Что такое не везет. Часть 2 Гоночный и рекордный Williams Mercury Racer. США
Что такое не везет. Часть 2 Гоночный и рекордный Williams Mercury Racer. США
В 1927 году лейтенант (капитан-лейтенант) Алфорд Джозеф Уилльямс и компания Mercury Flying Corporation (MFC) построили гоночный гидросамолет Kirkham-Williams Racer для участия в шнейдеровских гонках. Несмотря на то, что самолет демонстрировал отличные скоростные характеристики, дававшие хорошие шансы на победу, но проблемы с управляемостью не позволили машине принять участие в гонках 1927 года. Поддержанный компанией MFC Алфорд Уильямс решил на основе опыта, полученного при создании гоночного самолета Kirkham-Williams Racer, построить новый гидросамолет для установления абсолютного рекорда скорости.
начальник чертежного отделения аэродинамической трубы вашингтонской военной верфи Р. Смит (R. Smith) держит в руках модель первоначальной версии рекордного самолета Williams Mercury Racer с колесным шасси. Первоначально Алфорд Уильямс не был сосредоточен на подготовке к шнейдеровских гонках, но позднее согласился принять участие в этих состязаниях
Хотя правительство Соединенных Штатов официально не помогало, ВМС США оказали косвенную помощь усилиям Уильямса и компании MFC по созданию рекордного самолета. Предыдущий самолет Уильямса был спроектирован и построен компанией Kirkham Products Corporation (Kirkham), но Уильямс считал, что компании Чарльза Киркхема не хватает организованности, и он не был заинтересован в том, чтобы компания Kirkham построила еще один самолет. Как было сказано ранее Алфорд Уильямс отправил гидросамолет Kirkham-Williams Racer в Филадельфию, штат Пенсильвания, на расположенный там авиационный завод ВМС США (Naval Aircraft Factory; NAF) для дальнейшей оценки путей повышения скорости самолета. При поддержке ВМС США авиазавод флота стал естественным местом для проектирования и постройки нового скоростного самолета, который получил обозначение Williams Mercury Racer. Эта машина также была известна как NAF Mercury и Mercury-Packard.
В середине 1928 года модель самолета Williams Mercury Racer (с колесным шасси) была испытана в аэродинамической трубе военной верфи, расположенной в Вашингтоне, округ Колумбия. Тем не менее, было принято решение спроектировать пару экспериментальных поплавков и испытать их на самолете, поскольку возникла острая необходимость в исследовании конструкций поплавков для высокоскоростных гидросамолетов. Представляется, что все дальнейшие работы были сосредоточены над оснащенной поплавками версией самолета. Первоначально Алфорд Уильямс не планировал использовать Williams Mercury Racer в шнейдеровских гонках 1929 года. Однако Соединенные Штаты виз четырех последних соревнований выиграли два и еще одна победа должна была навсегда оставить кубок Шнейдера в США. После того как самолет Williams Mercury Racer получил поплавковое шасси, Алфорд Уильямс поддался давлению и в дополнение к основной задаче – установлению нового рекорда скорости – согласился принять участие в шнейдеровских гонках 1929 года.
установленный на Williams Mercury Racer двигатель Packard X-2775 был фактически тем же самым двигателем, первоначально установленным на гоночный гидросамолет Kirkham-Williams Racer. Этот двигатель был усовершенствован установкой редуктора воздушного винта, новой системы впуска и других компонентов. В настоящий момент данный двигатель экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики (National Air and Space Museum (NASM); часть смитсоновского института); снимок NASM
Под руководством Джона С. Кина (John S. Kean) работы над гоночным самолетом начались в сентябре 1928 года на филадельфийском авиазаводе ВМС США. На первый взгляд Williams Mercury Racer представлял собой монопланную версию своего предшественника – биплана Kirkham-Williams Racer. Но это было не так; хотя моторная рама и другое оборудование были использованы повторно, остальная часть самолета была совершенно новой. Гоночный самолет Williams Mercury Racer был оснащен тем же двигателем Packard X-2775 (Packard model 1A-2775), что его предшественник Kirkham-Williams Racer, но этот авиамотор получил редуктор воздушного винта с передаточным отношением 0,667 и усовершенствованную систему впуска. Расчетная развиваемая мощность 24-цилиндрового двигателя X-2775 составляла 1300 л.с. (969 кВт), и на тот момент в Соединенных Штатах это был самый мощный авиамотор из числа доступных. X-2775 имел жидкостное охлаждение и Х-образную компоновку блоков цилиндров. Двигатель вращал регулируемый на земле воздушный винт Hamilton Standard, диаметр которого приблизительно был равен 10 футов 3 дюйма (3,12 м). Для запуска двигателя использовался внешний стартер, работавший от четырех электродвигателей и подключавшийся к втулке воздушного винта. Воздухозаборники карбюратора располагались сразу же за пропеллером и верхнем и нижнем развалах блоков цилиндров и были установлены по направлению полета, чтобы воспользоваться набегающим потоком воздуха.
Основу гоночного гидросамолета-среднеплана Williams Mercury Racer составлял деревянный монококовый фюзеляж, специально разработанный под двигатель компании Packard. Расчалочное крыло самолета было установлено непосредственно перед кабиной пилота. Как и у предшественника верхняя и нижняя поверхности крыла были использованы под размещение поверхностных радиаторов. Выступающий подголовник обтекателя сужался назад от кабины к килю вертикального оперения, который простирался ниже самолета, образуя полукрестообразное хвостовое оперение. Девятигаллонный (34 л) маслобак размещался позади кабины пилота. Консоли крыла и неподвижные части хвостового оперения были изготовлены из дерева, тогда как отклоняемые поверхности и поплавки были алюминиевыми.
Металлические стойки, крепившие два поплавка к фюзеляжу гоночного гидросамолета, были покрыты алюминиевыми обтекателями. Глиссирующие днища поплавков были покрыты дополнительными поверхностными радиаторами, которые обеспечивали большую часть охлаждения двигателя во время выполнения низкоскоростных рулежек на воде. Однако радиаторы были несколько хрупкими и требовали мягкой посадки. Всего в поплавках содержалось 90 галлонов (341 л) топлива. Некоторые источники утверждают, что общий запас топлива составлял 147 галлонов (556 л). Гоночный самолет Mercury Williams Racer имел общую длину приблизительно 27 футов 6 дюймов (8,41 м). Длина фюзеляжа составляла 23 фута 7 дюймов (7,19 м), а длина поплавка – 19 футов 8 дюймов (5,99 м). Размах крыла был 28 футов (8,53 м), а высота самолет – 11 футов 9 дюймов (3,58 м). Прогнозируемая масса гоночного самолета с полной нагрузкой составлял 4200 фунтов (1905 кг). Расчетная максимальная скорость гоночного самолета Williams Mercury Racer составляла около 340 миль в час (547 км/ч). Тогдашний мировой рекорд скорости, установленный Марио де Бернарди 30 марта 1928 года, составлял 318,620 миль в час (512,776 км/ч).
лейтенант (капитан-лейтенант) Алфорд Уильямс сидит в кабине гоночного самолета Williams Mercury Racer во время испытания двигателя. Внешний стартер подключен к втулке винта редукторного двигателя Packard X-2775. Обратите внимание на воздухозаборники выше и ниже обтекателя втулки винта, через которые набегающий поток воздуха попадает во всасывающие патрубки, расположенные в верхнем и нижнем развалах блоков цилиндров
27 июля 1929 года гоночный самолет Williams Mercury Racer совершил свой первый полет. 6 августа самолет был кораблем отбуксирован в Военно-морскую академию в Аннаполисе, штат Мэриленд, для испытаний в Чесапикском заливе. Первоначальные рулежечные испытания были начаты 9 августа и в их ходе была достигнута максимальная скорость 106 миль в час (171 км/ч). Первый полет должен был состояться на следующий день, и Алфорд Уильямс смело планировал 11 или 12 августа сделать попытку установить мировой рекорд скорости на трехкилометровой (1,9 мили) мерной трассе. С этой целью была проложена трасса и было установлено оборудование для определения времени. Однако вскоре выяснилось, что брызги повредили воздушный винт. Пропеллер был снят для ремонта, и планы проведения полетов были приостановлены.
Хотя в то время масса самолета еще не была определена, считалось, что самолет имеет избыточный вес 460 фунтов (209 кг). Уильямс обнаружил, что поплавки не имели достаточной резервной плавучести для обеспечения способности выдержать дополнительный вес. Брызги, которые повредили винт, были результатом того, что поплавки врезались в воду. Алфорд Уильямс обнаружил, что его усилия по противодействию крутящему моменту двигателя и поддержанию прямолинейности самолета во время рулежки и набора скорости левый поплавок погружался в воду и создавал больше брызг. Уильямс проконсультировался с отставным капитаном (капитаном 1-го ранга) Холденом Честером Ричардсоном (Capt. Holden Chester Richardson) – его другом и экспертом по поплавкам и корпусам летающих лодок. Ричардсон рекомендовал оставить все отклоняющиеся поверхности в нейтральном положении, пока не будет достигнута достаточная скорость. По мере того, как самолет увеличивал свою скорость, глиссирующий эффект воды на поплавках компенсировал крутящий момент двигателя, и самолет шел прямо.
гоночный гидросамолет Williams Mercury Racer отсоединен от буксира и установлен на устройство для сталкивания с берега; Военно-морская академия, Аннаполис, штат Мериленд. Руль направления проходил ниже фюзеляжа и крепился к подфюзеляжному килю. Обратите внимание на соединение обтекателя нижнего блока цилиндров со стойкой поплавкового шасси
Нелетная погода и механические проблемы задержали дальнейшие испытания самолета до 18 августа. Алфорд Уильямс поднял Williams Mercury Racer примерно на 300 футов (91 м) над водой, обнаружив при этом серьезные проблемы с вибрацией и давлением топлива. После того, как двигатель был остановлен, пропеллер был вновь поврежден брызгами. Как и в случае с попыткой участия в шнейдеровских гонках 1927 года время быстро истекало, и становилось все более ясным, что Williams Mercury Racer еще не является достойным соперником другим участникам состязаний на кубок Жака Шнайдера. Три попытки взлета 21 августа были прерваны по разным причинам. Во время последней попытки в кабине самолета накопился угарный газ, в результате чего Алфорд Уильямс потерял сознание сразу после выключения двигателя. 25 августа Уильямс вновь предпринял три попытки взлета, которые также были прерваны по различным причинам.
По общему мнению, чрезмерный вес самолета и недостаточный запас плавучести поплавков не позволяли гоночному гидросамолету летать. Через некоторое время было выдвинуто финальное предложение. Williams Mercury Racer должен был немедленно доставлен кораблем в Калшот, Великобритания, для участия в шнейдеровских гонках, которые должны были начаться 6 сентября 1929 года. В пути на гидросамолет должны были быть установлены более мощный двигатель и новые поплавки. Представляется маловероятным, что более мощный двигатель был оснащен нагнетателем, поскольку разработка нагнетателя уступила место редуктору, установленному на двигатель X-2775 гоночного гидросамолета Williams Mercury Racer. Редукторы были взаимозаменяемыми и остается неясным, какая на данном этапе разработки была сделана модификация для второго двигателя X-2775. Доставленный в Великобританию усовершенствованный гидросамолет Mercury Williams Racer должен быть протестирован, и если он покажет себя хорошо, то он примет участие в состязаниях. Однако, учитывая все неудавшиеся попытки взлета и весьма неопределенные летные характеристики самолета, ВМС США отменили свое предложение по транспортировке гонщика в Британию.
гоночный гидросамолет Williams Mercury Racer имел фантастический внешний вид. Расчетная максимальная скорость машины составляла 340 миль в час (547 км/ч), что составило бы некоторую конкуренцию британцам. Однако этого было мало для победы в гонках
Williams Mercury Racer был отправлен обратно в Пенсильванию на авиазавод ВМС США. Алфорд Уильямс хотел установить на самолет более мощный двигатель, который уже был доставлен на авиазавод, и попытаться установить мировой рекорд скорости на трехкилометровой мерной трассе. Williams Mercury Racer был доставлен на авиазавод 1 сентября 1929 года, но сразу же никаких работ по усовершенствованию гоночного гидросамолета начато не было, поскольку в командовании ВМС еще не решили что делать с Уильямсом и самолетом. В конце октября командование ВМС США дало Алфорду Уильямсу четыре месяца на доработку самолета, после чего от должен был сосредоточиться на своих обязанностях офицера американского флота и в марте 1930 года выйти в море.
Были проведены исследования по снижению веса гидросамолета Williams Mercury Racer и по улучшению системы охлаждения его двигателя. Было подсчитано, что предлагаемые изменения облегчат самолет на 400 фунтов (181 кг). Когда 1 марта 1930 года прошло четыре месяца, помощник министра ВМС по аэронавтике Дэвид Синтон Ингаллс (David Sinton Ingalls) счел, что на самолет было потрачено очень много времени, сил и энергии и приказал прекратить все работы. Также Ингаллс приказал Уильямсу приступить к своим обязанностям на борту корабля. Отказ от продолжения работ по гидросамолету Williams Mercury Racer побудил Алфорда Уильямса подать 7 сентября 1930 года рапорт о выходе в отставку. Уильямс потратил почти все свои сбережения на две попытки участия в шнейдеровских гонках и знал, что MFC и ВМС США также сделали значительные инвестиции в гоночный гидросамолет. Алфорд Уильямс хотел довести программу Williams Mercury Racer до хоть какого-то результата, даже если это и не привело бы к установлению каких-либо рекордов.
Больше никаких работ с самолетом Williams Mercury Racer не проводилось. В апреле 1930 года Алфорд Уильямс дал показания перед подкомитетом сенатского комитета по военно-морским делам относительно гоночного гидросамолета, своей отставки и других дел, связанных с ВМС США. В своих показаниях Уильямс заявил, что хотел бы еще год чтобы закончить работы с самолетом. За это время он смог бы подготовить машину с шнейдеровских гонкам 1931 года, однако даже в идеальном состоянии Williams Mercury Racer, вероятно, не составил бы серьезной конкуренции британским «супермаринтам». Уильямс сказал, что самолет имел избыточный вес 880 фунтов (399 кг) и что эти 21% дополнительного веса были причиной, по которой машина не смогла взлететь. Фактически Williams Mercury Racer весил 5080 фунтов (2304 кг) вместо расчетных 4200 фунтов (1905 кг). Также сенатскому подкомитету Уильямс сообщил, что ему первоначально сказали, что Williams Mercury Racer весит 4660 фунтов (2114 кг); это было на 460 фунтов (209 кг) больше запланированного показателя, но Уильямс надеялся, что можно будет избавиться от лишнего веса. Истинный вес машины – 5080 фунтов (2304 кг) – стал известен только после того как самолет был возвращен на авиазавод ВМС, и Алфорд Уильямс попросил его взвесить.
гоночный гидросамолет буксируется после ещё одного разочаровывающего испытания в Чесапикской бухте. Уильямс стоит в кабине, осознавая, что его шансы на участие в шнейдеровских гонках 1929 года быстро уменьшаются. Обратите внимание на погружение поплавков в воду
Алфорд Уильямс заявил сенатскому подкомитету, что он хочет взять гоночный самолет Williams Mercury Racer в Великобританию, даже если машина не сможет составить конкуренцию англичанами или даже если не сможет подняться в воздух. Уильямс сказал:
«Я считал, что мы должны довести дело до конца, каким бы ни был результат. Если бы там [т.е. в Англии] машина не полетела – примите это к сведению – я просто уничтожил бы гидросамолет. На воде это можно было сделать очень легко. Я намеревался разбить его, но я намеревался и [был] полон решимости добраться с ним до Европы. Мне было все равно, что сделал бы самолет».
Ингаллс также дал показания перед сенатским подкомитетом. Он принимал участие в создании гоночного самолета Williams Mercury Racer, был акционером MFC и имел друзей, которые также были акционерами компании MFC. Ингаллс сказал, что Уильямс проинформировал его о возможности разбить Williams Mercury Racer в Англии, если самолет не сможет летать. В ответ на это Ингаллс ответил, что было бы нелепо посылать самолет в Англию только для того, чтобы разбить его там в случае, если он не сможет подняться в воздух. Именно это соображение побудило Ингаллса отказать Уильямсу в поддержке ВМС США в вопросе отправки самолета в Великобритании. Ингаллс также сказал, что из 880 фунтов (400 кг) дополнительного веса самолета около 250 фунтов (113 кг) приходились на изготовленный NAF планер самолета, а примерно 600 фунтов (272 кг) – на сторонние организации: Packard (двигатель) и Hamilton Standard (винт). Ингаллс сообщил, что Уильямс передал представителям авиазавода ВМС вес двигателя и пропеллера, но эти значения не были найдены. Возможно переданная в NAF первоначальная масса двигателя относилась к более легкому безредукторному варианту с винтом меньшего диаметра – комбинации, установленной на гоночном гидросамолете Kirkham-Williams.
24 июня 1930 года военно-морские силы США за 1 доллар приобрели у компании MFC гоночный самолет Williams Mercury Racer. По сообщениям компания MFC вложила в программу Williams Mercury Racer сумму в 30000 долларов, в то время как ВМС США – еще 174000 долларов. Остается неясным: были ли это инвестиции только в самолет Williams Mercury Racer, поскольку двигатель Packard X-2775 также использовался в более раннем гоночном самолете Kirkham-Williams Racer. Представители ВМС США заявили, что приобрели Williams Mercury Racer для экспериментальных целей. Однако больше о машине ничего не было слышно, и гонщик Mercury Williams тихо ушел в прошлое.
Алфорд Уильямс выполняет рулежку на гоночном самолете в большом количестве брызг, которыми, скорее всего, был вновь поврежден воздушный винт. Обратите внимание, что поплавки, особенно левый, полностью погружены в воду. Самолет, имевший большой избыточный вес, очень плохо управлялся на воде
Источники:
Schneider Trophy Seaplanes and Flying Boats by Ralph Pegram (2012)
Wings for the Navy by William F. Trimble (1990)
Master Motor Builders by Robert J. Neal (2000)
Racing Planes and Air Races Volume II 1924–1931 by Reed Kinert (1967)
“Lieut. Alford J. Williams, Jr.—Fast Pursuit and Bombing Planes” Hearings Before a Subcommittee of the Committee on Naval Affairs, United States Senate, Seventy-first Congress, second session, on S. Res. 235 (8, 9, and 10 April 1930)
“Making Aircraft Airworthy” by K. M. Painter, Popular Mechanics (October 1928)
источник: https://oldmachinepress.com/2018/08/20/williams-mercury-seaplane-racer-1929/
