История самолётов 1919 – 1945 - Д. Соболев

На построенном в США под обозначением Т-2 варианте пассажирского «Фоккера» с двигателем «Либерти», 450 л.с., в 1923 г. был совершен первый в этой стране беспосадочный перелет через весь континент, от одного океана к другому. Тяжело нагруженный самолет, имеющий на борту 2745 л горючего, стартовал на аэродроме Рузвельт-Филд в Нью-Йорке 2 мая и сутки спустя приземлился на аэродроме города Сан-Диего. Летчики Д. Макрели и О. Келли преодолели дистанцию н 4088 км за 26 час. 50 мин. [21,с. 45–46].

Третьим представителем семейства первых пассажирских самолетов-монопланов была «Комета» К. Дорнье. Этот самолет, появившийся в 1922 г., являлся как бы гибридом описанных монопланов Юнкерса и Фоккера. Как и Фоккер, Дорнье сделал самолет по схеме верхнеплан, но выполнен он был целиком из металла.

Основное отличие в конструкции заключалось в применении подкосов от фюзеляжа к крылу. Это техническое решение позволяло в 3–5 раз снизить изгибающий момент по сравнению со свободнонесущим крылом и уменьшить вес конструкции. Правда, подкосы увеличивали аэродинамическое сопротивление самолета, но при скоростях 150–180 км/ч это не принималось во внимание. Поэтому данная схема стала вскоре очень популярной для пассажирских самолетов. В учебнике по конструкции самолетов (1933 г.) отмечалось: «Монопланы с подкосами являются чрезвычайно удобными как в конструктивном, так и в эксплуатационном отношениях, гак как допускают, с одной стороны, применение крыльев сравнительно небольшой толщины, а, с другой, при наличии регулирующих подкосов допускают удобную регулировку крыльев. Этот тип получил очень большое распространение и является в настоящее время своего рода стандартом» [22, с. 54].

Другой характерной деталью первых пассажирских самолетов Дорнье являлось шасси: горизонтальная ось колес проходила через днище фюзеляжа, и при посадке казалось, что самолет садится «на брюхо».

Как и описанные выше первые самолеты Юнкерса и Фоккера, «Комета-1» и «Комета-2» были рассчитаны на перевозку 4 пассажиров в закрытой кабине. Летчик и механик сидели в открытой кабине у передней кромки крыла. Двигатель BMW-3a позволял развивать скорость до 165 км/ч.

В 1924 г. фирма выпустила самолет «Комета-3», больший по размерам, с более мощным двигателем, способный перевозить 6 пассажиров. Для лучшего обзора из пилотской кабины назад крыло приподняли над фюзеляжем на невысоких стойках. Претерпела изменения и конструкция шасси — оно стало обычного типа, с увеличенным зазором между землей и фюзеляжем.

Следующим в ряду пассажирских самолетов К. Дорнье был «Меркюр» (1925 г.). С двигателем BMW-6 мощностью 500 л.с. этот самолет (рис. 1.44) уже мог брать 8-10 пассажиров, имел крейсерскую скорость 175 км/ч.

Пассажирские «Дорнье» применялись в Германии на линиях компаний «Аэро Ллойд» и «Люфтганза». Эксплуатировались они и в нашей стране. Несколько «Комет» первых выпусков летало на маршрутах «Укрвоздухпути», «Комета-3» и «Меркюр» использовались на линии «Москва — Кенигсберг — Берлин». «Комета-3» строилась по лицензии в Японии. В 1923 г. «Укрвоздухпуть» также намечал в наладить выпуск «Комет» на бывшем авиационном заводе фирмы «Анатра» в Севастополе, причем в качестве главного конструктора планировалось пригласить самого К. Дорнье. Однако эта идея не получила поддержки Москвы: СССР нуждался, прежде всего, в военных самолетах [23].

Во второй половине 20-х годов конструктор К. А. Калинин, работавший на Украине, построил по схеме «Кометы» несколько одномоторных пассажирских самолетов. Наиболее удачным из них был К-5 (1929 г., рис. 1.45). Изготовленный из недефицитных материалов-дерева, фанеры, дюралевых труб и полотна, самолет был дешевым в производстве и легко ремонтировался. Благодаря сравнительно большой пассажировместимости (8 пассажиров) он оказался экономичнее многих других самолетов того времени и вытеснил немецкие машины с авиалиний на Украине. С двигателем воздушного охлаждения М-15 мощностью 450 л.с. самолет имел крейсерскую скорость 155–160 км/ч, а большой практический потолок (4270 м) позволял самолетам перелетать Главный Кавказский хребет на маршруте Тбилиси — Москва. Всего было построено 258 К-5 [9, с. 364, 434–435].

Рис. 1, 44. Дорнье «Меркюр»

Рис. 1.45. Калинин К-5

Необычной особенностью пассажирских самолетов Калинина была эллиптическая форма крыла. Это было сделано для того, чтобы уменьшить индуктивное сопротивление несущей поверхности. Из исследований Л. Прандтля и его сотрудников по теории индуктивного сопротивления в начале 20-х годов стало известно, что Сх инд.= кСу2 /Я, где коэффициент к зависит от формы крыла. При эллиптической форме благодаря наивыгоднейшему распределению давления вдаль размаха он был наименьшим, следовательно, достигалось меньшее индуктивное сопротивление.

В дальнейшем эллиптическое крыло применялось довольно редко, т. к. снижение Сх инд было незначительным (менее 5 %) и не оправдывало технологические трудности изготовлении крыла криволинейных очертаний.

Более перспективной особенностью пассажирских самолетов Калинина являлась закрытая кабина летчиков с остеклением впереди и по бокам (впервые — на самолете К-1, 1925 г.). Вход в нее осуществлялся через дверь в передней перегородке пассажирского салона. Закрытая и отапливаемая кабина сделала работу экипажа приятнее, особенно в осенне-зимний сезон.

На ранней стадии развития авиации нередко случались поломки в полете. Например, в одной из лучших авиакомпаний мира — «Люфтганза» — происходило окаю 100 вынужденных посадок в год [24, с. 423]. Особенно опасен был отказ двигателя. В конце 1922 г. во время показательных полетов F-13 в Южной Америке из-за этого погиб сын Гуго Юнкерса — Вернер Юнкерс. Применение двухмоторных самолетов не решало проблемы — запас мощности был невелик, и при отказе одного двигателя самолет не мог продолжать полет. Все, на что был способен второй мотор — это замедлить скорость снижения.

Рис. 1.46. Армстронг Уитворт «Аргоси»

Указанные трудности предопределили появление трехмоторных пассажирских самолетов. Третий двигатель ставился впереди фюзеляжа. Это, конечно, портило аэродинамику и увеличивало шум в кабине, но зато самолет мог лететь при остановке одного из моторов, т. е. был более безопасен. Одновременно увеличивалась обшая мощность, а, следовательно, и грузоподъемность самолета.

Первым трехмоторным пассажирским самолетом был английский биплан Хендли Пейдж W8E. Он создан как модификация уже упоминавшегося пассажирского самолета W8B, заключавшаяся в установке на фюзеляже третьего двигателя. W8E совершил первый полет в мае 1924 г., а с 3 ноября того же года начал применяться на авиалиниях. Всего было построено 11 таких самолетов [15, с. 32].

Примеру Хенхти Пейдж последовали известные английские фирмы Армстронг Уитворт и Де Хевилленд. AW «Аргоси» (1926 г.) был самым большим трехдвигательным пассажирским самолетом своего времени (рис. 1. 46). Он мог брать на борт до 20 пассажиров и перевозить их со скоростью 145 км/ч на расстояние 650 км. Его конкурентом стал 14-местный DH-66 «Геркулес». Большая мощность двигателей и меньшая коммерческая нагрузка позволяли эксплуатировать его в жарких регионах Земли, где условия для полетов труднее. Так, с 1927 г. DH-66 применялся авиакомпанией Империал Эрвейз на маршруте Каир — Басра, позднее летал в Южной Африке |5, с. 309].

В США в 1928 г. фирма Боинг выпустила трехмоторный «Боинг-80». Три Пратт- Уитни «Уосп» позволяли перевозить 12 пассажиров. Вариант «Боинг-80А» с более мощными двигателями «Хорнет» мог брать до 18 пассажиров. Это был первый пассажирский самолет, имеющий в салоне по три кресла в ряд. Построено 14 самолетов этого типа.

В середине 20-х годов на авиалиниях появились также трехмоторные самолеты схемы моноплан. Пионером в создании таких машин была фирма Юнкерс. На рис. 1.47 показан первый трехмоторный металлический самолет-моноплан Юнкерс G-23 (1924 г.). По конструкции он, в основном, повторял известный Юнкерс F-13, но, имея не один, а три мотора, отличался большими размерами и вдвое большей пассажировместимостью: в закрытой кабине располагалось 8 человек сбагажом. Солидный запас топлива обеспечивал дальность более тысячи километров при крейсерской скорости 140 км/ч. Чтобы избежать нарушения запрета на создание многомоторных самолетов в Германии, Юнкерс организовал их строительство за рубежом, в Швеции.

Рис. 1.47. Юнкерс G-23

Юнкерс G-23 послужил началом целого семейства пассажирских монопланов с тремя двигателями: G-24, G-31, G-52/Зт. Главным конструктором всех этих самолетов был Эрнст Циндель (создатель первого пассажирского «Юнкерса» О. Ронтер скончался в 1922 г.) Оставаясь близкими по конструкции, они отличались большими скоростью и пассажировместимостью и, как следствие, лучшими экономическими характеристиками. Так, G-24 брал 10 пассажиров и имел крейсерскую скорость 150 км/ч, G-31 при той же скорости мог перевозить уже 16 человек, а G-52/Зт при сохранении числа пассажирских мест развивал скорость 200 км/ч. Себестоимость пассажиро-километра у этого самолета была вдвое меньше посравнению с С-23 1151. Развитие происходило, главным образом, за счет совершенствования авиадвигателей: суммарная мощность силовой установки G-23 равнялась 495 л.с., G-24 — 890 л.с., G-31 — 1350 л.с., G-53/3m — 1980 л.с.