Винт, крыло и немного магии
Около месяца назад американская компания Sikorsky провела первые летные испытания прототипа перспективного скоростного вертолета-разведчика S-97 Raider. Его чаще относят к комбинированному типу вертолетов, хотя правильнее было бы классифицировать Raider как винтокрыл. Мы уже выясняли, какие существуют основные схемы вертолетов, а теперь решили разобраться с более обширным классом — винтокрылыми летательными аппаратами.
Исторически первыми типами винтокрылой техники, разработка которых велась в начале XX века, были вертолет классической схемы с несущим винтом и квадрокоптер с четырьмя роторами. Первый полет вертолета состоялся в 1907 году, спустя всего четыре года после первого полета братьев Райт. А уже в 1922 году в воздух под управлением летчика поднялся квадрокоптер Ботезата, создание которого велось по заказу Армии США. С тех пор авиатехника, так или иначе использующая несущий винт для взлета и полета, претерпела множество изменений. Появился класс винтокрылых летательных аппаратов, который сегодня включает в себя пять основных типов: автожир, винтокрыл, вертолет, конвертоплан и X-крыло.
Винтокрылые летательные аппараты
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.comВинтокрылые летательные аппараты — это машины, взлет и полет которых происходят преимущественно благодаря подъемной силе, создаваемой одним или несколькими несущими винтами. При этом сами винты могут приводиться в движение одной или несколькими силовыми установками, а могут вращаться только лишь под воздействием набегающего в полете воздушного потока. По сути же у винтокрылых летательных аппаратов несущий винт является своего рода разновидностью крыла самолета.
CH-53 Super Stallion.
Фотография: U.S. Department of Defense Current Photos / flickr.com
Движущую силу на винтокрылых летательных аппаратах могут создавать как сами несущие винты, так и винты в хвостовой части или на законцовках небольшого крыла. В первом случае управление вектором тяги проводится либо наклоном оси вращения, либо автоматом перекоса. Сегодня некоторые компании разрабатывают проекты винтокрылов, в которых за создание движущей силы будут отвечать реактивные двигатели. Они позволят аппаратам летать на скоростях, близких к самолетным.
Автожир
Фотография: Paul-Campbell / flickr.com
Сейчас автожир является одним из самых распространенных типов винтокрылых летательных аппаратов. Он представляет собой летательный аппарат с толкающим воздушным винтом в хвостовой части и свободновращающимся несущим винтом, обязательно наклоненным назад под небольшим углом к земле. В полете автожир, как самолет на крыло, опирается на несущую поверхность винта, который вращается исключительно при помощи набегающих потоков воздуха. Такое вращение называется авторотацией.
RAF 2000 GTX-SE.
Фотография: Wikimedia Commons
За горизонтальный полет в автожире отвечает либо толкающий, либо тянущий винт, который как правило оснащен фиксированными лопастями. Углом их атаки управлять нельзя. Увеличение или уменьшение тяги маршевого винта, который также называется пропеллером, осуществляется благодаря наращиванию или сбросу частоты вращения вала двигателя. Управлять направлением полета в автожире можно при помощи воздушного руля — специальной отклоняемой вправо или влево плоскости на вертикальном киле в хвостовой части.
MT-03.
Фотография: Wikimedia Commons
Автожир способен взлетать при очень коротком пробеге и садиться вертикально. Некоторые модели таких аппаратов позволяют заранее раскручивать несущий винт еще на земле до скорости, превышающей скорость рабочего вращения в полете. В таком случае автожир может взлететь вертикально. Такой взлет называется подскоком. При этом многие автожиры оснащены редуктором, который проводит предварительную раскрутку несущего винта. Эта система не позволяет сделать подскок, но значительно сокращает пробег перед взлетом.
В целом автожир имеет несколько преимуществ перед самолетом или вертолетом. В частности, им гораздо проще управлять, а летать на нем — безопаснее. Автожир никогда не войдет в штопор и может совершить управляемую вертикальную посадку с неработающим двигателем. К недостаткам летательного аппарата относится низкий коэффициент полезного действия двигателя, из-за чего автожирам требуются мощные силовые установки.
Винтокрыл
Фотография: James Emery / flickr.com
Винтокрыл является своего рода промежуточным звеном между автожиром и самолетом. Такой летательный аппарат оснащается небольшим крылом, одним или двумя несущими винтами и одним или несколькими толкающим или тянущим пропеллерами. Сегодня винтокрылы, которые нередко относят к высокоскоростному подтипу вертолетов, считаются наиболее перспективным видом летательных аппаратов с несущим винтом.
Eurocopter Airbus X3.
Фотография: Jeff / flickr.com
У винтокрылов несущий винт или винты создают подъемную силу при взлете и на всем продолжении полета, а движущую — только до определенной скорости. На больших скоростях полета специальная управляемая обгонная муфта у винтокрылов отключает несущие винты от трансмиссии и дальнейший полет идет уже в режиме авторотации. То есть несущий винт в таком режиме работает уже как винт автожира. При этом дальнейший набор скорости и горизонтальный полет обеспечиваются пропеллерами, а вклад в создание подъемной силы привносит и крыло.
Винтокрылы способны совместить в себе положительные качества вертолетов и самолетов. Они способны к вертикальным взлету и посадке и полетам на скорости большей, чем способны развить вертолеты. Например, винтокрыл Airbus Helicopters X3 с двумя тянущими винтами может разгоняться до 472 километров в час. Перспективный вертолет-разведчик S-97 Raider будет способен летать на скорости до 440 километров в час. Для сравнения, вертолет Ка-52 соосной схемы может разгоняться до 315 километров в час.
AH-56 Cheyenne.
Фотография: Wikimedia Commons
Серийных винтокрылов сегодня не существует, однако их разработкой занимаются сразу несколько компаний: российские «Камов» и конструкторское бюро имени Миля, американские Sikorsky и Piacesky Aircraft, а также европейская Airbus Helicopters. Некоторыми проектами предусматривается установка реактивных двигателей на винтокрылы, благодаря которым эти аппараты смогут совершать полеты на скоростях более 600 километров в час.
Вертолет
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Boeing CH-47F Chinook.
Фотография: U.S. Department of Defense Current Photos / flickr.com
Сегодня существует семь основных схем вертолетов, которые можно классифицировать по расположению несущих винтов: классическая, соосная, продольная, поперечная, синхроптер, мультикоптер и комбинированный вертолет. Вертолеты способны совершать вертикальные взлет и посадку на площадки, диаметр которых в полтора раза превосходит диаметр несущего винта (правда, при максимальной загрузке для экономии топлива может потребоваться короткая пробежка).
Управление вертолетом немного сложнее, чем у автожира или самолета. Он оснащен ручкой «шаг-газ» для управления тягой несущего винта. С ее помощью изменяется угол установки лопастей несущего винта и скорость вращения ротора. Еще одним органом управления является ручка продольно-поперечного управления. Она отвечает за наклон тарелки автомата перекоса и изменение вектора тяги несущего винта. И, наконец, в вертолете есть педали, нажатием на которые летчик может менять шаг рулевого винта, а значит и направление полета машины.
Ка-26.
Фотография: Aleksander Markin / flickr.com
Вертолет может на внешней подвеске перевозить крупногабаритные грузы. При этом такие летательные аппараты отличаются большим, чем у самолетов, потреблением топлива и повышенной шумностью. Кроме того, управляя вертолетом нужно учитывать такие сложные аэродинамические эффекты, которые не встречаются при полете на самолете. Например, летчикам вертолетов знакомы явления земного резонанса, флаттера, вихревого кольца, эффекта запирания несущего винта. Эти факторы могут приводить к разрушению или падению машины.
Конвертоплан
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Конвертоплан, так же как и винтокрыл, совмещает в себе положительные качества вертолетов и самолетов. Этот летательный аппарат по конструкции похож на самолет, однако имеет на законцовках крыла двигатели с несущими винтами, которые могут наклоняться вперед на угол до 90 градусов. После наклона несущие винты превращаются в тянущие пропеллеры. Диаметр винтов конвертоплана сравним с размахом его крыла.
Bell MV-22 Osprey.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Благодаря такой конструкции конвертоплан может взлетать и садиться по-вертолетному, а лететь по-самолетному. Переход из вертолетного режима в самолетный осуществляется в воздухе. При этом наклон плоскости вращения винтов осуществляется наклоном самих двигателей. В перспективных конвертопланах V-280 Valor, разработкой которых занимается американская компания Bell Helicopter, наклоняться будут только сами винты, а двигатели будут оставаться неподвижными.
Сегодня единственным серийным конвертопланом является V-22 Osprey, выпускаемый американским консорциумом Bell/Boeing. Этот аппарат в вертолетном режиме может развивать скорость до 185 километров в час и до 565 километров в час — в самолетном. Аппарат может выполнять полеты на расстояние до 2,7 тысячи километров и нести груз массой до 6,2 тонны. Такие конвертопланы в настоящее время стоят на вооружении ВВС и Морской пехоты США.
Bell MV-22 Osprey.
Фотография: Official U.S. Navy Page / flickr.com
Следует отметить, что конвертопланы достаточно сложны в управлении, особенно в транзитном режиме, когда осуществляется переход от вертолетного полета к самолетному. Управляют конвертопланом при помощи ручки и педали: в вертолетном режиме ручка отвечает за управление высотой, а педали — за тягу. В самолетном режиме они меняются ролями. По отзывам многих летчиков V-22, в транзитном режиме полета возникает ощущение потери управления, хотя сам режим является безопасным.
Х-крыло
Фотография: Wikimedia Commons
X-крыло является наиболее интересным с конструктивной точки зрения типом винтокрылых летательных аппаратов, хотя сегодня разработки в этом направлении практически не ведутся. Не существует и серийных машин такого типа. Название для техники такого типа в начале 1970-х годов придумала американская компания Sikorsky, которая занималась разработкой летательного аппарата, в конструкции которого можно было бы использовать так называемое ротор-крыло.
Ротор-крыло внешне очень похоже на несущий винт с четырьмя лопастями, с тем лишь отличием, что его лопасти гораздо шире, чем у вертолетного винта. Предполагалось, что такое крыло на взлете и при наборе скорости будет вращаться, как обычный несущий винт обычного вертолета классической схемы. Реактивный момент такого крыла должен был компенсировать обычный же рулевой винт на хвосте летательного аппарата. По достижении определенной скорости ротор-крыло должно было останавливаться и выполнять роль уже обычного самолетного крыла.
Sikorsky S-72.
Фотография: Wikimedia Commons
К 1976 году компания Sikorsky построила два прототипа X-крыла — летательные аппараты S-72. Они были созданы на базе многоцелевого вертолета UH-60 Blackhawk, разработка которого к тому времени уже завершалась. Машины получили по два газотурбинных двигателя для приведения в движение ротор-крыла и вращения рулевого винта через редуктор, низкорасположенное крыло размахом 18,9 метра и по два турбореактивных двигателя, расположенных над ним.
В 1976 году один из прототипов совершил первый полет. Правда ротор-крыло на нем еще не было установлено — конструкторы отрабатывали на S-72 аэродинамическую компоновку и способы управления. Например, в горизонтальном быстром полете аппарат должен управляться по-самолетному — рулями высоты и курса, а также закрылками на крыле. Все работы велись при финансировании NASA и Агентства перспективных оборонных разработок (DARPA).
Позднее один из прототипов был модернизирован и получил ротор-крыло. Предполагалось, что S-72 сможет вертикально взлетать и садиться и совершать полеты на скоростях, близких к самолетным. Выкатка модернизированного аппарата состоялась в 1986 году, однако в воздух он так и не поднялся. К этому времени в NASA и DARPA посчитали проект технически сложным и дорогостоящим. Финансирование проекта было прекращено.
В 2000-х созданием X-крыла занялась австралийская компания StopRotor. Она создала беспилотный летательный аппарат — демонстратор технологий, который успешно прошел испытания в 2013 году. Подробности об аппарате практически неизвестны за исключением некоторых деталей об остановке ротор-крыла. В прототипе для остановки ротор-крыла его лопасти поворачиваются на 90 градусов, а сам аппарат короткое время практически падает вертикально.
Во время падения возникает воздушный поток, который симметрично огибает все лопасти ротор-крыла, избавляя его от перекосов и одновременно тормозя его. Затем крыло фиксируется, а лопасти разворачиваются параллельно земле для перехода в горизонтальный полет. Правда, во время летных испытаний в 2013 году проводился только обратный переход ротор-крыла из фиксированного положения к вращению. Новых испытаний своего прототипа StopRotor не делала. В какой стадии проект находится в настоящее время, неизвестно.
Василий Сычев
nplus1.ru
Как действует винтовой самолет
До того как были разработаны реактивные двигатели, на всех самолетах стояли пропеллеры, то есть воздушные винты, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания наподобие автомобильных.
Все лопасти воздушного винта имеют в поперечном сечении форму, напоминающую сечение крыла самолета. При вращении пропеллера воздушный поток обтекает переднюю поверхность каждой лопасти быстрее задней. И получается, что перед воздушным винтом давление меньше, чем за ним. Так возникает сила тяги, направленная вперед. А величина этой силы тем больше, чем выше скорость вращения воздушного винта.
(На изображении сверху)Воздушный поток двигается быстрее по передней поверхности лопасти вращающегося пропеллера. Это уменьшает давление воздуха спереди и заставляет самолет двигаться вперед.
Винтовой самолет взлетает в воздух благодаря силе тяги, создаваемой при вращении лопастей воздушного винта.
Концы вращающихся лопастей пропеллера описывают в воздухе спираль. Количество воздуха, которое гонит через себя пропеллер, зависит от размера лопастей и скорости вращения. Дополнительные лопасти и более мощные двигатели могут увеличить полезную работу воздушного винта.
Почему лопасти у воздушного винта имеют закрученную форму
Если бы эти лопасти были плоскими, воздух равномерно бы распределялся по их поверхности, вызывая лишь сопротивление вращению винта. Но когда лопасти искривлены, то воздушный поток, соприкасающийся с их поверхностью, в каждой точке на поверхности лопасти приобретает свое направление. Такая форма лопасти позволяет ей более эффективно рассекать воздух и сохранять самое выгодное соотношение между силой тяги и сопротивлением воздуха.
Воздушные винты с изменяемым углом наклона. Угол, под которым лопасть установлена во втулке несущего винта, называется углом начального конуса. На некоторых самолетах это угол можно менять и таким образом делать максимально полезной работу винта при различных полетных условиях, то есть при взлете, наборе высоты или в крейсерском полете.
information-technology.ru
Винтокрылы
Винтокрылы — это уникальные комбинированные летательные аппараты!
Винтокрылы!
Винтокрыл — это винтокрылый летательный аппарат, у которого несущий (несущие) винт (винты) на режимах взлета, висения, посадки и на части диапазона скоростей горизонтального полета работает (работают) за счет мощности силовой установки, а горизонтальный полет обеспечивается, в основном, за счет крыла и, обычно, воздушного винта (винтов), независимого от системы несущего винта (винтов).
Винтокрыл относится к типу винтокрылых летательных аппаратов, сочетающих в своей конструкции приводной несущий винт вертолётного типа, крыло и отдельные движители для создания горизонтальной тяги по типу самолётов. С помощью несущих винтов реализуются вертикальные взлёт и посадка (хотя основными могут считаться взлёт с разбегом и посадка с пробегом). В горизонтальном режиме полёт осуществляется за счёт пропульсивных движителей, а несущие винты обычно работают только на создание подъёмной силы и могут значительно разгружаться за счёт крыла.
Винтокрылы. Особенности конструкции.
Винтокрыл, обладая несущим винтом, может производить вертикальный взлёт и посадку, как вертолёт. В полёте наличие крыла и дополнительных движителей (чаще всего воздушных винтов), как у самолёта, позволяет ему развивать достаточно большую скорость по сравнению с аналогичным вертолётом, что является основным преимуществом. В горизонтальном полёте несущий винт винтокрыла работает в режиме авторотации (или очень близким к нему), как у автожира.
Несмотря на сходство винтокрыла на различных режимах полёта с вертолётом, самолётом и автожиром, он имеет свои отличия.
Отличия винтокрылов и преимущества:
— от вертолёта винтокрыл отличается наличием «самолётного» крыла и дополнительных движителей, как следствие — более высокая скорость горизонтального полёта;
— от самолёта винтокрыл отличается наличием «вертолётного» несущего винта, как следствие — возможность вертикального взлёта, посадки и висения;
— от автожира винтокрыл отличается наличием «вертолётного» привода несущего винта (возможность постоянной передачи больших мощностей), как следствие — возможность висения на месте, вертикального набора высоты и снижения.
Недостатки винтокрылов.
Объединение в винтокрыле систем различных летательных аппаратов привело к появлению специфических недостатков такой конструкции:
— на вертолётных режимах (висение, вертикальный набор высоты и снижение, полёты на малых скоростях) — не используются дополнительные движители, а крыло не только неэффективно, но и создаёт дополнительное сопротивление потоку от несущего винта;
— на самолётных режимах (полет с крейсерской скоростью) — несущий винт работает в режиме авторотации, при этом создаёт дополнительное сопротивление;
— применение элементов, которые задействованы только на отдельных режимах полёта, приводит к усложнению конструкции и снижению весовой эффективности винтокрыла;
— система управления винтокрылом является определенным компромиссом между системами управления вертолёта и самолёта, и может сильно отличаться в зависимости от конкретной конструкции винтокрыла.
История винтокрылов!
Среди массы самых разных гибридных конструкций, созданных на заре развития авиации, к категории винтокрыл можно отнести летательный аппарат построенный в 1908 году мотоциклистом Бертином (Bertin) и механиком Булином (Boulline) во Франции.
Винтокрыл Бертина сочетал в себе пару разнесённых бипланных коробок с несущим винтом диаметром 2 м, который работал в разрыве между ними. Тянущий винт диаметром 2,2 м раскручивался вместе с несущим при помощи двигателя мощностью 150 л. с. Винтокрыл Бертина совершал прыжки высотой около метра, но не обладал достаточной устойчивостью для управляемого полёта.
Вообще, до второй мировой войны единственными устойчиво летавшими винтокрылыми летательными аппаратами были только автожиры.
Изобретатель автожира Сиерва, последовательно совершенствуя конструкцию своего детища, сумел добиться от него устойчивого вертикального (прыжкового) взлёта и посадки. Однако такие режимы не считались достаточно безопасными, а чтобы иметь возможность зависания требовалось реализовать подвод тяги к несущему винту непосредственно в полёте. Сам Сиерва считал полноценный вертолёт слишком сложным только ради вертикального взлёта-посадки, и видел дальнейшее развитие своего аппарата в оснащении его приводом кратковременного действия — механическим или реактивным. К сожалению, Сиерва погиб в 1936 году не осуществив своего замысла, но его идеи нашли продолжение в конструкции некоторых винтокрылов уже после войны.
В 1934 году, в СССР под руководством И. П. Братухина была начата разработка гибридного аппарата ЦАГИ 11-ЭА с концепцией «геликожира» (геликоптер+автожир) и оригинальной конструкцией.
Первая модификация построенная в 1936 году имела приводной несущий винт и большое крыло с двумя рулевыми винтами — при взлёте или зависании мощность почти полностью отдавалась на несущий винт, а в горизонтальном полёте поток мощности плавно переводился на крыльевые винты.
Винтокрыл ЦАГИ 11ЭА.
Винтокрыл ЦАГИ 11ЭА был перетяжелённым, а работа крыла и рулевых винтов в потоке от несущего винта создавали массу сложностей.
На этапе наземных испытаний и подлётов на привязи выяснили, что в первую очередь следует отработать вертикальные режимы аппарата 11ЭА. Для этого в 1938 году крыло заменили на лёгкую трубчатую ферму с соосными рулевыми винтами вынесенными по обе стороны фюзеляжа за плоскость несущего винта. Изменённую машину назвали ЦАГИ 11-ЭАПВ (пропульсивный вариант).
В 1940 году начались лётные испытания, которые, несмотря на положительные результаты, пришлось прервать из-за изношенности двигателя. Продолжить испытания не удалось из-за начала войны, так как с эвакуацией ЦАГИ 11-ЭА был разобран и больше в воздух не поднимался.
Винтокрылы!
В 1953 году FAI выделило винтокрылы в самостоятельный класс, отделив их от вертолётов.
В 1950-х, в 1960-х годах, в СССР и за рубежом начали активно проводиться работы по созданию летательных аппаратов подобной схемы.
Схема «винтокрыла» в силу конструктивной простоты в то время представляла наибольший интерес для реализации тяжёлого аппарата с вертикальными взлётом и посадкой.
Получил известность винтокрыл Fairey Rotodyne, который был построен в конце 1950-х английской фирмой «Фейри». Этот аппарат имел один несущий винт с реактивным приводом лопастей и два тянущих воздушных винта. Его полётная масса составляла 17,7 т, скорость полёта до 312 км/ч.
Винтокрыл «Fairey Rotodyne» в горизонтальном полете.
В 1959 году в ОКБ им. Н. И. Камова (СССР) был разработан транспортный винтокрыл Ка-22, работы над опытной серией которого велись до 1964 года, а серийное производство так и не было организовано.
Винтокрыл Ка-22.
В 1967 году фирмой Lockheed (США) был разработан проект боевого винтокрыла Lockheed AH-56 Cheyenne. Была построена опытная серия из 10 машин.
Винтокрыл «Lockheed AH-56 Cheyenne».
В 2010 году фирмой Eurocopter построен опытный гибридный вертолёт Eurocopter X3, который может быть отнесён к винтокрылам.
Винтокрыл «Eurocopter X3».
Винтокрылы и в наше время довольно редки, каждая такая машина является уникальной.
Винтокрыл «Sikorsky Х2».
Винтокрыл V-22 «Osprey».
Винтокрылы — это уникальные комбинированные машины!
Тема винтокрылы: винтокрылый летательный аппарат, гибридная винтокрылая машина, винтокрылые машины, как использовать винтокрыл, управление винтокрылом.
Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)
www.i-kiss.ru
Воздушные винты конструкции А.Я. Деккера (Нидерланды) » Военное обозрение
По причине отсутствия разумных альтернатив почти все самолеты первой половины прошлого века оснащались поршневыми двигателями и воздушными винтами. Для повышения технических и летных характеристик техники предлагались новые конструкции винтов, имевшие те или иные особенности. В середине тридцатых годов была предложена совершенно новая конструкция, позволявшая получить желаемые возможности. Ее автором являлся нидерландский конструктор А.Я. Деккер.Работу в области винтовых систем Адриаан Ян Деккер начал еще в двадцатых годах. Тогда им была разработана новая конструкция крыльчатки для ветряных мельниц. Для повышения основных характеристик изобретатель предложил использовать плоскости, напоминающие крыло самолета. В 1927 году такая крыльчатка была установлена на одной из мельниц в Нидерландах и вскоре прошла испытания. К началу следующего десятилетия в эксплуатацию ввели три десятка таких крыльчаток, а в 1935-м ими оснащалось уже 75 мельниц.
Опытный самолет с воздушным винтом А.Я. Деккера. Фото Oldmachinepress.com
В начале тридцатых годов, после проведения испытаний и внедрения новой конструкции на мельницах, А.Я. Деккер предложил использовать схожие агрегаты в авиации. По его расчетам, крыльчатка особой конструкции могла бы использоваться в качестве воздушного винта самолета. Вскоре эта идея была оформлена в виде необходимой документации. Кроме того, конструктор озаботился получением патента.
Использование нестандартной конструкции воздушного винта, по задумке изобретателя, должно было дать некоторые преимущества перед существующими системами. В частности, появлялась возможность снизить обороты винтов при получении достаточной тяги. В связи с этим изобретение А.Я. Деккера нередко именуют «Воздушным винтом с малой скоростью вращения» – Low rotation speed propeller. Так же эта конструкция именовалась и в патентах.
Первая заявка на получение патента была подана в 1934 году. В конце июля 1936-го А.Я. Деккер получил британский патент за номером 450990, подтверждавший его приоритет в создании оригинального винтового движителя. Незадолго до выдачи первого патента появилась еще одна заявка. Второй патент был выдан в декабре 1937 года. За несколько месяцев до этого нидерландский конструктор отправил документы в патентные бюро Франции и США. Последнее в начале 1940 года выдало документ US 2186064.
Конструкция винта второй версии. Чертеж из патента
Британский патент №450990 описывал необычную конструкцию воздушного винта, способную обеспечит достаточные характеристики при определенном сокращении негативных факторов. Конструктор предложил использовать крупную ступицу винта оживальной формы, плавно переходящую в носовую часть фюзеляжа самолета. На ней должны были жестко крепиться крупные лопасти необычной формы. Именно оригинальные обводы лопастей, как считал А.Я. Деккер, могли привести к желаемому результату.
Лопасти «низкооборотного» воздушного винта должны были иметь малое удлинение при большой длине хорды. Их следовало монтировать под углом к продольной оси ступицы. Лопасть получала аэродинамический профиль с утолщенной носовой честью. Носок лопасти предлагалось делать стреловидным. Законцовка располагалась почти параллельно оси вращения винта, а заднюю кромку предлагалось сделать изогнутой с выступающей концевой частью.
Внутреннее устройство винта и редуктора. Чертеж из патента
Первый проект 1934 года предусматривал использование четырех лопастей. Винт такой конструкции должен был крепиться на валу, отходящем от редуктора с требуемыми характеристиками. Значительная площадь лопастей винта в сочетании с аэродинамическим профилем должны были обеспечить прирост тяги. Таким образом, появлялась возможность получить достаточную тягу при меньших оборотах в сравнении с винтом традиционной конструкции.
Уже после подачи заявки на первый патент А.Я. Деккер провел испытания опытного винта и сделал определенные выводы. В ходе проверки было установлено, что предложенная конструкция имеет определенные минусы. Так, воздушный поток позади винта расходился в стороны, и лишь малая его часть проходила вдоль фюзеляжа. Это приводило к резкому ухудшению эффективности хвостовых рулей. Таким образом, в существующем виде винт Деккера не мог использоваться на практике.
Дальнейшая проработка оригинального воздушного винта привела к появлению обновленной конструкции с рядом важнейших отличий. Именно она стала предметом второго британского и первого американского патента. Интересно, что в документе из США, в отличие от английского, описывался не только винт, но и конструкция его приводов.
Самолет Fokker C.I — подобная машина стала летающей лабораторией для проверки идей А.Я. Деккера. Фото Airwar.ru
Обновленное изделие Low rotation speed propeller должно было иметь в своем составе сразу два соосных воздушных винта противоположного вращения. Передний винт по-прежнему предлагалось строить на основе крупной обтекаемой ступицы. Лопасти заднего винта следовало крепить к цилиндрическому агрегату сопоставимых размеров. Как и в предыдущем проекте, кок переднего винта и кольцо заднего могли выполнять функции носового обтекателя самолета.
Оба винта должны были получать лопасти схожей конструкции, представлявшей собой развитие наработок первого проекта. Вновь следовало использовать значительно изогнутые лопасти малого удлинения, имеющие развитый аэродинамический профиль. Несмотря на стреловидную переднюю кромку, длина профиля увеличивалась по направлению от корня к законцовке, образуя характерный изгиб задней кромки.
Согласно описанию патента, передний винт должен был вращаться против часовой стрелки (при взгляде со стороны пилота), задний – по часовой стрелке. Лопасти винтов следовало монтировать соответствующим образом. Количество лопастей зависело от требуемых характеристик винта. В патенте приводилась конструкция с четырьмя лопастями на каждом винте, тогда как более поздний опытный образец получил большее число плоскостей.
Процесс сборки оригинальных винтов, можно рассмотреть внутренние элементы изделия. Фото Oldmachinepress.com
В американском патенте описывалась конструкция оригинального редуктора, позволявшего передавать крутящий момент с одного двигателя на два винта противоположного вращения. Вал двигателя предлагалось соединять с солнечной шестерней первого (заднего) планетарного контура редуктора. При помощи закрепленного на месте зубчатого венца мощность передавалась на шестерни-сателлиты. Их водило соединялось с валом переднего винта. Этот вал также соединялся с солнечной шестерней второй планетарной передачи. Вращающееся водило ее сателлитов соединялось с полым валом заднего винта. Такая конструкция редуктора позволяла синхронно регулировать скорость вращения винтов, а также обеспечивать их вращение в противоположных направлениях.
По задумке изобретателя, основная тяга должна была создаваться лопастями переднего винта. Задний, в свою очередь, отвечал за правильное перенаправление потоков воздуха и позволял избавиться от негативных эффектов, наблюдавшихся в базовом проекте. После двух соосных винтов поток воздуха проходил вдоль фюзеляжа и должен был нормально обдувать хвостовое оперение с рулями. Для получения таких результатов задний винт мог иметь уменьшенную скорость вращения – около трети оборотов переднего.
Оригинальный винтовой движитель создавался с учетом возможного внедрения в новые проекты авиационной техники, и потому требовалось провести полноценные испытания. В начале 1936 года Адриаан Ян Деккер основал собственную компанию Syndicaat Dekker Octrooien, которой предстояло проверить оригинальный воздушный винт, и – при получении положительных результатов – заняться продвижением этого изобретения в авиационной отрасли.
Готовый винт на самолете. Фото Oldmachinepress.com
В конце марта того же года «Синдикат Деккера» приобрел многоцелевой самолет-биплан Fokker C.I нидерландской постройки. Эта машина с максимальным взлетным весом всего 1255 кг оснащалась бензиновым двигателем BMW IIIa мощностью 185 л.с. Со штатным двухлопастным деревянным винтом она могла развивать скорость до 175 км/ч и подниматься на высоту до 4 км. После определенной перестройки и установки нового воздушного винта биплан должен был стать летающей лабораторией. В апреле 1937 года компания А.Я. Деккера зарегистрировала модернизированный самолет; он получил номер PH-APL.
В ходе перестройки опытный самолет лишился штатного капота и некоторых других деталей. Вместо них в носовой части фюзеляжа поместили оригинальный редуктор и пару «винтов низкой скорости вращения». Передний винт получил шесть лопастей, задний – семь. Основой нового винта стала пара ступиц, собранных из алюминиевого каркаса с обшивкой из того же материала. Лопасти имели схожую конструкцию. В связи с установкой винтов нос машины самым заметным образом изменил свою форму. При этом цилиндрический обтекатель заднего винта не выступал за пределы обшивки фюзеляжа.
Испытания летающей лаборатории с оригинальным винтом стартовали в том же 1937 году. Площадкой для них стал аэродром Ипенберг. Уже на ранних стадиях проверок было установлено, что соосные винты с лопастями малого удлинения действительно могут создавать требуемую тягу. С их помощью машина могла выполнять рулежки и пробежки. Кроме того, с определенного времени испытатели попытались поднять машину в воздух. Известно, что опытный Fokker C.I смог выполнить несколько подлетов, но о полноценном взлете речи не шло.
Вид спереди. Фото Oldmachinepress.com
Испытания опытного самолета позволили выявить как плюсы, так и минусы оригинального проекта. Было установлено, что пара винтов противоположного вращения действительно способна создавать требуемую тягу. При этом винтомоторная группа в сборе отличалась сравнительно малыми размерами. Еще одним преимуществом конструкции был сниженный шум, производимый лопастями малого удлинения.
Впрочем, не обошлось без проблем. Воздушный винт А.Я. Деккера и необходимый ему редуктор отличались от существующих образцов излишней сложностью изготовления и обслуживания. Кроме того, экспериментальный винт, установленный на Fokker C.I, показал недостаточные характеристики тяги. Он позволял самолету двигаться по земле и развивать достаточно высокую скорость, но для полетов его тяга была недостаточна.
По-видимому, испытания продолжались до самого начала сороковых годов, однако за несколько лет так и не привели к реальным результатам. Дальнейшим работам помешала война. В мае 1940 года гитлеровская Германия напала на Нидерланды, и всего через несколько дней опытный самолет с необычными воздушными винтами стал трофеем агрессора. Немецкие специалисты ожидаемо проявили интерес к этой разработке. Вскоре летающую лабораторию отправили на один из аэродромов вблизи Берлина.
Запуск двигателя, винты начали вращение. Кадр из кинохроники
Имеются сведения о проведении некоторых испытаний силами немецких ученых, однако эти проверки достаточно быстро закончились. По некоторым данным, первая же попытка немцев поднять самолет в воздух завершилась аварией. Машину не стали восстанавливать, и на этом история смелого проекта закончилась. Единственный самолет, оснащенный винтами типа Low rotation speed propeller, не смог показать себя с лучшей стороны, и потому от оригинальной идеи отказались. В дальнейшем массово использовались только воздушные винты традиционного облика.
Согласно идеям, лежавшим в основе оригинального проекта, особый «Воздушный винт с малой скоростью вращения» должен был стать полноценной альтернативой системам традиционной конструкции. Отличаясь от них некоторой сложностью, он мог иметь преимущества в виде меньших габаритов, сниженных оборотов и сокращенной шумности. Тем не менее, конкурентной борьбы не вышло. Разработка А.Я. Деккера даже не смогла пройти весь цикл испытаний.
Возможно, по мере дальнейшего развития оригинальные воздушные винты смогли бы показать желаемые характеристики и найти применение в тех или иных проектах авиационной техники. Тем не менее, продолжение работ замедлялось в связи с различными проблемами и обстоятельствами, а в мае 1940 года проект был остановлен из-за нападения Германии. После этого необычная идея окончательно осталась без будущего. В дальнейшем в разных странах вновь прорабатывались перспективные конструкции воздушных винтов, но прямые аналоги системы Адриаана Яна Деккера не создавались.
По материалам:
https://oldmachinepress.com/
http://anyskin.tumblr.com/
http://hdekker.info/
http://strangernn.livejournal.com/
https://google.com/patents/US2186064
topwar.ru
Самолет «С». Утерянные победы советской авиации
Среди самолетов, разработанных и построенных под руководством Виктора Федоровича Болховитинова (1899–1970 гг.), наиболее известны четырехмоторный бомбардировщик ДБ – А (о нем уже рассказано) и ракетный истребитель БИ-1. А вот изящный многоцелевой боевой самолет, оснащенный двумя спаренными двигателями М-103, по ряду причин всегда оставался в тени. В период создания этого экспериментального аппарата применялись обозначения ББС (ближний бомбардировщик скоростной), ББ (бомбардировщик Болховитинова), ЛБ – С (легкий бомбардировщик – спарка) и даже ССС (сверхскоростной самолет). На практике закрепилось наиболее короткое его обозначение – самолет «С». «Сталин», «Спарка», «Спартак» – вот несколько бытующих по сей день вариантов расшифровки этой одной единственной буквы «С». Автор не настаивает ни на одном из них, поэтому предлагает читателю самому выбрать наиболее приглянувшийся.
Спаренная установка двигателей М-103П
Начало истории относится еще к 1933 г., к периоду обсуждения проектных вариантов истребителя И-17. В частности, на совещании у начальника ВВС Я. И. Алксниса в декабре 1933 г. среди прочих рассматривался проект двухместного И-17, определяемого как ДИ-7. По причине сомнений в его необходимости конкретных решений по такому двухместному аппарату долгое время не принималось. На каком-то этапе развития событий возник вариант установки на ДИ-7 двух спаренных двигателей, одного за другим вращающих два воздушных винта в противоположных направлениях. В отношении такой моторной установки пользовались определением «механическая спарка». Интерес к этой теме в начале 1935 г. усилился в связи с развертыванием проектных работ по созданию рекордного скоростного самолета. В результате моторному заводу № 26 было дано задание на разработку «механической спарки» двигателей М-100 (затем М-103).
В виде небольшого отступления имеет смысл уделить немного места описанию самой проблемы сочлененных двигателей. Понятно, что соединение двух двигателей одного за другим в единую силовую установку позволяло, прежде всего, заметно снизить аэродинамическое сопротивление. Кроме того, проведенные исследования, да и просто элементарные соображения наталкивали конструкторов на мысль о преимуществах воздушных винтов, собранных на одной оси и вращающихся в противоположных направлениях. Суммарный реактивный момент таких винтов равнялся нулю, в результате чего отпадала необходимость в аэродинамических компенсаторах. В криволинейном полете, например вираже, устранялся гироскопический момент каждого отдельного винта, что повышало маневренность самолета. Далее – воздушный поток, закрученный передним винтом, выпрямлялся задним винтом, что создавало возможности увеличения эффективности всей винтомоторной группы. Более того, выпрямленный поток обеспечивал симметричное обтекание самого самолета, что благоприятствовало улучшению его управляемости на взлете и посадке.
Приведенные теоретические соображения нуждались в практических доказательствах. И доказательства такие очень скоро появились. Впервые необыкновенные возможности сочлененных двигателей и соосных винтов триумфальным образом были продемонстрированы итальянским рекордным гидросамолетом Макки – Кастольди М-72 (Macchi M. C.72).
Этот самолет строился специально для участия в популярных международных состязаниях на кубок Шнейдера, где нередко устанавливались мировые рекорды скорости полета. Особенностью состязаний являлось выступление на них исключительно гидросамолетов, причем в подавляющем большинстве это были двухпоплавковые машины. Летчикам, участвующим в этом международном первенстве, приходилось начинать взлет под прямым углом к ветру, так как неуравновешенный реактивный момент одиночного воздушного винта заставлял один из поплавков полностью погружаться в воду, в результате чего при старте получался почти полный разворот на 90° к направлению ветра. Описанный маневр был вынужденным, сложен в исполнении и представлял собой немалую опасность. Очевидно, что этот недостаток стал одним из побудительных мотивов, заставивших конструктора Марио Кастольди использовать спаренные двигатели и соосные винты на своем М-72. Проведенные в процессе создания гидросамолета исследования показали, что можно ожидать и значительного увеличения скорости. И хотя вращение винтов на М-72 не было синхронизировано (каждый винт вращался от отдельного двигателя, поэтому у них всегда имелась некоторая разница в оборотах), успех был достигнут. Летом 1934 г. итальянский М-72 установил мировой рекорд скорости 709 км/ч, который продержался до 1939 г.
Однако вернемся к описанию проблем и свершений советской авиации. Окончательно задание на изготовление «механической спарки» появилось после освоения моторным заводом № 26 в Рыбинске лицензионных двигателей «Испано Сюиза» и начала их выпуска под советским обозначением М-100. Поначалу экспериментировали с этими двигателями, затем переключились на более мощные М-103. В обоих случаях использовались так называемые пушечные двигатели – вал двигателя в них для установки скорострельной пушки делался пустотелым.
Итак, два двигателя М-103П были установлены на одной жесткой мотораме. Вал заднего двигателя проходил через пустотелый вал переднего и вращал передний воздушный винт. А передний двигатель вращал задний воздушный винт. Испытания такой спарки двигателей М-103П на стенде были проведены в 1936 г. со вполне обнадеживающими результатами. Под установку решено было строить самолет, а заказ на него достался Болховитинову.
Военный инженер 1 ранга Виктор Федорович Болховитинов в 1937 г. являлся главным конструктором казанского авиазавода № 124, где заложили серию его бомбардировщиков ДБ – А. С получением нового и весьма интересного задания сразу появилось множество идей по части технологии и вооружения. Именно поэтому предложения конструктора поначалу выразились в виде предварительного проекта, представленного к рассмотрению 23 ноября 1937 г. Всего предлагалось четыре варианта самолета:
1. Разведчик с дальностью полета до 2200 км.
2. Ближний бомбардировщик.
3. Штурмовик, вооруженный десятью пулеметами ШКАС. (После консультации с конструкторами Можаровским и Веневидовым вооружение и методы атаки цели изменились. Эти оружейники предлагали использовать сдвоенные пулеметы УльтраШКАС со скорострельностью 10000 выстрелов в минуту. Пулеметы, установленные на качающемся узле, позволяли накрывать огнем полосу земли шириной 25 м).
4. «Бомбардировочный» истребитель (БИ) с 37–мм пушкой конструкции Кондакова для борьбы с бомбардировщиками противника. Пушка имела два ствола, стреляющих для взаимоуничтожения отдачи одновременно в противоположных направлениях. Из одного ствола стрельба велась боевыми снарядами, из другого – весовыми болванками. Дальность стрельбы 37–мм пушки составляла 4 км, для ее обслуживания на борту самолета находились заряжающий и наводчик.
За время обсуждений и доработок проекта самолет Болховитинова превратился в двухместный скоростной бомбардировщик с оборонительным вооружением в виде одного пулемета ШКАС. Для эффективной защиты хвостовой части вертикальное оперение сделали разнесенным. Наступательное вооружение предполагалось в виде двух ШКАСов в крыльях (или под крыльями), однако никогда не устанавливалось.
Скоростной бомбардировщик «С» проектировался по ТТТ ВВС 1937 г. Согласно этим требованиям максимальная скорость самолета составляла 640 км/ч. Впрочем, теоретические расчеты обещали даже большее – 668 км/ч на высоте 5250 м. Для оптимизма имелись основания: самолет имел длинный вытянутый фюзеляж, крыло малого размаха и малой площади с новым, скоростным профилем BBS. Для снижения посадочной скорости использовали особые выдвижные закрылки, так называемые закрылки «типа Фаулер». Вообще конструкция использовалась максимально прогрессивная, фюзеляж собирался из четырех тщательно изготовленных и хорошо стыкуемых панелей – верхней, нижней и двух боковых. Крыло имело гладкую обшивку, оно имело усиления в виде подкрепляющего внутреннего гофра.
Макет самолета рассматривался 16 июня 1938 г. в Казани – по месту основного места базирования главного конструктора Болховитинова. Однако скоро Виктору Федоровичу удалось добиться перевода в Москву – переезд конструкторского бюро состоялся в августе – сентябре 1938 г. Разместились прибывшие в мастерских «Фотолет» на территории завода № 84, а сама организация скоро стала именоваться авиационным заводом № 293.
В специальном правительственном постановлении, касающемся проектирования и постройки нового самолета, первый экземпляр ближнего скоростного бомбардировщика (ББС) должны были сдать на испытания в августе 1939 г., второй экземпляр – в декабре 1939 г.
Непосредственные исполнители задания, главный конструктор Болховитинов и директор завода № 84 Ярунин, должны были обеспечить выполнение следующих требований для самолета:
Указывалось вооружение самолета: пулемет ШКАС в верхней оборонительной установке и 4 бомбовые кассеты АК-1М в фюзеляже для размещения четырех 100–килограмовых авиабомб.
Общие виды экспериментального бомбардировщика «С» конструкции Болховитинова (1)
В соответствии с принятыми сроками по самолету Болховитинова авиазавод № 26 (в лице директора Баландина и главного конструктора Климова) должен был сдать заводу № 84 первую «спарку» двигателей М-103 к 5 июня 1939 г., следующую к 10 июня, еще две к 1 августа 1939 г.
Всего под обозначением «С» построили два экспериментальных аппарата: С-1 и С-2. Первый экземпляр С-1 был готов во второй половине 1939 г. Он был оснащен одним двигателем М-103 с воздушным винтом ВИШ-2. Целью испытаний С-1 являлась оценка его летных качеств – устойчивости, управляемости и взлетно – посадочных характеристик. Кроме этого, предстояло оценить системы и оборудование, определить внутренние и внешние давления на капоте двигателя с целью допуска второй машины к достижению максимальных полетных скоростей.
Общие виды экспериментального бомбардировщика «С» конструкции Болховитинова (2)
С-1 поступил на испытания в конце 1939 г. Вооружения и специального оборудования не имел, был установлен на неубираемое лыжное шасси. Первый его полет состоялся 26 января 1940 г., летал летчик Б. Кудрин. Всего до окончания испытаний в марте 1940 г. удалось выполнить 29 полетов, была достигнута максимальная скорость 400 км/ч. Кроме Кудрина, в полетах от НИИ ВВС участвовал летчик Кабанов, поэтому испытания были засчитаны как совместные – заводские и государственные. Летная оценка была вполне приемлемой, дефектов, выявленных в процессе испытаний, практически не было, и обычных при этом доработок не велось.
Испытания первого опытного самолета С-1, оснащенного одним двигателем М-103. Зима 1939—40 гг.
Признавалось, что С-1 во всех отношениях является вполне доведенным самолетом, по технике пилотирования доступен летчикам средней квалификации. Полученные результаты тестирования этой машины позволяли смело приступать к полетам двухмоторного варианта С-2. В заключении отчета по С-1 говорилось: «Считать необходимым, не дожидаясь окончания испытания самолета № 2, приступить к подготовке чертежного хозяйства для постройки опытной серии самолетов».
Позднее на первый опытный С-1 установили отработавшие моторный ресурс спаренные двигатели М-103, и самолет в таком исполнении использовали для натурных исследований в аэродинамических трубах ЦАГИ.
Еще до окончания испытаний первой машины с 20 марта 1940 г. начались полеты второго опытного С-2. Цель стояла конкретная: «Проверить соответствие фактических летных данных самолета и его вооружения тактико – техническим требованиям и дать оценку возможности принятия этого самолета на вооружение ВВС». Уже сама постановка задачи говорила о том, что вторая машина была полностью оборудована и вооружена. В пространстве между кабинами летчика и штурмана находился бомбовый отсек, вмещающий 4 ФАБ-100. Загрузка бомб происходила через открываемый фрагмент фонаря кабины при помощи специальной кран – балки. Кроме указанного внутреннего размещения авиабомб предполагалась подвеска четырех ФАБ-100 на наружных держателях под крылом.
Штурманская кабина для улучшения обзора имела остекление в полу и по бортам, была оборудована всеми основными навигационными приборами, прицелом, бомбосбрасывателем, радиостанцией РСБ. Сразу за кабиной штурмана размещался фотоаппарат АФА-1. Бронирования кабины экипажа не имели.
Самолет С-2 был оснащен двумя спаренными моторами М-103П, каждый мощностью по 960 л. с. на высоте 4000 м, с воздушными винтами – автоматами ВИШ – КБ ВВС. Выхлопные патрубки двигателей реактивного типа, они были выполнены в виде сварных коллекторов, объединяющих выхлоп из трех цилиндров. Бензобаки непротектированные, общей емкостью 660 л, в количестве трех емкостей размещены в фюзеляже, сразу за двигателями. Радиаторы водяного охлаждения для обоих двигателей размещались в едином блоке под фюзеляжем. Здесь же, в одном тоннеле с водяными радиаторами, находились два цилиндрических 8–дюймовых масляных радиатора. Задняя часть всей этой «бороды», заметно выступающей из самолета, была оборудована единой подвижной створкой регулировки охлаждения всех радиаторов.
Государственные испытания экспериментального С-2. Лето 1940 г.
Дополнить краткое описание самолета следует некоторыми подробностями, касающимися особенностей его устройства. Крыло соединялось с фюзеляжем четырьмя узлами, называлось конструкцией кессонного типа, его носки и хвостовые части по всему размаху разъемные, присоединялись к центральной части шомполами. Стабилизатор хвостового оперения подвижный, управление его перестановкой могло осуществляться в полете с помощью штурвала из кабины пилота. Конструкция оперения аналогична конструкции крыла.
Силовая установка С-2 со снятыми капотами двигателей
Основное шасси одностоечное, убираемое назад с поворотом на 94°, стойки и часть колеса при этом закрывались обтекателем. Основные колеса полубаллонного типа – поначалу размером 700?220 мм, затем, в процессе испытаний, были заменены колесами размером 800?250 мм. В связи с установкой увеличенных колес на нижней поверхности крыла появился прилив – обтекатель для обеспечения их полной уборки. Костыльное колесо размером 300?125 мм, ориентирующееся при рулении и выполнении взлета, в полете убиралось внутрь фюзеляжа.
Государственные испытания второго экземпляра самолета «С», начавшиеся сразу после выполнения первых полетов, продолжались вплоть до 25 июля 1940 г. Летали: летчик НИИ ВВС полковник А. И. Кабанов и штурман П. И. Никитин. Этим экипажем в полете была достигнута максимальная скорость 570 км/ч на расчетной высоте.
Летная оценка С-2 в целом была положительная, признавалось, что управление пилотированием простое и достаточно легкое. Самолет хорошо слушался рулей на всех режимах полета, вплоть до максимальных скоростей, планировании, наборе высоты и на виражах. Однако высокая удельная нагрузка на крыло (на первой машине была 171 кг/м2, на второй в связи с возросшим полетным весом составила 246 кг/м2) резко ухудшила взлетно – посадочные характеристики самолета. После отрыва на скорости 200 км/ч он далее медленно разгонялся до наивыгоднейшей скорости набора высоты 300–310 км/ч. Окружающий аэродром НИИ ВВС лес находился на расстоянии 2 км от места старта, однако самолет при совершении взлета проходил буквально над верхушками деревьев. Попытки использовать максимально эффективно на взлете закрылки Фаулер, которые должны были увеличить несущие возможности крыла и снизить полетные скорости самолета, ощутимых положительных результатов не дали, и от них отказались.
Не менее сложной оказалась посадка. С-2 планировал с полностью открытыми закрылками на скорости 240 км/ч, на посадке быстро терял скорость и становился малоустойчивым. По отзыву испытателей сложные взлетно – посадочные качества нового самолета делали его доступным только для летчиков высшей квалификации. Дополнительным недостатком считался его слишком длинный нос, затрудняющий обзор пилоту при выходе на цель. У штурмана обзор вниз затруднялся тем, что остекление забрызгивалось маслом, покрывалось пылью и грязью при взлете. Неудобной оказалась загрузка бомб через открываемый фонарь кабины.
По результатам испытаний самолета С-2 признавалось, что достигнутая максимальная скорость 570 км/ч ниже требуемой на 70 км/ч, а посадочная скорость 165–168 км/ч слишком высокая, дальность полета ниже заявленной: 700 км вместо 1200 км по постановлению Комитета Обороны. Хотя по всем вышеперечисленным причинам самолет «С» государственных испытаний не выдержал, одновременно отмечалось: «… самолет «С» является экспериментальным самолетом, на котором впервые в Союзе решалась задача увеличения мощности винто – моторной группы без увеличения лобового сопротивления и эта задача конструктором практически решена. Сочетание двух моторов в одном агрегате с успехом может быть использовано на самолетах – истребителях с толкающими винтами и на бомбардировщиках нормальной двухмоторной схемы. Учитывая наличие максимальной скорости 570 км/ч на высоте 4600 м и возможности ее повышения, а также имеющуюся возможность устранения дефектов, по которым самолет не выдержал госиспытаний, НИИ ВВС Красной Армии считает необходимым, в первую очередь улучшить взлетно – посадочные свойства и затем вновь предъявить самолет на контрольные испытания в НИИ ВВС к 1 февраля 1941 г.
Считать необходимым провести следующие работы в ЦАГИ и ЦИАМе:
1. Выявить характеристики соосных винтов.
2. Выявить наивыгоднейшие условия работы спаренных моторов на одной общей мотораме».
Таким образом, проектирование, постройка и испытания самолетов «С» признавались как положительный факт. Зафиксированные на испытаниях характеристики самолетов в сравнении с проектными значениями приведены ниже.
История самолетов со спаренными моторами и соосными воздушными винтами могла иметь продолжение. Достаточно сказать, что сама идея подобной силовой установки уже получила заметное распространение и с интересом рассматривалась многими конструкторами. Одним из первых, еще в 1934 г., ее предполагал использовать в своем летающем треугольнике «Сигма» конструктор Александр Москалев, он же в 1940 г. в проекте летающей лодки САМ-19 ориентировался на соосные воздушные винты. «Механическая спарка» двигателей М-105 являлась ключевым элементом в проекте четырехмоторного истребителя Константина Таирова ОКО-9, на использование соосных винтов рассчитывал Александр Архангельский в проекте своего самолета – штурмовика «Т».
Еще до начала проведения испытаний С-2, 15 февраля 1940 г. авиационный конструктор Г. М. Бериев, специализирующийся на создании гидросамолетов, обратился в Наркомат авиапромышленности со своим проектом скоростного самолета Б-10. В представленном эскизном проекте Б-10 определялся как истребитель – перехватчик или пикирующий бомбардировщик. Выполненный по схеме двухбалочного низкоплана, самолет нес в себе множество оригинальных предложений: трехколесное шасси с носовой опорой, крыло с ламинарным профилем NACA 23012, спаренные двигатели М-107 с толкающими соосными четырехлопастными винтами. Согласно расчетов, произведенных в КБ Бериева, новый Б-10 мог обеспечить получение максимальной полетной скорости до 818 км/ч.
Остальные расчетные характеристики Б-10 были следующими:
Проект Б-10 рассматривался в Главном Управлении авиационного снабжения Красной Армии (ГУАС КА). В заключении по нему говорилось, что самолет вполне реален и его разработку можно включить в план 1941 г. Однако в связи с большой загруженностью КБ Бериева разработкой перспективных гидросамолетов работу по Б-10 предлагалось поручить Болховитинову, так как уже специализируется на подобной тематике.
Демонстрация загрузки бомбовой нагрузки в средний боевой отсек самолета С-2. 1940 г.
В соответствии с решением правительства от 18 марта 1940 г. дальнейшая работа по Б-10 поручалась Болховитинову, в его КБ проект получил обозначение «И». Ведущим по самолету был назначен конструктор А. М. Исаев.
Эскизный проект «И» был представлен Экспертной комиссии НКАП и одобрен ею 21 сентября 1940 г. В целом проект напоминал бериевский Б-10, однако двигатели предполагались М-105 (как более реальные), площадь крыла уменьшилась до 20 кв. м, максимальная скорость предполагалась 675 км/ч. В дальнейшем разработчики ориентировались все равно на М-107, задача по созданию его «спарки» была поручена рыбинскому моторному заводу.
Разработка проекта «И» велась вплоть до весны 1941 г., использовалась в основном конструкция и технологические приемы, отработанные на самолете «С». Одновременно было много нового. В частности, применили крыло – топливный бак из электрона, с толщиной обшивки до 4 мм. Осваивалась технология производства самого электрона, методы изготовления деталей из него и многое другое.
Самолет уже был начат постройкой, однако скоро последовала серия решений правительства о сворачивании ряда опытных и экспериментальных разработок. Постановление о прекращении производства истребителя – бомбардировщика со спаренными моторами М-107 конструкции Болховитинова последовало 21 марта 1941 г.
Выше уже говорилось, что 25 апреля 1941 г. Болховитинов был вызван на прием к заместителю наркома авиапромышленности по двигателестроению Баландину. Присутствовали директор завода № 26 Лаврентьев и конструктор двигателей Климов. Причиной вызова назывался отказ двигателистов от создания «механической спарки» М-107. По их мнению, создание подобной силовой установки в обозримом будущем представлялось малореальным. М-107 являлся весьма «сырым» и недоведенным, считалось, что на этом сверхнапряженном двигателе при установке удлиненного вала на рабочих оборотах начнут возникать опасные резонансные явления, способные привести к разрушению конструкции.
На самом деле и двигателисты получили множество рекомендаций по сокращению оригинальных разработок, имеющих долговременную перспективу. Кроме того, моторный завод в Рыбинске имел весьма большой план по выпуску серийной продукции, здесь продолжали сложную и кропотливую доводку серийных М-105, опытных М-107 и М-120.
В качестве «сладкой пилюли» Болховитинову предложили выбрать любой другой отечественный двигатель и переработать под него свой проект. Выбран был дизельный М-40, под который, в частности, проектировался тяжелый бомбардировщик «Д». Попытка приспособить дизель к проекту «И» представлялась малоэффективной. Однако можно было вернуться к проверенной схеме самолета «С», но в однодвигательном варианте. В своем письме в правительство Болховитинов писал: «…Прошу поручить мне вместо самолета «И»… самолет одномоторный, с М-40, на базе ранее построенной машины «С», придав ей оружие, стреляющее через винт согласно пожеланиям И. В. Сталина (говорят, что Сталин, осмотрев «С», потребовал обеспечить этому самолету обстрел вперед через диск вращения воздушного винта. – М. М.)».
Известно, что этот новый проект далее не реализовывался и даже не имел своего названия. Однако предполагалось, что это будет многоцелевой двухместный самолет нормальной схемы, с однокилевым оперением. По предварительным прикидкам скорость машины выходила 585 км/ч на высоте полета 7000 м, бомбовая нагрузка – 500 кг, дальность полета – 1200 км, вооружение – 2?12,7 мм для стрельбы вперед и один ШКАС на кормовой оборонительной турели.
Осенью 1941 г. КБ-293 В. Ф. Болховитинова эвакуировали на Урал, где началась эпопея по совершенствованию ракетного самолета БИ. Ни один из проектов довоенных бомбардировщиков довести до логического завершения не удалось.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
military.wikireading.ru
Самолет с треугольным крылом | Журнал Популярная Механика
Теплым летним днем 28 августа 1937 года на Тушинском аэродроме Центрального аэроклуба, несмотря на выходной, было много народу. Жужжание очередного самолета, заходящего на посадку, звучало вполне обычно. Тем не менее этот аппарат привлек внимание всех присутствующих. Еще бы — ведь на аэродром садился не учебный тряпочный биплан, а фантастический ярко-красный треугольный самолет.
В 1933 году авиаконструктор Александр Сергеевич Москалев, изучая результаты отстрела снарядов различной формы, проведенные немецкой фирмой «Крупп», пришел к выводу, что при приближении скорости самолета к скорости снаряда и форма их должна быть сходной. Эксперименты, проведенные в аэродинамической лаборатории Ленинградского государственного университета, окончательно укрепили Москалева во мнении, что для сверхзвукового полета оптимальным будет стреловидное крыло малого удлинения.
«Несусветная экзотика»
Свой проект перспективного сверхзвукового истребителя-перехватчика Москалев назвал «Сигма» (индекс САМ-4, Самолет Александра Москалева-4). Летающее крыло малого удлинения с большой стреловидностью и двухкилевым вертикальным оперением на законцовках хорошо сочеталось бы с реактивным двигателем. Но реактивные двигатели тогда делали свои первые шаги, так что пришлось довольствоваться двумя Hispano-Suiza 12YBbrs. Двигательный блок размещался в крыле, рядом находилась кабина пилота, который должен был управлять самолетом лежа. Длинные соосные валы вращали винты в разные стороны с помощью специального редуктора. Для повышения КПД винтов была разработана особая «сверхзвуковая» серповидная форма лопастей. По предварительным расчетам, максимальная скорость чудо-аппарата составляла фантастические для 1934 года 1000 км/ч (в 1935-м гоночный самолет И-17 разработки ОКБ Поликарпова с трудом развивал 490 км/ч).
Первыми американскими истребителями с треугольным крылом стали в 1950-х F7U Cutlass и F4D Skyray. Их форма берет начало от немецкого проекта P13 1944 года. Первым советским истребителем с треугольным крылом стал в начале 1960-х МиГ-21, прозванный в ВВС за свою форму «балалайкой». Между тем приоритет в данном вопросе принадлежит советскому авиаконструктору Александру Москалеву — его проект самолета «Сигма» с треугольным крылом датируется 1933 годом. А в 1937 году была построена и совершила успешный полет экспериментальная «Стрела» САМ-9 (слева). Тогда многие инженеры и летчики отнеслись к аппаратам столь необычного вида с опаской, но время показало, что Москалев был прав: многие современные самолеты имеют именно такую, наиболее выгодную для сверхзвукового полета, форму крыла.
У начальника опытного отдела Народного комиссариата авиационной промышленности (НКАП) Иосифа Иосифовича Машкевича САМ-4 не вызвал восторга. Он раскритиковал Москалева за «несусветную экзотику». Конструктор пояснил, что проект не предусматривает немедленной реализации, а претендует на приоритет в открытии новой перспективной компоновки самолета. Проект поместили в архив до лучших времен. Но долго ждать не пришлось.
В 1937 году советская разведка сообщила, что в США, в фирме Сикорского, русский эмигрант Михаил Глухарёв начал разработку «треуголки» с толкающим винтом. Наркоминдел Молотов приказал разобраться в значимости и возможной полезности проведения подобных работ в СССР. Запрос в Главк ЦАГИ ничего не дал — там не занимались необычными компоновками самолетов. Но спустя полгода вопросом заинтересовался лично товарищ Сталин, который полагал, что речь идет о чем-то новом и важном.
Тянуть с ответом было нельзя, и Машкевич вспомнил о «Сигме», форма которой напомнила ему наброски, приведенные в докладе разведки. Москалева срочно вызвали в Москву. После обсуждения вопроса о «Сигме» на совещании в присутствии представителей ЦАГИ начальник Глававиапрома Каганович доложил Сталину, и тот приказал срочно разработать проект аналога самолета «Сигма», осуществить его строительство и провести программу летных испытаний. ЦАГИ было поручено исследование модели самолета в аэродинамической трубе.
Недооцененный конструктор
Александр Москалев родился в 1904 году в городе Валуйки. Осенью 1922 года поступил на математическое отделение физмата Воронежского университета, через год перевелся на физмат Казанского университета, а в 1925 году — в Ленинградский госуниверситет. В 1928-м Москалев начинает работу на авиационном заводе «Красный летчик». В 1931 году его направляют в Воронеж, на строящийся авиазавод №18, в качестве заместителя начальника серийного конструкторского отдела. Он проектирует несколько машин своей собственной конструкции (САМ-5 и его серийный деревянный аналог САМ-5бис, перспективный истребитель-«бесхвостка» САМ-7, САМ-4 «Сигма», САМ-9 «Стрела» и двухбалочный САМ-13 с тандемным расположением двигателей). После войны Москалев проектирует сверхзвуковой истребитель РМ-1, а в 1948 году становится старшим преподавателем Ленинградской Краснознаменной Военно-воздушной академии (ЛКВВИА) им. Можайского. С 1952 года он был призван в армию в звании инженера-подполковника и занимался исследованием стратегических перспектив развития военной авиации. Умер Александр Москалев 3 января 1982 года.
Красная «Стрела»
Самолет напоминал в плане наконечник стрелы, телеграфный адрес ОКБ-31, где он строился, имел шифр «стрела», — словом, с названием для самолета проблемы не возникло и прототип вошел в историю под названием САМ-9 «Стрела». На разработку проекта и постройку самолета Иосиф Виссарионович дал всего два с половиной месяца.
Эскизный проект был выполнен за три дня. Треугольное крыло из фанеры необычно малого удлинения и сравнительно толстого профиля служило обтекателем двигателя и закрытой кабины летчика. Полотняные рули высоты занимали заднюю часть крыла и выполняли также функции элеронов. Горизонтальное оперение отсутствовало, шасси и хвостовой костыль не убирались. В качестве двигателя решили использовать 140-сильный лицензионный мотор «Рено» МВ-4.
Слева: «Стрела» (САМ-9). Справа: «Сигма» (САМ-4).
Все работы ОКБ, кроме «Стрелы», были временно приостановлены. Пробные продувки в ЦАГИ доказали полную правильность расчетов Москалева. Поэтому летный прототип самолета был построен в удивительные сроки — всего за 70 дней.
Испытания проводились на аэродроме тяжелых бомбардировщиков под Воронежем. Летчик-испытатель Алексей Гусаров, обкатывавший «Стрелу» на земле, уверял, что машина «просится в воздух». Государственная комиссия дала добро на летные испытания. Предполагалось, что их будет проводить известный летчик-испытатель Борис Кудрин, специалист по самолетам необычной компоновки. «Он долго ходил вокруг ‘Стрелы’, присматривался, говорил с Гусаровым, смотрел продувки, расчеты, думал, — вспоминал Москалев, — и наконец решительно заявил комиссии, что он не только летать, но и подлетывать на подобной странной машине, не имеющей, по его мнению, не только хвоста, но и крыльев, не собирается». Вероятно, и комиссия во главе с председателем — начальником ЦАГИ Проценко — охотно бросила бы это «подозрительное дело», если бы не личный интерес Сталина.
Треугольное крыло планера P-13 далеко не главное достижение немецкого авиаконструктора Александра Липпиша. Он известен как ярый сторонник схемы «летающее крыло», а также
как один из пионеров реактивной авиации. Именно он сконструировал один из самых быстрых самолетов Второй мировой
войны — ракетный истребитель Messerschmitt Me-163 Komet,
поздние модификации которого развивали скорость более
900 км/ч и имели потолок 16 000 метров.
Мед и бритва
После бурных дебатов испытания самолета поручили Гусарову. Первый подлет был совершен 7 августа 1937 года. В 10:30 утра самолет начал разбег, быстро набирая скорость. Подняв хвост самолета, летчик задержал отрыв и, набрав 150 км/ч, потянул ручку на себя. На глазах оторопевших членов комиссии, находившихся в 15 м от самолета, машина взмыла в воздух на высоту около 15 м и стала крениться влево, пока ее плоскости не оказались перпендикулярны земле. Все замерли, ожидая катастрофы. Прошло мгновенье, показавшееся вечностью, а затем крен был ликвидирован и самолет, нормально пролетев до конца большого аэродрома, плавно и легко опустился на землю на три точки. Летчик развернул машину и порулил к вытиравшей холодный пот комиссии. Выйдя из машины, Гусаров доложил Проценко о благополучном испытании. По впечатлению самого Гусарова подлет прошел абсолютно нормально: «После отрыва сказалась реакция винта, самолет получил значительный крен. Я убрал газ, исправил крен, потянул ручку на себя, и самолет нормально приземлился».
Однако для большей части членов комиссии, наблюдавшей подлет со стороны, все выглядело по‑другому. Не окажись элероны достаточно эффективными, а летчик опытным, чуть опоздай он погасить реакцию на крен, подлет и в самом деле мог закончиться катастрофой. По выражению Кудрина, полет на «Стреле» был «настолько же безопасен, как слизывание меда с бритвы».
Планер Александра Липпиша DM-1
Первый полет
Продолжили испытания уже в Москве, на Центральном аэродроме им. Фрунзе. После серии рулежек Гусаров со второй попытки оторвал самолет от полосы почти на метр. После этого самолет взялся испытать молодой, но очень способный летчик-испытатель ЦАГИ Николай Рыбко, которого необычный самолет очень заинтересовал.
Его и утвердили основным летчиком-испытателем «Стрелы». Начав с небольших подлетов, Рыбко постепенно усложнял программу, оценивая поведение самолета. 27 августа 1937 года летчик заявил, что готов к полноценному полету.
| ТТХ «Сигма» | ТТХ «Стрела» | |
| Длина, м | 9.6 | 6.15 |
| Размах крыла, м | 5.6 | 3.55 |
| Площадь крыла, м2 | 32.2 | 13 |
| Сухая масса, кг | 1600 | 470 |
| Взлетная масса, кг | 3080 | 630 |
| Максимальная скорость, км/ч | 1000 | 340 |
| Потолок, м | 12 000 | — |
| Дальность, км | 900 | — |
| Посадочная скорость, км/ч | — | 98 |
На следующий день самолет взлетел с Ходынки в направлении Тушинского аэродрома Центрального аэроклуба, где при необходимости можно было бы произвести аварийную посадку. «После короткого разбега самолет легко оторвался от земли и набрал высоту около 20 метров. Затем подъем почти прекратился. Едва не задев высокие сосны и пятиэтажки, самолет исчез из поля зрения, — вспоминал Москалев. — Стало ясно, что летчик не собирается возвращаться на аэродром. Некоторое время стояла гнетущая тишина, все чего-то ждали. Потом вдруг стали действовать. Кто-то бежал к самолету Р-5 и пытался запустить мотор, кто-то садился в санитарную машину, кто-то бежал к телефону и пытался куда-то звонить. Воображение рисовало всякие ужасы. Но через несколько минут из аэроклуба в Тушино раздался телефонный звонок — Рыбко докладывал о благополучной посадке».
Альтернатива Липпиша
В 1944 году немецкий авиаконструктор Александр Липпиш предложил схему сверхзвукового истребителя с треугольным крылом. Из-за дефицита авиационного керосина в Германии самолет планировалось оснастить прямоточным воздушно-реактивным двигателем, работающим на… угольной пыли (точнее, на ее смеси с мазутом). Прямоточные двигатели требуют для начала работы предварительного разгона до 200 км/ч, и Липпиш предлагал установить на самолет с индексом Р-13 еще и ракетный двигатель.
В мае 1944 года на горе Шпитцерберг под Веной начались летные испытания уменьшенной модели Р-13. В августе 1944 года модель прошла продувку в сверхзвуковой аэродинамической трубе в Геттингене, и было решено опробовать на практике пилотируемый деревянный планер этой компоновки.
Летно-техническая группа Дармштадтского политехнического института начала постройку планера, однако в ночь с 11 на 12 сентября 1944 года цеха были разбомблены. Недостроенную модель доставили в ангар мюнхенской летно-технической группы на аэродром в местечке Прин. Теперь его назвали DM-1 (D — Дармштадт, М — Мюнхен). Планировалось, что планер с установленными пороховыми разгонными ракетами поднимется в небо на спине легкого двухмоторного самолета Siebel 204, затем произойдет расстыковка и включение ракет, разгоняющих планер до 800 км/ч.
Однако 3 мая 1945 в Прин вошли американские танки. Наполовину собранный планер DM-1 упаковали в треугольный ящик и в сопровождении самого Липпиша вывезли в США. Американцы не забыли даже выдать местным властям шуточную квитанцию, указав, что самолет изъят в счет репарационных платежей.
Однако после цикла испытаний инженеры исследовательского центра NASA им. Лэнгли остались недовольны подъемной силой самолета из-за раннего срыва потока. Проблему решили, сделав переднюю кромку крыла более острой. В рамках дальнейших экспериментов модель DM-1 много раз перестраивали, часто до неузнаваемости. Результаты работ были обобщены в отчете NASA.
Фирма Convair построила свой аналог истребителя с треугольным крылом — XF-92, развила его в весьма успешный истребитель F-102 Delta Dagger, а чуть позже — четырехмоторный бомбардировщик B-58 Hustler, способный нести атомные бомбы. Новейший самолет F-35 с треугольным крылом малого удлинения, созданный по программе JSF — дальний потомок самолета Липпиша.
Посадка в Тушино
Комиссия выслушала рассказ летчика на аэродроме в Тушино. После отрыва, выправив крен от реакции винта, так напугавший комиссию в Воронеже, летчик попытался набрать высоту, но обнаружил, что выше 30 м подняться не может. Увеличить угол атаки на столь малой высоте или разворачиваться для посадки Рыбко не решился и летел без разворотов до Тушино, где и произвел посадку.
Красный треугольник гордо продефилировал над Тушинским аэроклубом, а затем приземлился, после чего Рыбко на остатках скорости зарулил прямо в один из ангаров, выпрыгнул из самолета и закрыл ангар. Это было сделано им очень своевременно: люди, никакого отношения к «Стреле» не имевшие, кинулись к ангару посмотреть на диковинку. Сообщение летчика озадачило комиссию. Сразу же появились попытки дать научное объяснение странному явлению. Высказывались мнения, что отрываться и набирать небольшую высоту «Стреле» помогает экранный эффект, а подняться выше она не способна. Но ведь расчетный потолок самолета был достаточно высок, так в чем же дело? Профессор Горский из ЦАГИ стал расспрашивать Рыбко о деталях полета. Выяснилось следующее: набрав высоту 20 м и ликвидировав крен, летчик установил привычный по другим самолетам угол атаки (в пределах 7−90) для набора высоты. Однако расчеты ЦАГИ утверждали, что для «Стрелы» наивыгоднейший угол почти в два раза больше!
Пока Москалев разбирался с аэродинамикой «Стрелы», кто-то из комиссии сообщил в Москву, что самолет больше 30 м высоты не набирает, да и летает только за счет экранного эффекта. На «вредителя» Москалева начали смотреть косо.
Успех
Несмотря на общую атмосферу резкой недоброжелательности, Рыбко верил в новый самолет. После установки в кабине самолета прибора, определяющего угол набора высоты, летчик заявил, что готов еще раз попробовать самолет в воздухе.
Американский треугольник Convair Model 7002 (XF-92). Первый полет: 18.09.1948. Размах крыла, м: 9,5.
Длина, м: 12,9.
Высота, м: 5,4.
Максимальная
масса, кг: 6626.
Двигатель: Allison J33.
Форсажная
тяга, кгс: 3402.
Максимальная
скорость, км/ч: 126.
Крейсерская
скорость, км/ч: 1054.
Практический
потолок, м: 15 570. В США Липпиш продолжил свои эксперименты с треугольным крылом и в 1946 году начал
проектирование самолета Convair Model 7002. Первый полет этого самолета, получившего
индекс XF-92 (он должен был стать прототипом серийного истребителя F-92), состоялся в 1948 году. Данные, полученные в ходе испытательных полетов, пригодились при создании
сверхзвуковых перехватчиков F-102 и F-106.
Стояла ранняя осень — сентябрь 1937 года. Погода была отличная, над аэродромом летала паутина. Разбег, отрыв, Рыбко постепенно начал увеличивать угол атаки. Непривычно задрав нос, самолет послушно полез вверх. Набрав высоту 1200 м, летчик начал разворот. Он делал виражи, горки и другие маневры и не спешил садиться. Затем «бросил» управление, и самолет уверенно продолжал полет по прямой, покачиваясь на 5−7 градусов вокруг продольной оси (это хорошо было видно по солнечным бликам). Имея хороший запас скорости, самолет легко приземлился на три точки. Так закончился второй, полностью успешный полет «Стрелы» — первого в мире самолета с треугольным крылом малого удлинения. Единственным замечанием комиссии были небольшие поперечные колебания самолета с брошенным управлением. Подобные колебания (так называемый голландский шаг) легко излечимы и являются следствием малых размеров хвостового оперения.
В августе 1938 года «Стрелу» возвратили в ОКБ. Для устранения поперечных колебаний команда Москалева увеличила вертикальный киль на 30% и установила на законцовках крыла шайбы по типу самолета «Сигма». После установки винта Ратье (металлический двухлопастной винт с изменяемым шагом) была получена скорость полета, равная 343 км/ч. По окончании всех испытаний в конце 1938 года «Стрелу», полностью выполнившую свою миссию, по приказу из Москвы сожгли.
А теперь — ракета
Во время войны ОКБ Москалева эвакуировали из Воронежа в Сибирь, а после победы — под Ленинград. Москалев продолжал проработку «Сигмы». Результатом стал проект сверхзвукового реактивного истребителя РМ-1 (Ракетный Москалева-1), выполненный на основе аэродинамической компоновки «Стрелы» и оснащенный двухкамерным азотно-керосиновым ракетным двигателем Душкина РД-2М-3В тягой 1459 кгc. Эскизный проект РМ-1 (САМ-29) был направлен в Министерство авиапромышленности (МАП). Москалев лично доложил замначальника Опытного главка реактивных самолетов Жемчужину о преимуществах компоновки РМ-1.
Заключение ЦАГИ было положительным, и РМ-1 был включен в план строительства МАП на 1946 год. Но пока согласовывались планы, Яковлев, отстраненный от работ над реактивными самолетами из-за того, что «проглядел» появление реактивной авиации у немцев в конце войны, решил взять реванш и доложил Сталину о серьезных нарушениях в МАП. Была сформирована госкомиссия под председательством Маленкова, его заместителем назначили Яковлева. В январе 1946 года министр авиапрома А. Шахурин был репрессирован, были сняты все его заместители и большинство начальников главков. Новым министром стал Хруничев, его первым заместителем — Яковлев. О строительстве РМ-1 уже никто не вспоминал.
Бесславный конец
Москалев пытался бороться. Он направил председателю Госплана Вознесенскому письмо, в котором писал о необоснованности исключения РМ-1 из плана опытных работ. Яковлев назначил новую комиссию ЦАГИ, которая дала уклончивое заключение о том, что строительство самолета до завершения исследований нельзя считать целесообразным. Положительное заключение ученых ЛКВВИА, которое Москалев направил главкому ВВС маршалу Вершинину, уже не могло сыграть никакой роли.
Так закончилась история треугольного крыла Москалева. Меж тем практически все современные сверхзвуковые самолеты летают на треугольном крыле. На Западе считают, что такую форму придумал немецкий конструктор Александр Липпиш, чей недоделанный планер в 1945 году обнаружили американские войска. Американцы по сей день называют подобную форму крыла «готической». А ведь первый моторный полет, и не планера, а полноценного самолета с треугольным крылом, состоялся не в Германии, а в СССР и не в 1945, а в 1937 году.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2007).www.popmech.ru
Американцы создадут аэротакси-биплан с арочными крыльями
Рендер аэротакси с арочными крыльями
HopFlyt
Американский стартап HopFlyt приступил к разработке электрического аэротакси, которое будет выполнено по схеме продольного биплана. Как пишет Aviation Week, новый летательный аппарат получит арочные переднее и заднее крылья, между арками которых будут установлены электромоторы для привода воздушных винтов на подвесе в арках. Аэротакси сможет взлетать и садиться вертикально.
Арочное крыло, иначе еще иногда называемое полукольцевым, представляет собой крыло самолета, плоскость которого изогнута полукольцом. Внутри этого полукольца располагается двигатель с воздушным винтом. Первым такую конструкцию крыла предложил американский конструктор Уиллард Кастер. В 1930-1950-х годах он представил несколько экспериментальных самолетов с арочным крылом.
Считается, что арочное крыло способно создавать дополнительную подъемную силу, за счет ускорения воздушного потока над крылом вращающимися винтами. При таком ускорении возникает разница давлений над крылом и под ним, что и приводит к появлению подъемной силы. Кастер утверждал, что благодаря этой особенности самолет с арочным крылом может взлетать практически вертикально.
Рендер аэротакси с арочными крыльями
HopFlyt
Арочное крыло популярности у конструкторов не получило. Всего было произведено пять экспериментальных самолетов с таким крылом: CCW-1, CCW-2 и CCW-5 собрал Кастер, RFV-1 — немецкий конструктор Ханно Фишер и «Изделие 181» — советский конструктор Олег Антонов.По оценке стартапа HopFlyt, арочное крыло позволит сделать аэротакси относительно тихим. Кроме того, крыло такой конструкции позволит тратить меньше энергии в полете как раз за счет создания им дополнительной подъемной силы. В настоящее время стартап занимается производством углепластиковых элементов будущего демонстратора технологий аэротакси с арочным крылом.
Проект предполагает создание двухместного электрического аэротакси с посадкой пилота и пассажира бок о бок. Переднее и заднее крылья аппарата будут поворачиваться на 68 градусов, позволяя аэротакси взлетать и садиться вертикально. В каждой арке крыла будут установлены соосные воздушные винты, вращающиеся в противоположные стороны. Каждая группа винтов будет приводиться своим электромотором.
Рендер аэротакси с арочными крыльями
HopFlyt
Предполагается, что управление по крену и тангажу будет реализовано с помощью закрылков: изменение угла установки задних позволит менять высоту, а передних — угол крена. Управление по рысканию будет реализовано с помощью самих воздушных винтов — увеличение частоты вращения винтов справа позволит повернуть налево и наоборот.Другие подробности о перспективном аэротакси пока неизвестны. Неизвестно также, когда именно планируется начать летные испытания демонстратора технологий аэротакси.
Ранее свою концепцию аэротакси представило Агентство аэрокосмических исследований Японии. Оно занимается разработкой двухместного летательного аппарата для пассажирских перевозок между городами в гористой местности. Новый летательный аппарат будет способен на вертикальные взлет и посадку и быстрый горизонтальный полет. Внешне машина напоминает истребитель или штурмовик.
Проект получил название Type 28. В рамках программы разработки конструкторы уже создали беспилотный летательный аппарат для отработки некоторых технических решений. Первые летные испытания аппарата в помещении уже состоялись и были признаны успешными. Беспилотник выполнен по двухбалочной схеме, причем в хвостовой части между балками и фюзеляжем расположены четыре вертикальных вентилятора.
Аппарат также оснащен крылом, на концах которого расположены поворотные вентиляторы. На взлете или при посадке они будут устанавливаться вертикально, а при горизонтальном полете — будут поворачиваться на 90 градусов, создавая движущую силу. Хвостовые балки аппарата имеют П-образное хвостовое оперение. Беспилотник оснащен трехстоечным шасси.
Василий Сычёв
nplus1.ru