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建造自己的飞机你怎么能证明一百美元汉堡的价值?对查尔斯科勒来说，这很简单。他需要的所有理由都在Tarmac上，就在调味品托盘之外：一个全新的Lancair IV-P，一个自制的并于去年12月完成- 第十二架这样的飞机。佛罗里达州弗拉格勒县机场的加油和午餐是每周一次的仪式，科勒及其邻居来自他居住的代托纳比奇飞行社区。40英里的跳跃提供了一个很好的借口，不仅是飞行，而是谈谈商店。最近，谈话集中在科勒的新飞机上。其统计数据令人印象深刻：

作为市场上唯一的四座高性能飞机，Lancair IV-P采用结构复合材料机身，主要采用碳纤维和NASA设计的机翼。它的六缸，550立方米。由Teledyne Continental制造的发动机在2,700转/分钟时产生350马力。巡航速度超过340英里/小时 - 远远超过同类生产飞机的空速。

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“我读到这架飞机创造了从旧金山飞往丹佛的记录，”泛美世界航空公司职业飞行员科勒回忆说。“平均时速为362英里/小时，我认为这很壮观。”

相比之下，科勒引用了一台四座生产型飞机的最新记录。从代托纳海滩飞往亚特兰大，飞行员平均每小时173英里。“这就像你买的那样好，工厂建造，”他说。“但在相同的低海拔地区，Lancair IV-P以250英里/小时的速度巡航。”

然而，要享受这样的表现，必须建造飞机，这需要时间，毅力和金钱。科勒于1991年春季订购了他的工具包，并于同年12月开始建造。三年后，该项目完成;第一次飞行发生在1994年12月9日。即使减去中断 - 例如安德鲁飓风和新房子 - 建造时间需要超过7,000个工时。总成本?$ 185,000。

从最后开始。科勒在飞机尾部开始施工，组装了一个更简单的部件：水平稳定器。该程序是直截了当的，并在相应的使用说明书中借助于简单的图纸，零件库存和检查清单进行了解释。

使用Lancair提供的模板，科勒首先建造了一个木制摇篮。稳定器的下壳在Lancair上铺设和固化，当建筑工人在其上工作时，它位于摇篮中。由环氧树脂基质中的碳纤维制成，外壳比类似的玻璃纤维复合结构硬两倍半。它还具有10%至30%的强度。为了获得相同的强度，湿的叠层外壳需要更多的材料，增加了更多的重量。

铺设本身包括五层碳纤维布在3/8英寸DuPont Nomex蜂窝芯上。Nomex核心轻巧且热稳定，不会产生火焰。此外，它还可以减少湿法铺设系统(如聚酯或乙烯基酯)的泡沫芯中常见的有毒烟气释放。

将稳定器的下壳放入支架并称重后，制造商安装翼梁和肋骨。这些部件在工厂预先成型，也由蜂窝芯周围的预浸片制成。只需用纸模板和拼图将它们切割成一定尺寸，并将它们粘合在一起。胶合带粘在每个翼梁和肋骨的顶部，形成一个工字梁结构，增加强度和刚度。

科勒报告说，“建造水平稳定器最复杂的一步是安装电梯铰链，安装在后梁上。”为确保支架完全水平和笔直，必须用环氧树脂和微气球构建安装表面。字符串行保证正确对齐以防止在操作期间稍后进行绑定。

在铰链就位的情况下，建造者通过粘合在顶壳上来完成稳定器组件。由此产生的翼型是高层流设计，具有非关键特性。这意味着翼型能够保持超过其弦长的50%至60%的层流，从而产生大大减小的阻力。

“复合结构，”科勒解释说，“让我重现Lancair IV-P的计算机生成的翼型，而不会产生阻力产生的铆钉，搭接接头或角落。”他补充说，材料的刚度在大多数飞行条件下保持最佳轮廓。

建设者的责任。联邦航空法规将业余制造的飞机定义为“飞机，其主要部分由人员制造和组装，他们仅为自己的教育或娱乐进行建设项目。”他们还将“主要部分”定义为制造和组装的51%。

但是，虽然美国联邦航空局要求每天记录所有已完成工作的日志和照片以及销售票据，但美国联邦航空局的检查仅限于确保使用可接受的工艺和施工方法。

“美国联邦航空局进行了粗略的检查，看到某些原则已被搁置，”科勒说，“但是他们不会四处寻找每一个坚果。一旦皮肤被涂上，责任就在你身上。”

因此，科勒和许多其他套件飞机制造商属于威斯康星州奥什科什的实验飞机协会。EAA的技术顾问通常与全国和世界各地的850多个地方分会有关，可以帮助工具包制造商检查工艺和结构完整性。

此外，科勒声称EAA成员可用的技术手册证明是有帮助的。他说，在普通套件制造商可能没有太多经验的那些领域尤其如此，例如计算电压损失或确定仪器安装的电线尺寸。无论什么时候有疑问，科勒建议直接联系工厂。“如果出现问题，我会打电话给他们。”

在水平稳定器上切齿后，科勒移动到机身和机翼上。像稳定器一样，机翼和机身的外壳在模具中形成，在精确控制下在高压灭菌器中固化，并通过FAA认证。施工方法反映了用于建造水平稳定器的方法。

例如，Lancair IV-P需要完整的开槽福勒襟翼。这是因为飞机的机翼相对较小，设计的方式可以提高最高速度。这种更高的机翼载荷可以提供更平稳，更稳定的行驶速度，同时也可以提高失速速度。结合福勒襟翼可提高最大升力系数并降低失速速度。

安装Fowler襟翼需要在配件中进行大量试验和错误，以使襟翼正确移动。两个不同的襟翼轨道有两个不同的行程描述了襟翼的运动。科勒回忆说，找到直支架以达到理想的弧度，需要相当的耐心。

双向街道。由于科勒的Lancair IV-P是只有39个包出售，12日建成后，他有时能够在硬件设计来改善。例如，科勒发现用于固定门闩的电缆倾向于从其滚筒上滑落。“我看到这个系统可能存在问题，”他说，“所以我得到了一些朋友，我们设计了一个0.25节距链系统。”

科勒还重新配置了起落架门。他报告说，在每扇门的后缘，没有足够的空间容纳两个轮子同时缩回井中。因此，他在后面放了一个小挡板门，上面有一个捕鼠器弹簧，让门可以相互接触并打开一英寸左右。

虽然硬件和其他组件不需要在家用飞机上进行认证 - 例如，建筑商可以从汽车零件商店安装电气开关 - 科勒认为最好保持最高级别的认证。这意味着使用制造商提供的认证组件。

“我的飞机上的发动机，”他解释说，“只要我保持在接收状态下就可以进行认证。但如果我想通过用电子汽车类型的触发点火替换磁电机来修改点火系统，我会失去该发动机的认证。“

简而言之，发动机制造商Teledyne Continental将声称发动机在FAA认证参数之外进行了修改，并要求移除数据板。虽然科勒注意到这会损害转售状态，但它也会损害“安心”认证所提供的功能。

记录运行?安心是好事，但另一位名叫Jim Rahm的工具包生成器会告诉你他的速度。具体来说，一个四座单曲的世界纪录：檀香山到纽约市，12小时不间断。

位于佛罗里达州代托纳比奇的Engineair公司总裁兼Charlie Kohler的飞行社区成员Rahm正在建造一个生产V8，他打算在目前正在建设中的Lancair IV-P上安装。该发动机将作为Lancair IV-P制造商的选项提供。

这款全铝发动机采用雪佛兰小型V8发动机，起飞时功率为420马力，爬升时功率为350马力，连续巡航时间为315马力。排量为375立方米。由NSI，华盛顿州阿灵顿设计和制造的减速齿轮组，在巡航时将螺旋桨转速降至1,950。同样来自NSI的专利线性凸轮装置消除了认为它是飞轮的螺旋桨和用动力脉冲发射的发动机之间的混战。

“基本上，我们采用了成功的发动机，对其进行了改进，并将其应用于飞机，”Hurst Shifters的创始人之一Rahm说道。“我们拥有整个航空发动机库存中任何发动机的最低燃油消耗率;我们拥有飞机发动机库存中任何发动机的最高功率重量比。通过缓慢转动螺旋桨，并使用一个或两个额外的叶片“Rahm预测，”当我们起床时，我们会变得很臭。“

相反，科勒直接从作为OEM的Lancair购买了他的库存引擎。由于发动机通过箱子到达，完全组装，因此建造者最艰巨的任务是实现对防火墙的正确倾斜。这是因为发动机安装螺栓直接固定在防火墙上，胶水粘在机身上。防火墙的正确方向确保了直线。

“船尾倾斜和十二点钟的安排必须完全正确，”科勒说。他指出，这取决于机身在其底座中的水平。“所有这些角度都必须降低到不到十分之一度。”与防火墙一样，建造者不会粘合剪切腹板 - 它可以固定并对齐机翼 - 直到所有测量完全正确。

值得努力。在完成飞机完成之前，建造者必须遵守美国联邦航空局的规定：登记飞机;申请适航证;通过FAA检查;并获得无线电许可证。

当然，飞行的人必须拥有有效的当前飞行员执照。此外，当安装了经过型式认证(FAA认可)的发动机/螺旋桨组合时，业余制造的飞机最初仅限于在指定的飞行测试区域内操作至少25小时，或者对于未经认证的发动机/螺旋桨，则为40小时。

随着这些程序的实现，科勒表示，25个月的劳动，偶尔的挫折和费用是值得的。“我很喜欢制造飞机。图纸和说明写得很清楚，建筑程序相对简单。可能我使用过的最复杂的设备是Smart Level(TM)”Bodywork，他记得，是最糟糕的建设的一部分。

如果在科勒开始建造时可以使用，该公司快速建造的预组装机翼和尾翼组件“可以节省一年的工作量。”但科勒在弗拉格勒县机场的跑道餐厅完成了他的冰茶，并没有后悔。

“让我给你几个数字，”他笑着说。“Lancair IV-P的平板面积为2.1平方英尺。那边的塞斯纳也有四个人，在空中推着6平方英尺的平板。这就是我家建的120的一个原因。 mph更快!“这也是他的午餐伙伴们可能希望他们有Charlie Kohler的耐心，坚持 - 最终 - 他的飞机的一个原因。

这个故事并未涉及构建套件平面的许多步骤，并不打算用于教学目的。

铝的替代品

“你打开了全开，全油门......你觉得你的骨头发动机......最大的力量，升力和机动性主要是通过本能的飞行来实现的：你知道你的马......那些空战的激动从未减弱。 “ - 一般查克耶格尔

他们说大多数飞行员都是潜在的战斗机飞行员。如果是这样的话，吉姆斯图尔特的套装飞机就有一个巨大的市场：一架规模庞大的P-51野马，这是第二次世界大战飞行王牌查克耶格尔首次出名的单螺旋飞机。

全铝“S-51”于1994年国际实验飞机协会年度飞行大会(威斯康辛州奥什科什)推出，旨在复制全尺寸原件的美学，性能和飞行特性。例如，它的翼型与大型野马相同。斯图尔特说，实现这些数字要求重新计算控制表面尺寸，以便在缩小尺寸后将良好的空气动力学特性带回飞机。

由于没有与飞机规格相匹配的现成硬件，斯图尔特自己制造了大部分组件。“即使使用起落架，除了制动器之外我们什么都买不到，”他指出。“我们必须制造自己的车轮，支柱和冲击。”

然而，对细节的这种关注得到了与大平面几乎相同的载荷路径的回报。因此，S-51的结构配置与P-51的结构非常相似，肋骨位于肋骨的位置，而重型碎片位于重型碎片的位置。与原件唯一不同的是发动机。

全尺寸P-51采用60度V12 Rolls Royce Merlin发动机。它几乎不适合大飞机的狭窄整流罩，更不用说70%版本的那些。因此，缩放的P-51使用了根据飞机要求改装的大型雪佛兰V8。斯图尔特没有为发动机提供他的套件，但他确实向建筑商提供了所需的附加零件和修改建议。

重量为740磅，发动机在4,700转/分钟时产生400马力。斯图尔特声称这些数字使得S-51成为世界上最强大的双座运动飞机。

与原来的P-51一样，螺旋桨以大约一半的发动机转速运转。斯图尔特解释说：“我们的尖端速度高达马赫数约0.8，螺旋桨非常高效。但如果发动机以这个速度转速 - 大约2,200转 - 没有足够的动力。”

定制变速箱解决了这个问题。设计用于管理600马力以上，它使用6档齿轮，减速比为2.13：1，几乎与P-51相同。原始正齿轮和S-51之间只有一个尺寸差异。此外，两个齿轮组几乎都显示相同的面。为了突出其规模版本中的过度杀伤力，Stewart很快指出Merlin发动机的额定功率高达1,400马力。

为了更加安全，S-51带有两个电气系统。第一种是为整架飞机和一个点火系统提供服务的主要公交车。一直在线的电池为第二点火系统供电。由于电池受到二极管保护，因此第一个系统不能短路。“我们主要担心的是，”斯图尔特说，“是可靠性。”

他的另一个问题是建立时间。与复合材料套件不同，铝制S-51的上半部分与下半部分粘合，左侧与右侧粘合，铝合金套件超过3,500个;单独铆接需要1,000个小时。

因此，大部分套件都是预制的。流行铆钉将大部分主要部件固定在适当位置以便交付。当打开包装箱时，建造者会看到一些看起来像飞机的东西。然而，最后的组装需要用坚固的飞机铆钉替换临时的铆钉 - 其中30,000个。

“我们为买家提供了大约50件工程装配图，”Stewart报道。“具有良好机械能力的建筑工程师可以完成该项目，最多可在两到三年内完成。”

这要花多少钱?目前，基本套装的售价为53,000美元;这款快速打造套件配有机翼和大部分已经铆接的机身，售价78,000美元。考虑到发动机，螺旋桨和仪表的价格分别为100,000美元和120,000美元。最后，建筑商必须了解隐藏的费用。人工费，特殊仪器，室内装潢和绘画可以轻松增加到50,000美元。

斯图尔特说一些顾客购买两个套件以避免建筑费用;卖一个支付另一个。尽管如此，套装价格远低于拥有原版，而肾上腺素的价格几乎相同。那些飞过S-51的人证明控制部队比大多数业余建造的飞机重 - 他们实际上符合训练和战斗机的军事规格。他们说，结果是一架飞行的飞机，感觉就像一架“重型”飞机 - 就像一架经典的二战P-51战斗机。

作家的印象

欣赏地面上的“自建房屋”是一回事 - 通过接受乘车将生活放在建筑师的能力上是另一回事。当我爬进驾驶舱时，我面对的第一件事是以下强制性牌匾：

“乘客警告 - 这架飞机是业余制造的，不符合联邦安全规定的标准飞机。”

舒适的真皮座椅，Bose耳机以及飞行员的高信心水平使我的心跳减慢了一些，但起飞却将它推回原位。“这件事情很有力，”我想。

我以前乘坐的是4架客机，但是不记得在简易机场爆炸的同样兴奋。我记得的是很多噪音 - 没有什么能接近我现在飞行的复合结构的安静，平滑的表现。

在云层上巡航后，交易转向拐杖，登陆“百元汉堡”，我们再次回到家 - 一名自信的飞行员和乘客。

Kit飞机正在蓬勃发展!套件销售额在1993年增长了58%，在1994年增长了30%。相反，美国生产型飞机的销量处于历史最低水平。单引擎飞机的平均机队年龄现已超过25年。

因此，毫不奇怪，新注册的美国联邦航空局的业余制造和工厂制造的活塞式飞机的比例超过3：1。但正如本文只能强调的那样，构建套件平面仍然是一个耗时的项目。即将到来的设计新闻CD-ROM供应商目录提供了完整的故事。

在那里，你会发现比我们在杂志上发表的更多背景和图形，以及套件平面来源的词汇表。在这里的几个部分，我们已经包含一个符号，表示CD-ROM版本中包含的其他信息。当您看到符号转到CD-ROM版本。它将与建筑商本人一起将您带到车间。