Гонка за призраком скорости. Биплан или моноплан какая схема предпочтительней?
Первая мировая война застала авиацию практически небоеспособной. Хотя некоторые конструкторы и сами летчики оснащали отдельные машины пулеметами, в основной своей массе летательные аппараты того периода были практически безоружными. Мало того, почти все военные специалисты Англии, Франции, Германии и России главной задачей авиации считали разведку. Так и начали свою боевую службу самолеты. Но довольно скоро пилоты стали брать на борт небольшие бомбы и сбрасывать их руками на противника. 9 августа 1914 года немцы совершили такой удар с воздуха по Парижу. И хотя эта бомбардировка была весьма беспорядочной и малорезультативной. начало созданию бомбардировочной авиации было положено.
Вполне естественно, что широкое использование разведывательной и бомбардировочной авиации привело к появлению совершенно нового типа самолетов-истребителей, основной задачей которых стало уничтожение воздушного противника. И основными требованиями, которые стали предъявляться к этим машинам, были мощное вооружение, высокая скорость полета и маневренность.
Как это ни покажется странным, несмотря на большие успехи, достигнутые гоночными самолетами к 1914 году, боевые аэропланы начального периода войны оказались довольно тихоходными. Достаточно сказать, что такой разведчик, как «Депердюссен» тип Д имел скорость всего 95 км/ч. Даже в самый разгар боевых действий в 1915—1916 гг. скорости полета «Фарманов», «Моранов» и «Вуазенов» практически не превышали 120—130 км/ч. А появившиеся в это время специализированные истребители имели лишь незначительно превышавшую у машин других типов. Все это объяснялось прежде всего гораздо большим весом и худшей аэродинамикой военных самолетов по сравнению со спортивными машинами.
Кроме того, особой проблемы в том, чтобы догнать воздушного противника, перед истребителями не стояло. Следовательно, конструкторы этих самолетов уделяли основное внимание усилению их вооружения и повышению маневренности. Тем не менее, опыт, полученный при создании гоночных самолетов, им очень пригодился. Недаром, лучшими истребителями первой мировой войны считаются «Ньюпор» и СПАД различных модификаций, созданные уже известными нам конструкторами Густавом Деляжем и Луи Бешеро. (Еще в 1914 году фирма Депердюссена перешла под управление Блерио, хотя аббревиатура СПАД и сохранилась. Главным конструктором фирмы продолжал оставаться Бешеро.)
Истребитель СПАД VII 1916 года выпуска, оснащенный 150-сильным двигателем, развивал скорость до 180 км/ч и считался самым скоростным из всех военных самолетов того периода. В немалой степени этому способствовала хорошая аэродинамика фюзеляжа, отработанная Бешеро еще на гоночных «Депердюссенах». В то же время война наложила серьезный отпечаток и на внешний вид самолетов того периода, которые вступили в войну монопланами, а вышли из нее бипланами и даже трипланами.
Дело в том, что для хорошей маневренности и скороподъемности требовалась малая удельная нагрузка на крыло, а для ее снижения необходимо было увеличивать его площадь. Это, конечно, не могло не сказаться на увеличении лобового сопротивления, следовательно, и на скорости полета боевых самолетов. Даже в самом конце войны новейшие истребители едва достигали 200 км/ч, да и то лишь кратковременно. Таким образом, рекорд Прево 1913 года, установленный на дистанции 200 км, оставался фактически непобитым.
После первой мировой войны все ведущие авиационные фирмы мира продолжали совершенствовать схему биплана для самолетов любого назначения. Вполне логично, что и в основу конструкции первых послевоенных гоночных самолетов была положена именно эта схема. Уже в 1919 году Густав Деляж первым в Европе приступил к созданию новой гоночной машины. За основу он взял новейший для того времени истребитель «Ньюпор-Деляж»-29, оснащенный двигателем водяного охлаждения «Испано-Сюиза» мощностью 300 л. с. Особенностью этого двигателя было то, что он имел водяное охлаждение. Цилиндры двигателя были расположены в ряд один за другим, что резко уменьшало площадь его поперечного сечения по сравнению со звездообразными двигателями воздушного охлаждения, а потому снижало и лобовое сопротивление самолета. Правда, для охлаждения воды, циркулирующей по блоку цилиндров двигателя, приходилось выводить в набегающий поток воздуха большие радиаторы тина автомобильных, которые сводили на нет все его аэродинамическое преимущество.
Гоночный самолет «Ньюпор-Деляж»-29 (1920 г.)
Однако в 1919 году французский инженер Ламблен создает новые оригинальные обтекаемые радиаторы, которые в дальнейшем так и назывались — радиаторы Ламблена. Они представляли собой два кольцевых приемника воды, установленные один за другим (как два бублика), между которыми располагались тонкие пустотелые медные пластины. По ним и проходила вода. Эти пластины располагались концентрическими кругами вокруг оси радиатора.
Горячая вода из двигателя подавалась в передний кольцевой приемник. Затем, проходя через полые пластины, она охлаждалась набегающим потоком воздуха и поступала в задний приемник. Оттуда шла обратно в рубашку двигателя.
Благодаря тому, что радиаторы Ламблена имели относительно небольшое сопротивление и размещались вне фюзеляжа в любом удобном месте, они позволяли придать носовой части самолета удобообтекаемую форму и тем самым повысить скорость его полета. Многочисленные опыты показали, что установка радиатора Ламблена вместо обычных повышает скорость полета самолета до 25%. При этом коэффициент охлаждения воды, циркулирующей в радиаторе Ламблена, оказался на 40% больше чем у обычных.
Кстати, «Ньюпор»-29 являлся одним из первых самолетов, на котором были установлены радиаторы Ламблена, хотя небольшой квадратный радиатор обычного типа тоже сохранился.
Но Деляж прекрасно понимал, что кроме хорошего двигателя нужна и отличная аэродинамика планера. И тогда, чтобы уменьшить лобовое сопротивление «Ньюпора»-29, он уменьшил размах его крыла в 2 раза! Кроме того, с самолета сняли все вооружение и уменьшили объем топливных баков. Конечно, ни о какой маневренности уже не могло идти и речи. Впрочем, гоночному самолету она особенно и не требуется. Летчику нужно было стартовать, а после рекордного разгона совершить благополучную посадку. Ведь из-за резкого уменьшения площади крыла на скорости меньше 100 км/ч машина уже не могла держаться в воздухе.
Установить новый рекорд скорости довелось французскому летчику Сади-Лекуанту. Он 7 февраля 1920 года на трехкилометровой базе показал прекрасный результат — 275,864 км/ч. Однако мало кто знает о том, что еще 24 декабря 1919 года Сади-Лекуант достиг на этом самолете скорости 307 км/ч. Однако Международная Воздушная Федерация не утвердила этот рекорд: на контрольных точках не было представителей спортивной комиссии. К тому же, по новым на то время правилам требовалось пройти мерную базу (1 или 3 км) 4 раза в противоположных направлениях, чтобы исключить влияние попутного ветра. Истинная скорость должна была вычисляться как среднее арифметическое из скоростей этих четырех пролетов. Именно поэтому официальной датой первого послевоенного рекорда скорости считается 7 февраля.
Однако этот результат продержался всего три недели. 28 февраля Жан Казаль на самолете СПАД-20 бис (Blériot-SPAD S.20) 6 достиг скорости 283,5 км/ч. Подобно «Ньюпору»-29, СПАД был оснащен тем же двигателем «Испано-Сюиза» мощностью 300 л. с, имел цельнодеревянную конструкцию и также был переделан из военного, правда, двухместного самолета, причем второе место было заделано и закрыто обтекателем головы пилота. Инженер Эрбемон, ведущий работы по этой машине, так же как и Деляж настолько сильно обрезал крылья своему самолету, что их размах оказался меньше длины фюзеляжа, что создавало впечатление явной диспропорции.
Гоночный самолет СПАД-20 бис б (1920 г.)
Именно эти две машины были основными соперниками и на состоявшихся осенью 1920 года гонках на приз Гордон-Беннетта. И вновь первым оказался Сади-Лекуант. На «Ньюпоре»-29 он пролетел установленную дистанцию 300 км за 1 ч 6 мин 17 сек, т. е. со средней скоростью 271 км/ч. Кстати, эти первые послевоенные гонки Гордон-Беннета оказались и последними. Сади-Лекуант оказался третьим французским пилотом, который выиграл состязания, и по условиям учредителя кубок навечно остался у Франции.
Во время розыгрыша кубка был установлен и новый мировой рекорд. 9 октября Де-Романе на несколько улучшенном самолете СПАД-20 (установлен кок-обтекатель на винт) достиг скорости 292,682 км/ч, а на следующий день Сади-Лекуант на «Ньюпоре» превзошел ее еще на 4 км/ч. Еще через 2 недели он же (теперь официально) преодолел 300-километровый рубеж скорости, доведя рекорд до 302,529 км/ч.
Однако в гонках 1920 г. не смогли принять участие два уникальных американских гоночных самолета-моноплана фирм Кертисс и Райт. В отличие от европейцев, заокеанские конструкторы не были угнетены культом биплана, так как практически не занимались созданием истребителей. США вступили в первую мировую войну только в 1917 году, боевые машины строили по лицензиям союзников.
Монопланы для американцев не оказались чем-то необычным. В частности, подкосный моноплан «Техас Уайддкэт» («Дикий техасский кот»), созданный фирмой Кертисс, был оснащен двигателем мощностью 400 л. с, имел хорошо обтекаемый фюзеляж и оперение треугольной формы. Удельная нагрузка на крыло составляла 100 кг/м².
«Техас Уайддкэт»
Судя по всему, «Техасский кот» мог стать самым быстрым самолетом мира. Однако эта машина, можно сказать, опередила свое время. В 1920 году авиаконструкторы даже не представляли себе, какие барьеры встанут у них на пути. И одним из них стал элеронный флаттер, от которого самолет Кертисса едва не разбился еще на заводских испытаниях. Окончательно же самолет был добит при неудачной посадке уже на соревнованиях во Франции.
Другой оригинальный моноплан «Дантон-Райт» имел убирающееся в полете шасси и крыло с отклоняемыми носками и задней частью профиля (прообраз предкрылков и закрылков современных самолетов). Однако ряд неполадок вынудил эту машину выйти из числа соревнующихся. После таких неприятностей фирмы Кертисс и Райт так же, как и их европейские конкуренты занялись постройкой самолетов-бипланов.
Несмотря на то, что в 1920 году розыгрыш кубка Гордон-Беннетта для самолетов стал последним, развитию дальнейших достижений в области больших скоростей полета способствовали другие, как уже существующие, так и вновь учрежденные призы и кубки. Так, например, в Европе большое влияние на улучшение аэродинамики самолетов оказали состязания на кубок, учрежденный в память председателя французского аэроклуба Дейтш де ля Мерт его семьей, в США это были кубки Томпсона, Пулитцера и другие. Для гидросамолетов продолжал разыгрываться приз Шнейдера.
Выполнялись и специальные полеты с целью установления абсолютного рекорда скорости на дистанции 1 и 3 км. Уже 4 ноября, буквально через месяц после окончания последних гонок Гордон-Беннета, Де-Романе устанавливает новый рекорд на базе 1 км — 309,012 км/ч. Этому способствовало то, что на СПАД Де-Романе был установлен новый двигатель «Испано-Сюиза», степень сжатия в цилиндрах которого была увеличена с 4,7 до 5,3, что увеличило его мощность до 335 л. с. Для того, чтобы хоть как-то уменьшить лобовое сопротивление своего самолета, Де-Романе снял с него даже плексигласовый козырек, защищающий лицо от ветра, и в рекордном полете просто пригибал голову.
В отличие от конструкторов гоночного СПАДа, инженеры фирмы Ньюпор пошли по другому пути. Они, наоборот, полностью закрыли голову пилота хорошо обтекаемым фонарем, и 12 декабря Сади-Лекуант установил новый рекорд — 313,043 км/ч. Естественно, на модернизированном «Ньюпоре» также стоял новый двигатель «Испано-Сюиза». Правда, в связи с тем, что самолет готовился к рекордному полету на короткой дистанции, с него был снят один из двух радиаторов Ламблена.
Эти последние рекорды, отличающиеся друг от друга всего лишь несколькими км/ч, показали, что бипланная схема гоночного самолета уже изживает себя. Для резкого увеличения скорости требовались не какие-то мелкие улучшения, а радикальное изменение конструкции. И вновь, как это было в 1909 году, французские конструкторы обратили свое внимание на монопланы. Правда, сделать шаг сразу к «чистому» они еще не решались. Наиболее перспективной конструкцией тогда казался полутораплан.
В 1921 году фирма Ньюпор построила под тот же форсированный двигатель «Испано» новый самолет «Сесквиплан», подкосное крыло которого как бы выходило непосредственно из фюзеляжа. Назвать его монопланом было нельзя лишь потому, что между колесами шасси вместо оси было установлено еще одно маленькое крыло площадью 1 кв. метр. 26 сентября Сади-Лекуант, готовясь к гонкам на приз Дейтш де-ля Мерт, во время тренировочного полета на аэродроме Вильсоваж близ г. Этампа в присутствии официальных представигелей 4 раза пролетел базу в 1 км на высоте 20 м со средней скоростью 330,275 км/ч, которая и утвердилась как новый мировой рекорд. Интересно отметить, что в одном из заходов он пролетел мерную базу за 10,6 сек, то есть со скоростью 340 км/ч.
Полутораплан Ньюпор-Деляж «Сесквиплан» (1921 г.)
Тщательно готовился к состязаниям и Де-Романе, который должен был выступать на новейшем гоночном самолете «Люмьер де-Монж», отличающемся множеством конструкторских особенностей. Чисто внешне он напоминал «Сесквиплан» фирмы Ньюпор и отличался от него более высоко расположенным крылом, большим коком-обтекателем воздушного винта и радиатором Ламьена, который стоял не под фюзеляжем, а над ним. Улучшению аэродинамики способствовало и то, что летчик располагался полностью внутри фюзеляжа и мог попасть в него через специальную боковую дверь. На уровне головы пилота были сделаны небольшие окошечки, а часть крыла, проходящая над его головой, была прозрачной. Интересно, что крыло имею трапециевидную форму в плане с небольшой стреловидностью по передней кромке. Еще одной особенностью этого самолета было то, что его выкатили на испытания с дополнительным нижним крылом, которое могло быть легко отстыковано. Уже при первых пробных полетах в конфигурации биплана «Люмьер де-Монж» превысил скорость 280 км/ч.
Перед самым началом гонок на приз Дейтш де-ля Мерт, Де-Романе снял нижнее крыло и решил опробовать самолет как моноплан. По свидетельству очевидцев, когда он в воздухе дал полный газ. его самолет резко рванулся вперед и помчался со скоростью (на глаз) свыше 320 км/ч. На этой скорости не выдержало полотно обшивки левого крыла — оно оторвалось, и этот скоростной самолет разбился, погубив и своего пилота.
Полутораплан Ньюпор-Деляж «Сесквиплан» (1921 г.)
Трагическая гибель одного из лучших французских летчиков тем не менее не остановила других пилотов, которые всецело отдавали себя авиации и стремились к новым победам. 1 октября 1921 года был дан старт соревнованиям на приз Дейтш де-ля Мерт. На финише 300-километровой дистанции победителя ждал заветный кубок и приз в 60000 франков. Как и предполагалось, вперед вырвался Сади-Лекуант на своем «Сесквиплане». Он значительно обогнал своих соперников, так как летел со скоростью около 315 км/ч. Неожиданно на 50 километре пути воздушный винт не выдержал нагрузок и разрушился. При этом один из обломков попал в консоль крыла и порвал обшивку. Сади-Лекуанту пришлось идти на вынужденную посадку, что было эквивалентно самоубийству. Дело в том, что даже с работающим двигателем «Сесквиплан» мог садиться на скоростях порядка 150 км/ч, а если учесть, что у самолета оказалось еще повреждено крыло, то риск разбиться только увеличивался. Воспользоваться парашютом летчик также не мог, ибо гонки проходили на небольшой высоте. Правда, Сади-Лекуанту все же повезло. Хотя при посадке его самолет и разбился, сам от отделался ссадинами и сильной контузией. Эта авария, происшедшая на глазах у других тнщиков, произвела на них столь сильное впечатление, что заставила их сразу же снизить скорость. Тем не менее гонка была продолжена, и первым к финишу пришел лейтенант Кирш, который летел на аналогичном «Сесквиплане» фирмы Ньюпор-Деляж.
Убедившись в правильности выбранной схемы, конструкторы Деляж и Мари в течение года продолжали совершенствовать самолет. Полотняная обшивка крыла была заменена фанерной, а поверхность радиаторов уменьшена. Был проведен также и ряд других улучшений. И вот 21 сентября 1922 года неутомимый Сади-Лекуант, оправившийся после прошлогодней аварии, устанавливает новый мировой рекорд скорости — 341,239 км/ч.
Казалось бы, вот она, закономерная победа моноплана над бипланом. Но история рассудила иначе…
источник: Виктор БАКУРСКИЙ "ГОНКА ЗА ПРИЗРАКОМ СКОРОСТИ. БИПЛАН ИЛИ МОНОПЛАН?" Крылья Родины 04-1992
