Дмитрий Соболев - Столетняя история “летающего крыла”

Пионером в развитии свободнонесущих монопланов был немецкий конструктор Гуго Юнкерc. Ему же принадлежит первый в мире патент на "аппарат, не имеющий частей, не создающих подъемной силы". [2]Летчик, двигатели, горючее — все должно было находиться внутри крыла. Вместе с тем, Юнкерc не планировал устранить вместе с фюзеляжем и горизонтальное оперение, поэтому называть его проект "летающим крылом", как это часто делают зарубежные историки авиации, не вполне корректно. Скорее, его можно назвать проектом бесфюзеляжного самолета.

Проект самолета "Виталия". Рисунок из рабочей тетради Черановского.

Это предыстория. Практические работы по самолетам типа "летающее крыло" начались в 20-е годы в СССР по инициативе убежденного сторонника этой схемы Б.И.Черановского.

Б.И.Черановский родился в 1896 г. на Западной Украиние в селе Павловичи. Его отец был школьным учителем. В возрасте 14 лет в Киеве Борис наблюдал полеты одного из первых русских летчиков С.И.Уточкина. Скорее всего эти юношеские впечатления и зародили в нем интерес к авиации. После окончания Киевского художественного училища Черановский вместе с братом переехал в Москву и там в 1920 г. сделал первый эскиз самолета-"летающее крыло", который назвал латинским словом "Виталия". [3]

Предложенный Черановским самолет резко отличался от других "бесхвосток". Крыло, из которого, собственно, и состоял самолет, имело форму параболы, основание которой было примерно равно высоте. Выбор крыла параболической формы с малым удлинением был продиктован стремлением увеличить хорду и этим обеспечить такую высоту центральной части крыла, чтобы там уместились экипаж и пассажиры. Для продольной балансировки задняя часть крыла была отогнута вверх, как на французских "бесхвостках".

Свою идею Б.И.Черановский заявил в форме патента. В нем предлагался самолет, который "...с целью уменьшения общего веса и лобового сопротивления имеет несущую поверхность, образованную лишь из одного крыла, т.е. самолет является "бесхвостым", летающим крылом... Толщина крыла берется достаточной для того, чтобы вместить в нем моторы, баки с горючим, груз, людей и механизмы управления". [4]

В 1921 г. при Академии воздушного флота (теперь это Военно-воздушная инженерная академия им.проф.Н.Е.Жуковского) был организован планерный кружок "Парящий полет". Б.И.Черановский стал одним из его активных членов. В январе 1923 г. он начал строить там планер-"летающие крыло" БИЧ-1, уменьшенный вариант "Виталии". Крыло размахом 5,7 м представляло собой пространственную ферму из сосновых нервюр и планок, обтянутую полотном.

Каркас планера БИЧ-1. Человек почти целиком находился внутри толстого крыла.

Параболическая форма, малое удлинение и толстый, 20-процентный профиль позволяли при небольших размерах аппарата так расположить внутри крыла человека, что за обводы выступала только голова. Летчик как бы надевал планер на себя: он влезал в крыло сверху через специальное отверстие, которое потом зашнуровывалось. Единственными органами управления были элевоны, идущие вдоль всей задней кромки. Они имели перевернутый профиль (выпуклой стороной вниз), чем и достигалась S-образная форма продольного сечения крыла. Из-за довольно высокого колесного шасси аппарат стоял на земле под большим углом к горизонту. Это было сделано специально, так как эксперименты с моделями, проведенные Черановским в аэродинамической лаборатории Московского высшего технического училища в 1921 — 1922 гг., показали, что при малом удлинении крыла для создания той же подъемной силы оно должно иметь больший угол атаки, чем обычно. [5]

Построили БИЧ-1 весной 1923 г. и 16 апреля провели первые наземные испытания, протащив его на буксире за аэросанями по аэродрому Московской школы авиации. [6]Осенью необычную машину привезли в Коктебель, где проходили Всесоюзные планерные состязания (их тогда называли "планерные испытания"). Из-за очень малого удлинения крыла летчику В.Ф.Денисову не удалось поднять аппарат в воздух.

В 1924 г. Б.И. Черановский построил новый планер — БИЧ-2. Чтобы повысить его "летучесть", конструктор почти вдвое увеличил размах крыла и применил более привычный профиль — "Геттинген-436" с относительной толщиной 11%. Сзади установили вертикальный руль, двухколесное шасси заменили оригинальным одноколесным, с дополнительными опорами на концах крыла. Для уменьшения сопротивления колесо закрыли обтекателем.

Машина получилась на удивление легкой — при размахе крыла 10 м вес конструкции оказался всего 46 кг. Это объяснялось не только отсутствием фюзеляжа и горизонтального оперения, но и параболической формой крыла. При этой форме распределение аэродинамических сил таково, что их равнодействующая находится близко к основанию, изгибающий момент меньше, чем на обычном крыле, и, следовательно, конструкцию можно сделать более легкой. Как показали расчеты, при одинаковом запасе прочности вес 1 м² параболического крыла вдвое меньше, чем у обычного, прямоугольного. [7]

БИЧ-1 в лагере планеристов в Коктебеле.

Планер БИЧ-2 имел увеличенный размах крыла и вертикальное оперение.

На вторых Всесоюзных планерных испытаниях в сентябре 1924 г. БИЧ-2 успешно прошел "воздушное крещение". Б.Н.Кудрин поднимал его в воздух 27 раз. Очевидец полетов, летчик Г.А.Шмелев, писал: "Выдающимся событием на испытаниях были успешные полеты с пологих склонов летчика Кудрина на оригинальном планере "БИЧ И-Парабола" ("АВФ-15"). Несмотря на все сомнения этот планер, имеющий оригинальную форму параболического толстого крыла без хвостовой части, совершил с летчиком Кудриным на Кара-Оба и на пологом нижнем северном склоне горы Клементьева ряд весьма удачных и чрезвычайно эффектных, благодаря оригинальной форме планера, полетов. В ряду полетов минутной продолжительности наибольший продолжался 1 м. 20 сек., причем планер, планируя весьма полого, неоднократно проходил расстояние до 570 м и временами парил. Наблюдение над полетами "параболы" дало ряд ценнейших заключений о качестве крыла подобной формы и управляемости и устойчивости бесхвостого планера. Положительные стороны "параболы" вытекают хотя бы из того, что отсутствие фюзеляжа и хвостового оперения уменьшают вредное лобовое сопротивление; кроме того, в конструктивном отношении получается уменьшение внешних размеров и веса по сравнению с обычными аппаратами той же площади. Удачные полеты "параболы" дают возможность фантазировать на тему постройки самолета-крыла, в пустотелом пространстве коего помещались бы и моторы, и команда." [8]