История самолетов 1919 – 1945 - Д. Соболев

Первый составной самолет появился в СССР в начале 30-х годов по проекту инженера В. С. Вахмистрова. К бомбардировщику ТБ-1 были прикреплены легкие самолеты-истребители, которые в нужный момент могли быть отсоединены от споего носителя. Истребители должны были обеспечивать оборону бомбардировщика в любой точке полета, поскольку их радиус действия не ограничивался теперь собственным запасом топлива. В другом варианте истребители с подвешенными к ним бомбами должны были применяться как пикирующие бомбардировщики, доставляемые к цели тяжелым самолетом-носителем.

Самолет-"звено", состоящий из бомбардировщика ТБ-1 и двух истребителей И-4. установленных на его крыле (рис. 3.64), впервые поднялся в воздух 3 декабря 1931 г. [52]. Потом были полеты четырехмоторного ТБ-3 с более современными типами истребителей. В одном из вариантов "звена" ТБ-3 нес два самолета И-15 на крыле, два И-16 – под крылом и один И-Z – под фюзеляжем. Проводились опыты как по отделению, так и по подцепке истребителей к бомбардировщику в полете. С появлением нового поколения скоростных самолетов идея "звена" утратила практическое значение – главной зашитой для бомбардировщиков стали скорость, высота и мощное оборонительное вооружение.

Рис.3.63. Спальные места на самолете DC-4

Рис.3.64. "Самолет-звено" В.С.Вахмистрова

В конце 30-х годов в Англии была сделана попытка использования составного самолета для беспосадочных трансатлантических полетов. Инициатором данной идеи был майор Р. Майо. В качестве носителя выбрали "летающую лодку" Шорт "Эмпайр", соответственно модифицировав ее для установки на фюзеляже другого самолета. Отделяемый самолет "Меркурий" представлял собой четырехмоторный моноплан с поплавковым шасси. Он имел размах крыла 22,3 м и взлетный вес 9307 кг, из которых около половины составлял вес топлива. Взлет должен был осуществляться при одновременной работе двигателей обоих самолетов. В связи с тем, что "Меркурий" начинал полет не с земли, а с другого самолета, он мог иметь намного большую нагрузку на крыло, чем обычно. Это позволяло увеличить запас горючего на борту и достичь требуемой дальности.

Испытания составного самолета (рис. 3.65), получившего название Шорт-Майо "Композит", начались в январе 1938 г., а 21 июля на нем был выполнен первый перелет через Атлантику. После старта от берегов Ирландии и набора высоты "Меркурий" отделился от "летающей лодки" и продолжил полет в сторону Канады, а самолет-носитель вернулся на базу. Через 20 часов 20 минут, преодолев расстояние 4715 км, "Меркурий" приземлился в Монреале, доставив 450 кг почты |53, с. 89-90 |- Это был первый в истории авиации коммерческий беспосадочный рейс самолета из Европы в Америку.

Рис 3.65. Составной самолет Шорт-Майо "Композит"

Несмотря на успешное испытание, появление составного самолета не могло решить проблемы беспосадочных трансокеанских пассажирских перевозок. Ограниченная грузоподъемность самолетов-носителей не позволяла брать на борт отделяемого самолета много пассажиров или груза, а это делало полеты нерентабельными. Не следует также забывать, что старт в воздухе всегда опаснее, чем обычный взлет и даже если проблему самоокупаемости перевозок удалось бы решить, то идея .оста в но го пассажирского самолета едва ли могла получить распространение.

Еще одним способом увеличить продолжительность полета была дозаправка топливом в воздухе. Первый такой эксперимент состоялся в США в 1923 г. под эгидой руководства ВВС. В нем участвовало два биплана DH-4. С самолета-заправщика выпускался длинный шланг, его должен был поймать член экипажа заправляемой машины и вставить в горловину бензобака. После некоторой практики этот фокус давалось повторить в воздухе несколько раз подряд. В 1929 г. экипаж пассажирского Фоккера", используя такой метод дозаправки, продержался в воздухе 160 часов. 37 раз получая новые порции горючего в полете! [68, с. 40]. В 1931 г. в СССР в НИИ ВВС также проводились опыты по дозаправке в полете, с самолета Р-5 топливо перекачивали на бомбардировщик ТБ-1 [69. с. 45].

Одно время идея дозаправки в полете казалась весьма многообещающей. В 30-е годы известный английский летчик Алан Кобхем даже создал фирму под назван»,. "Флайт Рефьюлинг" ("Дозаправка в воздухе"). Однако дальше экспериментов де. не пошло, так как с ростом скорости и высоты полета и с появлением на самолетах закрытых пилотских кабин пользоваться описанным выше методом дозаправки стало невозможно. Идея дозаправки в полете возродилась уже после войны, на ново техническом уровне.

Важным этапом в развитии авиации было практическое освоение "слепых" полетов. Это стало возможным благодаря появлению нового пилотажно-навигационного оборудования, позволявшего продолжительное время управлять самолетом вне видимости земли – гирополукомпаса, авиагоризонта и др. На их основе был разработан автопилот – прибор, с помощью которого можно было автоматически сохранят? направление и высоту полета. Появление автопилота облегчило процесс пилотирования, повысило точность соблюдения маршрута. Новый прибор, автором которой являлся американский инженер Л. Сперрн, стал применяться в авиации в начале 30-х годов и вскоре получил широкое распространение, особенно на тяжелых самолетах. Так, например, в 1938 г. в пассажирской авиации США свыше половин:, летного времени самолеты летали с включенным автопилотом [55, с. 28].

Значительно усовершенствовались и радиотехнические средства самолетовождения. Повысилась надежность и дальность действия бортовых радиостанций, в середине 30-х годов в составе пилотажно-навигационного оборудования самолета - появились радиополукомпас, радиодальномер. К концу 30-х годов общее число приборов на многомоторных самолетах достигало 100 и более [15, с. 442].

В связи с повышающимися требованиями к условиям эксплуатации как гражданских, так, в особенности, и военных самолетов, участились случаи обледенения в полете. Наиболее опасным было обледенение лопастей винтов, вызывавшее тряску мотора, а также обледенение передних кромок крыла и оперения. Для предотвращения (вернее – уменьшения) опасности обледенения разрабатывались различны, устройства механического и химического действия. Примером механического устройства для защиты от льда являлся резиновый пневматический антиобледенители фирмы Гудрич (США), который представлял собой эластичный протектор, расположенный вдоль передних кромок крыла и оперения. При наполнении его сжатым- воздухом он увеличивался в диаметре и обламывал ледяную корку. Впервые данное приспособление нашло применение на пассажирском самолете Боинг 247D в 1934 г [56. с. 110]. Для борьбы с обледенением винтов получал распространение жидкостный способ, заключавшийся в разбрызгивании на лопасть специальной смеси спирта с глицерином.

Развитие средств навигации и появление противообледенительных систем внесло существенный вклад в повышение регулярности и безопасности полетов. Так, в США в течение 30-х годов уровень безопасности полетов на внутренних пассажирских авиалиниях возрос на порядок – от 30 погибших на 100 млн. пассажиро-километров в 1930 году до 3 – в конце десятилетия [57].

Большое значение для улучшения летных характеристик имеет весовое совершенство самолета. Если бы удалось уменьшить относительный вес планера, например на 300 кг, то "сэкономленный" вес можно было бы использовать для повышения мощности силовой установки на 400-500 л.с. и сделать самолет более скоростным или же, за счет большего запаса топлива, значительно увеличить дальность и продолжительность полета.

Как показывает статистика[9; 15], доля веса конструкции в общем балансе весов самолета на протяжении многих лет оставалась практически неизменной – примерно 0,5. Это, однако, отнюдь не означает, что в рассматриваемый период не наблюдалось прогресса в области весового проектирования самолетов. В 30-е годы велись работы и по созданию новых конструкционных материалов, и по усовершенствованию весовых расчетов. Именно благодаря этим изысканиям удалось сохранить той же величину относительного веса конструкции, несмотря на широкое применение металла, уменьшение толщины крыла, резко увеличившиеся с ростом скорости аэродинамические нагрузки.

Основным конструкционным материалом в авиации 30-х годов был дюралюминий. Сталь, применявшаяся прежде в авиации при создании ферменных лонжеронов и некоторых других силовых элементов, постепенно выходила из употребления, т.к. с появлением скоростных самолетов с тонким свободнонесушим крылом от ферменных конструкций отказались, а стальной лонжерон-балка оказывался слишком тяжелым из-за плохой работы на местную устойчивость тонкостенных полок. К середине 30-х годов сталь использовалась главным образом при изготовлении шасси и моторов, при этом относительная доля стали в конструкции планера составляла только 15-20 % от веса планера самолета [58, с. 40]. Попытка применить специальную нержавеющую сталь с тем, чтобы резко повысить долговечность авиационных конструкций, не увенчалась успехом – созданные в СССР в 30-е годы под руководством А. И. Путилова пассажирские самолеты серии "Сталь" были сложными в производстве и отнюдь не неуязвимыми атя коррозии: "слабым местом" оказались сварные точки и болты, соединяющие конструкцию [6, с. 441].