Владимир Пышнов - Из истории летательных аппаратов

На рис. 5 показаны основные летные характеристики, полученные из поверочного аэродинамического расчета самолета "Фарман-4" для веса 500 кГ. Потолок самолета, оказался несколько менее 2000 м.

Рис 5. Основные летные характеристики самолета "Фарман-4" по поверочному расчету

Остановимся еще на этом самолете как на учебном. В 1909-- 1910 гг. системы обучения еще не было разработано. Естественно, что конструкторы первых самолетов учились летать самоучкой, начиная с рулений и подлетов по прямой; повороты тоже вначале делали без крена. Затем стали складываться две системы обучения. Одна -- система Блерио, по которой ученик начинал самостоятельно рулить на специальном самолете, вообще не способном взлететь. Затем он переходил на другой одноместный самолет, который мог подлетывать, и так постепенно осваивал пилотирование. Бывали примеры, когда человек, купив самолет, сразу на нем вылетал; так, например, было с известным летчиком С. И. Уточкиным, однако, он был разносторонним спортсменом.

У самолета "Фарман-4" два сиденья были расположены друг за другом в передней части рамы, которая свешивалась перед крылом; ножная педаль предназначалась для сидящего впереди летчика. Ручка управления была расположена справа так, что за нее летчик держался только правой рукой, а пассажир тоже мог до нее дотянуться. Ноги пассажира просто свешивались с крыла, а левой рукой он придерживался за стойку.

Управление двигателем состояло из выключателя зажигания -- "контакта" и крана подачи бензина. Работа двигателя контролировалась "на слух", и только для контроля работы поршневого масляного насоса имелся "стаканчик", т. е. стеклянный пузырек, в котором уровень масла колебался 84 раза в минуту при вращении двигателя с угловой скоростью 1200 об/мин. Считая пульсации масла, можно было примерно установить число оборотов двигателя. Для контроля высоты летчик привязывал к ноге высотомер.

Взлет самолета происходил следующим образом: 6-8 человек держали самолет, а техник пролезал в хвостовую ферму и, убедившись, что контакт выключен (спросив об этом летчика), проворачивал винт и ставил его на компрессию. Затем он командовал: "Контакт!" -- и рывком проворачивал винт, а летчик в это время включал зажигание. Если двигатель не заработал, все начиналось сначала; если начинались вспышки, техник быстро убегал, а самолет держали до тех пор, пока двигатель не разовьет полное число оборотов и летчик не махнет рукой, чтобы самолет отпустили, и тогда начинался разбег.

Длина разбега у самолета "Фарман-4" была около 60 м и разбег занимал 6,5-7 сек. Описанный порядок взлета применялся на всех самолетах с ротативными двигателями "Гном", так как они не имели "малого газа" и при отсутствии поступательного движения быстро перегревались. Ротативные двигатели "Рон" и "Клерже" могли работать на сравнительно малых оборотах, но все же быстро перегревались, и потому, как только двигатель начинал устойчиво работать на полной мощности, летчик давал сигнал отпустить самолет и начинал разбег.

При обучении на самолете "Фарман-4" вначале ученик сидел сзади и держался за ручку управления над рукой инструктора. После усвоения техники управления ручкой ученик делал рулежки для освоения работы рулем направления, а затем начинал совершать полеты с инструктором, который в этом случае сидел уже сзади и мог только исправлять движения ученика ручкой. Через 20-- 30 полетов ученика выпускали в самостоятельный полет.

Следует указать, что тяжелые аварии на самолете "Фарман-4" были редки, а поломки очень часты. Конструкция самолета состояла из лонжеронов сплошного прямоугольного сечения, обтекаемых стоек сплошного сечения, проволочных растяжек, ушковых болтиков и алюминиевых стаканчиков, в которые вставлялись концы стоек. Поэтому ремонт самолета был очень прост, и только регулировка натяжения "паутины" растяжек требовала опыта и времени.

Для получения диплома на звание пилота-авиатора требовалось выполнить два полета: в одном из них совершить 10 восьмерок, а в другом -- после получасового полета на высоте 100 м -- совершить посадку планирующим спуском.

Остановимся на некоторых вопросах устойчивости самолета "Фарман-4". Центр тяжести самолета, по грубым расчетам, был расположен на расстоянии, равном 45-50% длины хорды, от ее передней кромки. Фокус крыла лежал на расстоянии, равном 25% длины его хорды; хвостовое оперение, большое по площади (23% площади крыла) и с большим плечом, относительно мало смещает фокус назад из-за небольшой величины его удлинения и сильного действия скоса потока от крыла. Передний руль высоты, несмотря на меньшую его площадь и меньшее плечо, благодаря более значительному удлинению и отсутствию влияния скоса потока от крыла почти полностью нейтрализует смещение фокуса от оперения, и в итоге фокус самолета находился примерно на расстоянии, равном 27-28% длины хорды, от ее передней кромки. Таким образом, при центровке 45-50% самолет должен быть сильно неустойчивым по углу атаки (xо/b-0,2). Однако, как известно, устойчивость по перегрузке зависит не только от отношения xо/b, но и от эффекта демпфирования, который для самолетов, подобных самолету "Фарман-4", очень велик. И действительно, жалоб на неустойчивость самолета не было, хотя о полете с брошенной ручкой в то время и не помышляли. Жаловались на то, что у самолета происходит "провисание хвоста" при посадке. Это значит, что при увеличении угла атаки хвост имеет стремление опускаться, и это нужно парировать передвижением ручки "от себя". Это и есть типичное проявление задней центровки, когда балансировочная диаграмма по отклонению руля имеет обратный ход.

В журнале "Воздухоплаватель" того времени была помещена статья, в которой указывалось на вредные последствия забрызгивания хвостовых поверхностей перегорелым маслом, которое обильно вылетало из ротативного двигателя, и вместе с грязью значительно утяжеляло хвост и усиливало "провисание хвоста". Хотя самолет "Фарман-4" и служил в качестве учебного почти 7 лет, он мало соответствовал требованиям, предъявляемым к учебному самолету. При полете даже в небольшую "болтанку" требовались отклонения рулей, близкие к предельным. Элероны, которые отклонялись только вниз, имели слабую эффективность; крутое планирование при задней центровке затрудняло посадку с большой высоты. Наконец, у самолета очень сильно проявлялся гироскопический эффект вращения винта и двигателя -- при вираже влево самолет "клевал", а при вираже вправо -- резко кабрировал, что требовало энергичной работы рулем высоты.

Интересно отметить, что на некоторых самолетах "Фарман-4" просто отбрасывали передний руль высоты; от этого центр тяжести немного сдвигался назад, но зато фокус самолета сдвигался назад значительно больше, и нейтральная центровка оказывалась равной 39-40%. В защиту переднего руля высоты приводили тот довод, что он служит ориентиром при управлении самолетом и что в полете он должен быть параллельным линии горизонта и немного выше его. Известный инструктор московской военной авиационной школы А. Я. Докучаев, выбросив передний руль высоты, поставил впереди для ориентировки легкую рамку.