Экспериментальные гибриды биплана и моноплана. Часть первая
Перенесемся в тридцатые годы прошлого века. Развитие авиационной промышленности идет высокими темпами. Перед конструкторами открываются новые направления и возможности. Но вместе с тем возникают и новые принципиальные задачи, которые требуют поиска определенных путей решения. Что касается истребительной авиации, то наметилась явная тенденция к резкому увеличению скоростных показателей новых самолетов. Это привело к тому что все активнее применялась схема моноплана, использование которой позволяло уменьшить аэродинамическое сопротивление машины и как следствие повысить ее максимальную горизонтальную скорость. Но при этом полностью списывать бипланы со счетов не спешили. У них также было свои достоинства. В первую очередь это касалось их высокой маневренности. Не удивительно что в разное время были предприняты радикальные попытки совместить достоинства этих схем, создав изделие с изменяемыми в полете крыльями. Таким образом получался гибрид «моно-биплана», на котором была реализована возможность складывания одного из двух крыльев. Тем самым происходил переход из схемы биплана в схему моноплана. Подобное техническое решение могло позволить существенно изменять отдельные характеристики самолета во время полета. Это касалось не только показателей маневренности и максимальной скорости. Также можно было улучшить и взлетно-посадочные характеристики. Стоит отметить, что последняя задача решалась и другими схожими методами, в частности использованием крыла с переменной площадью. Скажем, в рамках этого направления были разработаны экспериментальные изделия РК и РК-И.
Рисунок экспериментального самолета ИС-1. Источник: https://war-book.ru/
В Советском Союзе первые теоретические изыскания по теме гибридной конструкции проводились в ЦАГИ еще в середине двадцатых годов. А если быть точным, занимался этими исследованиями Б. Н. Юрьев (датированы они 1942 годом). Он предложил так называемое раздвижное крыло. Состояло оно из двух половин. Если нижняя его часть была сомкнута с верхней, получалось обыкновенное крыло схемы моноплана. Когда же эти половины были раздвинуты, то на выходе мы уже имели варианты схемы биплана. В рамках изучения подобной конструкции было рассмотрено несколько вариантов взаимного положения частей крыла. Тогда практическую реализацию этой идеи (а именно постройку самолета) посчитали слишком сложной и все дальнейшие работы свернули. В середине тридцатых годов к ней вернулись. Проект изделия с гибридной конструкцией крыльев тогда прорабатывал конструктор П. И. Гроховский. Отличительной особенностью его самолета стало то, что по задумке верхнее крыло должно было складываться не с нижним крылом, а с фюзеляжем. Однако эта задумка также не была доведена до практической реализации.
Что же касается зарубежного опыта, то известно что примерно в это же время подобные исследования велись практически во всех странах с развитой авиационной промышленностью. В качестве примера мы выделим несколько наиболее интересных американских и британских проектов. Во многих источниках отмечается что на практике первый моно-биплан был построен в США, еще в 1931 году. Причем разрабатывал его выходец из России Н. Медведев. К сожалению, подробных сведений по этому проекту найти не удалось. Известно что в этом самолете была реализована возможность складывания нижнего крыла, а также убирающиеся шасси. При этом площадь крыльев могла уменьшаться с 38,3 кв. метров до 21,6 кв. метров. При полете в схема биплана изделие могло достигать максимальной скорости горизонтального полета только в 212 км/ч, а после перехода на схему моноплана она возрастала до 275 км/ч. При этом посадочная скорость наоборот увеличивалась со 100 км/ч до 140 км/ч. Дальнейшего развития этот проект не получил. Гораздо более интересным изделием был скоростной экспериментальный самолет Роберта Струпа под индексом SP-7. Он представлял собой свободнонесущий моноплан с крылом, которое могло разделяться в X-образной форме по типу ножниц. В таком положении возрастала подъемная сила и устойчивость на малых скоростях полета. Посадочная скорость составляла всего 72 км/ч. Расчетная максимальная скорость достигала 640 км/ч. Прототип этого изделия был построен и прошел ряд испытаний, но остался в разряде опытных.
Если говорить о британских гибридных машинах, то мы выделим два экспериментальных проекта. Это Hillson Bi-Mono и Hawkler FH. 40 Hurricane. Появились они в начале сороковых годов. Основная отличительная особенность этих изделий, заключалась в том, что переход от схемы биплана на схему моноплана реализовали путем отстыковки и сброса верхнего крыла. Первое изделие являлось лишь демонстратором подобной возможности. Что же касается Hawkler FH. 40 Hurricane, то этот самолет создавался на базе истребителя Hurricane Mk. I. с одной из модификаций двигателя Rolls-Royce Merlin. Предполагалось что использование сбрасываемого крыла существенно улучшит отдельные характеристики машины. В первую очередь это касалось взлетно-посадочных характеристик, что позволило бы использовать самолеты с неподготовленных взлетных площадок. Испытания с переменным успехом проводились вплоть до 1944 года. В принципе цели, которые стояли перед разработчиками были достигнуты. Однако из-за низкого приоритета программы, к тому времени она уже потеряла свою актуальность и была закрыта.
Для справки. Экспериментальный самолет Hillson Bi-Mono. Был разработан в 1940 году под руководством авиационного конструктора Эрнеста Льюиса. Отличался компактными размерами и простотой конструкции. Была реализована возможность смены схемы биплана на схему моноплана путем отстыковки и сброса на парашюте верхнего крыла. В качестве силовой установки использовался двигатель воздушного охлаждения de Havilland Gipsy Six мощностью 200 л. с. с двухлопастным винтом. Испытания построенного прототипа проводились с весны 1941 года. По их итогам была доказана принципиальная возможность использования подобной конструкции.
Возвращаясь к советским проектам, следует отметить, что очередная попытка создать «моно-биплан» была предпринята уже в конце тридцатых годов. При этом сразу две конструкторские группы шли по пути реализации данной концепции независимо друг от друга. Первую группу составляли инженеры воронежского авиазавода № 18. В нее входили А. С. Фролов, П. Я. Козлов, А. С. Руденко и другие. В инициативном порядке, примерно с конца 1938 года, они стали готовить проект гибридного самолета сразу в нескольких спецификациях. Это истребитель-перехватчик, самолет для достижения рекорда скорости, учебно-тренировочная машина и истребитель сопровождения. Переход со схемы биплана на схему моноплана осуществлялся путем складывания верхнего крыла с нижним. Проектные данные истребительной модификации были следующие: максимальная скорость при схеме биплана должна была составлять 760 км/ч, а при переходе в схему моноплана возрастала до 850 км/ч. Расчетный практический потолок равнялся 11000 метров, а дальность полета около 1200 км. Общая компоновка самолета в чем-то должна была напоминать американский истребитель Bell P-39. В начале 1940 года разработанные проекты были представлены в НКАП на рассмотрение, однако они были отклонены.
Схема крыльев самолета конструкции П. Я. Козлова. Источник: https://www.aex.ru/
Основная причина заключалась в том, что к этому времени уже был построен прототип экспериментального истребителя ИС-1. Руководство посчитало что затевать работы по схожему гибридному самолету бессмысленно. Таким образом мы подошли к основным советским изделиям в рамках данной темы- это экспериментальные самолеты ИС-1 и ИС-2 конструкции В. В. Никитина и В. В. Шевченко. Аббревиатура ИС расшифровывалась как «истребитель складной». Всего в рамках этой программы было разработано несколько экспериментальных машин. Еще несколько проектов осталось что называется «на бумаге». Речь о них пойдет уже в следующей публикации. В ней же будут сделаны и общие выводы по этой теме.
