полировке), так как плексиглас — материал очень коварный и дать трещину может
совершенно неожиданно.

Полученную штамповку — заготовку освобождают от лишнего
материала — облоя. Насадив ее снова на пуансон, удаляют излишки по видимой
сквозь стекло линии стыка фонаря с фюзеляжем (в данном случае с оправкой) (рис.
17, д).

Обрезку нужно производить с помощью треугольных или ромбовидных надфилей или
лобзиком, а еще лучше — с помощью бормашины с цилиндрическим бором малого
сечения. Разумеется,’ необходимо оставить небольшой припуск — для дальнейшей
подгонки краев остекления «по месту». Здесь надо следить за тем, чтобы
сорвавшийся при неловком движении инструмент не повредил стекло фонаря — часто
такой дефект неисправим.

Отрезанную часть фонаря подгоняете уже точно по контуру
стыка с помощью напильника и шкурки на соответствующей оправке.

В процессе штамповки — вытяжки и при обрезке после
штамповки на поверхности остекления могут образоваться мелкие забоины,
царапины, неровности. Эти дефекты устраняются при окончательной обработке.
Сначала внешнюю поверхность насаженного на пуансон фонаря обрабатывают шкуркой «нулев-
, кой», затем полируют пастой (ГОИ или ВИАМ-2) или зубным порошком, нанесенным
на клочок фланели или ваты. Полировка вручную требует много времени, поэтому
желательно использовать электродрель или сверлильный станок, предварительно
закрепив в патроне войлочные или матерчатые круги.

Если такие дефекты обнаружены на внутренней поверхности
остекления, их устранить сложнее. В этом случае вату с нанесенной на нее пастой
необходимо накрутить на спичку и аккуратными вращательными движениями
обработать дефектные места фонаря изнутри. Если имеется бормашина, вставив
спичку, операцию можно значительно ускорить.

Остановимся коротко на так называемых нестандартных фонарях. Пожалуй, единственным самолетом второй
мировой войны, имевшим с самого начала переднее бронестекло фонаря кабины
пилота, был штурмовик Ил-2.

Самолеты-истребители основных воюющих стран, не говоря уже
о других типах самолетов, не имели на первом этапе войны бронестекол в
пилотских фонарях.

Однако опыт войны показал, что бронирование, особенно
лобовых стекол, необходимо. В основном бронестекла ставили спереди, но на ряде
самолетов, например истребителях «Як», Ла-5, Ла-7, и позади, за головой пилота.
Толщина стекол, особенно лобовых, достигала 50…80 мм.

Большая часть самолетов-истребителей имела фонари с лобовым
бронестеклом, являвшимся функциональным элементом их конструкции, причем объем
стекла (его толщина) размещался внутри фонаря — козырька, что делало его обводы
несколько более аэродинамичными.

Таким
образом были выполнены фонари самолетов «Як» и
«Ла», Хоукер «Тайфун» и «Темпест» (Великобритания) и др.

Читайте также  Приведение чертежей к необходимому масштабу

Таким же образом выполнены и бронестекла большинства
послевоенных и современных самолетов-истребителей и штурмовиков.

На некоторых модификациях самолетов-истребителей второй
мировой войны лобовое бронестекло выполнялось в виде экрана, устанавливаемого
на козырек фонаря пилота снаружи.

Такое решение позволяло производить быструю доработку уже
готовых самолетов (без коренных переделок каркаса фонаря) и чаще всего было
обусловлено отсутствием необходимых объемов в его передней части (из-за большой
толщины бронестекла).

На моделях лобовое стекло такого типа лучше делать
отдельно. Для этого сначала на уже готовом, отштампованном и отполированном
фонаре нужно выпилить соответствующий участок лобового остекления и вставить на
его место соответственно обработанное по контуру «бронестекло» из кусочка более
толстого, чем материал фонаря, плексигласа, соответственно или с западанием
внутрь или с выступанием наружу,— как на прототипе (рис. 18).

Некоторые самолеты, например американский тяжелый
истребитель сопровождения Р-47 «Тандерболт», имели бронестекло, расположенное
внутри обтекаемого козырька фонаря, установленное непосредственно на
конструкции фюзеляжа.

Такое бронестекло изготавливается отдельно и вклеивается на
свое место в процессе «начинки» кабины.

Самолеты периода первой мировой воины да и ряд самолетов
начального периода второй мировой войны имели открытые кабины, а пилот или
другие члены экипажа защищались от набегающего потока воздуха козырьками
различной формы — от самых простых, как на самолетах ПО-2, УТ-2 (СССР), до
довольно сложных, как на P-Il (Польша) или «Фиат» CR-42 (Италия), И-16 (СССР) (рис. 16). Такие козырьки можно делать
штамповкой с последующей обрезкой лишнего материала или (если это простой
гнутый козырек) гибкой на соответствующей оправке.

Самолеты-бомбардировщики, особенно средние и тяжелые, часто
имели защитное стрелковое оружие, размещенное в выступающих наружу турелях,
закрытых прозрачными фонарями — экранами, например Пе-8 (СССР), В-17 «Фортресс», В-25 «Митчелл» (США).

Экранированные турельные установки более раннего типа, с
ручным приводом, рассчитывались на размещение стрелка внутри установок, а более
поздние, механизированные, с электрическим или гидравлическим приводом — только
для его головы и прицела (рис. 19).

К моделям такие турельные установки делаются
штамповкой-вытяжкой, а их «начинка» выполняется аналогично «начинке» кабин
экипажа (см. гл. II; об оружии — см. гл. VIII).

На ряде самолетов, в основном легких бомбардировщиках,
торпедоносцах и штурмовиках, например Пе-2, Су-2 (СССР), «Авенджер», «Бермуда»
(США), выступающая пилотская кабина имела продолжение: закрытую пулеметную
турель стрелка (рис. 19).

В таком случае на модели пилотский фонарь и закрытая турель
стрелка изготавливаются отдельно, а место их стыка подгоняется в процессе
предварительной сборки.

Переплет фонаря на модели выполняется в процессе
окончательной отделки (см. гл. IX). Однако если турель съемная, его лучше
сделать до установки турели на модель.

Способом
штамповки-вытяжки можно изготавливать ряд других деталей моделей, особенно
значительной номенклатуры, например коки винтов, кресла экипажа, обтекатели
неубираю- щегося шасси и т. п.

Примечание. Если в процессе штамповки-вытяжки толщина
стенок фонаря не везде получилась одинаковой, что портит внешний вид модели или
не позволяет поставить фонарь на место, не пытайтесь спиливать стекло снаружи.

К монтажу оборудования кабин экипажа приступают после того, как изготовлены все
детали внутренней начинки.