Авиация и время 2003 06

Сначала Лилиенталь стоял с крыльями на ветру, изучая действие аэродинамических сил и прочность конструкции, затем прыгал с крыльями с небольшого помоста в саду своего дома (иногда по 50-60 раз в день) и только два года спустя решился приступить к полетам, стартуя с возвышенностей высотой 5-6 м. Постепенное усложнение задач и многократность повторения экспериментов позволили ему не только освоиться с чувством полета, но и совершенствовать конструкцию своих планеров. В 1893 г. Лилиенталь построил планер-моноплан Setter Apparat. который стал прототипом всех его последующих ЛА. Изготовленный из ивовых прутьев, растяжек и полотняной обшивки, планер имел конструктивное новшество – он мог складываться -Крылья моих планеров, – писал конструктор, – образованы ребрами, расходящимися в форме лучей, и могут складываться подобно крыльям летучей мыши. Этим я достигаю больших удобств при транспортировке и возможности хранить их в любом помещении». Ещо одной новацией было применение упруго подвешенного горизонтального стабилизатора.

На Seder Apparat Лилиенталь выполнил ряд успешных полетов, стартуя с пологих холмов и насыпи высотой 15 м. При этом были достигнуты дальность 250 м и продолжительность 30 с. Убедившись в сравнительной безопасности и удовлетворительных планирующих свойствах своих аппаратов, изобретатель в 1894 г. решил приступить к их производству для продажи. Отто разработал конструкцию «стандартного планера» NoTnal Apparat, который имел размах крыла 6,7 м и площадь 13 кв.м. Для повышения устойчивости горизонтальное оперение по сравнению с Seiler Apparat было сдвинуто назад примерно на один метр, а для защиты планериста от удара о землю в случае невыхода аппарата из пикирования предусматривалась дуга перед крылом. В одном из полетов в 1894 г. планер попал в срыв, затем перешел в пикирование и ударился о землю. И только благодаря дуге Лилиенталь отделался легкими ушибами. Планер Normal Apparat был построен, как минимум, в девяти экземплярах, один из которых приобрел Н.Е.Жуковский. Этот аппарат сохранился до наших дней и находится в Научно-мемориальном музее Жуковского в Москве. Еще два планера хранятся в музеях Лондона (Science Museum) и Вашингтона (National Air and Space Museum). Серийный планер Лилиенталя был. пожалуй, самой удачной конструкцией основоположника практического планеризма.

Однако на планерах-монопланах выполнялись полеты только при ветре не более 5-6 м/с – при большей скорости пилот не мог сбалансировать ЛА перемещением своего тела. Расширить диапазон возможностей планеров Лилиенталь решил путем создания аппаратов бипланной схемы. Они имели меньший размах крыла и были более чувствительны к балансирному способу управления. Первый планер-биплан Doppeldekker был построен осенью 1895 г. Конструктивно он имел много общего с Normal Apparat. Верхнее крыло крепилось к нижнему с помощью двух стоек и нескольких гибких расчалок. Полеты на этом планере оставили у конструктора благоприятное впечатление: -Управление таким двойным аппаратом сходно с управлением простыми поверхностями, поэтому я мог, не испытывая новых затруднений, воспользоваться раньше приобретенной опытностью. Большое влияние, оказываемое перемещением центра тяжести, и большая безопасность, с которой регулировалось благодаря этому положение снаряда, позволяло мне довериться ветру, достигавшему иногда скорости 10 м/с».

В результате упорных тренировок Лилиенталь достиг большого мастерства. К середине 1896 г. им было выполнено свыше 2000 полетов, причем в некоторых из них удавалось подниматься выше точки старта, т.е. парить. Но 9 августа 1896 г. Отто Лилиенталь погиб, упав на планере с высоты 15 м. После нескольких секунд обычного планирования Normal Apparat неподвижно завис в воздухе, затем неожиданно резко спикировал и ударился о землю. Если бы планер был снабжен защитной дугой, экспериментатор. возможно, остался бы жив. но погода была благоприятной, и Лилиенталь счел эту меру безопасности излишней. Деятельность немецкого пионера планеризма оказала плодотворное влияние на развитие авиации. Впервые люди стали свидетелями полетов на управляемом аппарате тяжелее воздуха.

Среди последователей Лилиенталя необходимо выделить английского инженера П.Пильчера, который построил пять ЛА. Наиболее удачным был четвертый планер «Хоук», имевший много общего с Normal Apparat: пилот располагался в вырезе центроплана крыла, с которым шарнирно соединялось хвостовое оперение. Основное

Новшкство «Хоука» заключалось о наличии колейного шасси с пружинной амортизацией. Такая конструкция смягчала удар в случае грубой посадки, а также создавала удобства при старте (Пильчер предпочитал буксирный метод запуска планера с помощью конной тяги). Однако в связи с тем, что планеристы тоге времени старались проводить свои эксперименты над мягкой песчаной поверхностью, это нововведение не получило тогда распространения. В 1899 г. английский планерист построил свой пятый ЛА, который был триплансм. Но испытать его автору не удалось: в сентябре при полете в дождь на «Хоуке» его тканевая обшивка намокла и балка, соединявшая крыло с оперением, не выдержав возросшей массы конструкции. переломилась. Пильчер упал с высоты около 10 м и получил смертельные ранения.

Значительный шаг в усовершенствовании планеров был сделан группой американских энтузиастов безмоторного полета, возглавляемой инженером-строителем Октавом Шанютом. В отличие от Лилиенталя и большинства его последователей Шанют не являлся сторонником птицеподобных конструкций ЛА. Он также считал, что балансировка в полете должна обеспечиваться автоматически, а не посредством перемещения планеристом своего тела. Первый планер Шанюта «Катидид», который представлял собой аппарат с четырьмя расположенными одно над другим крыльями, не оправдал возлагаемых на него надежд. Для обеспечения автоматической балансировки крылья, удерживаемые в нормальном положении резиновыми жгутами, были сделаны подвижными а горизошальмой плоскости, т.е. могли под действием порывов ветра поворачиваться на некоторый угол назад для создания восстанавливающего момента. Испытания показали неэффективность такого метода балансировки.

В июле 1896 г. Шанют вместе с Херрингом построили новый ЛА, коренным образом отличавшийся от предыдущего. Наиболее яркая особенность этого планера состояла в конструкции бипланного крыла – изготовленное из сосны и полотна, оно было неподвижным и имело прямоугольные очертания, ортогональный силовой набор (лонжероны, нервюры, стойки) и диагональную систему расчалок, которая была заимстЕОвана из опыта мостостроения. Получилась прочная и жесткая бипланная коробка с малым весом (масса планера Лилиенталя составляла 20 кг, а аппарата Шанюта- Херринга – 10,4 кг). Еще одной особенностью американского планера стало хвостовое оперение, состоявшее из двух пересекающихся поверхностей. Под действием аэродинамических сил эти поверхности могли поворачиваться как относительно вертикальной оси. так и горизонтальной. Для облегчения управления аппаратом имелись горизонтальные «перила» под крылом, вдоль которых планерист мог перемещаться, изменяя при этом положение центра тяжести. В 1896 г. Херринг на этом планере выполнил около 1000 полетов с песочных дюн на берегу озера Мичиган, а Шанют, будучи уже пожилым человеком (ему было за 60), выступал в роли консультанта. В дальнейшем пути Шанюта и Херринга разошлись Первый продолжал заниматься аппаратами с поворотными крыльями (в 1903 г. прекратил авиадеятельность), а второй – балансирными планерами. Основная заслуга этих конструкторов состоит в том. что они разработали и внедрили в практику новую силовую схему крыла, ставшую впоследствии общепризнанной.