Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Одноместный экспериментальный самолет получил обозначение V-173. Он был снабжен двумя двигателями Континентал А-80 мощностью по 80 л.с. Каждый из них вращал "вертолетный" трехлопастный винт пятиметрового диаметра.

Первый полет V-173 — одного из самых необычных самолетов в истории авиации — состоялся 23 ноября 1942 г. Его выполнил шеф-пилот фирмы Чанс-Воут Бун Гайтон. Он продолжался 13 минут и прошел, в целом, успешно, если не считать слишком большой нагрузки на ручке управления. Этот недостаток устранили, после чего испытания продолжились.

До марта 1947 г., на V-173 выполнили 190 полетов, общее время налета составило 132 часа. Небольшая мощность двигателей не позволяла "блинчику" Циммермана взлетать по-вертолетному, но длина разбега была всего 60 м, а при встречном ветре 13 м/с самолет отрывался от земли без разбега. Максимальная скорость полета составляла 222 км/ч, потолок — 1524 м. Несколько раз из- за неполадок в двигателях происходили аварии, но благодаря очень малой посадочной скорости самолета обходилось без серьезных поломок. После испытаний аппарат передали на хранение в Смитсонианский институт в Вашингтоне.

На основе экспериментального V-173 фирма Чанс-Воут построила палубный истребитель XF5U-1 с двумя двигателями Пратт-Уитни R-2000-7 мощностью 1100 л.с. каждый. По расчетам, максимальная скорость истребителя должна была быть 740 км/ч, посадочная — всего 32 км/ч. XF5U-1 появился в 1945 г., когда война почти закончилась и особой необходимости в новых типах самолетов не было. К тому же, наступала эра реактивной авиации, поэтому винтомоторный истребитель уже не интересовал военных. В результате летные испытания XF5U-1 отменили, и в 1948 г. самолет пустили на слом.

1. С.Zimmerman. Characteristics of Clark Y airfoils of small aspect ratios // NACA Report № 431. Washington, 1932. Еще раньше, в 1921—1922 гг., на аналогичные преимущества крыла малого удлинения указывал Б.И.Черановский (см.: Архив Научно-мемориального музей Н.Е.Жуковского, № 5320/2). Однако отсутствие в те годы достаточно совершенной техники эксперимента не позволило доказать справедливость этих утверждений.

2. A.R.Weyl. The biology of flying saucer //Aeroplane. 1948. Vol. 74. P. 82.

3. Там же. С. 387.

4. Вообще говоря, первый проект самолета-"бесхвостки" с треугольным крылом малого удлинения появился свыше 100 лет назад (Д.Батлер, Э.Эдвардс. Патент Великобритании № 2115, 19.07.1867 г.). Более того, это был проект реактивного самолета! Однако ни малейшего отношения к высоким скоростям ни схема самолета, ни его двигатель не имеют. Стреловидная форма была выбрана по образу и подобию школьных "бумажных стрел", популярных у детворы и в наши дни. Мысль же о реактивном принципе движения (самолет должен был лететь под действием струи сжатого пара) объясняется желанием изобретателей подыскать более легкий двигатель, чем паровая машина

5. А.С.Москалев. Голубая спираль. Автобиографическая повесть. Воронеж, 1995. С. 34—35.

6. РГАЭ. Ф. 8328. Он. 1. Д. 888. Л. 5.

7. Москалев. С. 72.

8. Там же. С. 74. Заместитель Москалева, Л.Б.Полукаров, приводит другую дату полета: 19 сентября 1937 г. ("Из истории авиации и космонавтики". Вып. 35. М., 1978. С. 120).

9. Н.С.Рыбко. Мои воспоминания о полетах на самолете "Стрела" // Архив Научномемориального музея Н.Е.Жуковского.

10. РГАЭ. Ф. 8328. Он. 1. Д. 1027. Л. 37.

11. Г1о оценке ЦАГИ, применение схемы "Стрелы" на истребителе с мотором М-103 мощностью 1000 л.с. давало выигрыш в скорости всего 9 км/ч, тогда как скороподъемность по сравнению с самолетом обычной схемы оказалась бы почти вдвое меньше (РГАЭ. Ф. 8328. Он. 1. Д. 888. Л. 2-4).

12. П.Я.Козлов. Заявка на авторское свидетельство на изобретение самолета-автомобиля от 27 июля 1936 г. Справка № 198229/4. См., также, "Из истории авиации и космонавтики". 1990. Вып. 61. С. 32-33.

13. Патент США № 2108093, 30.04.1935 г.

8

"Эрроубил" и другие легкомоторные самолеты второй половины 30-х - начала 40-х годов

К середине 30-х годов завершился чисто экспериментальный этап в развитии "бесхвосток". Накопленный за два десятилетия опыт позволил создать ряд удовлетворительно летающих бесхвостых самолетов, что, в свою очередь, дало возможность приступить к работам над самолетами коммерческого или военного назначения.

Оценка первых бесхвостых самолетов и планеров приводила к выводу, что среди всего многообразия исследованных схем имеется две, дающие наилучшее сочетание летных свойств. Одной из них является схема со стреловидным крылом, толкающим винтом и килями на концах крыла ("Шторх-V", "Птеродактиль" Mk.IV). Другая хорошо зарекомендовавшая себя компоновка основывалась на применении широкого у основания крыла со стреловидной передней и прямой задней кромками, короткого фюзеляжа, тянущего винта и расположенного по центру вертикального оперения (БИЧ-7А, ХАИ-АВИАВНИТО-3). Поэтому большинство "бесхвосток" второй половины 30-х и начала 40-х годов строили по одной из этих двух схем.

Летчик и конструктор из Калифорнии Вальдо Уотермен был приверженцем стреловидных "бесхвосток". На основе этой схемы он задумал создать "летающий автомобиль". Эта идея в 30-е годы была очень популярна в США. По мнению ее основоположника, руководителя Авиационного отдела Департамента коммерции Ю.Видала, "авиафорд" должен был иметь максимальную скорость полета 160 км/ч, малую длину разбега и стоить как обычный автомобиль" — 500— 1000 долларов.[1]

"Эрроубил" Вальдо Уотермена

Отсутствие хвоста делало самолет дешевле и, главное, компактнее: при отстыкованных крыльях "бесхвостка" занимала бы в гараже не больше места, чем автомобиль. Выбор же Уотерменом стреловидного крыла с отрицательной круткой был сделан, скорее всего, с учетом опыта постройки фирмой Берджес самолетов такой схемы в годы первой мировой войны.

Первый прототип "летающего автомобиля", названный конструктором "Уотсит", представлял собой самолет с низкорасположенным крылом, закрытой кабиной и установленным сзади двигателем. Он оказался неустойчивым в полете. Виной этому были неправильная центровка и расположенный намного выше крыла пропеллер, влиявший при работе на продольное равновесие самолета.

Значительно лучше летала следующая машина Уотермена — двухместный "Эрроуплейн". Конструктор перенес крыло наверх, расположив его в одной плоскости с осью винта, и увеличил угол стреловидности с 20 до 30 градусов.

Органами управления служили обычные для стреловидной "бесхвостки" элевоны и кили с рулями направления на концах крыла. Размах крыла равнялся 12,2 м, мощность двигателя — 100 л.с., взлетный вес — 860 кг. Максимальная скорость полета была 176 км/ч, посадочная — 65 км/ч.

Летом 1935 г. летчик Гейси перелетел на "Эрроуплейне" из Калифорнии в Вашингтон, без всяких происшествий преодолев расстояние 4300 км за 35 часов летного времени. По словам летчика, самолет хорошо управлялся и был абсолютно невосприимчив к "штопору".[2]

Конструктор пытается убедить полицейского, что "Эрроубил" со снятыми крыльями — такое же дорожное средство, как обычный автомобиль.

Эта демонстрация возможностей самолета помогла Уотермену заключить контракт с известной автомобилестроительной фирмой Студебейкер на постройку пробной партии "летающих автомобилей". Внешне новый самолет не сильно отличался от "Эрроуплейна", но внутри было сделано немало изменений. Вместо авиационного двигателя на "Эрроубиле", как назвали самолет, установили 100-сильный мотор фирмы Студебейкер, работающий на обычном автомобильном бензине. Радиатор и панель приборов также были как у "Студебейкеров". С помощью специальной трансмиссии мощность могла переключаться с винта на задние колеса, переднее колесо управлялось из кабины. Крылья были сделаны легкосъемными, и трансформация самолета в трехколесный автомобиль занимала не более 5 минут. Из-за более тяжелого автомобильного двигателя и установки трансмиссии взлетный вес самолета увеличился до 1170 кг, но благодаря "облагороженному" экстерьеру (закрытые обтекателями колеса и др.) максимальная скорость полета возросла до 185 км/ч.

Первый полет на "Эрроубиле" выполнили 21 февраля 1937 г. Вскоре из сборочного цеха выкатили еще два самолета. Все три "летающих автомобиля" участвовали в национальных авиагонках 1937 г. в Кливленде, штат Огайо, а затем были показаны публике во время перелета по восточным и центральным штатам Америки. Самолет обладал отличной устойчивостью и сохранял направление полета, когда пилот отпускал ручку управления, был безопасен в отношении штопора, легко взлетал и садился. Но был один существенный недостаток: вместо рекомендованных Видалом 500—1000 долларов "Эрроубил" стоил около 7000 долларов.[3]

В 1938 г. фирма Студебейкер попала в полосу экономических трудностей и не смогла финансировать широкомасштабный выпуск "Эрроубилей", ограничившись постройкой пяти самолетов. Все грандиозные замыслы Уотермена рухнули в одночасье. Попытки найти нового спонсора оказались безрезультатными — чувствовалось приближение большой войны, фирмы были заняты выполнением военных заказов, и идея "летающего автомобиля" уже не привлекала производителей.