Малоизвестные и нереализованные проекты самолётов и другой летающей техники

Гонка за призраком скорости. Гоночный самолет Piaggio P.C.7. Италия

byakin 20.02.2015 1

SaveSavedRemoved 0

В итальянской википедии нашел достаточно информативную статью про интересный и необычный гоночный самолет Piaggio P.C.7.

Piaggio P.C.7 был гоночным самолетом, изготовленным итальянской компанией Società Rinaldo Piaggio для участия в гонках на кубок Шнейдера 1929 года, которые в тот год состоялись в Калшоте и которые выиграл англичанин Генри Вагхорн на Supermarine S.6. Сам же Piaggio P.C.7, за характерный длинный нос получивший прозвище “Пиноккио”, в гонках участия не принимал и в небо поднялся только один раз: в качестве модели-копии в 1987 году.

Предистория разработки

Молодой инженер Джованни Пенья был нанят Ринальдо Пьядджио (Rinaldo Piaggio) – владельцем одноименной компании – для укрепления и развития авиационной промышленности. Джованни Пенья разработал семь гоночных гидропланов и был убежденным сторонником идеи (общей для многих конструкторов тех лет), что для повышения характеристик самолета спортивные состязания были неисчерпаемым источником технических идей и технологического развития.

Среди самолетов, которые послужили основой создания P.C.7, следует упомянуть Pegna P.1, P.2 и P.3. Также Джованни Пенья, проанализировав опыт проекта Хуго Юнкерса 1910 года, задумал и разработал гидросамолет-летающее крыло. Фотографии построенного в 1923 году гоночного самолета P.3 показывают, что инженер Пенья предвидел очертания гоночных гидросамолетов, таких как Macchi M.39 или Supermarine S.5 и S.6.

Еще в двадцатые годы Джованни Пенья был убежден, что гидросамолеты являются лучшим решением для достижения высоких скоростей. Его убеждение базировалось на двух предпосылках:

– возможности гидросамолетов для облегчения взлета и посадки использовать практически бесконечную длину зеркала спокойной воды;
– улучшенной аэродинамике самолета по отношению к самолетам наземного базирования, которым необходимо шасси, изменяющее тонкость аэродинамических линий.

В те годы последнее утверждение было верным, особенно по отношению к самолетам с небольшими размерами.

Следующим шагом Джованни Пенья в борьбе за «тонкость линий» были ликвидация стоек шасси и/или поплавков. Эта идея стала характерным элементом конструкции революционного Piaggio P.C.7, к которому Пенья пришел после проекта гидросамолета P.4 (впрочем, данный самолет так и не покинул чертежные доски), отличавшегося центральным корпусом и боковыми поплавками, убирающимися с помощью механического привода.

В проекте Piaggio P.C.7 погруженная часть крыла также выполняла функцию обеспечения поперечной устойчивости самолета на начальных этапах взлета.

В проекте было решено применить погруженные в воду подводные крылья, исследованиями которых по различным причинам в разное время занимались инженеры Энрико Форланини (Enrico Forlanini), Гаэтано Артуро Крокко (Gaetano Arturo Crocco), Алессандро Гуидони (Alessandro Guidoni) и сам Пенья в 1917 году. При проектировании Джованни Пенья ориентировался на профиль Мунка, рассчитанный в соответствии с методикой тонкого воздушного потока, разработанной Мунком несколькими годами раньше. Это позволило инженеру Пенья создать относительно небольшое, прочное и легкое крыло.

Во время первых испытаний подводные крылья во время взлета создавали высокое сопротивление. В момент их выхода из воды возникала кавитация, сопровождавшаяся серьезной неустойчивостью самолета. Джованни Пенья нашел блестящий способ использовать данное явление для обеспечения большей поддержки при взлете и для выключения гребного винта как только зона ометания пропеллера освободится от контакта с водой. Для этого использовалась подъемная сила, создаваемая подводными крыльями; с увеличением скорости они должны были все больше поднимать самолет над поверхностью воды. Как писал сам Джованни Пенья

«в основном секрет кроется в конструкции подводных крыльев, которые действуют как камни, брошенные в воду и отскакивающие от ее поверхности».

Описание конструкции

Включавший в себя множество инновационных технических решений гоночный гидроплан P.C.7 был последним в серии гидросамолетов Джованни Пенья, которую тот начал с гидроплана P.C.1.

В состоянии покоя P.C.7 был похож на летающую лодку, поскольку функции флотации были возложены на оснащенный двумя водонепроницаемыми переборками фюзеляж. В данном положении воздушный винт был частично погружен в воду.

В конструкции самолета присутствовал второй – гребной винт, расположенный в задней части фюзеляжа; данный винт обеспечивал маневрирование на воде и выполнение взлета. В ходе испытаний были использованы воздушные винты различных типов. Передний трехлопастный винт с переменным шагом (возможность установки лопастей в трех положениях) был стальным и изготавливался компанией Standard Steel. Три других винта из дюралюминия (а также еще один трехлопастный) были изготовлены концерном Caproni. На этих винтах лопасти можно было устанавливать в три различающихся шагом фиксированных положения. Изготовленный из дюралюминия задний винт был двухлопастным и с изменяющимся шагом.

Под фюзеляжем были расположены три подводных крыла: два спереди между носом и крылом и одно в задней части фюзеляжа рядом с гребным винтом. Подводные крылья были объектом интенсивных исследований Джованни Пенья, который для получения идеальной конструкции выполнил несколько испытаний на масштабных моделях.

Концерн FIAT должен был обеспечить самолет трансмиссией и двигателем мощностью 1000 л.с. Поскольку концерн отказался участвовать в проекте, инженеру Джованни Пенья пришлось выбрать 800-сильный двигатель водяного охлаждения Isotta Fraschini, число оборотов которого было уменьшено до 2600 об/мин.

Самолет был деревянной конструкции с широким использованием фанеры. Помимо фюзеляжа, крыло и элероны также были водонепроницаемыми.

Динамика взлета и посадки

Для выполнения взлета пилот включал задний винт. При достижении определенной скорости подводные крылья начинали поднимать самолет. В этот момент пилот запускал передний винт, который должен был оторвать P.C.7 от поверхности воды.

На этапе взлета муфты – по одной на каждый винт – имели деликатную роль. Винты работали вместе, постепенно передавая мощность с гребного на воздушный. При посадке на воду даже на высокой скорости подводные крылья должны были создавать подъемную силу, достаточную для предотвращения капотирования.

Технические проблемы и отказ от проекта

В 1929 году кавалеру серебряной медали за отличную службу в авиации летчику-испытателю Томмазо Даль Молину (Tommaso Dal Molin) удалось выполнить несколько испытаний, используя только гребной винт.

В данном состоянии своим поведением на воде самолет напоминал катер на подводных крыльях. Остававшиеся под водой подводные крылья держали нос P.C.7 над поверхностью воды, однако во время этих испытаний реальный взлет сделать так и не удавалось.

Сцепление заднего винта в процессе переключения передач выявило ряд проблем, в числе которых была значительная утечка масла внутри фюзеляжа. В таких ситуациях двигатель терял мощность, и ее становилось недостаточно для удержания уже поднятого самолета.

Технические проблемы, которые так и не удалось разрешить, привели к отказу от проекта и планам расторжения договора с Regia Aeronautica. Расторжение предусматривалось в том случае, если самолет не мог быть построен к участию в гонках. Отсутствие необходимого для устранения механических проблем времени не дало эффектно представить самолет в гонках на кубок Шнейдера 1929 года и заставило авиаконструктора, помимо своей воли, досрочно завершить испытания и навсегда прекратить разработку машин этого типа.

Говорят, что инженер Пенья желал продолжать разработку своего детища:

«Тем не менее, я считаю, что мы можем возобновить эту так увлекшую меня работу, и у меня есть большие надежды на завершение этого самолета в срок и, возможно, на доведение его до практического применения…»
(Джованни Пенья “Некоторые идеи относительно гоночных самолетов”, «The Aeroplane», 1931 год)

Но этого, к сожалению, не произошло. Прототип Piaggio P.C.7 остался в единственном экземпляре, второй самолет строить не стали.

Масштабные модели самолета

В 1988 году французский авиамоделист изготовил масштабную модель Piaggio P.C.7. Этому самолету удалось оторваться от воды, полететь, как это первоначально и предусматривалось инженером Джованни Пенья, и тем самым подтвердить, хотя и ретроспективно, высокие качества первоначального проекта.

Схема Piaggio P.C.7

На виде сбоку хорошо видны воздушный и гребной винты

Piaggio Pegna P.2, виды 3/4 спереди и 3/4 сзади

Piaggio Pegna P.3 в процессе производства, вид спереди-сверху

Piaggio Pegna P.3 в процессе производства, вид сбоку

Деревянная модель Piaggio Pegna P.C.7

Передняя часть корпуса гоночного самолета Piaggio Pegna P.C.7

Поперечное сечение фюзеляжа с показанными двигателем и двумя передачами на передний и задний винты

Очень редкий снимок Piaggio P.C.7 (в центре) в компании с, вероятно, Macchi M.39 (вверху слева), Savoia-Marchetti S.65 (вверху справа) и, возможно, с (фрагмент крыла) Macchi-Castoldi M.C.72 (внизу)