Создатель автожира Хуан де ла Сьерва (1895-1936)
Шрифт:
Одним из самых интересных конкурентов автожира был жироплан Хафнера. Рауль Хафнер занимался проблемами винтокрылого летательного аппарата в Австрии, но в 1933 г. был вынужден переехать в Англию. Там он поступил в автожирную школу в Хейворте и после непродолжительного обучения получил удостоверение пилота. Хафнер считал, что автожир является промежуточным этапом к геликоптеру, и поэтому решил отработать на нем управление циклическим и общим шагом. Получив финансовую помощь, он организовал свою фирму и построил жироплан AR-III. Это был маленький одноместный аппарат с трехлопастным ротором и двигателем "Побджой" мощностью 75 л. с. Вместо наклоняемой втулки он имел автомат перекоса своеобразной конструкции. Циклический шаг изменялся ручкой управления, а общий — отдельной ручкой. Управление общим шагом позволяло выполнять взлеты без разбега, используя инерцию лопастей, как и на автожире ла Сьервы, а управление циклическим шагом служило для продольного и поперечного управления. Это был первый случай использования автомата перекоса для управления ротором с шарнирным креплением лопастей. Такая схема нашла в дальнейшем широкое применение в вертолетостроении. Первый полет AR-III состоялся в сентябре 1935 г. Жироплан имел хорошую управляемость. Однако катастрофа прервала испытания.
Новый аппарат был построен и начал летать только в феврале 1937 г. Отсутствие достаточной финансовой поддержки вынудило прекратить испытания (4, vol. 4, р. 617].
Другой конкурент автожира — геликоптер пока еще слабо заявлял о себе. Тем не менее ФАИ, признавая, но официально не засчитывая достижения автожиров и жиропланов, фиксировала более чем скромные рекорды геликоптеров. 15 апреля 1924 г. геликоптер Эмишена пролетел 360 м, 17 апреля того же года — 736 м. 4 мая 1924 г. его аппарат впервые в истории создания геликоптера совершил полет по замкнутому маршруту в 1 км, а 14 сентября поднялся с 200-килограммовой полезной нагрузкой [4, vol. 6, р. 323]. В октябре 1930 г. геликоптер итальянца д’Асканио установил новые рекорды продолжительности полета — 8 мин 42,2 с, дальности по прямой — 1078 м, высоты — 18 м. Геликоптер имел два соосных двухлопастных несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях, которые имели шарнирное сочленение лопастей (европейский патент ла Сьервы не распространялся на вертолеты).
В 1932 г. французы Луи Бреге и Рене Доран закончили постройку геликоптера, который назвали жиропланом. Он также имел два соосных несущих винта. Путевое управление достигалось дифференциальным изменением шага лопастей двух несущих винтов, а продольное и поперечное — посредством изменения циклического шага. Диаметр винтов был 16,4 м, общий вес достигал 1950 кг. Первоначально на геликоптере был установлен двигатель "Бугатти" мощностью 250 л. с., позднее он был заменен на "Испано-Сюизу" 350 л. с. Осенью 1936 г. аппарат уже поднимался в воздух на высоту 158 м и держался в воздухе более часа.
Несмотря на такие достижения, это была всего лишь экспериментальная машина, как, впрочем, и все геликоптеры того времени.
Специалисты нашей страны в это же время на геликоптере ЦАГИ 1-ЭА добились таких результатов [11, с. 32]:
Максимальная высота полета (14 августа 1932 г.), м 605 [12]
Наибольшая продолжительность полета (15 июня
Эти данные тогда не публиковались по вполне понятным причинам. Некоторые результаты могли бы быть еще лучше. Вот как об этом пишет известный авиационный конструктор и летчик-испытатель геликоптеров Алексей Михайлович Черемухин: "Небезинтересно вспомнить и о некоторых технических трудностях "бытового характера", сильно затруднявших и осложнявших нашу работу.
12
Мировой рекорд на тот момент составлял 18 м.
Я имею в виду наш тогдашний, бывший в нашем распоряжении моторный "парк". Я уже упоминал, что на этом аппарате (ЦАГИ 1-ЭА.—Г. К.) стояли два ротативных мотора "Рон" 120 л. с. каждый — времен империалистической войны и давно снятых с производства. Кроме этих двух, было у нас еще три мотора, такие же старые, как и стоявшие на аппарате, и перебранные из старых, в большинстве своем отработавших свой ресурс частей… Поэтому при проведении всех наших летных испытаний мы, ограниченные ресурсом моторов, старались ограничить время летных испытаний и воздерживались от таких рекордов, как, например, рекорд продолжительности или рекорд дальности, которые в то время рекламировались за рубежом изобретателями и строителями геликоптеров.
Однако если мы и мало думали об установлении рекордов в то время, то расширение пределов, полученных летных данных, таких, как высота, скорость, особенности подъема, спуска и посадки, все время имели место при наших летных испытаниях.
Так, например, у нас заметно выросла высота полетов, достигавшая величины 150–200 м и повторявшаяся многократно. В те времена по сравнению с мировым рекордом высоты в 18 м, поставленным на геликоптере Асканио, это было уже немало. Однако запас тяги, имевшейся на аппарате, и достигнутая уже достаточная уверенность в работе позволили мне в одном из полетов попробовать набрать высоту побольше. Я набрал высоту около 600 м…" [12, с. 26].
В Германии Антон Флеттнер построил двухместный жироплан FL-184 с закрытой кабиной. На нем стоял мотор "Симменс — Хальске SH-14A" мощностью 150 л. с. Диаметр ротора был 12 м. Машина имела управление циклическим и общим шагом. Однако она не успела себя показать — сгорела во время испытаний [13, р. 88; 7, р. 296; 4, vol. 4, р. 333).
Весной 1936 г. в Германии появился получивший широкую известность самолет "Физлер-156 (Fi-156) Щторх", на котором были применены предкрылки и щелевые закрылки. Он мог взлетать с коротким разбегом, в полете держать небольшую горизонтальную скорость (около 50 км/ч) и садиться с незначительным пробегом. Его посадочная скорость составляла 50 км/ч, а пробег — 20 м. Это был первый из самолетов, именуемых теперь самолетами короткого взлета и посадки, — СКВП [14, vol. 3, р. 113; 4, vol. 7, р. 1103]. "Шторх" стал серьезным соперником автожиров, которые не имели пока возможности взлетать без разбега, хотя и садились без пробега. Экспериментальные автожиры в расчет не принимались, так как известно, что от экспериментальной до серийной машины, как правило, долгий путь.
Профессор Фокке в 1936 г. построил одноместный геликоптер поперечной схемы FW-61, который поднялся в воздух 26 июня 1936 г. на 28 с. Фюзеляж использовался от легкого самолета "Фокке Вульф-44 Штиглиц". На нем стоял мотор SH-14A. Путевое и продольное управление достигалось посредством изменения циклического шага лопастей, а поперечное — дифференциальным изменением общего шага винтов.
Эта машина уже вселяла в конструкторов хорошие надежды. И хотя геликоптер Браге — Дорана к тому времени установил рекорд высоты 158 м, дальности полета по замкнутому маршруту 44 км, продолжительности полета 1 ч 2 мин 5с и скорость 45 км/ч, конструкторы FW-61 не афишировали свое детище. Они продолжали спокойно его доводить и в 1937 г. получили выдающиеся результаты. Как сказал Фокке: "Я старался разрешить задачу создания первого практического геликоптера, поскольку ла Сьерва не сделал этого. С его гением и знаниями он смог бы сделать это намного лучше и быстрее… Неприязнь ла Сьервы к геликоптеру была оправдана — он ненавидел сложность. Я также ее ненавижу, но, с другой стороны, я считаю, что миссия инженера состоит в том, что, если трудности в преодолении новых проблем неизбежны, их нужно уменьшить до минимума" [7, р. 297].
Самым популярным автожиром в 30-е годы был С-30. Он впитал в себя все лучшее, что было достигнуто к тому времени.
1935 год начался с удачного эксперимента, проведенного итальянскими ВМС на этом автожире. Его осуществил Реджинальд Бри. Суть этого эксперимента заключалась в демонстрации использования автожира на кораблях ВМФ в реальных условиях. Бри перегнал С-30 в Ла-Специю в конце декабря 1934 г., а в январе 1935 г. начались испытания. На корме итальянского крейсера "Фьюме" была установлена платформа размером 10X35 м, и Бри, вылетая с берега, осуществлял посадки и последующие взлеты при различных направлениях и силе ветра, при дрейфе корабля и на ходу до скорости 27 узлов. Иногда летчик брал на борт пассажира. Испытания были удачными, и итальянские ВМС заинтересовались С-30.
Бывает, что за успехом и радостью следуют неприятности. 21 января 1935 г. один из курсантов английской военной школы летчиков автожиров выполнял обычный тренировочный полет. Наблюдатели на земле вдруг увидели, как из облака вывалился автожир и с углом пикирования 45° врезался в землю. Это был уже второй смертельный случай. При расследовании катастрофы конкретных причин выявлено не было.
При другом испытании С-30, принадлежавшем министерству авиации Англии, произошел похожий случай с гидроавтожиром. По сравнению с обычным С-30 эта машина имела некоторые отличия. На гидроавтожире стоял ротор большего диаметра, была значительно увеличена площадь киля для обеспечения устойчивого глиссирования и площадь руля направления для противодействия моменту, вызываемому косой обдувкой от винта. Все эти доработки увеличили вес автожира на 100 кг. В одном из полетов при выполнении обычного пикирования Алан Марш вдруг почувствовал, что автожир имеет тенденцию опустить нос и не реагирует на ручку управления. На высоте 900 м автожир плавно перевернулся и продолжал пикировать. Марш выключил зажигание. В тот момент из передней кабины вывалился балласт и проскочил сквозь ротор, не повредив лопастей. После этого автожир сам вышел из пикирования в нормальный горизонтальный полет. Летчик благополучно приводнился. Придя немного в себя, он вылез на поплавок, от руки запустил двигатель и, не пытаясь взлететь, стал глиссировать на базу.
После этих случаев специалисты конструкторского бюро ла Сьервы провели детальный анализ и пришли к выводу, что виной всему был используемый профиль "Гёттинген", который был применен в надежде получить большую скорость. Особенностью этого профиля было изменение момента, что вызывало циклическое закручивание лопасти. Упругая закрутка лопасти искажала маховое движение лопастей, при больших скоростях автожир затягивало в пикирование, и его нельзя было вывести даже при полностью взятой на себя ручке. Профиль "Гёттинген-606" заменили на безмо-ментный.