Утопическое крыло с переменной площадью. семейство экспериментальных самолетов varivol конструкции жака жери. часть 2

Часть 1

Нехорошая база

Несчастный Демимюд погиб, но, по словам Жери, виновата в этом была не его совокупность крыла переменной площади, а через чур малые размеры горизонтального оперения и конкретно руля высоты самолета чем очень сильно поразил издание «Les Ailes» – издание, что до сих пор давал мало предлогов для критики изобретателя. Хвостовое оперение было вычислено Жаком Жери для полетов на крейсерской скорости с убранными эластичными крыльями.

Однако, любое изменение в соотношении площадей между хвостовым оперением и крыльями сопровождалось трансформацией летных качеств. Пилотирование первого самолета Varivol значительно отличалось в зависимости от того, были ли развернуты либо свернуты эластичные крылья.

Не смотря на то, что мысль повышения безопасности полета завлекала к себе внимание в начале тридцатых годов и представлялась тогда в качестве серьёзного элемента французских авиационных изучений, но практически созданное Жаком Жери крыло с переменной площадью было вздором. Оно было сломано большими недочётами в самой концепции, неточностями на протяжении проектирования и их сокрытием, причем последнее было вызвано непреодолимой склонностью принимать фантазию как действительность. Varivol был создан на базе фальшивых, излишне теоретических, идей, каковые сходу вывели самолет за пределы диапазона режимов полета. Жери провозгласил эту ерунду, вера в которую, как мы видели ранее, была обширно распространена:

«Для понижения скорости нужен надёжный летательный аппарат Превышение скорости, другими словами и страшное пикирование, вблизи почвы должно быть не разрещаеться, потому, что в этом случае самолет перестает быть машиной () управление которой доступно рядовому пилоту».

Самолет Жака Жери показал, что не имел никакого другого призвания помимо этого, дабы достигнуть поверхности почвы с скоростью и нагрузками, каковые превосходили расчеты. Этому было множество обстоятельств. Жери интересовали лишь площадь и мощность двигателя крыла, которая постоянно рассчитывалась исходя из минимального значения, нужного для поддержания высоты при полете с полной нагрузкой на крейсерской скорости.

Совершенно верно так же он считал вероятным перейти к режиму получения максимальной подъемной силы на самых малых скоростях. Наряду с этим он лишил собственный Varivol каких-либо маневренных качеств, сделав самолет очень страшным. Самолету для горизонтального полета неизменно нужна мало бoльшая площадь несущих поверхностей по той несложной причине, что подъемная сила уравновешивает вес самолета, а последний всегда изменяется как в сторону повышения, так и уменьшения.

Как мы знаем, вес есть произведением умножения массы на ускорение либо силу (так в тексте – byakin). На земле вес самолета равен его массе, умноженной на ускорение свободного падения (1g). На протяжении полета мельчайшее изменение траектории формирует центробежную силу, которая дополняет силу тяжести: масса остается неизменной, но изменяется вес.

В случае если площадь крыла строго рассчитывается для балансировки веса и есть через чур маленькой, то действие дополнительных сил сразу же приведет самолет к резкой утрата высоты.

Но это было не через чур драматично в той ситуации, в то время, когда масса самолета всегда уменьшается благодаря сгорания горючего. Но у данной концепции были и другие большие недочёты.

Созданный Жаком Жери метод трансформации площади крыла – так же как и у Леона Левавассера – действовал с крылом постоянного размаха, и как следствие, развертывание эластичного крыла приводило к уменьшению относительного удлинения несущей поверхности и пропорциональное повышение индуктивного сопротивления. Повышение лобового сопротивления среди всего другого увеличивало кривизну профиля крыла.

Но лобовое сопротивление уравновешивалось мощностью, и Жери измерил мощность силовой установки, нужную для крейсерского полета с минимальной нужной нагрузкой, в то время, когда сопротивление близко к минимальному. Следовательно, очень возможно, что большой мощности первого из установленных на Varivol двигателя (135 л.с.) чуть хватало для балансировки лобового сопротивления самолета в его посадочной конфигурации. Это может растолковать жесткость посадок [5].

Жери не признавал эти неприятности и настойчиво не принимал их к сведенью. Такой же точки зрения он придерживался в пятидесятые годы, не обращая внимания на оговорки, сглаженные при передаче П. Ребюфе (P. Rebuffet), бывшего в феврале 1936 году начальником измерений и секции экспериментов громадной аэродинамической трубы Шале-Мёдон:

«Мы можем предложить крыло с выпущенными в медленном полете, у которого за счет двойных задних слотов и двух закрылков большое значение Cz max достигается равным 3. Но в случае если отечественное громадное медлительно летящее крыло по площади в пять раза больше начальной площадки типа отечественной, то окончательное значение Cz max будет равняется 3 ? 5 = 15».

Это рассуждение кроме этого есть ошибочным, поскольку ведет к заключению, что плотность жидкости изменяется в зависимости от ее расхода.

Софизм Жака Жери, по всей видимости, скрывал глубокое разочарование: в Мёдоне Cz max самолета Varivol был измерен в диапазоне углов атаки от 1,6° до 11,2°. После этого по мере того, как крылья выпрямлялись под действием относительного ветра, самолет проваливался вниз со скоростью от 1–70 км/ч до 0,5–120 км/ч с отрицательным углом атаки; наряду с этим угол атаки фюзеляжа оставался неизменным.

Кроме всего другого, уборки и продолжительность выпуска эластичных крыльев, измеренная при скорости ветра от 80 до 170 км/ч, была весьма громадна. Она колебалась в диапазоне от 28 до 40 секунд для малого верхнего крыла и от 35 до 62 секунд для громадного нижнего крыла. Совсем случайно опробования продемонстрировали, что при повышении уборки и скорости выпуска эластичных крыльев риск возрастал.

Жак Жери прошел мимо крыльев с громадным относительным удлинением, указав на отсутствие у них некоторых преимуществ (жесткость). направляться заявить, что Жери не знал всех особенностей крыльев с громадным относительным удлинением. Кроме этого Жак Жери прошел мимо вправду увлекательного изобретения: трубчатого лонжерона, что применяли в собственных самолетах авиастроительные компании: английская Hawker и (особенно) германская Blohm und Voss.

Жери гнался за мечтой, которая чуть не довела его до сумасшествия. В 1930 либо 1931 году в одной из бессчётных статей, посвященной крылу переменной площади, повествование неспешно из действительности переходило в сказку, в которой Varivol неспешно теряет один двигатель за вторым, входит в туман и, однако, невозмутимо продолжает собственный путь; у самолета остался один-единственный двигатель, эластичные крылья развернуты и на достаточно медленной, дабы избежать появляющихся перед ним дымовых труб, скорости в 40 км/ч, а после этого:

«Вот, наконец, ваша терраса. Маленький скачок, летательный аппарат останавливается, и Вы дома».

В то время, в то время, когда перелет через Атлантический океан был сверхчеловеческим подвигом, люди с радостью воображали себе 1950 год, в котором громадные города будут перегружены личными вертолетами, и подобного рода литература в отличие от сегодняшних дней не приводила к.

В первой половине 30-ых годов XX века Жак Жери создал четырехмоторный трансатлантический самолет со взлетным весом 21 тонна, названный им Arbalete. Описание этого самолета и его весьма необыкновенных форм было дано в мартовском выпуске за 1935 год издания «L’Aerophile» (Аэрофил). В нем было сообщено, что «в течение нескольких мин.» фюзеляж самолета возможно поменян, и машина станет бомбардировщиком, «талантливым пикировать со скоростью до 1000 км/ч».

Во второй половине 30-ых годов XX века переполненный энтузиазмом Жак Жери представил новый проект одномоторного самолета-моноплана с изменяемой площадью крыла, созданный для принятие участия в гонках на приз Дётч-де-ля-Мёрт (coupe Deutsch de la Meurthe). Это был Varivol V-6e, сравнительно не так давно найденный в Анже сотрудниками GPPA (см «Fana de l’Aviation» №371).

Последний. Гоночный самолет V-6e

Гоночный самолет Varivol V-6e был изготовлен компанией Breguet. Базу конструкции крыла составлял лонжерон, изготовленный из металлических хромомолибденовых труб, и легкоснимаемой обшивки из страниц магниевого сплава. Фюзеляж самолета включал в себя элементы, являвшиеся характерными для продукции компании Caudron (рычаги и ручка управления педального управления); фонарь кабины кроме этого был похожим фонарь самолетов производства компании Caudron.

Но об этом самолете, владевшем великолепным силуэтом и вытянутыми линиями, столь характерными для оснащавшихся рядными двигателями гоночных самолетов тридцатых годов, у нас до тех пор пока мало информации. Постройка самолета была прервана войной. В начале 1944 году Жери обрисовал данный самолет, в то время, когда Жорж Уар (George Houart) разрешил ему выступить в одном из выпусков издания «A Tire d’Ailes» (взмах крыльев).

Данное издание выпускалось на протяжении оккупации по обстоятельству неосуществимости выпускать издание «Ailes».

В этом случае Жак Жери учел уроки собственных прошлых неудач. В новом самолете изменение площади крыла сопровождалось трансформацией его размаха; в следствии при повышении площади относительное удлинение крыла уменьшалось меньше, чем это было раньше: с 14 до 10. Маленькие железные консоли с размахом 3,65 метра любая и средней длиной хорды 0,52 метра.

Любая из консолей имела возможность перемещаться на протяжении неподвижного лонжерона и удлинять на 2,75 метра размах крыла. Повышение длины хорды до 2,3 метров происходило методом развертывания прорезиненных эластичных поверхностей, сложенных в фюзеляже между двигателем и пилотом. Так, площадь крыла возрастала с 8,10 до 16,3 м?.

Увеличивавшие размах перемещающиеся поверхности крыла имели неподвижные слоты в задней части передней кромки. Эти передние поверхности были изготовлены из прорезиненной ткани и укреплены железными нервюрами. Увеличивающее длину хорды эластичное крыло имело S-образный профиль, напоминавший о мягких крыльях самолетов Bleriot и Caudron G III обр. 1913 года.

Перемещавшиеся твёрдые части крыла кроме этого имели слоты, управление которыми осуществлял пилот. Расположенные по всему их размаху элероны имели возможность совместно отклоняться вниз и выступать в качестве закрылков.

Само собой разумеется, площадь руля направления не была переменной, но рули и элероны высоты были оснащены редукторами, каковые при разворачивании эластичных поверхностей увеличивали их отклонения до 78% и 24% соответственно. Жери собирался установить на самолет 350-сильный двигатель Bearn. С данной силовой установкой Жери сохранял надежду на высоте 1800 метров достигнуть скорости 455 км/ч, у почвы с развернутым эластичным крылом скорости 92 км/ч, а при оснащении двигателя Bearn наддувом на высоте 8000 метров – 644 км/ч. Он кроме того воображал себе вариант собственного самолета с рядным двенадцатицилиндровым двигателем Hispano-Suiza 12Y-31 (как у истребителя Morane-Saulnier 406), что на высоте 6000 метров достигал бы скорости 760 км/ч; еще одним вариантом самолета был проект с 1650-сильным двигателем, что

«у почвы был в состоянии летать со скоростью 800 км/ч».

Весной 1946 года V-6e был оснащен 240-сильным двигателем Renault 6Q, о чем свидетельствует дата «май 1946», отчеканенная на пластинке, прикрепленной к топливному баку двигателя Renault. Практически самолет стал объектом договора по окончании повреждений, взятых им в Англете (Anglet), где был расположен филиал компании Breguet. Контракт №4323/45, арестант 1 октября 1945 года, быть может, был собственного рода компенсацией нанесенного на протяжении войны ущерба: он предусматривал, что летательный аппарат будет отремонтирован за счет страны Национальным обществом самолётостроения северной Франции (SNCAN – Societe Nationale des Constructions Aeronautiques du Nord), и содержал набор документации с расчетами, условиями опробований в аэродинамической трубе и в полете (последнее под ответственность производителя) и с вероятным пилотированием самолета летчиком, которого должно было дать государство.

С 3 по 5 сентября 1946 года по требованию авиационной технической работы самолет прошел шесть часов опробований в громадной аэродинамической трубе Шале-Мёдон как с остановленным, так и с трудящимся двигателем, по окончании чего приступили к полноценной работе.

На протяжении опробований было обнаружено, что при повышении площади крыла оно под действием скорости ветра принимает все бoльшие значения угла атаки и поперечного V, но одновременно с этим не вибрирует. Опробования были прерваны, в то время, когда на скорости 145 км/ч изгиб законцовок крыла достиг критических 33 см.

В отчете по опробованиям был сделан вывод, что эффект повышения подъемной силы при развертывании эластичного крыла был очевидно выраженным, но измерить его было весьма тяжело, потому, что эластичные и твёрдые части крыла имели различные аэродинамические профили и длины хорд. Кроме этого в отчете говорилось, что с поднятой площадью крыла большое значение Cz max самолета уменьшалось Мы не знаем, что стало с самолетом; возможно высказать предположение, что по итогам опробований в аэродинамической трубе он был признан через чур страшным и вероятнее так и ни при каких обстоятельствах не поднимался в атмосферу. Самолет хранился в ангаре до 1999 года, и после этого год на свежем воздухе, по окончании чего был обнаружен сотрудниками GPPA.

В течение нескольких лет Жак Жери с пафосом пробовал обезопасисть собственный изобретение. Мы знаем, что он получил от страны новый договор (№3416/47) в размере 480000 франков на разработку проекта сверхзвукового бомбардировщика (предположительно) V15/48. Данный Varivol должен был быть оснащен маленькими треугольными подвижными частями крыла, каковые перемещались бы наружу на протяжении лонжерона прямоугольного крыла и складывались из железных кессонов, положенных один в второй в фюзеляжа. Мы не смогли найти подробности конструкции этих кессонных крыльев, каковые должны были быть применены в ряде проектов:

• одномоторный авиалайнер V30 с взаимозаменяемыми брюшными салонами. Были предусмотрены три варианта: салон на 12 пассажиров; салон на четырех пассажиров, отсек и топливный бак для грузов; интегрированный с поплавком салон на десять пассажиров, преобразовывавший V30 в гидросамолет;
• одномоторный военно-транспортный самолет V40 с хорошим шасси и парашютируемой кабиной, в которой должен был пребывать отряд десантников. Кабина должна была сбрасываться, а парашютисты держаться за горизонтальные планки, расположенные на уровне их голов. Надувные валики диаметром 4 и длиной метра 2,5 метра должны были смягчить посадку кабины, спуск которой должны были замедлить тридцать парашютов (Жери не учел, что при таком количестве были большие шансы, что их стропы смогут очевидно перепутаться, или сами они имели возможность бы не раскрыться);
• перехватчик V13 с покрывавшимися полотном выдвижными консолями крыла и реактивной силовой установкой – пульсирующим либо прямоточным воздушно-реактивным двигателем;
• необычный летательный аппарат V23 с двумя двигателями, оснащенными винтами, и расположенным в фюзеляже выдвижным прямоточным воздушно-реактивным двигателем.

Вихрь

Возможно в первой половине 50-ых годов двадцатого века, в то время, когда господин Фредерик Хэндли-Пейдж прочитал лекцию об повышении подъёмной силы посредством двойных щелевых закрылков (созданы Генри Фаулером [Henry Fowler] и испытаны в первой половине 50-ых годов XX века на пассажирском самолёте Handley-Page Hermes V [номер гражданской регистрации G-ALEV]), осуществлявших усиленные сдув и всасывание пограничного слоя, Жак Жери с говорливым смирением отыскал в памяти собственный прошедший опыт и постарался доказать, что его изобретение имеет вдвое меньший вес и потому есть более удачным, чем устройство, за которым стоит великая английская авиастроительная компания. Жери объявил, что он в состоянии спроектировать самолет с в два раза менее замечательной силовой установкой, но по крайней мере столь же действенный, что и Hermes V, по окончании чего представил аванпроект авиалайнера с турбовинтовым двигателем в передней части фюзеляжа и турбореактивным двигателем в задней его части. По словам Жери, данный двухмоторный самолет должен был перевозить 37 пассажиров на дальность 2500 километров, т.е. его самолет должен был быть менее замечательным и более стремительным, чем первый турбореактивный самолет – новейший четырехмоторный авиалайнер De Havilland 106 Comet I.

Жак Жери был снова опьянен вихрем расчетов, что в конечном счете поглотил изобретателя. Не обращая внимания на то, что он был скоро забыт, по существу он был прав. Случившаяся на взлете недавняя авария сверхзвукового самолета Concorde напомнила о его предупреждениях относительно опасности громадной взлетной скорости («Разбег на скорости от 300 до 400 км/ч есть легко страшным: в случае если лопнет пневматик, то сразу же наступит трагедия»).

Критическое значение для коммерческих самолетов устройств, каковые увеличивают подъемную силу, демонстрируется каждый день, и исходя из этого в то время, когда Жери начал собственные изучения, к ним стоило относиться весьма без шуток.

При выпуске закрылков Фаулера – самые эффективных устройств повышения подъемной силы – площадь крыла возрастает за счет резкого повышения средней кривизны поверхности. Помимо этого, вызванное выпуском закрылков Фаулера повышение хорды и площади крыла (приблизительно 10% длины хорды) владело всеми преимуществами совокупности Жака Жери и, что более принципиально важно, было лишено всех её недочётов и принципиально не ставило под сомнение летные качества самолета.

Жак Жери владел через чур живым воображением, уводившим его на большом растоянии в сторону от действительности и не разрешавшим отличить чистое теоретизирование от использования на практике. Но возможно заявить, что если бы в первой половине 30-ых годов двадцатого века во Франции в области авиационной науки была бы оптимизирована работа важных научно-исследовательский организаций (как это было сделано в 1945 году) и если бы порывы Жака Жери были бы строго дисциплинированы, то, без сомнений, результаты работ были бы вторыми и значительно более успешными.

Потом Жак Жери трудился в автопрома. На данный момент его последний самолет восстанавливается и его возможно заметить в региональном музее авиации на аэропорте Анже-Марсе.

Varivol V-6e в громадной аэродинамической трубе Шале-Мёдона с убранным эластичным крылом. Размах крыла от 8,10 до 13,6 метров; протяженность 8,40 метров; высота 2,84 метра; площадь крыла от 4,83 до 18,05 м?. Неспециализированная масса 1450 кг (космонавтики музея и фотография авиации)

Схема гоночного самолета Varivol V-6e конструкции Жака Жери. Синим цветом продемонстрировано развернутое эластичное крыло

Varivol V-6e, найденный в Бургундии сотрудниками GPPA

Нижняя часть фюзеляжа Varivol V-6e без страниц обшивки из магниевых сплавов. На снимке прекрасно заметны две оси и барабаны, на каковые должно было натягиваться эластичное крыло

Приборная панель Varivol V-6e, на которой возможно заметить разные электрические контакты, благодаря которым пилот должен был регулировать уменьшение и увеличение площади крыла. Эти действия могли быть прекращены в любую секунду (фотография GPPA)

Varivol V-6e в громадной аэродинамической трубе Шале-Мёдона. направляться подчернуть, что данный самолет имеет слот лишь на передней кромке крыла. Выпуск эластичного крыла осуществлялся электродвигателями; для обеспечения идеально симметричного выхода обеих половин крыла совокупность была снабжена громадным числом механических контактов (космонавтики музея и фотография авиации)

проекты самолетов Varivol; сверху вниз:
• проект Arbalete 1935 года, представленный в издании «L’Aerophile»: четыре 860-сильных двигателя. Размах крыльев 26 метров; протяженность 18 метров; высота 4,75 метра; площадь крыльев от 26,6 до 287 м?. Масса безлюдного 8600 кг (среди них и 1100 кг крыльев); неспециализированная масса 21000 кг (с 2500 кг нужной нагрузки). Большая скорость 564 км/ч;
• проект V3, продемонстрированный в двух конфигурациях (выпущенное и втянутое эластичное крыло);
• проект бомбардировщика V15/48, размеры фюзеляжа которого были близки размерам фюзеляжа бомбардировщика Boeing B-47;
• проект V23, в конфигурации с размещенным в фюзеляжа прямоточным воздушно-реактивным двигателем;
• одна из многих предположений проекта V30 либо V40 (интегрированный с поплавком салон)

[5] на современных самолетах средства механизации крыла создают так громадную подъемную силу, что тянут за собой шлейф возмущенного воздуха, что во многих случаях формирует значительные неприятности при заходе на второй круг на протяжении исполнения посадки (прерывание процедуры понижения при исполнении посадки)

источник: MICHEL BENICHOU, CHRISTIAN RAVEL et PIERRE GAILLARD «Les Varivol de Jacques Gerin. La surface variable utopique» // Le Fana de l’Aviation 2000-12 (373)

Утопическое крыло с переменной площадью. семейство экспериментальных самолетов varivol конструкции жака жери. часть 2

Постройка самолета из поликарбоната (крыло) ч.2 Сборка нервюр на лонжерон

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: