История птеродактилей. Опытный экспериментальный самолет Westland Pterodactyl IV. Великобритания
С опытом работы, накопленным при проектировании, строительстве и летных испытаниях раннего бесхвостого планера и вариантов Pterodactyl I, Джеффри Хилл и его небольшая команда в конце 1929 года по спецификации 16/29 начали разработку самолета похожей конфигурации с трехместной кабиной. Этим самолетом был Westland Pterodactyl IV. Очевидный разрыв между ним и Mk.I мог быть устранен двумя проектами истребителей с крылом "прямая чайка", а также толкающим и тянущим винтами — соответственно Mk.II и Mk.III, которые в 1926 году Министерством авиации были оценены как "слишком многочисленниые и слишком ранние" для постройки. Как и на Mk.I была использована конфикурация с толкающим винтом; на самолет был установлен 120-сильный двигатель de Havilland Gipsy III. Однако, имея в виду проблемы, возникшие с управлением по тангажу у Pterodactyl Mk.I Хилл полностью изменили конструкцию системы управления Mk.IV.
Короткий обрубленный фюзеляж длиной всего 13 фт 3 дйм (4,039 м) в передней части, включавшей в себя центроплан крыла, имел конструкцию из ясеня с фанерной обшивкой; задняя часть была покрыта металлическими листами и несла в себе мотоотсек. Пилот сидел в носу в полностью закрытой кабине с двумя расположенными за его спиной бок-о-бок пассажирскими сиденьями. В кормовой части кабины был багажный отсек. Доступ в кабину был через большую дверь в левом борту. Двигатель был установлен на четырех продольных стальных трубчатых балках и был отделен от передней кабине противопожарной переборкой. Воздушное охлаждение двигателя с перевёрнутыми цилиндрами Gipsy осуществлялось через воздуховоды с верхней части и правого борта фюзеляжа; охлаждающий воздух попадал через круглое подобное "реактивному соплу" ("jet-pipe"-like) отверстие в задней части фюзеляжа.
схемы Pterodactyl IV
Основное шасси состояло из трубчатой стальной рамы, поворачивающейся на одной масляно-пневматической стойке, и несло два расположенным тандемом колеса: переднее было управяемым и поворачивающимся, а заднее несло тормоза. Ходовая часть заключена в глубокий коробчатый обтекатель, продлевался назад ниже до точки отвода охлаждающего воздуха. Это шасси, уже зарекомендовавшее себя в Pterodactyl IC, предоставляло более плавные и стабильные условия для выполнения рулежек.
велосипедное шасси, моторный отсек с отводом охлаждающего воздуха, открытый наплыв ("glove") корневой части крыла и зеркало заднего вида самолета Pterodactyl IV
Крыло с аэродинамическим профилем RAF 34 было деревянной конструкции с 20 близко расположенными балочными нервюрами и передними частями нервюр. Расположенные на расстоянии 2/3 хорды консолей крыла имеющие I-образное поперечное сечение основные лонжероны крепятся к центроплану с помощью шарнирных соединений. Крыло у передней кромки покрывалось фанерной обшивкой. Внутри точек крепления основных V-образных стоек (с установленными усиленными нервюрами и фанерными полками) крыло покрывалось полотном с 1-мм фанерной обшивкой законцовок, несущих покрытые полотном элевоны, заменившие установленные на Mk.I "контроллеры" законцовок. Два уравновешивающих полоза были установлены на треугольных рамах, которые одной стойкой были прикреплены к нижней части крыла и для сознания площади киля были покрыты полотном.
форма крыла Pterodactyl IV придавала ему в воздухе грозный вид
Двумя основными конструктивными особенностями Pterodactyl IV были его система управления и изменяемая геометрия крыла. Как отмечалось выше элевоны были использованы для управления по крену и тангажу, но первоначально обеспечивающие путевую устойчивость "электроскопические" закрылки Mk.IA устанавливались с внутренней стороны элевонов. Более примечательной особенностью было крыло с защищенной патентом №352961 (Patent No.352,961) системой изменяемой стреловидности, позволявшей изменить угол стреловидности может быть изменен в пределах 4,75°. Червячный редуктор поворачивался расположенной на крыше кабины управляемой вручную заводной ручкой, которая располагалась так, чтобы пилот или пассажир слева не могли управлять ей. Червячная передача вращала двухстороннюю винтовую стяжную муфту, двухсторонняя резьба которой применялась в двух гайковертах корневых частей консолей крыла, поворачивая консоли крыла вокруг шарнира заднего лонжерона. Хотя угол перемещения крыла Pterodactyl-я с сравнении с современными самолетами с изменяемой геометрией крыла был небольшим, он производил достаточное изменение центра давления для компенсации сдвига центра тяжести, когда в кабине находились один, два или три человека с дополнительной нагрузкой.
элевоны с широкой хордой и крыло с изменяемой геометрией были отличительными особенностями Pterodactyl IV. На фотографии показан самолет с полностью сложенным (fully-swept) крылом
Строительство Pterodactyl IV продолжалось в Йовиле на протяжении большей части 1930 года и в первые месяцы 1931 года вплоть до завершения в марте. Затем самолет был разобран и доставлен на грузовиках на базу Королевских ВВС в Эндовере (RAF Andover), где был повторно собран. Полностью покрытый серебрянной краско, с широкой зеленой полосой вокруг "ватерлинии" и серийным номером K1947 самолет впервые взлетел под управлением Луи Паге, который через два дня доставил его в Йовил. В ходе первых полетов Паге быстро оценил улучшение управляемости; инерция, испытывавшаяся на Mk.IC с "контроллерами" законцовок крыла на Pterodactyl IV с элевонами не проявлялась. 2 июня Паже разбился на легком самолете Westland Widgeon и хотя летчик был достаточно удачлив, отделавшись только переломом ног и другими незначительными травмами, он не мог летать и спустя несколько месяцев покинул Westland. В добавление к этой неудаче программы летных испытаний Pterodactyl IV другой летчик-испытатель компании Westland с 1928 года Фредди Брантон (Freddy Вrunton) только недавно покинул компанию из-за некоторой разницы мнений на полеты Mk.IC, а Гарольд Пенроуз был в отпуске после четырехмесячного южноамериканского показа Wapiti V. Он был отозван из отпуска 9 июня сдвинуть дело с мертвой точки и летать на Pterodactyl IV.
Его первый полет на K1947 почти закончился катастрофой. Прежде чем он начался во время разбега кочка на поверхности подбросила самолет в воздух в почти остановившемся состоянии. Самолет подпрыгнул снова и инстинктивное корректирующее управление Пенроуза лишь послужило созданию продольных колебаний, которые в сочетании с качанием и рысканием привели к "голландскому шагу". Как скорость возросла, он получил контроль и начал медленно поднимать самолет на безопасную высоту, где была возможность проверить эффекты от управляющих воздействий. Он обнаружил, что самолет был очень чувствительным по тангажу, но очень тяжел в крене и что реакция "электроскопических" рулей направления была замедленной. Тем не менее, он сумел посадить самолет без проблем. После еще вух полетов Пенроуз считал, что он с большим успехом может летать на Pterodactyl IV. Через несколько дней самолет был отправлен в RAE в готовности принять участие в сосотоявшемся в Хендоне 27 июня 1932 года показе Королевских ВВС,где он был включен в число дюжины самолетов на стоянке новых типов.
K1947, трехместная кабина Pterodactyl IV с опознавательными знаками Королевских ВВС. Он имеет рули направления одностороннего действия и покрытые полотном уравновешивающие полозья
После этого первого публичного показа K1947 был возвращен в Westland, где Гаральд Пенроуз снова взял в свои руки программу развития только затем, чтобы обнаружить, что со значительным избыточным весом удельная нагрузка на крыло составило 8 фнт/фт² (39 кг/м²). Это позволило Пенроузу летать с двумя пассажирами, но Герберт Меттэм на левом пассажирском сиденье часто летал в качестве наблюдателя при испытаниях. На этом сиденье Меттэм мог повернуть установленный в крыше кабины рычаг стреловидности крыла, в то время как Пенроуз мог заниматься чем-то иным. Тем времене изыскивалась альтернатива "электроскопическим" рулям направления по типу закрылков, и расположенные внутри элевогов треугольные вертикальные рули были испытаны на модели в аэродинамической трубе. В конечном счете, на законцовках крыла были установлены овальные кили и рули направления одностороннего действия. Были проведены некоторые штопорные испытания на двух стержнях были установлены регулируемые веса для перемещения центра тяжести.
В сентябре 1931 года Pterodactyl IV перед отправкой в декабре в RAE на небольшое время был доставлен в A & AEE. В RAE этот самолет пилотировал флайт-лейтенант Дж.Х.Стейнфорд (Flt Lt G. H. Stainforth), установивший новый мировой рекорд скорости в 407,5 миль/ч (655,68 км/ч) на Supermarine S.6B. Доклад RAE BA1026 (RAE Report BA1026) показывал, что общие характеристики устйчивости и управляемости были приемлимыми, самолет хорошо летал с отпущенной ручкой и выполнял крутые развороты с помощью либо только элевонов, либо только рулей направления. Штопорение было хорошим с медленным вращением и быстрым восстановлением. Разбег длиной 750 фт (229 м) при различной скорости ветра в 3-6 миль/ч (4,8-9,7 км/ч) не был хорош, особенно при взлетной массе в 1900 фнт (862 кг), что на 150 фнт (68 кг) было ниже заявленной полетной массы. Максимальная скорость составила 109 миль/ч (175,4 км/ч), но так как она была достигнута с пропеллером со слишком мелким шагом, то расчетная величина была на 4 миль/ч (6,4 км/ч) больше. Большая часть характеристик Pterodactyl-я основывалась на расчетах и экстраполяции с использованием хорошо зарекомендовавших себя формул. Однако из-за неправильно подобранного винта и перегрева двигателя начальная скороподъемность составила 750 фт/мин (229 м/мин, 3,81 м/с), а практический потолок 15000 фт (4572 м). Эти скромные характеристики стали основной причиной отказа компании Westland от развития конструкции Pterodactyl IV в производстве гражданских самолетов. Тем не менее, он продолжал выполнять полеты в Йовиле в качестве бесхвостого исследовательского самолета и вонвь появился на показе Королевских ВВС 25 июня 1932 года. Раскрашенный в острозубого монстра, самолет снова был выставлен на стоянке новых типов рядом со столь же яростно окрашенным Hart-ом. Пилотируемый флайт-лейтенантом Стейнфордом Pterodactyl IV и Hart представляли собой пару, занимавшуюся атакой на раскрашенные в бегемотов баллоны. Эти летные часы оказались ценным источником опыта и данных для Джеффри Хилла и его по-прежнему небольшой, но растущей конструкторской команды в Йовиле.
раскрашенный в доисторического предка Pterodactyl IV летит на показе Королевских ВВС в Хендоне, 1932 год
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Описание: трехместный бесхвостый исследовательский самолет с закрытой кабиной. Деревянно/металлическая конструкция с полотняной, деревянной и металлической обшивкой
Экипаж: пилот и два пассажир в закрытой кабине
Силовая установка: один 120-сильный четырехцилиндровый инвертированный рядный безредукторный безнаддувный двигатель de Havilland Gipsy III с воздушным охлаждением, вращающий двухлопастный деревянный винт Watts-а диаметром 6 фт (1,829 м)
Размеры:
размах крыла 44 фт 4 дйм (13,51 м)
длина 19 фт 6 дйм (5,94 м)
высота 7 фт 6 дйм (2,29 м)
площадь крыла 259 фт² (24,06 м²).
Вес:
пустого 1320 фнт (598,8 кг)
с полной нагрузкой 2100 фнт (952,6 кг)
Летные характеристики:
максимальная скорость 113 миль/ч (181,8 км/ч)
посадочная скорость 54 миль/ч (86,9 км/ч)
начальная скороподъемность 750 фт/мин (229 м/мин, 3,81 м/с)
практический потолок 15000 фт (4572 м)
теоретический потолок 17000 фт (5182 м)
Производство: в 1930-31 годах компанией Westland Aircraft Works (Йовил, Сомерсет) был построен один Pterodactyl IV
источник: Derek N James "Westland Aircraft since 1915"
