Помоги проекту - поделись книгой:
Польский бесхвостый самолет PZL-22 (1934 г.) также имел явное сходство с немецкой "Дельтой". Его спроектировал профессор Варшавского политехнического института Густав Мокржицкий. Это был одноместный деревянный моноплан с трапециевидным крылом размахом 11 м и расположенным сзади двигателем "Джипси Мэджор" мощностью 120 л.с. Шасси — трехколесное, с носовой опорой. Так как PZL-22 имел высокую кабину и сравнительно узкую колею шасси, возникли опасения, что самолет может опрокинуться при разбеге, и его испытания запретили.[11]
В ожидании государственных субсидий после демонстрации "Дельты-1" в Берлине прошло много месяцев. За это время специально для Гроенхофа Липпиш сконструировал одноместный вариант "Дельты" с 9-метровым крылом — "Дельта-II".
На нем должен был стоять только что разработанный 24-сильный двигатель фирмы Урзинус. Обеспечить надежную работу двигателя не удалось, поэтому самолет так ни разу и не поднялся в небо.
Наконец, в 1932 г. Министерство авиации выдало заказ на постройку опытного самолета "Дельта-Ш" по типу первой "Дельты". Липпишу и его группе было поручено выполнить проектирование и сделать рабочие чертежи в соответствии со стандартами, применяемыми в немецкой авиаиндустрии. Строить же самолет должна была фирма Фокке-Вульф, расположенная в Бремене.
Радость от получения первого государственного заказа омрачило сообщение о гибели Гюнтера Гроенхофа. Он разбился на планерных состязаниях 1932 г. во время полета на спортивном планере-парителе "Фафнир". К этому несчастью добавился конфликт с Германом Колем, уставшим ждать финансовой поддержки для создания нового "летающего крыла" и выступившим с резкими нападками на Липпиша и других членов Рон-Розиттенского общества. После разрыва с Колем и возврата вложенных им в проект средств на планах создания большого "летающего крыла" пришлось поставить крест.
После гибели Гроенхофа на "Дельте-1" летали летчики, не имевшие опыта пилотирования "бесхвосток". Это дважды привело к авариям. К счастью, в обоих случаях удалось посадить самолет; расположенный за кабиной пропеллер мог бы превратиться в мясорубку, если бы летчику пришлось выпрыгнуть с парашютом. Учитывая опасность покидания машины в воздухе, Министерство авиации наложило запрет на полеты "Дельты".
Для подготовки пилотов Липпиш в 1933 г. построил учебный планер "Шторх-IX". Он отличался упрощенной конструкцией и новым профилем крыла. Год спустя испытывался его моторизованный вариант "Шторх-IXb" с двигателем Бристоль "Черуб", 30 л.с. Для установки двигателя в носу самолета пришлось удлинить переднюю часть фюзеляжа. Это привело к ухудшению путевой устойчивости по сравнению с планером.
Описанные выше обстоятельства задержали появление "Дельты-III". Она была готова только в 1934 г. В соответствии с первоначальным проектом самолет был снабжен двигателем "Аргус" с толкающим винтом. Но так как в это время уже действовал запрет на испытания летательных аппаратов с такой компоновкой, двигатель и винт пришлось перенести вперед. После этого летчик Вигмейер выполнил на самолете весь комплекс предварительных испытаний. Однако во время перелета в Государственный авиационно-испытательный центр в Рехлине произошла серьезная авария. На этом работы по "Дельте-III" были прекращены.
Кроме правительственного контракта в 1932 г. Липпиш получил заказ от частной авиационной фирмы Физелер. Ему предлагалось сконструировать спортивный двухместный самолет для европейских авиаралли 1932 г. Самолет назвали "Дельта-IV Веспе" ("Оса"). По сравнению с "Дельтой-1" он имел меньшее по размерам и более тонкое крыло. Вертикальных килей было три: два на концах крыла и один на фюзеляже. Самолет оснастили двумя двигателями "Побджой" мощностью по 75 л.с. Один находился впереди, другой — в хвостовой части фюзеляжа.
Спешка при проектировании в связи с приближающимися состязаниями сказалась на летных качествах самолета. Он имел длинный разбег, посредственные полетные характеристики, плохую устойчивость. Поэтому в конце 1932 г. фирма Физелер прервала его испытания.
Липпиш попытался улучшить машину, установив вблизи передней кромки крыла дополнительное крылышко с рулями высоты. Это позволяло сделать короче разбег и облегчить взлет, так как рули при этом отклонялись вниз, а не вверх, как на обычной "бесхвостке", и создавали направленную вверх аэродинамическую силу. Кроме того, вспомогательное крылышко работало как щелевой предкрылок, предотвращая срыв потока у основания крыла. Однако, как выяснилось, одновременно возросла опасность срыва потока с концов крыла и потери работоспособности расположенных там рулей. Это и послужило причиной аварии модифицированного самолета.
DFS выкупило поврежденный аппарат у фирмы Физелер в надежде доработать его и доказать потенциальные возможности самолета. Согласно указу Министерства авиации двигатель с толкающим винтом сняли, и машина превратилась в одномоторную. Ликвидировали также дополнительное крылышко перед основным крылом. Этот вариант получил обозначение "Дельта-IVa".
Самолет вновь испытывал Вигмейер. Во время одного из полетов со специальным "высотным" винтом летчик неправильно рассчитал посадку, и самолет выбежал за границу аэродрома. Чтобы избежать столкновения с препятствием, Вигмейер попытался вновь поднять машину в воздух, но сделал это слишком резко. "Дельта" перевернулась через крыло и рухнула на землю. Самолет был полностью разрушен, сам же Вигмейер, как ни странно, остался невремдим. После этого случая он решил больше не рисковать и уволился из DFS. Но злой рок все же настиг его: в скором времени он погиб на самолете Ju-52, испытывая новое бортовое оборудование.
Череда аварий "бесхвосток" Липпиша положила конец терпению руководителей авиационного министерства. Специальная комиссия вынесла следующий приговор: "Тип "Дельта" не оправдал надежд и этот тип летательного аппарата не может привести к появлению пригодного для практических нужд самолета".[12]
Казалось бы, на этом в развитии семейства самолетов "Дельта" можно было поставить точку. Однако руководитель DFS профессор Вальтер Георги каким-то образом сумел убедить государственных чиновников в необходимости продолжить исследования и даже "выбил" небольшую субсидию на проектирование нового самолета. Его назвали "Дельта IVb".
Несмотря на тот же порядковый номер, новая машина очень сильно отличалась от прежней "Дельты". По существу, это был другой самолет. Для улучшения продольной устойчивости стреловидность крыла по передней кромке увеличили до 30°, а чтобы избежать излишнего сужения крыла, провоцирующего ранний срыв потока, заднюю кромку тоже сделали стреловидной. В результате название "Дельта" перестало соответствовать форме крыла; теперь это была стреловидная "бесхвостка". Кроме формы изменили и профилировку крыла: отныне ее образовывали "самоустойчивые" профили NACA. Чтобы сгладить воздушный поток за винтом, над передней кромкой корневой части крыла установили фиксированный щелевой предкрылок.
Существенным переделкам подверглись органы путевой устойчивости и управления. Вертикальные кили Липпиш заменил отогнутыми вниз под углом 45° концами крыла. Расположенные там подвижные поверхности выполняли функции рулей направления, следующими, по направлению к оси самолета, были элероны, затем — рули высоты. Чтобы законцовки не задевали о землю при посадке, основной части крыла придали заметную V-образность. В результате при виде спереди крыло приобрело форму вытянутой буквы "М".
Так как точка приложения подъемной силы из-за большей стреловидности крыла сместилась назад, для соблюдения центровки самолет сделали одноместным, ликвидировав переднюю кабину. Для большей прочности конструкцию фюзеляжа изготовили из соединенных сваркой стальных труб.
"Дельту-IVb" построили в 1935 г. Испытывал ее талантливый летчик Хайни Диттмар, ставший достойной заменой Гроенхофу в команде Липпиша. Полеты показали, что вследствие значительной стреловидности самолет имеет слишком большую продольную устойчивость и поэтому вяло реагирует на управление. Тогда угол стреловидности крыла уменьшили до 23°, а на клинообразной хвостовой части фюзеляжа установили дополнительный руль направления. Кабину вновь сделали двухместной. После модификации самолет получил официальное обозначение "Дельта-IVc", но так как все работы проводились в DFS, его чаще называли по другому: DFS-39.
DFS-39 показал отличные летные свойства и этим восстановил репутацию конструктора, сильно пошатнувшуюся после пяти лет неудач. Диттмар выполнял на нем весь комплекс фигур высшего пилотажа и даже такой рискованный маневр, как "перевернутый штопор". В 1936 г. Государственный испытательный центр выдал лицензию на использование DFS-39 в качестве двухместного спортивного самолета.
Последним довоенным самолетом А.Липпиша стал экспериментальный DFS-40 ("Дельта-V"). Он был сделан по схеме "летающее крыло" и предназначался для изучения преимуществ и недостатков такой компоновки. Крыло по форме напоминало крыло DFS-39, но имело больший размах — 12 м. Летчик размещался в застекленной кабине, занимавшей переднюю часть утолщенного центроплана, плавно переходящего в крыло (сейчас такая схема называется "интегральной"). За кабиной находился двигатель "Аргус" мощностью 100 л.с. Аэродинамические исследования показали, что коэффициент минимального аэродинамического сопротивления DFS-40 составляет 0,018, т.е. заметно меньше, чем при использовании традиционной схемы, а максимальное аэродинамическое качество равно шестнадцати.[13]
В 1939 г. X.Диттмар испытал DSF-40 и дал положительный отзыв о самолете. Но вскоре Липпиш и Диттмар перешли на фирму Мессершмитт для работы над истребителем с ракетным двигателем, и экспериментальное "летающее крыло" осталось в DFS без хозяина. В конце 1939 г. в одном из первых полетов из-за неправильной центровки самолет попал в штопор и разбился. Летчик сумел спастись на парашюте.
Применение аэродинамической крутки крыла в сочетании со сравнительно небольшим углом стреловидности позволило Липпишу улучшить несущие свойства "бесхвосток". Так, "Шторх-V" мог уверенно летать и выполнять различные маневры с двигателем мощностью всего 8 л.с. Другим аспектом влияния Липпиша на развитие "бесхвостки" было пропагандистское значение демонстрационных полетов его наиболее удачных планеров и самолетов, о которых писали газеты и журналы разных стран.
О работах Александра Липпиша в годы второй мировой войны вы узнаете из глав "Первые реактивные бесхвостки" и "Дельта-крыло".
1. A.Lippisch. The delta wing. Ames (Iowa), 1981. P. 1.
2. Там же. С. 2.
3. F.Wenk. Neuere Flugzeuge der Segelflugzeugwerke. G.m. b.H, Baden-Baden // ZFM. 1922. № 15. S.213—214.
4. A.Lippisch. Versuch mit neuartigen Flugzeugtypen // ZFM. 1928. № 12. S. 274—281. Липпиш был убежден, что является автором идеи использования различных профилей вдоль размаха (аэродинамическая крутка). Однако, как уже известно читателю, впервые это сделал Д.Данн в 1911 г. Правда, наряду с аэродинамической, Данн использовал также геометрическую крутку крыла.
5. На первых "Шторхах" кили могли поворачиваться на некоторый угол, автоматически устанавливаясь "по ветру". Таким образом, они не влияли на путевую устойчивость и служили только для противодействия скольжению на крыло при вираже.
6. A.Lippisch. Das Problem des schwanzlosen Flugzeuges und seine Weiterentwicklung zum Ntirflugelflugzeug // ZFM. 1932. № 22. S. 633—638.
7. Успешные полеты БИЧ-7А с тянущим винтом не дают оснований считать, что расположение винта заметно влияет на путевую устойчивость. Если говорить о КПД, то в случае летающего крыла" с толстым профилем, как у "Дельты-1", толкающий винт действительно предпочтительнее.
8. Lippisch. The delta wing. P. 23.
9. Там же. С. 24.
10. L'Aeronautique. 1932. № 163. Р. 390.
11. A.Glass. Polskie konstrukcje lotnicze 1893—1939. Warszawa, 1976. S. 244—243.
12. Lippisch. The delta wing. P. 34.
13. Lippisch. The delta wing. P. 42. Для сравнения: у воздушного "почтового экспресса" Нортроп "Альфа" (США) Схо=0,0274, Кмакс=11,3.
7
"Летающие тарелки"
Начало работ по самолетам с крылом малого удлинения в США напоминает историю создания бесхвостого планера Этриха и Велса. В один из осенних дней 1926 г. врач из штата Индиана Клойд Снайдер обратил внимание на грациозный полет падающих на землю листьев клена. Он провел опыты с бумажными моделями аналогичной формы и выяснил, что они тоже могут устойчиво планировать. Тогда у Снайдера созрела мысль построить самолет.
Если стимулом для начала работ послужили наблюдения за природой, то по конструкции самолет Снайдера был близок к проекту "Виталия" Б.И.Черановского (1922 г.), о котором американский врач, конечно, не знал. Так же, как Черановский, наилучшей схемой Снайдер считал "летающее крыло" малого удлинения. Крыло должно было иметь размах 30 м и такую же ширину. При относительной толщине профиля 15% внутри крыла свободно могли разместиться и пассажиры, и экипаж. Прозрачная передняя кромка обеспечивала бы всем прекрасный обзор.
Основное отличие от проекта Черановского заключалось в форме крыла: если российский изобретатель полагал наивыгоднейшей параболу с прямой задней кромкой, то Снайдер решил сделать прямой переднюю кромку, придав остальной части крыла овальные очертания. Другими словами, крыло Снайдера — это "парабола" Черановского наоборот.
В те же годы крыло малого удлинения привлекло внимание американского аэродинамика Чарльза Циммермана. Он провел в НАКА серию экспериментов в аэродинамической трубе и пришел к неожиданному выводу, что на больших углах атаки у крыла в форме диска отношение коэффициента максимальной подъемной силы к коэффициенту минимального аэродинамического сопротивления примерно на 20% больше, чем у обычного крыла. Было установлено также, что применение малого удлинения позволяет оттянуть срыв потока до очень больших углов и способствует улучшению продольной устойчивости и управляемости самолета схемы "бесхвостка".[1]
Воодушевленный выводами ученого, Снайдер решил приступить к созданию пилотируемого аппарата. Планер-'летаюгцее крыло" построили с помощью учащихся местной школы в 1932 г. Он походил на срезанный спереди диск. Сзади, как принято, находился руль высоты, а вот органы путевого и поперечного управления были расположены весьма необычно. Рули направления стояли позади двух вертикальных гребней, идущих вдоль всего крыла и выполняющих функции килей. Сверху к этим гребням крепились элероны, имеющие такую же, как у крыла, полукруглую форму.
Планер неплохо летал, но после установки на передней кромке крыла четырехцилиндрового мотоциклетного двигателя мощностью 26 л.с. летные свойства аппарата, известного как S-1, заметно ухудшились. Тогда Снайдер решил привлечь на помощь профессионала — немецкого инженера-эмигранта Рауля Хоффмана. Они организовали фирму Эрап (Amp), название которой происходит от двух английских слов — "air" ("воздух") и "up" ("вверх"). Летчиком-испытателем фирмы стал Глен Дулиттл, кузен знаменитого авиагонщика Джимми Дулиттла.
За недолгое время своего существования фирма Эрап выпустила три самолета: S-2, S-3 и S-4. Из них "бесхвосткой" был, собственно говоря, только один — S-2, остальные имели на киле горизонтальный стабилизатор с рулями высоты. Однако из-за дисковидного крыла все эти машины продолжали выглядеть весьма экзотично и получили прозвища "летающая тарелка" или даже "летающий блин".[2]
Самым удачным из самолетов оказался Эрап S-2. Хоффман установил на нем 40-сильный авиационный двигатель Континентал А-40. Самолет имел фюзеляж с закрытой кабиной и обычное однокилевое оперение. В крыле, имеющем удлинение 1,4, применили S-образный профиль М-6 с относительной толщиной 10%. Сзади находились две секции рулей высоты, между ними — поверхность, служащая для продольной балансировки в полете. Элероны "плавающего" типа представляли собой выступающие вбок законцовки крыла.
Первый полет S-2 произошел в апреле 1933 г. Потом было выполнено много демонстрационных полетов, в том числе — перед представителями НАКА и ВВС. Самолет неплохо слушался рулей, благодаря малому удлинению крыла мог летать на очень больших углах атаки, отличался необычно высоким диапазоном скоростей: при максимальной скорости 156 км/ч посадочная составляла всего 37 км/ч. Столь малой посадочной скоростью самолет был обязан "воздушной подушке" — сжатому воздуху, образующемуся под широким крвшом при приземлении.
Очевидцы полетов удивлялись и восхищались, но ни одного заказа не последовало — уж очень необычно выглядел самолет. К тому же, его аэродинамическое качество было в 2 — 3 раза меньше, чем у "нормальных" самолетов, и поэтому экономичностью расхода топлива S-2 похвастаться не мог.
В 1933 г. Хоффман ушел от Снайдера, решив самостоятельно добиваться успеха. Вскоре после этого фирма Эрап прекратила существование, а Снайдер вернулся к более прибыльной врачебной практике.
Свой новый самолет Р.Хоффман построил в 1935 г. в городе Санкт-Питерсбург, штат Флорида, на средства одного американского промышленника. Он имел более мощный двигатель, измененную форму элеронов, не выступающих теперь за обводы крыла, несколько большие размеры и удлинение крыла. Это была двухместная машина, сидения летчика и пассажира располагались бок о бок. Профиль основной части крыла был как на самолете S-2, на концах стоял симметричный профиль М-1. Дли лучшего обзора из кабины передней кромке придали небольшую стреловидность. Центроплан крыла, фюзеляж и киль были изготовлены из стальных труб, внешние части крыла — деревянные, с полотняной обшивкой.
Испытания проходили вполне успешно. Самолет Хоффмана мог летать со скоростью до 215 км/ч, при этом посадочная скорость составляла 45 км/ч, т.е. диапазон скоростей был еще выше, чем у S-2. Конструктор рассчитывал на интерес массового покупателя, пропагандируя свое творение как безопасный "летающий автомобиль". Но все решила трагическая случайность: в одном из полетов обломилась трубка подачи топлива, возник пожар и объятый пламенем самолет рухнул на землю. Летчик не успел выбраться из кабины и погиб вместе с самолетом.
Одно время у конструкторов Снайдера и Хоффмана и аэродинамика Циммермана появились приверженцы за рубежом. В Италии Ф.Канова в 1935 г. построил бесхвостый планер с ромбовидным крылом с размахом 5,9 м и удлинением 2. Выбор такой формы крыла, скорее всего, был вызван желанием улучшить обзор из кабины и увеличить расстояние до расположенных сзади рулей высоты и направления. Крыло имело обычный профиль, элероны и рули высоты, занимающие всю заднюю кромку — перевернутый. Максимальное аэродинамическое качество аппарата достигалось при угле атаки 6°, а при 26° — максимальный коэффициент подъемной силы.[3]
Планер испытывал М.Гарбелл. Согласно его отчетам, продольная устойчивость аппарата была хорошей, а благодаря свойствам крыла малого удлинения можно было снижаться почти вертикально, как на парашюте. Вместе с тем, из-за неравномерного обтекания киля на больших углах атаки, на которых только и мог летать планер, и недостаточной поперечной устойчивости короткого крыла трудно было выдерживать направление полета и аппарат раскачивало из стороны в сторону.
Несмотря на этот недостаток, Канове удалось добиться от правительства средств на постройку двух экспериментальных самолетов, одного — с двигателем "Аэроника" мощностью 36 л.с., другого — с английским "Джипси" в 130 л.с. Катастрофа, произошедшая при испытаниях одной из указанных машин, прервала дальнейшие работы.
Чуть позже, в 1936 г., французский конструктор-любитель из города Дьепа Р.Пайен построил и испытал одноместный самолет "Униплан" с крылом размахом 5 м и с двигателем мощностью 40 л.с. По форме крыла и расположению органов управления "Униплан" напоминал ромбовидный самолет Пановы, однако стреловидность передней кромки была меньше, а профиль крыла — тоньше. На самолете было выполнено много полетов, причем не только в 30-е годы, но и после войны, когда машину подремонтировали и установили новый двигатель.
Особое место среди первых "бесхвосток" с крылом малого удлинения занимает самолет "Стрела" (САМ-9) воронежского авиаконструктора Александра Сергеевича Москалева. Особое потому, что в основу машины был положен проект высокоскоростного самолета с крылом, напоминающим своими очертаниями путно. Позднее такая форма, представляющая собой разновидность треугольного крыла малого удлинения, получила название готической. "Стрела" явилась прообразом сверхзвуковых реактивных "бесхвосток" послевоенных лет.[4]
Все началось в 1933 г., когда Москалев, возглавлявший по совместительству кафедру аэромеханики Воронежского университета, познакомился с немецкими материалами по изучению наивыгоднейшей формы снаряда. Это привело конструктора к мысли, что если скорость самолета будет приближаться к скорости снаряда, то и по форме он должен напоминать снаряд.[5] Так родился проект скоростного истребителя схемы "летающее крыло" "Сигма" (САМ-4). Крыло очень малого удлинения с килями на концах должно было иметь размах 5,5 м и площадь 33 м². Самолет предполагалось снабдить двумя двигателями водяного охлаждения М-100 мощностью по 760 л.с., приводящими в движение соосные винты. Шасси могло убираться в полете. Расчетный вес "Сигмы" составлял 3080 кг.
В сентябре 1934 г. Москалев отправил чертежи и расчеты в Москву. Там проект натолкнулся на скептическое отношение специалистов и вскоре попал в архив. Предложение Москалева построить легкомоторный экспериментальный самолет "Стрела" аналогичной схемы тоже не встретило поддержки.
На этом бы все и закончилось, но вскоре из-за рубежа стали поступать сообщения об экспериментах с самолетами с крылом малого удлинения и об аэродинамических особенностях такого крыла. Последовал правительственный запрос, и тогда вспомнили о проекте Москалева. В начале 1937 г. в ЦАГИ провели продувки модели, а 10 мая 1937 г. вышло постановление Комитета Обороны при СНК СССР "О треугольном самолете". В нем говорилось:
"1. Учитывая результаты проведенного в ЦАГИ изучения аэродинамических характеристик моделей треугольного самолета "Стрела", показывающие высокую устойчивость как продольную, так и пути у моделей этого типа, а также преимущества их в отношении уменьшения вредных сопротивлений — признать необходимым продолжать дальнейшие исследования моделей в направлении выявления возможности применения этой схемы в качестве самолета и летающей торпеды, для чего:
а) построить одноместный планер типа "Стрела";
б) вести в ЦАГИ разработку телеуправляемого (управляемого на расстоянии — Д.С.) планера-торпеды "Стрела";
в) построить авиэтку "Стрела" с маломощным мотором для изучения моторного полета самолета подобной схемы и вопросов взлета и посадки".[6]
Поделиться книгой: