Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

DFS-40

"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".

Одна из последних винтомоторных "бесхвосток" Липпиша "Дельту-IVb"

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]

Первое детище К.Снайдера — планер S-1.

Эрап S-2 был лучшим из дисковидных самолетов Снайдера и Хоффмана.

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]

"Бесхвостка" S-2 (на заднем плане) и самолет S-4 с горизонтальным оперением на киле.

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.