Алекс Кун - Форт Росс

Для начала, почему мы, даже усиленные двигателем, не можем летать аки птицы? Тут пришлось даже натурную демонстрацию проводить, подвесив на двухметровую оглоблю пудовую катушку провода. Попробуйте, господа, помахать такой штукой.

Да, взмахнуть можно, особенно если положить оглоблю на опору. Да только есть пара нюансов. Для начала, ворочать массу «крыла» то разгоняя, то замедляя ее усилиями, передающимися через «оглоблю» — сложно и убийственно для механики. Такое крыло развалиться довольно быстро. И на закуску, чем тяжелее крыло, тем реже им можно «взмахивать» — элементарная физика маятника и моментов инерции.

В результате, большое крыло слишком медленно машет, чтоб осуществить полет птицы. Как вариант, можно часть крыла оставить неподвижной, а взмахивать только кончиком, создавая необходимую тягу. Да только есть вариант проще. Ведь можно не преодолевать инерцию масс, качая плоскости туда-сюда, а вращать их в одну сторону.

Вот мы и добрались до концепции воздушного винта и неподвижных крыльев. Прообраз винта мы уже имеем в виде ветряка, да только полотно при скоростях полета самолета уже не актуально. Порвет на лоскуты. Тогда что?

На этом этапе в лаборатории начали монтаж бочки с раструбом, заменяющей нам аэротрубу. Генератором ветра в ней являлся все тот же многострадальный, полотняный ветряк, на оси экспериментального, малого газового коловратника. Убивали разом трех зайцев — организовывали ветер, доказывали непорочность полотняных лопастей и ждали когда развалиться «амфора» коловратника.

В аэротрубе предполагалось нащупать форму профиля крыла и винта. Опорой послужили профили шверта «Катрана», которые хоть и были симметричные, но общие пропорции соблюдали неплохо. Их достаточно было немного «выгнуть», сделав профиль несимметричным, и продуть несколько вариантов, находя оптимум.

Вообще, профиль крыла не такая уж великая вещь, как писали в мое время околонаучные источники. Воздух действительно, обтекая профиль с плоскостями разной кривизны, создает разряжение на верхней плоскости по закону Лаваля. Да только подъемной силы от этого с гулькин клюв. Гораздо большая подъемная сила появляется, когда плоскость поворачивается под углом к набегающему потоку. Это и понятно — если во время сильного ветра вынести на улицу лист фанеры и поднять его над головой строго параллельно земле, лист будет только слегка вибрировать. А вот если наклонить лист фанеры под углом к ветру — его просто вырвет из рук.

Тогда чем хороши все эти профили, если лист фанеры прекрасно создает подъемную силу? Примерно тем, чем плот из бревен отличен от спортивного катамарана. У листа фанеры плохое обтекание, большое сопротивление. Вот если обстругать лист, создавая ему плавные, закругленные линии — ситуация значительно улучшится.

Таким образом, профиль крыла интересовал именно в разрезе минимальных сопротивлений при различных наклонах относительно набегающего потока, которые называют «углами атаки».

С лабораторией возились долго и весело. Даже Алексей отложил руководство и присоединился к экспериментам, сменив форму на кожаный передник. Правда, другие дела довольно часто отрывали нас от увлекательного занятия — выстругивания профилей и наблюдения за колебанием ниточек в потоке воздуха, облепляющих профиль будто шкура.

Углы и подъемную силу фиксировали простым транспортиром и весами. Все очень утилитарно, но результаты выходили интересные. По крайней мере, уже на десятой заготовке получили неплохой профиль для малых скоростей и больших углов атаки.

В очередную нашу отлучку лабораторию посетил небольшой пожар, намекнувший будущим воздухоплавателям, что прогар жаровых труб на двигателе — штука весьма опасная в окружении деревянных конструкций. Завели отдельный журнал для противопожарных экспериментов. Нам предстоит конструировать гондолы двигателей, и необходимо учесть прогар труб в полете как штатную ситуацию.

Вместе с горячими идеями стукнула мысль об обледенении, и лаборатория обзавелась еще одним отделом для конструирования систем охлаждения и обогрева. Для начала, предложил конструировать тонкий латунный радиатор в форме носка крыла. Конструкция проста, как весь самолет — латунную полосу изгибали по форме носка и чеканили в ней каналы для тока охлаждающий двигатель жидкости. Второй, гладкой, полосой каналы закрывали, герметизируя систему вальцовкой краев и пайкой. Вопрос стоял только в балансе толщины латуни, ее веса и живучести, что можно было проверить только экспериментами.

Отдел прочности развлекался полкейкой и изломом кусков лонжерона и обшивки. Обшивку, кроме как из фанеры, делать нам было не из чего. Можно, конечно, натянуть полотно, пропитанное олифой. Да только вес у такого полотна выходил немногим меньше фанеры, толщиной в миллиметр. Понятно, что при подобном раскладе фанера предпочтительнее и по прочности, и по долгожительству и по способности сохранять форму.

Безусловно, вопрос с легкой обшивкой могла бы решить шелковая ткань из Китая, только тут имелись свои подводные камни, начиная от мизерных объемов торговли, которые еще надо развивать, и заканчивая пропиткой, которую надо подбирать для шелка отдельно.

Пока вопрос решали линейно — отрабатывая технологию тонкой фанеры, прочной, водо и воздухо стойкой, легкой. Нервюры и лонжероны предполагали выклеивать аналогично обшивке — посему пара подмастерьев целыми днями клеили многочисленные геометрические конструкции из шпона разной пространственной ориентации, а потом ломали эти сооружения, набирая статистику. Ломали с выдумкой, организовывая не только простые нагрузки, но и удары и раскачивания — все согласно нашим свежим лекциям.

Мне теперь приходилось вечерами писать учебник аэродинамики, со вставками из теории самолета, которую уже и сам плохо помнил. И это притом, что вечер у меня начинался часа в два ночи. Но на душе стало хорошо и покойно.

5 февраля заменили полотняный винт воздуходувки на деревянный, выклеенный из шпона. Любопытно, что первый деревянный винт, выструганный из дерева, вышел хлипким. Мы испытывали его, бросая в серебристый круг вращающегося винта пригоршни песка и камушков. Вышло плохо.

Второй винт клеили, складывая слои шпона, вырезанные по нескольким лекалам, соответствующим продольным разрезам винта. Такой винт потребовал обработки гораздо меньше, чем вырезанный из цельного куска дерева. Соответственно, винт получился технологичнее и дешевле, обладая достаточной прочностью.

Потренировавшись на винте воздуходувки, начали разработку двухметрового винта для самолета. Двигатель под этот винт собрал второй цех, но там еще тучей роились проблемы. Все же, мощный агрегат потребовал к себе серьезного отношения, не удовлетворившись простым масштабированием.