Столетняя история «летающего крыла»

Соболев Дмитрий Алексеевич

Тем не менее, покупателей на самолет не нашлось. Единственный построенный AV-10 эксплуатировался до 1940 г.

После окончания второй мировой войны Ш.Фовель продолжил конструирование "бесхвосток". Наибольший успех выпал на долю планера AV-36 "Моноблок", повторявший по схеме довоенный AV-3. Созданный в 1951 г., он производился во Франции, Германии и Англии. Всего было изготовлено более 100 машин: 82 — заводской сборки и около 30 — любительской постройки. Наибольшее аэродинамическое качество планера равнялось 24, что при благоприятных условиях позволяло совершать на нем полеты дальностью до 500 км.

В чем же причины относительного успеха "бесхвосток" Шарля Фовеля? Их, как минимум, три. О двух уже говорилось: это хороший обзор и меньшая, чем на самолетах

Арну, чувствительность к изменению центровки. Третья заключается в более совершенной форме профиля. К концу 20-х годов благодаря работам научного сотрудника НАКА^[10]Макса Мунка в распоряжении конструкторов "бесхвосток" появились S-образные профили с улучшенными аэродинамическими и моментными характеристиками. Так, использование нового профиля М-6 давало возможность на треть увеличить максимальную подъемную силу крыла и на столько же уменьшить его сопротивление по сравнению с профилями, применяемыми на самолете "Арну-Симплекс".^[11]

Планер AV-36 — одна из немногих спортивных серийных ‘‘бесхвосток'.

Источники и комментарии

1. A.Penaud, P.Gauchot. Brevet d'aeroplane // L'Aeronaute. 1877. № 10. P. 284.

2. B.B.Котов. Устройство самолетов-аэропланов // Записки Императорского Русского технического общества. 1896. № 10. С. 53.

3. A.Dumas. Le "Stablavion" R.Arnoux // LAerophile. 1913. № 2. P. 35—37.

4. L'avion sans queue // LAerophile. 1922. № 7—8. P. 98.

5. Абсолютный рекорд скорости в то время составлял 309 км/ч.

6. Бесхвостые самолеты (сборник переводов). М., 1946. С. 13.

7. Поясню это на примере. При ширине крыла 2 м изменение положения центра тяжести всего на 10 см создает относительное перемещение центровки на 5% (что вполне может привести к потере продольной устойчивости), а если длина хорды 4 м, то перебалансировка составляет только 2,5%.

8. C.Fauvel. L'avion а "aile pure" Fauvel // L'Aerophile. 1933. № 10. P. 310—312.

9. Les Ailes. 1936. № 773. P. 11.

10. HAKA (NACA, c 1958 r. NASA) — Национальный консультативный комитет по аэронавтике, аналог нашего ЦАГИ.

11. Д.А.Соболев. Анализ развития самолетов особых схем. Дисс. канд. техн. наук. М" 1981. С. 51.

4

"Параболы" и "Трапеции" Бориса Черановского

Начало работ по самолетам-"бесхвосткам" в нашей стране связано с именем Бориса Ивановича Черановского. Черановский не имел инженерного образования, по профессии он был скульптор, но, обладая врожденными конструкторскими способностями, создал немало оригинальных летательных аппаратов, в том числе — первые в мире планеры и самолеты типа "летающее крыло". Возможно, именно художественное образование и обусловило интерес Черановского к "летающему крылу" — наиболее совершенному в аэродинамическом отношении и красивому по форме летательному аппарату.

Одним из теоретических достоинств схемы "бесхвостка" является меньшее сопротивление в полете из-за отсутствия горизонтального хвостового оперения. Если устранить фюзеляж, аэродинамическое совершенство аппарата станет еще выше, он приблизится к идеальной с точки зрения аэродинамики форме, в которой нет частей, не участвующих в образовании подъемной силы. Это и есть "летающее крыло".

Борис Иванович Черановский.

Первым, кто предложил разместить основные агрегаты самолета внутри крыла, был уже знакомый читателю С.С.Неждановский. Он высказал эту идею еще в 1883 г., занимаясь теоретическими изысканиями такой формы летательного аппарата,

которая при наименьшем сопротивлении давала бы наибольшую подъемную силу (или, выражаясь современным языком, имела бы максимальное аэродинамическое качество). На страницах его рукописи есть рисунок крыла с расположенным внутри двигателем и запись: "Ясно, что удовлетворительное устройство летательной машины зависит от ее легкости и формы (наклонная плоскость (крыло — Д.С.) должна быть гладкой) и от силы двигателя".^[1]

Для того, чтобы "спрятать" в крыле летчика, двигатель и грузы, оно должно быть достаточно толстым. Между тем, первые самолеты и планеры имели крылья с тонким изогнутым профилем, как у птицы. Прочность таких крыльев обеспечивали внешние силовые элементы — стойки, подкосы, растяжки. Только с появлением монопланов со свободнонесущим крылом толстого профиля идея "летающего крыла" обрела реальные перспективы.

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.