Сэр хайрем максим как один из предшественников братьев райт

Желаю выразить громадную признательность глубокоуважаемому коллеге redstar72 за громадную помощь в редактировании данной статьи.

В рамках подготовки к столетию* совершённого братьями Райт первого управляемого полета (17 декабря 1903 года) имеет суть поведать ещё об одном из их великих предшественников. В этом случае обращение отправится об инженере-изобретателе и промышленнике сэре Хайреме Стивенсе Максиме (1840 – 1916), что подошел к проблеме динамического полета и к конструкции самолёта с позиций классической механики.

В известном смысле ему удалось доказать правомерность для того чтобы подхода, не обращая внимания на то что его самолёт ни при каких обстоятельствах по-настоящему не летал. Он сумел продемонстрировать, что в авиации кроме того паровая машина может служить в качестве силовой установки мощности и приемлемого веса, и созданный им двигатель являлся одним из самые совершенных в собственном роде.

Хайрем Стивенс Максим был обычным американцем, добившимся успеха собственными силами – так называемый Self-made man. Он появился 5 февраля 1840 года в штате Мэн и по окончании пяти классов школы стал сам получать себе на судьбу. Он побывал в ряде городов восточной части прибрежной полосы США и Канады, поменял пара профессий (разнорабочий, плотник, маляр) и усиленно изучал литературу по машиностроению и естествознанию.

Наконец в двадцать четыре года он начал обучение в слесарной мастерской собственного дяди в Фитчбурге (Fitchburg), штат Массачусетс, в которой он освоил работу на металлообрабатывающих станках, литейное и кузнечное дело, и конструирование и техническое черчение.

господин Хайрем Стивенс Максим (1840-1916)

В первой половине семидесятых годов девятнцадцатого века Максим уже главенствовал инженером большого электротехнического завода в Нью-Йорке. Трудясь в конце 1870-х над переделкой винтовки Винчестера в самозарядную, он пришел к конструкции пулемёта. Собственный Максим и изобретение внес предложение армейскому и военно-морскому ведомствам, но вашингтонские клерки отклонили его, сочтя

«негодным для использования на практике».

В первой половине 80-ых годов XIX века на протяжении рабочий поездки в Лондон он внес предложение пулемет английскому армейскому ведомству и был встречен с громадным пониманием. Максим переехал в Англию, где продолжил работы над доводкой пулемета. Повышение темпа стрельбы до 600 выстрелов в 60 секунд принесло ему дворянский титул и богатство.

направляться заявить, что на протяжении Первой Мировой пулеметы конструкции Максима находились на вооружении английской, германской и русской армий. К данному семейству направляться отнести и авиационные пулеметы Vickers и Spandau: совокупность Максима была пригодной к синхронизации с оборотами винта и использовалась по обе стороны фронта. Нижеприведенные фотографии показывают истребители Sopwith Camel и Fokker D.VII с установленными на них синхронизированными пулеметами.

синхронные авиационные пулеметы Spandau (совокупность Максима) на истребителе Fokker D.VII

синхронные авиационные пулеметы Vickers (совокупность Максима) на истребителе Sopwith Camel

На рубеже 1880-90-х годов пятидесятилетний господин Хайрем начал без шуток заниматься авиацией. Как умелый практик он знал, что существующие технические, технологические и теоретические знания в данной области фактически равны нулю. Следовательно, путь к созданию конструкции самолёта был начат с весьма важных инженерных изысканий.

Хайрем Максим выстроил массивный (радиусом 9 метров) круг с приводом от паровой машины мощностью около 7,5 кВт. Целью было определение винтов и характеристик крыльев. Винты Максима должны были иметь поверхность прямого геликоида (винтовая поверхность, грамотный перемещением прямой, вращающейся около перпендикулярной к ней оси и в один момент движущейся поступательно в направлении данной оси).

Конструктивно это было реализовано следующим образом: лопасть винта представляла собой раму с двумя прямыми балками, образующими заднюю кромки и переднюю, на которую натягивалась непроницаемая обшивка. Максим изучил зависимость тяги винта от поступательной скорости и числа оборотов и эмпирически установил, что в случае если величина шага винта не превосходит его диаметр втрое и более, то воздушное пространство проходит через диск винта более-менее в осевом направлении.

Громаднейшую эффективность винты показывали при шаге, приблизительно равном диаметру. Результаты изучения винтов были размещены в [1], [3] и [4].

Другие изучения были связаны с проектированием аэродинамически функциональных поверхностей. Максим распознал аэродинамическую неэффективность крыльев с односторонней обшивкой и заключил о необходимости делать обшивку двусторонней. Предлагалось выполнить нижнюю поверхность крыла частично проницаемой.

Этим создавалась маленькая выпуклость, и профиль крыла сглаживался.

В первой половине 90-ых годов XIX века Хайрем Максим начал проектировать самолёт с силовой установкой. Все существовавшие тогда двигатели имели удельный вес в десятки килограммов на лошадиную силу, и самые перспективными были двигатели внутреннего сгорания Отто, но они были ещё не хватает надёжными. В итоге Максим остановил собственный выбор на проверенном паровом двигателе.

Удельный вес паросилового оборудования (парогенераторы, двигатель, конденсаторы, оборудование для заправки вспомогательное оборудование и воды) тогда варьировался в пределах от 12 до двадцати килограмм/л.с., но Максиму было как мы знаем, что с повышением мощности данный коэффициент значительно уменьшается. Исходя из этого самолёт им был задуман замечательным и громадным.

Следующим был вопрос материалов для планера. Сперва Максим собирался использовать алюминий, но потому, что подробности из него возможно было соединять только клёпкой, что значительно увеличивало вес конструкции, был должен отказаться от этого материала. Вместо алюминия он решил применить тонкостенные (минимальная толщина стенок составляла 1 мм) металлические трубы диаметром от 6 до 76 мм, каковые должны были соединяться при помощи жёсткой пайки.

Что касается конструктивной схемы, то Максим решил создавать полиплан с двумя двигателями, вращавшими толкающие винты в противоположных направлениях.

Сперва была изготовлена паровая силовая установка, и направляться заявить, что у Максима оказался настоящий технический шедевр. Базой силовой установки был неспециализированный водотрубный паровой котел с давлением до 2,2 МПа. В качестве горючего употреблялся бензин, из которого в отдельном генераторе создавалась особая смесь, сгоравшая в 7650 горелках.

Вода выпаривалась в 700 бронзовых трубках (внутренний диаметр 19 мм, толщина стенок 0,5 мм, протяженность 1,4…2,4 м), соединенных с барабаном диаметром 250 мм.

Изолированный асбестом корпус в виде треугольной призмы (протяженность 2,4 м, высота 1,8 м, ширина 1,5 м) был образован подогревательными трубками (см. рисунок).

парогенератор конструкции Максима

Любой из двух двигателей был компаундом с двумя цилиндрами двойного действия. Диаметр цилиндров большого давления составлял 125 мм, цилиндров низкого давления – 200 мм, общий ход был 305 мм. Выходная мощность одного двигателя при давлении 2,2 МПа и 400 об/мин составляла 132,4 кВт (180 л.с.).

Пластина поверхностного конденсатора складывалась из 500 бронзовых труб эллиптического сечения и пребывала в потоке воздушного винта. Неспециализированный вес паросиловой установки с 90 кг воды, но без горючего составлял 924 кг, что соответствует удельному весу всего 3,6 кг/л.с.** (Двигатель внутреннего сгорания самолёта братьев Райт весил 77,3 кг при мощности 12 л.с.; т.е. удельный вес составлял 6,44 кг/л.с.) На представленном снимке господин Хайрем демонстрирует собственную физическую форму и небольшой вес его парового двигателя.

Двухлопастный винт диаметром 5,4 м и шагом 4,9 м был того же типа, что испытывался ранее на круге. Двигатели вращали винты посредством цепных приводов, передаточное число которых было равняется 1. Большая измеренная тяга винта составляла 9,5 кН.

господин Хайрем и его 180-сильный паровой двигатель

По окончании разработки силовой установки Хайрем Максим занялся конструкцией собственного огромного самолёта. В опытной литературе значительно чаще воспроизводится картина (см. рисунок ниже), которая, по всей видимости, изображает начальный проект. Практически выстроенная машина ближе к реконструкции, выполненной в трех проекциях.

Информацию о размерах самолёта противоречивы, самый достоверным представляется значение размаха крыльев – 31,5 м; чертёж в трёх проекциях был взят в следствии геометрической обработки фотографий (см. [14]).

полный проект многокрылого самолёта Максима

выполненный в трех проекциях приблизительный эскиз громадного самолёта конструкции Максима (левая сторона вида спереди в начальной конфигурации проекта)

Большой многокрылый самолёт, конечно, не был похожим столь популярные тогда формы птицы либо летучей мыши. Как сказал сам Хайрем Максим,

«успешный локомотив не имел в собственной базе имитацию слона».

По-видимому, машина была задумана в качестве мобильного испытательного оборудования для ответа энергетических взлёта и проблем полёта. Все остальные неприятности, а также связанные с устойчивостью и управляемостью, должны были быть решены уже в следующей конструкции. Возможно, сперва раздельно была испытана силовая установка.

Она была установлена на тележке, снабженной четырьмя массивными чугунными подпружиненными ЖД колесами. Тележка должна была проехать по ЖД дорогам, намерено выстроенным для данной цели в парке усадьбы Болдуин-Парк (Baldwyns Park).

Протяженность дорог составляла 600 м, колея – 2,4 м. На плите тележки был размещен парогенератор и оба паровых двигателя; валы винтов размешались на высоте трех метров от пола тележки на металлической трубчатой конструкции, которая кроме этого служила в качестве совокупности подвески разных конфигураций несущих и стабилизирующих поверхностей. Напомним, что в проекте Максима для управления по вертикали предполагалось применять носовые и хвостовые управляемые поверхности, а для управления по курсу – изменение скорости вращения винтов.

Но в дешёвых источниках пишется о рулежечных опробованиях, на протяжении которых к опорной конструкции была прикреплена массивная восьмиугольная несущая поверхность, над ней первоначально имелась ещё одна дополнительная поверхность прямоугольной формы (потом её сняли, и на более поздних фотографиях она уже отсутствует), а на идущих вперед и назад на расстоянии 5,4 м друг от друга балках устанавливались рулевые поверхности и горизонтальные стабилизаторы. Дабы подъемная сила не смогла оторвать тележку от колеи, была изготовлена верхняя древесная колея шириной 9 метров.

К ней снизу прилегали особые опорные ролики, установленные на четырех боковых стрелах, соединенных с рамой тележки. Это сооружение должно было разрешить колёсам тележки оторваться от нижней колеи приблизительно на два дюйма, но не давало по-настоящему взлететь аппарату, управляемость и устойчивость которого находились под вопросом. Но «предохранительная» колея была приблизительно на 50 метров меньше, чем главные металлические рельсы (т.е.

Максим покинул «немного открытую дверь» для вероятного взлёта?) Между рамой и колёсами тележки были установлены регистрирующие динамометры, фиксировавшие трансформации сил реакции между рельсом и колёсами. Один из журналистов так обрисовал воздух, царившую весной 1893 года на протяжении опробований автомобили Хайрема Максима:

«В то время, когда паровые двигатели трудились на полную мощность, винты вращались так скоро, что казались вращающимися дисками. Максим звучно приказал: «Отпустить». Веревка была отпущена, и самолёт подобно ЖД поезду рванулся вперед.

Громадные колеса замелькали, пар шипел, выхлопная труба пульсировала и булькала; аппарат промчался тысячу восемьсот футов [ок. 550 м] значительно стремительнее, чем это было нужно в этих опробованиях».

При опыте 31 июля 1894 года машина Максима была дополнительно оснащена двумя парами боковых крыльев удлинённой формы, благодаря чего размах достиг вышеуказанного значения (31,5 м). Поперечное V нижнего крыла составляло порядка 7º, верхнего – приблизительно в два раза больше (Хайрем Максим осознавал стабилизирующий эффект поперечного V). Главная несущая поверхность имела угол установки около 7º. Вес самолёта с экипажем из трех человек достигал 3624 кг.

По окончании разбега длиной приблизительно 300 м самолёт всецело оторвался от металлических рельсов, и одна из балок, несущих верхние опорные колеса, погнулась. Задняя часть самолёта поднялась на высоту около четырех футов, летательный аппарат сошел с рельсов, упал и взял повреждения. Однако, Максим счел эту попытку успешной.

авария самолёта Максима в конфигурации биплана; 31 июля 1894 года

Стоит упомянуть о некоторых задумках, каковые Максим планировал ре

Сэр хайрем максим как один из предшественников братьев райт

Пулемет Maxim MG 08 15

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: