Дмитрий Соболев - Столетняя история “летающего крыла”

На рубеже XIX и XX вв. на смену паровой машине пришел двигатель внутреннего сгорания. Более компактный и простой в управлении, он был значительно привлекательнее для установки на самолете, чем паровая машина. Промышленное освоение двигателей внутреннего сгорания и пример их успешного применения на автомобилях стимулировали работы по самолетам, в том числе и схемы "бесхвостка".

Первый самолет-"бесхвостка" с двигателем внутреннего сгорания построил в 1903 г. 30-летний Карл Ято, житель немецкого города Гановер. До этого он совершил несколько полетов на балансирных планерах Лилиенталя и надеялся, что без труда освоит полеты на летательном аппарате с двигателем.

Первоначально самолет Ято имел три расположенных одно над другим крыла. Верхнее, наименьшее по размерам, могло поворачиваться на некоторый угол для управления подъемом и спуском в полете. Между нижним и средним крыльями располагались четыре вертикальные поверхности. Передние могли поворачиваться и служили рулями направления; задние, неподвижные, являлись стабилизаторами направления полета. Общая площадь крыльев равнялась 48 м², размах наибольшего (нижнего) крыла — 8 м. Внизу на четырехколесной тележке размещался французский двигатель "Бюше" мощностью 12 л.с. С помощью ременной передачи он вращал расположенный сзади пропеллер. Летчик сидел впереди двигателя. Взлетный вес самолета составлял 235 кг.

В августе 1903 г., за несколько месяцев до полета самолета братьев Райт, Ято начал испытания своего аппарата. 18 августа ему удалось оторвать машину от земли и пролететь 18 м. Но испытания сопровождались постоянными поломками: ветер опрокидывал высокий, напоминающий этажерку самолет.

Тогда конструктор решил снять верхнее крыло. "Нынешний аппарат, — записал он в дневнике, — катится гораздо быстрее. Из триплана получился биплан. Гораздо удобнее в обращении, особенно при ветре". [6]

Осенью 1903 г. Ято стали удаваться "подлеты" длиной до 60 м на высоте 2 —3 м. Но большего достичь не удалось. Так же, как "Эол", самолет немецкого конструктора был неустойчив, почти неуправляем и, в результате, неспособен к продолжительным полетам. Именно в этом, а не в недостаточной мощности двигателя (как считал Ято), заключалась причина столь скромных результатов.

Самолет К.Ято (вид сзади).

В 1906 г. в пригороде Парижа начались испытания еще одного самолета- "бесхвостки" с крылом, напоминающим по форме то ли крыло летучей мыши, то ли какого-то доисторического летающего ящера. Расходящиеся веером планки-нервюры были обтянуты полотном. Сверху крыло поддерживалось проволоками, соединенными с двумя мачтами. Снизу была прикреплена четырехколесная тележка из стальных труб, на которой находились сидение пилота и небольшой углекислотный двигатель (поршневой мотор, работающий на сжатой углекислоте) с пропеллером.

Конструктором этой машины был румын Трайян Вуйя, с 1902 г. живший в Париже. В 1903 г. он получил патент на "аэроплан-автомобиль" и вскоре приступил к осуществлению своего замысла.

Идея "летающего автомобиля" наложила заметный отпечаток на конструкцию самолета. Колеса были оборудованы резиновыми пневматиками и соединялись с тележкой с помощью рессор. Вместо рычагов управления перед летчиком был установлен руль, как на автомобиле, связанный с передними колесами. Конструкция крыла позволяла складывать его во время движения по шоссе.

Для управления самолетом в вертикальной плоскости имелся механизм изменения угла установки крыла. Кроме того, сидение летчика могло перемещаться взад и вперед на салазках для балансировки в полете. Сзади Вуйя установил руль направления, который управлялся тем же рулевым колесом, что и передние колеса тележки.

Самолет Т.Вуйя на летном поле под Парижем, 1906 г.

Сборка самолета завершилась в конце 1905 г., и в начале следующего года Вуйя приступил к рулежкам, а затем — к полетам. Летчиков-испытателей тогда не существовало, поэтому управлял самолетом сам конструктор. 18 марта 1906 г. ему удалось оторваться от земли и преодолеть по воздуху 12 м. В том же году было еще несколько прыжков-полетов, самый дальний — на 24 м. В этом "рекордном" полете Вуйя не сумел справиться с управлением и разбил самолет. В дальнейшем он построил еще два самолета, на этот раз снабдив их поворотным горизонтальным оперением, но сколь-либо заметных успехов так и не добился. Идея летающего автомобиля возродилась вновь в 30-е годы, но об этом — в одной из следующих глав.

Конструкторы описанных выше "бесхвосток" не применяли каких-то специальных средств для обеспечения их устойчивости. Основываясь на примере парашюта, они наивно полагали, что достаточно расположить центр тяжести ниже крыла, и самолет сам будет выправлять случайно возникший крен, без помощи хвостового оперения. Первым, кто задумался над необходимостью специального автоматического устройства для обеспечения равновесия, был датский изобретатель Якоб Христиан Эллехаммер.

Эллехаммер родился в 1871 г. в семье корабельного плотника. В детстве он увлекся изготовлением больших воздушных змеев, способных поднимать груз. Следующим шагом стало создание пилотируемого воздушного змея с двигателем, то есть самолета.

Змей удерживает равновесие в полете за счет натяжения нитей, прикрепленных одной стороной к его углам, а другой — к центральной нити, идущей к земле. Для того, чтобы заставить устойчиво держаться в воздухе свободное крыло, Эллехаммер изобрел автомат равновесия. Сидение летчика подвешивалось к крылу таким образом, что могло колебаться в вертикальной плоскости наподобие качелей. Оно соединялось с рулем высоты, прикрепленным на шарнирах к задней части крыла. При наклоне летательного аппарата вперед или назад летчик вместе с сидением перемещался относительно крыла, это вызывало поворот руля высоты и машина возвращалась в исходное положение.

Первый самолет X. Эллехаммера.

Свой первый самолет Эллехаммер построил в Копенгагене в 1905 г. Он также сконструировал для него легкий трехцилиндровый бензиновый двигатель воздушного охлаждения мощностью 9 л.с. Крыло самолета размахом 9 м напоминало по форме треугольный воздушный змей. Его центральная часть представляла собой цилиндрическую поверхность, служащую каналом для воздушного потока от пропеллера. Летчик и двигатель находились на легкой трехколесной тележке. Заднее колесо было управляемым, причем, по мысли конструктора, оно должно было также выполнять функцию руля направления в полете.