Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Назад в Харьков планер также вернулся по воздуху, на буксире за самолетом П-5. Компанию ему составляли еще две "бесхвостки", ЦАГИ-1 и ЦАГИ-2, буксируемые тем же самолетом.

После Коктебеля на "П.П.Постышеве" летали планеристы ХАИ, а 19 августа 1936 г. на нем демонстрировали высший пилотаж на воздушном параде в Тушине.

Еще один удачный планер харьковских конструкторов "Безлонжеронка ХАИ".

Еще одним удачным творением харьковских конструкторов стал экспериментальный бесхвостый планер "Безлонжеронка ХАИ", построенный в том же 1934 г. Его спроектировал преподаватель кафедры аэрогидродинамики Харьковского авиационного института С.И.Кузьмин. По общей схеме он был однотипен описанным выше планерам, только крыло имело больший размах — 13 м. О главной же технической "изюминке" планера говорит его название: консоли крыла имели безлонжеронную конструкцию. Вместо них вдоль размаха простирался пустотелый деревянный короб — кессон. К нему с помощью стрингеров и нервюр крецилась фанерная обшивка. Весовые свойства такой конструктивно-силовой схемы оказались хорошими: при большем на один метр размахе крыла, чем у планера "ЦАГИ-1", "Безлонжеронка" была на 24 кг легче.

Испытания планера проводил летчик В.Д.Козуля. Аппарат был устойчив и хорошо управлялся, на нем можно было выполнять фигуры высшего пилотажа. Подводя итоги испытаний, журнал "Самолет" писал: "Планер "Безлонжеронка ХАИ" конструкции С.И.Кузьмина показал превосходные летные качества".

Отличные результаты испытаний планеров, казалось бы, гарантировали успех бесхвостому самолету, имеющему одинаковые с ними аэродинамическую схему и систему управления. Однако этого не произошло. В первом же полете на ХАИ-4 20 июня 1934 г. опытный "укротитель бесхвосток" Б.Н.Кудрин столкнулся со множеством проблем. Вначале самолет никак не хотел взлетать. Наконец, при скорости 180 км/ч, подскочив на кочке, машина оторвалась от земли. Но и в воздухе ХАИ-4 вел себя неподобающим образом.

Самолет ХАИ-4 не оправдал возлагаемых на него надежд.

Он отказывался сохранять линию полета и все время "скакал" вверх и вниз. На отклонение горизонтальных рулей самолет реагировал вяло и не сразу. К продольной неустойчивости добавлялась плохая путевая устойчивость: не обдуваемые винтом кили недостаточно хорошо выполняли свое назначение. Сделав над аэродромом два круга, Кудрин с трудом посадил самолет. Весь полет продолжался 15 минут.

Причины столь неожиданного поведения ХАИ-4 заключались, прежде всего, в том, что самолет обладал значительно большим продольным моментом инерции, чем его безмоторные прототипы. Чтобы сохранить центровку после установки двигателя, конструкторы перенесли кабину вперед, и теперь фюзеляж на метр выступал за крыло. Это, наряду с почти втрое увеличившейся нагрузкой на крыло из-за возросшего до 880 кг взлетного веса, коренным образом изменило характеристики устойчивости и управляемости машины.[4] Свою лепту внес и расположенный выше центра тяжести винт, влияющий при изменении оборотов на продольную балансировку самолета (напомню, что с этим же явлением столкнулись при испытаниях "бесхвосток" AV-2 и РП-1). Трудность взлета объясняется конструкцией шасси ХАИ-4 с общей гидравлической связью между опорами, сделанной с целью одновременного касания земли всеми колесами при посадке. Под действием силы тяги винта передние стойки просаживались, задняя же, наоборот, увеличивалась в высоту, и в результате во время разбега самолет наклонялся носом вниз.

В августе 1934 г. Кудрин выполнил на ХАИ-4 еще два полета, затем испытания продолжил Рыжков. По рекомендациям летчиков в конструкцию самолета внесли изменения: двигатель переместили на 100 мм вниз, поменяли положение оси вращения рулей направления, впереди установили управляемый предкрылок, действующий как дополнительный руль высоты. Но проку от этих доработок было немного. 12 июля 1937 г. во время попытки взлета ХАИ-4 потерпел аварию и ремонтировать его не стали.

Несравненно лучше оказался другой харьковский самолет-"бесхвостка" ХАИ-АВИАВНИТО-3 "Сергей Киров". Он даже поработал некоторое время в Гражданском Воздушном Флоте (ГВФ), первозил грузы и пассажиров.

История появления этого самолета такова. В середине 30-х годов ГВФ объявил конкурс на создание планеролета. Под этим термином понимался большой транспортный планер, снабженный относительно маломощным двигателем. Считалось, что эти недорогие, нетребовательные к аэродромам и экономичные летательные аппараты смогут решить проблему массовых воздушных перевозок, облегчат доставку грузов в районах бездорожья. По условиям конкурса, планеролет должен был перевозить тонну груза или 10 пассажиров со скоростью 120 км/ч.

Члены Харьковского отделения Всесоюзного авиационного научно-инженерного технического общества (Авиавнито) решили взяться за постройку такого самолета. Так как проектно-конструкторские работы велись на базе Харьковского авиационного института, планеролету дали обозначение ХАИ-АВИАВНИТО-3. Руководили проектированием А.АЛазарев и А.А.Кроль.

Для достижения высокого аэродинамического качества, так необходимого планеролету, аппарат решили делать по типу "летающего крыла". При постройке использовался весь опыт создания предыдущих харьковских "бесхвосток". Крыло размахом 22,2 м имело S-образный профиль с относительной толщиной у основания 14% и отрицательную геометрическую крутку. Чтобы увеличить длину центроплана, заднюю кромку сделали прямой. На ней располагались элевоны, а для управления по курсу кроме обычного руля направления на поверхности крыла установили пластины-интерцепторы. Они действовали дифференцированно, отклоняясь вверх одновременно с поворотом руля и вызывая крен, облегчающий выполнение разворота. Оригинально была решена проблема регулирования продольной балансировки. Для этого концы крыла сделали подвижными: с помощью штурвальчика в кабине их можно было поворачивать вокруг оси вверх и вниз на угол 10°.

"Осоавиахимовец ХАИ"

"П.П.Постышев"

ХАИ-4

"Безлонжеронка ХАИ"

ХАИ-АВИАВНИТО-3

В центре крыла размещались две 5-метровые кабины на 6 человек каждая. Передние места обеих кабин предназначались для экипажа и были оборудованы штурвалом и педалями, но обычно самолет летал с одним летчиком, в правой кабине. Посадка осуществлялась через откидывающиеся вбок фонари кабин. В центре, между кабинами, находился серийный 100-сильный мотор М-11. Центральная часть крыла была выполнена из стальных труб. Внешние части — как на планере "Безлонжеронка ХАИ": деревянные, кессоные, с фанерной обшивкой. Толщина стенок кессона изменялась по размаху: от 8,5 мм у корня, где значение изгибающего момента максимально, до 1,5 мм на конце.

Летные испытания ХАИ-АВИАВНИТО-3 начались 23 сентября 1936 г. В этот день летчик ГВФ Э.И.Шварц выполнил 30-минутный полет "по коробочке". Потом было еще много полетов при взлетном весе аппарата от 1750 до 2000 кг. Выяснилось, что планеролет развивает максимальную скорость 130 км/ч, его посадочная скорость — 65 км/ч, длина разбега — 180 м, потолок — 2000 м, дальность полета — 180 км. "Во время испытаний, — вспоминал А.А.Лазарев, — выявилась хорошая устойчивость и управляемость планеролета. Выполнение посадки и виражей на "ХАИ-3" было несколько необычным благодаря своеобразной системе управления. Однако после того, как летчик осваивался с самолетом, пилотировать его становилось совсем не трудно."[5]

Таким образом, ХАИ-АВИАВНИТО-3 стал вторым, после БИЧ-7А, вполне удачным отечественным самолетом-"бесхвосткой". Значительно лучшие летные свойства харьковского планеролета по сравнению с ХАИ-4 показывают, какое большое влияние имеют длина носовой части фюзеляжа и величина продольного момента инерции на устойчивость и управляемость "бесхвостки". Полеты продемонстрировали также целесообразность применения интерцепторов для улучшения управляемости "летающего крыла".

Грузопассажирское ‘‘летающее крыло" ХАИ-АВИАВНИТО-3 ".

После окончания испытаний в конце 1936 г. Бородин и Шварц перегнали ХАИ-АВИАВНИТО-3 в Москву. В первый день перелета летчики достигли Тамбова, преодолев без посадки 470 км.

В 1937—1938 гг. самолет использовался на местных авиалиниях Московской области, перевозя грузы, реже — пассажиров. Это был первый случай применения бесхвостого самолета в практических целях.

В 1936— 1937 гг. в ХАИ строили вариант с двумя двигателями М-11. Он назывался ХАИ-АВИАВНИТО-8. Однако работа не была доведена до конца. Как выяснилось, идея планеролета в целом оказалась непрактичной. Маломощность этих аппаратов, как правило, не позволяла им совершать самостоятельный взлет, требовалась помощь самолета-буксировщика. Кроме того, полет на небольшой высоте при очень малой нагрузке на крыло, характерной для планеролетов, сопровождался сильной "болтанкой", что делало его неприятным как для пассажиров, так и для экипажа.