Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Самолет Вуйя

Самолет Эллехаммера

Самолет Этриха и Велса

"Олив"

Оно поддерживалось подкосами, соединенными с полозьями шасси. Летчик располагался в фюзеляже и управлял планером с помощью укрепленных за крылом рулей высоты. Вейс назвал планер "Олив" в честь одной из своих дочерей (все его следующие аппараты также носили имена его многочисленных дочерей). Во время испытаний на склонах холмов в графстве Суссекс летчик Гордон Инглянд совершил на нем планирующий спуск на расстояние 2400 м. Долгое время это был рекорд дальности безмоторного полета.

Следующим логическим шагом было создание самолета. Заручившись поддержкой фирмы Хендли Пейдж, Вейс в 1909 г. сконструировал увеличенный вариант планера с размахом крыла 10,4 м. Установленный за кабиной французский двигатель "Анзани" мощностью 12 л.с. с помощью цепной передачи вращал два пропеллера, расположенные в вырезах крыла. Взлет должен был осуществляться с отделяемой тележки, посадка — на полозья.

При переходе от планера к самолету Вейса, так же, как и Этриха с Велсом, постигла неудача. "Медж" (так назывался самолет) даже не смог оторваться от земли: мощности двигателя явно не хватало для взлета. Следующий самолет Вейса, "Элси" (1910 г.), с одним расположенным впереди пропеллером, вновь оказался неудачным. И только после установки нового двигателя и обычного хвостового оперения самолет Вейса "Сильвия", построенный в том же 1910 г., сумел подняться в воздух. Но конструкция машины оказалась непрочной, вскоре в одном из полетов произошла поломка, самолет упал и разбился.

Итак, первые попытки создания самолета-"бесхвостки" не увенчались успехом, хотя, анализируя полет объектов флоры и фауны, исследователи пришли к правильным выводам о методах создания самобалансирующегося крыла. Однако никто из них не ставил перед собой задачу создания именно самолета-"бесхвостки"; цель была другой — просто построить самолет, обладающий хорошей устойчивостью. Поэтому они не занимались длительной доводкой своих летательных аппаратов и при первых же затруднениях добавляли к крылу хвост, превращая "бесхвостку" в обычный самолет.

1. Леонардо да Винчи. Избранные естественнонаучные произведения. М., 1955. С. 596.

2. C.Dollfus, H.Bauche. Histoire de Г aeronautics. Paris, 1932. P. 140.

3. J.Forestier. An overview of Clement Ader aeronautical achivments. (Рукопись; копия находится в архиве автора).

4. Dollfus, Bauche. Р. 141.

5. Smithsonian Institute Archives. Record Unit 7003. S.P.Langley Papers. P. 4—5.

6. P.Supf. Das Buch der deutschen Fluggeschichte. Bd.l. Stuttgart, 1956. S. 255.

7. F.Ahlborn. Uber die Stabilitat der Flugapparate. Hamburg, 1897.

8. Планеры Лилиенталя и самолет братьев Райт были статически неустойчивыми и человек должен был постоянно корректировать их равновесие.

9. Патент Великобритании № 17150, 14.08.1908 г.

2

Стрелокрылые самолеты Джона Данна и его последователен

Неудачные испытания первых "бесхвосток", казалось бы, должны были поставить точку в развитии таких самолетов. Однако нашелся человек, который проявил больше упорства и инженерной интуиции, чем его предшественники, и доказал, что бесхвостый самолет может летать. Его звали Джон Уильям Данн.

Данн родился в Ирландии в 1875 г. Его отец был военный, дослужившийся до генерала. Сын выбрал ту же стезю. Он участвовал в войне Великобритании с бурами в Южной Африке, получил чин лейтенанта. Но болезнь сердца — последствие перенесенной в Африке малярии, поставила крест на его военной карьере. В начале 1900-х годов Данн получил инвалидность и вернулся в Англию. Вскоре он начал пробовать себя как авиаконструктор.

Интерес к авиации возник у Данна еще в юношеские годы под влиянием романов Жюля Верна. Он мечтал построить аппарат, который бы не нуждался в управлении и мог летать в любую погоду. Масло в огонь подлило знакомство в 1902 г. с другим великим фантастом, Еебертом Уэлсом, описавшим применение самолетов в будущем в романе "Когда спящий проснется" (1899 г.).

Данн считал, что самолет должен быть таким же устойчивым в воздухе, как лодка на воде. Этого, по его мнению, можно добиться с помощью особой формы крыла. Разработанное в соответствии с его теорией стреловидное самобалансирующееся крыло в отличие от крыла типа "занония" имело четко выраженную стреловидность, прямолинейные очертания, жесткую заднюю кромку. Продольная балансировка достигалась не отгибом концов вверх, как у семени занонии, а равномерным уменьшением угла установки профилей постоянной хорды вдоль размаха крыла (так называемая "отрицательная геометрическая крутка"). Большая стреловидность должна была обеспечивать хорошую путевую устойчивость.

Принципиальное отличие конструкторской деятельности Данна от работ Адера, Этриха и Вейса заключалось в том, что его предшественники при создании первых "бесхвосток" лишь копировали природу, Данн же подошел к решению проблемы как инженер. Отсюда — строгие геометрические формы крыла, ясное понимание условий продольной устойчивости и балансировки. Он также учитывал вопросы динамической устойчивости самолета, справедливо отмечая, что стреловидность крыла способствует демпфированию продольных колебаний.[1]

Опыты с простейшими бумажными моделями доказали устойчивость разработанной Данном конструкции. Можно было приступать к созданию пилотируемого аппарата. Случай представился в 1906 г., когда Данн поступил на службу на Государственный воздухоплавательный завод в Фарнборо. Ему удалось заинтересовать своими идеями руководителя этого предприятия капитана Каппера, и тот через Военного министра добился финансирования проектов Данна. Первым шагом должно было стать создание пилотируемого планера. В случае успешных полетов на нем намечалось установить двигатель.

Планер Д. Данна D. 1 перед полетом. Для старта он был установлен на отделяемую в воздухе тележку.

Планер D.1, строительство которого началось в 1907 г., представлял собой деревянный биплан со стреловидными крыльям. Фюзеляжа не было, летчик располагался на нижнем крыле. Аппарат не имел ни киля, ни руля направления, все управление осуществлялось с помощью особых поверхностей на крыле. Они могли отклоняться одновременно в одну сторону, действуя как рули высоты, или в разные стороны, для выравнивания кренов и поворотов в горизонтальной плоскости. Такие комбинированные рули, получившие позднее название элевоны, стали непременной особенностью всех будущих "бесхвосток".[2] Планер стартовал, разбегаясь со склона на отделяемой тележке, а приземляться должен был на выступающие под крылом полозья.

Так как конечной целью являлось создание военного самолета, работы тщательно засекретили. Конструктор собственноручно собирал планер в специальном охраняемом ангаре. Для испытаний была выбрана безлюдная местность в 800 км к северу от Фарнборо. Планер покрыли камуфляжной окраской, изрисовав темную матерчатую поверхность крыльев белыми полосами, создающими на большом расстоянии искаженное представление о форме летательного аппарата.

Первая и единственная попытка полета состоялась летом 1907 г. Испытать планер вызвался сам капитан Каппер, не имевший никакого опыта пилотирования. После разбега под уклон аппарат взмыл в воздух. В течение 8 секунд он устойчиво планировал, однако затем, подхваченный нисходящим порывом ветра, резко снизился, задел крылом за препятствие и упал. Высота была небольшой, поэтому Каппер не пострадал.

Несмотря на аварию, военные сочли первый опыт в целом удовлетворительным и спешно занялись переделкой отремонтированного планера в самолет — D.1B. За сидением летчика установили два французских двигателя "Бюше" с общим валом, развивавшие вместе мощность 12 л.с. С помощью ременной передачи вращение вала передавалосв на два расположенных за крылом пропеллера. Для разбега на пологом склоне холма на некоторой высоте от земли соорудили деревянный настил. Работы велись в спешке, так как уже наступила осень, а испытания хотели провести до первого снега.

Принятые меры секретности не смогли уберечь эксперименты от глаз любопытствующих. Английский журнал "Аутомотор" 5 октября сообщал: "В лагере на Шотландском плоскогорье около Глен Тилта продолжаются работы по самолету, созданному небольшой специальной группой британской армии. ...Обстановка секретности, которой окружены эти работы, привлекла внимание иностранных шпионов, и несколько человек, заподозренных в шпионаже, были задержаны поблизости от места испытаний. У них обнаружены подзорные трубы и длиннофокусные фотоаппараты".

Подготовка к полетам закончилась к ноябрю 1907 г. Чтобы корректировать движение самолета в начале разбега, к крыльям привязали канаты, которые должны были удерживать бегущие рядом члены испытательной группы. Когда запустили двигатели, самолет стал разгоняться под уклон так быстро, что один из помощников не смог удержать канат, тележка шасси соскочила с настила, аппарат перевернулся и был сильно поврежден.