Новаторские. серия инновационных истребителей, созданных генри фолландом для royal aircraft factory до s.e.5 часть 1 эпизод 1

Созданный Королевским авиационным заводом (Royal Aircraft Factory) отличный истребитель S.E.5 сочетал в себе хорошие манёвренность и скорость, став самым известным английским истребителем Великой войны. Менее известной есть история его столь же новаторских предшественников. В первой части этого важного изучения* созданной Королевским авиазаводом серии скоростных разведчиков, из которых потом появились первые истребители, Филип Джарретт (PHILIP JARRETT) обрисовывает развитие B.S.1 и S.E.2.

Примечание о ссылках. Потому, что кое-какие из источников, использованных при подготовке данного изучения, не цитировались в течение столетия, то ссылки на них в соответствующих местах текста обозначены цифрами в квадратных скобках, а заглавия самих источников приведены в конце статьи [в связи с громадным количеством эта статья была мной разбита на две части].

11 апреля 1912 года в Белой книге английского правительства, озаглавленной «Меморандум о военно-морской и военной авиации» (Cd.6067), армейский летный завод (Army Aircraft Factory) был переименован в Королевский. В том же году это учреждение приступило к реализации проекта, что инициировал создание нового типа самолетов, первоначально названных «скауты» (Scouts), но потом ставших широко известными как «истребители» (Fighters).

На этом начальном этапе нужно осознать, что перед Первой Мировой войной и в ее начале самый предпочтительным типом аэропланов были самолеты-разведчики. Ф. У. Ланчестер (F.W. Lanchester) в главе 3 собственной книги «Самолеты в боевых операциях» («Aircraft in Warfare») [1] – первые наброски данной книги были сделаны зимний период 1913-14 годов, первоначально размещена в сентябре-декабре 1914 года в виде серии статей в издании «Engineering» и закончена в переработанном виде в течение первого месяца войны – под подзаголовком «Стратегический его обязанности и разведчик» писал, что

«Стратегическое значение самолетов зависит по большей части от их полезности для целей разведки. В случае если сказать коротко, то его главная сокровище в качестве осведомителя, а не бойца, потому, что самолет находится на работе у личного состава штаба. Так, обязанности автомобили носят совсем второй темперамент, хороший от применения в малых операциях, таких как тактическая разведка, корректирование огня артиллерии или других действий.

Во-первых, дальность полета либо радиус, что определяется емкостью топливного бака, есть значительно более ответственным причиной конструкции, потому, что самолету требуется функционировать над территорией с громадной площадью и покрывать громадные расстояния над территорией соперника, где любое возобновление подачи горючего нереально. Во-вторых, его скорость полета должна быть таковой, дабы обеспечить самолету безопасность от преследователей. Какие-либо важные шаги в установке на самолет брони либо оружия совсем неуместны, поскольку такая машина никогда не сможет всецело реализовать собственный боевой потенциал. Защита для того чтобы самолета содержится в его скорости». [2]

Так, возможно заметить, что в те ранние годы под термином «скаут» понимался самолет-разведчик, причем независимо от того, одноместный это летательный аппарат либо же двухместный. Но скоро задачи скоростного одноместного скаута изменились, и он стал вооруженным истребителем. Описание данных трансформаций в истории семейства новаторских аэропланов Королевского авиационного завода образовывает предмет данной статьи.

B.S.1

Летом 1912 года конструкторы авиазавода начали проектировать скоростной одноместный биплан, первоначально взявший обозначение Bleriot Scout № 1, or B.S.1. Префикс «B» был добавлен к обозначению в соответствии с совокупностью, которая была в первый раз предложена директором авиазавода Мервином О Горманом в вышедшем в марте 1911 года выпуске «Издания университета автомобильных инженеров» («Journal of the Institution of Automobile Engineers») [3].

В данном выпуске самолет с тянущим винтом (т.е. установленным перед оперением и крылом) – в стиле хороших французских монопланов Луи Блерио – был отнесен к категории «Class B». Эта совокупность была повторена в меморандуме и рапорте №59 комитета по изучениям в области авиации (Aeronautical Research Committee Report Memoranda [R M] No 59) от ноября 1911 года [4], в котором была введена литера «E» для обозначение экспериментальных (Experimental) самолетов, введя, так, обозначение «Bleriot Experimental» либо B.E.

За выпуском меморандума в январе 1912 года О Горман представил рекомендуемый перечень типов самолетов, каковые завод должен был выстроить. Перечень включал в себя

«скоростной аэроплан талантливый развивать скорость не меньше 90 миль в час (145 км/ч) с посадочной скоростью не более 60 миль в час (97 км/ч)».

Целью создания этого самолета было

«определение преимущества скоростной автомобили над машиной с пара меньшей скоростью на протяжении полетов в нехорошую погоду, и, в случае если это быть может, создать фактически применимый тип стремительнейшего самолета». [5]

Возможно, одвременно с этим было введено дополнительное обозначение B.S., первоначально воображавшее собой

«комбинацию B.E. и S.E. (Santos [самолет с толкающим винтом] Experimental) в концепции одноместного скаута».

Но скоро обозначение B.S. начало расшифровываться как «Bleriot Scout».

В 1913 году Мервин О Горман писал о B.S.1:

«Данный самолет был выстроен в качестве опыта, для получения данных для скоростного одноместного самолета-разведчика. Он спроектирован с целью достижения скорости полета 90 миль в час (145 км/ч) и посадочной скорости менее 50 миль в час (80 км/ч). Так, в интересах успехи высокой скорости было нужно пойти на определенные жертвы в виде значения минимальной скорости, которая впредь до настоящего времени устанавливается в 40 миль в час (64 км/ч)». [6]

Проектирование нового самолета, что для чистоты опыта должен был быть создан независимо от летательных аппаратов какого-либо иного типа [7], возглавил Джеффри де Хэвилленд. По видимому, существует некая путаница довольно отправной точки этого проекта. В опубликованной во второй половине 40-ых годов двадцатого века книге «Историческая сводка Королевского его предшественников и авиазавода: 1878-1918» (Historical Summary of the Royal Aircraft Factory and its Antecedents: 1878-1918) ее авторы Чайлд (Child) и Коунтер (Caunter) приводят цитату опрошенного во второй половине 40-ых годов двадцатого века де Хэвилленда:

«Я выполнил солидную часть проектирования по данной машине Я масштабно уменьшил хвостовое оперение от B.E.1, и, конечно, руль направления смотрелся нелепо мелким». [8]

Но в собственной автобиографии «Страсть к небу» (Sky Fever) Джеффри де Хэвилленд вспоминал:

«В то время знания аэродинамики были ограниченными, и в разработке чертежей я по большей части уменьшил масштаб успешного B.E.2. Данный способ был достаточно оптимален для стабилизатора и крыльев, но не для руля направления что по окончании окончательной сборки самолета смотрелся через чур мелким». [9]

В противоположность сказанному выше историк авиации Дж. М. Брюс писал, что:

«При виде сбоку B.S.1 был практически вылитый B.E.3; контуры были только мало поменяны для размещения одноместной усовершенствования и кабины линий хвостового оперения. Руль направления повторял круглую форму поверхности управления B.E.3 и был кроме этого установлен как уравновешенное устройство без киля». [10]

Само собой разумеется, имеется искушение принять личные заявления конструктора, но, как мы видим, они были сделаны довольно давно по окончании обрисовываемых событий и были очень противоречивыми. Иначе, вывод Джека Брюса проверяется несложным методом — методом сравнения фотографий B.E.3 и B.S.1. И окажется, что точность памяти Джеффри де Хэвилленда оказывается вызывающей большие сомнения.

Описание новой автомобили

Не смотря на то, что ответственность и общее руководство за проект лежали на де Хэвилленде, что кроме этого главенствовал летчиком-испытателем авиазавода, большинство рабочего проектирования была выполнена Генри Филипом Фолландом, что незадолго до этого присоединился к сотрудникам головного конструкторского бюро. Проектирование самолета началось летом 1912 года, и рабочие чертежи крыльев готовься 21 августа.

Рабочие тетради Фолланда содержат ранние черновые наброски B.S.1 с расчетами центра тяжести данной автомобили. Не смотря на то, что эскиз был практически карикатурой на настоящий самолет, в нем уже просматривались обтекаемые линии будущего самолета. [11] Одним из сохранившихся заводских чертежей B.S.1 есть датированный 5 октября 1912 года вид сбоку, делающий обтекаемые линии автомобили более очевидными. Кроме этого очевидными являются внимание конструкции и компактность самолёта к его подробностям. [12]

Полумонококовый фюзеляж длиной 20 футов 5 дюймов (6,2 м) складывался из задней секций и передней. Передняя секция складывалась из расчалочной фермы коробчатого сечения с изготовленными из ели верхними лонжеронами и двумя широкими нижними опорами. В конструкцию нижних опор были включены металлические трубы, к каким были присоединены штыри корневых частей нижнего крыла. Трубы для заднего лонжерона нижнего крыла были прикреплены под опорами так, что крыло имело требуемый угол атаки.

Расположенные со смещением распорные втулки из металлических труб соединяли верхние лонжероны и нижние опоры.

Двигатель был установлен в передней части секции и его передний подшипник поддерживался парой достаточно широких горизонтальных продольных опор. Эти опоры были поддержаны подкосами, изготовленными из металлических труб и воображавшими собой треугольники, установленные с каждой стороны двигателя и прикрепленные к продолговатой горизонтальной раме из металлических труб. Все трубы в данной конструкции были сортамента 1in ? 20 s.w.g. (Standard wire gauge). Поддерживающие треугольники были отклонены так, дабы рама крепления двигателя оставалась открытой в переднем направлении, будучи в этом месте существенно шире фермы фюзеляжа, к которой они были прикреплены. [13]

Не смотря на то, что на самолет был установлен 100-сильный двухрядный четырнадцатицилиндровый ротативный двигатель на данный момент, капот и моторная рама были сделаны большими и прочными, дабы при необходимости разместить имевший больший диаметр 140-сильный двигатель Gnome. На чертеже продемонстрированы два двухлопастных винта, соединенных совместно и образовавших четырехлопастный пропеллер, но на изготовленной машине был установлен двухлопастный винт.

Расчалочная ферма передней части фюзеляжа оканчивалась распорными втулками сзади кабины пилота; нижние опоры и верхние лонжероны были продлены еще на 3 фута (0,9 м) для обеспечения крепления задней фюзеляжной секции. Эта секция представляла собой чистый монокок, складывавшийся из четырех обшивки и шпангоутов из березовой фанеры.

Сходу за задней частью моторной рамы были установлены карбюратор и неподвижные узлы двигателя Zenith; съемная панель доступа к данной полости была предусмотрена в нижней части фюзеляжа. Выше оборудования размещался топливный бак с подачей бензина самотеком в карбюратор. Данный бак был разделен в продольном направлении: правая сторона содержала 21 с половиной галлон (98 л) бензина, а левая – 11 галлонов (50 л) масла.

Потому, что никакой приборной панели не было, то большинство устройств кабины была прикреплена конкретно к задней части бака. Приборное оборудование кабины пилота складывалось из тахометра Эллиота (Elliot revolution counter), вертикальной колонки указателя воздушной скорости, анероида и часов (высотомера). Клинометр, измерявший в градусах снижение и набор высоты, был прикреплен к правому верхнему лонжерону, а компас крепился к самой задней вертикальной трубе фюзеляжной фермы с правой стороны.

Тумблер зажигания был прикреплен к передней левой стороне ковшеобразного сиденья пилота. Поперечное управление осуществлялось при помощи гоширования крыла, а управление по тангажу при помощи руля высоты.

Управление круткой и рулём высоты крыла осуществлялись пилотом при помощи ручки управления, на верхней части которой размещался кнопочный тумблер, разрешавший включать и выключать двигатель и являвшийся, по сути, исходной формой «дроссельного» регулирования скорости. Управление по курсу осуществлялось ножными педалями. Кабина пилота имела шпунтованный древесный пол. [14]

Двигатель закрывал полукруглый изогнутый железный капот с вырезом в нижней части. Для обеспечения плавного перехода к моногоковой задней фюзеляжной секции и к капоту двигателя к внутренней балочной конструкции передней фюзеляжной секции были присоединены покрытые фанерной обшивкой вспомогательные шпангоуты. Данное ответ снабжало фюзеляжу самолета только чистые по тем временам линии.

Горизонтальное оперение складывалось из покрытых полотном руля высоты и полукруглого стабилизатора, имевшего изогнутую заднюю кромку. Вертикальное оперение было лишено киля и складывалось из круглого руля направления, напоминавшего руль B.E.3, но имевшего намного меньшую площадь – всего 4 фт? (0,4 м?).

Крылья самолета образовывали одностоечную расчаленную бипланную коробку с размахом 27 футов 6 дюймов (8,4 м), длиной хорд 3 фута 9½ дюймов (1,15 м) межкрыльевым расстоянием 4 фута 7 дюймов (1,4 м) и углом атаки 4°. Четыре профилированные стойки соединяли верхние лонжероны передней фюзеляжной секции и центроплан верхнего крыла; между собой крылья соединялись четырьмя обтекаемыми межплоскостными стойками, установленными ближе к законцовкам.

Неспециализированная высота самолета от земли до верхней части верхнего крыла составляла 8 футов 4½ дюйма (2,6 м). силовой комплект крыльев складывался из двух нервюр и лонжеронов, имевших аэродинамический профиль RAF 6; обшивка крыльев была полотняной. задние кромки и Передние крыльев до межплоскостных стоек были параллельными; законцовки крыльев были круглыми. Бамбуковые дуги, прикрепленные под нижним крылом в точках крепления межплоскостных стоек, должны были защищать законцовки нижнего крыла от повреждений при наклонах самолета на земле.

Главные стойки шасси имели прочную расчаленную конструкцию из двух лыж, несших два колеса с пружинной амортизацией и покрытыми полотном проволочными спицами. Не смотря на то, что полуоси были продемонстрированы на чертеже, на фотографиях выстроенной автомобили они не видны. Под стабилизатором на стойке был установлен костыль с пружинным амортизатором, верхняя часть которого была покрыта аккуратным обтекателем.

Это усовершенствование было необыкновенным для тех лет и свидетельствовало о жажде конструктора минимизировать сопротивление.

В воздухе

В ряде деталей готовый самолет неизбежно отличался от чертежей. Крылья самолета были установлены со смещением относительно друг друга и имели маленькое поперечное V (в одном источнике указано 2½°); хорда стабилизатора была увеличена. Расположенные в фюзеляже точки выхода тросов рулей высоты и направления были перенесены, а межколесная ось была покрыта обтекателем.

Трубка Пито была прикреплена к левой передней межплоскостной стойке. Безлюдный самолет, имевший большой коэффициент запаса прочности 3, весил 850 фунтов (386 кг) – на пять фунтов (2,3 кг) меньше, чем прогнозировали расчеты. мощности кривых и Диаграммы сопротивления для B.S.1 в RM №86 показывали вес с полной нагрузкой 1220 фунтов (553 кг). Кроме этого в том месте была указана информация о крыльях: площадь 190 фт? (17,7 м?), относительное удлинение 7,3:1, вынос крыла 14° и относительное межплоскостное расстояние («gap chord») 1,2:1. [15]

Постройка B.S.1 была закончена в начале 1913 года и самолет был облетан де Хэвиллендом. К сожалению, дата первого полета записана не была, но во второй половине 40-ых годов двадцатого века Джеффри де Хэвилленд вспоминал:

«на протяжении первых полетов [я] понял, что управление по курсу было нехорошим. Я не пологаю, что в те годы было большое количество теоретических знаний о рулевых площадях и поверхностях килей «Расчеты на глаз» в сочетании с нехорошим управлением по курсу вынудили меня решить об повышении руля направления». [16]

В собственной автобиографии он добавил:

«Я не считал, что мелкий руль направления привел бы к каким-либо значительным проблемам, но он мог быть не хватает действенным при резких разворотах. Я сделал первый испытательный полет с маленьким рулем и увидел, что для верного исполнения разворота требовалось отклонять руль направления на громадный угол». [17] См. стр.43 рапорта О Гормана

Чертеж увеличенного руля направления был выполнен 25 марта и был переданн в цех для изготовления. К этому времени самолет был переименован в S.E.2 (Scouting Experimental No 2). [19] направляться заявить, что Генри Фолланд кроме этого трудился над проектом более большого самолета B.S.2 с фюзеляжем из металлических труб и двигателем Renault. Быть может, впоследстви он был переименован в R.E.1.

Но движение событий обогнал замыслы. Утром 27 марта де Хэвилленд совершил предстоящие опробования на скороподъёмность и скорость, и во второй половине того же дня он опять взлетел для продолжения тестирования автомобили. В тот же вечер О Горман обрисовал полученные результаты и по телефону передал отчет в Лондон главе управления фортификационных строительных работ и сооружений генералу инженерных армий Дж. Скотт-Монкриффу (Maj-Gen G. Scott-Moncrieff, RE, the Director of Fortifications Works):

«Я должен сказать о случившейся сейчас в 5 часов аварии с новым стремительным скаутом, которая задержит опыты как минимум на месяц. К счастью, пилот м-р де Хэвилленд, как об этом возможно делать выводы на данный момент, отделался двумя потерей и растянутыми лодыжками нескольких зубов.

Лишь этим утром повторные скоростные опробования продемонстрировали, что в восьми полетах в том направлении и обратно самолет разогнался до 92 миль в час (148 км/ч). После этого аэроплан перешел к опробованиям на скороподъемность и по устройствам за 60 секунд собрал высоту 800 футов (244 м). Минимальная скорость пока не достигла отличных показателей и образовывает 50 миль в час (80 км/ч).

В свете грядущего на следующий день визита генерала Хендерсона (General Henderson) и капитана (капитана 1-го ранга) Сьютера (Captain Sueter) он должен быть повторно испытан.

Я полагаю, что присутствует некая неисправность руля направления, потому, что при понижении к почва были выполнены три маленьких круга. Эти витки стали причиной аварии при посадке: сперва были разбиты лыжи, а после этого и фюзеляж.

Как раз исходя из этого я с громадным сожалением информирую об этом и я желаю, дабы занесли в протокол, что господин де Хэвилленд – полностью уравновешенный и превосходный летчик, что ни при каких обстоятельствах не занимался показными либо виражами и причудливыми полётами». [20]

Джеффри де Хэвилленд бвл доставлен в расположенный в Олдершоте (Aldershot) Кембриджский военный госпиталь (Cambridge Military Hospital), где было обнаружено, что он кроме этого сломал челюсть. В собственной автобиографии Де Хэвилленд так написал об данной аварии:

«Сделав достаточно резкий – более крутой чем в большинстве случаев – разворот, самолет внезапно забрал управление на себя и вошел в штопор, совершая витки так, что всецело переложенный руль направления не имел возможности это остановить. Так как высота была ниже ста футов (30 м), то на выход из штопора никакой надежды не было. К счастью, в то время, когда я ударился о почву, штопор был достаточно плоским.

Я не забываю чувство от центробежной силы, очень сильно вдавившей меня в противоположную вращению сторону кабины. До момента, в то время, когда меня достали из-под обломков, я больше ничего не помнил. Самым важными травмами, взятыми мной, были сломанная челюсть, пара выбитых зубов (позднее они были отысканы в обломках и в конверте были любезно переданы мне механиком) и синяки, в то время как самолет разбился вдребезги.

На протяжении лечения в Олдершоте в Кембриджском госпитале меня посетил один человек из технического персонала завода, что с некоей долей успеха заявил, что были сделаны широкие их результаты и расчёты продемонстрировали, что руль направления через чур мелок. Я постарался продемонстрировать собственную заинтересованность».

Он добавил:

«Мервин О Горман кроме этого посетил меня в военного госпиталь и с громадной любезностью передал мне патефон и стопку пластинок. Но самым полезным подарком для меня была книга Герберта Уэллса. На её титульном странице было написано «Дж.

Де Хэвилленду от М. О Г. В память об аэроплане 92–50–900». Эти сведенья относятся к замеренным нами данным: большой скорости 92 миль в час (148 км/ч), минимальной скорости 50 миль в час (80 км/ч) и скорости комплекта высоты 900 футов в 60 секунд (574 м). Скороподъемность по тем временам была замечательной. Я оценил слова на титульном странице больше, чем содержание книги». [21]

Описание и сделанный в 1913 году О Горманом предстоящий анализ аварии продемонстрировал:

«Данный минимальных размеров руль направления вызвал авиацию , приведшей к разрушению автомобили. При работе двигателя на полную мощность суммарный эффект от действий руля перед центром тяжести превзошел соответствующий эффект за ним. По окончании нескольких успешных полетов, прокол шины стал причиной тому, что рабочий, к сожалению, заменил их колесами большего размера.

Они, будучи установленными по сторонам, увеличили передний эффект, и в то время, когда машина самостоятельно совершила резкий разворот в сторону, то действие колес в сочетании с передним винтом и эффектом руля выяснилось больше компенсирующих возможностей задней части руля направления. Это событие ввело машину во вращение и вызвало аварию . Превышение переднего результата над задним было выражено в прекратившем пикирование автомобили скольжении на крыло, направленном как наружу, так и обратно вовнутрь». [22]

Через некое время по окончании аварии были выполнены расчеты и с целью определения аэродинамических черт B.S.1 были совершены опробования масштабной модели в аэродинамической трубе Национальной физической лаборатории (National Physical Laboratory – NFL) [однако опробования были совершены на модели фюзеляжа самолета-преемника S.E.2]. Потом О Горман сказал:

« сопротивление фюзеляжа на большой скорости более чем вдвое превышает сопротивление плоскостей. Полученный итог показывал, что, не обращая внимания на громадные упрочнения, направленные на понижение неспециализированного сопротивления, предстояло еще многого достигнуть упрощением совокупности расчалок (за счет применения более прочных материалов) и улучшением обтекания главных стоек шасси.

Вторым моментом, на что следовало обратить внимание, был небольшой угол атаки на полной скорости. Он был меньше половины градуса На практике не было никаких возражений относительно установки крыльев с малыми углами атаки, потому, что заблаговременно было предположено, что громадный стабилизатор есть достаточным резервом для компенсации увеличенного перемещения центра давления при любых трансформациях угла». [23]

В отношении черт поперечной устойчивости B.S.1 О Горман заявил:

« будет видно, что отрицательный курсовой момент был так велик, что аэроплан имел относительно маленький запас курсовой устойчивости при нейтральном положении руля направления. Само по себе это не имело громадного значения, самолет был в полной мере управляемым. Но при громадном отклонении от курса громадной отрицательный курсовой момент заставлял удерживать руль направления практически прямо. Руль направления кроме этого имел громадной угол атаки.

Любое повышение этого угла, к примеру при проверке угловой скорости, имело возможность привести руль направления в точку срыва потока, в которой поперечная сила существенно уменьшалась, и управление появилось утрачено. Эта неприятность руля была усугублена установкой более больших колес которая, возможно, послужила обстоятельством аварии данной автомобили.

ширины руля и Небольшое соотношение длины направления, его положение на фюзеляже и винт способны привести к появлению точки срыва потока на меньших углах.

Кроме этого расчетные характеристики были немного хуже продемонстрированных, что, быть может, связано с тем, что способы их оценки с момента разработки аэроплана не развивались, а опробования были выполнены на модели фюзеляжа S.E.2. Тяжело избежать неточностей при вычислении черт одного фюзеляжа на базе другого фюзеляжа другой формы». [24]

О Горман сказал, что:

«Одной из основных обстоятельств громадного отрицательного курсового момента у B.S.1 был тянущий винт с громадным шагом». [25]

Новаторские. серия инновационных истребителей, созданных генри фолландом для royal aircraft factory до s.e.5 часть 1 эпизод 1

Hyperloop One: Full Scale System Test 5-12-17

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: