Гоночные самолеты серии «S». Часть 3 Гоночные самолеты Supermarine S.6 и S.6B. Великобритания

Часть I

Часть II

Вскоре после оглушительной британской победы в шнейдеровских гонках 1927 года энтузиазм официальных кругов угас, но Королевский аэроклуб, ответственный за британских участников и управлявшийся с изрядной долей проницательной дипломатии, к удовлетворению Международной авиационной федерации и других стран-участников увеличил период между гонками до двух лет. К тому времени все с болезненной очевидностью  чувствовали рост сложности проектирования и разработки , что первоначальный годовой интервал между гонками уже был недостаточен для подготовки самолета, способного превзойти уже существующее достижение. Кроме того, увеличение интервала времени между соревнованиями давало аэроклубу время, чтобы правительство смягчило мнение и дало согласие выделить средства на гонки 1929 года.

Чтобы возвратить кубок Италии, Франции и США предпринимали энергичные усилия, и, следовательно, Великобритании для его сохранения были необходимы значительные усовершенствования. Napier Lion приближался к концу своего развития, и Реджинальд Митчелл искал новый двигатель большей мощности. После обсуждения со своими коллегами из Rolls-Royce сэр Генри Ройс гарантировал двигатель с мощностью 1500 л.с., и Митчелл начал проектировать под него Supermarine S.6. Это был его первый цельнометаллический гоночный самолет, являвшийся логическим продолжением S.5. 

архитекторы побед Великобритании на шнейдеровских гонках 1929 и 1931 годов: Реджинальд Митчелл (слева) и сэр Генри Ройс (справа)

История создания

Новый двигатель Rolls-Royce “R” был развитием 36-литрового мотора “Buzzard”; огромная мощность развивалась им благодаря установке гоночных нагнетателей, введению гораздо более высокой степени сжатия (это стало возможным с помощью высокоэнергетического топлива, разработанного Ф. Родвеллом Бэнксом (F. Rodwell Banks) из Associated Ethyl Company) и значительному увеличению рабочей частоты вращения вала двигателя. Поступавший в карбюратор конфузорно-диффузорный воздушный поток способствовал снижению кинетической энергии и увеличению энергии давления и без того огромного массового расхода воздуха в двигателе. Все эти технологические преимущества создали гоночный двигатель, который при 290 об/мин развивал эффективную мощность 1900 л.с., весил 1530 фунтов (694 кг) и являлся замечательным достижением в области поршневого двигателестроения.

схемы S.6

Для гонок 1931 года увеличением рабочей частоты двигателя, передаточного числа нагнетателя и размеров воздухозаборника эффективная мощность двигателя “R” была увеличена до колоссальной величины 2350 л.с.. Рабочая частота вращения вала двигателя при этой мощности составляла 3200 об/мин, а его вес составлял 1630 фунтов (739,37 кг) или 11 унций/л.с. (0,312  кг/л.с.).

Хотя дальнейший успех британских машин в двух последних шнейдеровских гонках в значительной мере связан с двигателями Rolls-Royce и более серьезным подходом к проблеме увеличения мощности, чем у итальянцев или американцев (которые пытались достичь той же цели, увеличивая рабочий объем), авиаконструктор должен был в полной мере исользовать предоставленные ему преимущества.

двигатель Rolls-Royce “R” (Science Museum photo)

Поскольку двигатель Rolls-Royce “R” был тяжелее, чем Napier Lion, то S.6 также был больше, чем S.5 и с полной нагрузкой весил 5771 фунт (2617,73 кг) против 3250 фунтов (1474,2 кг) его предшественника. Тем не менее, в тщательно продуманной конструкции удалось уменьшить вес крыла и других компонентов. Общая концепция S.6 в основном была такой же, что у S.5, которая в свете знаний в области аэронавтики тех лет доказала свою правоту. Крыло и хвостовое оперение были металлизированныму (почти полностью из дюралюминия) и сохранили обычную двухлонжеронную конструкцию с нервюрами, состоящими из тонких металлических листов с большими отверстиями для облегчения веса и фланцев из прессованного уголкового профиля. Крыльевые радиаторы были изготовлены из 24g.(?) листов дюралюминия, склепаных вместе с обеспечивавшими водонепроницаемость прокладочными кольцами толщиной 1/16 дюйма (1,59 мм). Радиаторы привинчивались к конструкции крыла и образовывали его поверхность.

Также как и в S.5 для фюзеляжа S.6 была применена полумонококовая конструкция, но было 46 шпангоутов с шагом 6-7 дюймов (152,4-177,8 мм). Рамой крепления двигателя были продольные элементы, выполненные из дюральминиевого уголкового профиля 14g. (?) и протянувшиеся вдоль контура фюзеляжа к хвостовому оперению. Обшвка фюзеляжа и киля были выполнены из дюралюминия.

слева: цельнометаллический полумонококовый фюзеляж S.6 во время постройки; справа: полностью покрытая радиаором верхняя поверхность крыла S.6

С Rolls-Royce “R”, отличавшимся большим расходом топлива, возникла необходимость использовать центральные части поплавков S.6 в качестве топливных баков. Конструкция поплавков была аналогична принененным на S.5. В передних верхних частях поплавков S.6 были размещены дополнительные радиаторы, однако в S.6B необходимая для рассеивания теплоотдачи двигателя была настолько велика (около 40000 британских тепловых единиц в минуту), что под радиаторы была использована вся верхняя поверхность поплавков вплоть до скул. В S.6B большая часть расположенного в поплавках топлива находилась в левом для уравновешивания огромного крутящего момента двигателя.

установка двигателя Rolls-Royce “R” на S.6; на переднем плане перед камерой стоит Р.Дж. Митчелл

Для получения максимальных значений характеристик с использованием винта фиксированного шага самолету требовался достаточный запас тяги для преодоления на взлете сопротивления воздуха и воды, поскольку в противном случае на максимальной скорости снижалась эффективность винта. По этой причине взлет на S.6 был трудным и для его улучшения в опытовом бассейне были проведены испытания поплавков S.6B, в результате которых были значительно снижены их сопротивления в воздухе и максимум кровой сопротивления в воде. Также была улучшена устойчивость поплавков на воде.

Специальный винт меньшего диаметра, разработанный Fairey Aviation Company для S.6B оказался неудовлетворительным, поскольку самолет оказался неспособен взлететь на полной мощности, резко поворачиваясь влево при полностью отклоненном в противоположную сторону руле направления. В конце концов был достигнут всех устроивший компромисс медлу винтами S.6 и S.6B. Методика взлета состояла в направлении носа несколько в сторону от ветра и при наборе скорости постепенно развороте против ветра. Ручка управления должна была жестко удерживаться в заднем положении у живота пилота и оставаться там до тех пор, пока S.6 (и S.6B) на высокой скорости не становился послушным и довольно управляемым.

S.6B на стадии строительства и окончательной сборки, Вулстон 1931 год

Поскольку температура сверхмощных двигателей Rolls-Royce “R” была критической, то для него должна была быт разработана специальная система охлаждения масла. Фактически, пилоты летали при максимальной температуре и для него это было решающим фактором выяснить насколько сильно он может открыть дроссель. Как и на S.5 горячее масло проходило вдоль фюзеляжных радиаторов к верхней части киля, откуда оно по внутренней стороне обшивки киля через нервюры по желобам шло в оснащенный фильтром несущий топливный бак, откуда уже охлажденное снова попадало в двигатель. Небольшие лопасти, размещенные в маслопроводе охладителя держали масло в контакте с внешними поверхностями, и этот метод, примененный после многочисленных экспериментов, повысил эффективность системы охлаждения масла на 40%.

На S.6 также как и на S.5 был обнаружен флаттер плоскостей управления и поэтому для искоренения этой тенденции на S.6 и затем на S.6B была выполнена весовая компенсация поверхностей управления. Чтобы избежать нежелательных нагрузок на ручку управления и педали, вызванных небольшими погрешностями производства, рули высоты и направления S.6B были оснащены небольшими триммерами в соответствии с индивидуальными характеристиками каждого из самолетов.

Гонки 1929 года

К началу гонок 1927 года наметилось только два конкурента — Италия и Англия. Перед самыми состязаниями Италия попросила отсрочить их на месяц, мотивируя это недостаточной готовностью машин. Но согласно регламенту поводом к отсрочке могла быть только плохая погода, и Италии в ее просьбе было отказано. Гонки назначили на 7 сентября. Англичане представили на гонки два своих новых самолета Supermarine S.6, а также старый S.5 (призер 1927 г.) вместо намечавшегося к участию самолета Gloster VI (у него буквально накануне отказала система подачи топлива). У итальянцев положение оказалось несколько хуже. Из-за неподготовленности самолетов перспективные Fiat C.29 и Savoia-Marchetti S.65 вообще не были выставлены, а у Macchi M.67 недостаточно довели двигатели. Тем не менее, итальянские два М.67 и один М.52R (на котором Де Бернарди установил мировой рекорд скорости) вышли на старт.

слева: запуск в Калшоте S.6 для предстартовых испытаний (самолет победитель гонок 1929 года); справа: S.6 вывозят на испытания в Соленте, 1929 год. Самолет встанет на воду по достижении стартовой линии

схема окраски S.6 — победителя гонки 1929 года

Состязания начались в 2 часа дня. Как отмечали очевидцы, полеты не производили впечатления необычайной быстроты. Это объяснялось отсутствием ориентиров, по которым зрители могли бы судить об относительной скорости перемещения машин. Лидер гонки Вагхорн на своем S.6 летел на высоте 60 м, итальянец Кадрингер на Macchi M.67 — не более 15 м, Монти на такой же машине — вообще у самой воды. Вскоре оба итальянца выбыли из строя: один из-за слепивших и душивших его выхлопных газов, другой из-за лопнувшей трубки системы охлаждения двигателя, обдавшей его горячим паром, причинившим значительные ожоги. Не подвел итальянцев только старый проверенный М.52. Его пилот Даль Молин прошел дистанцию со скоростью 457,374 км/ч и стал вторым. Наибольшую скорость — 528,765 км/ч показал Вагхорн. Третьим к финишу пришел Д'Арси Григ, летевший на старом S.5. Его результат — 454,054 км/ч. Таким образом, Supermarine S.6 принес Англии вторую победу в Шнейдеровских гонках.

победитель шнейдеровских гонок 1929 года флайт-офицер (старший лейтенант) Королевских ВВС Вагнорн (F O Waghorn, R.A.F.) пролетает на S.6 (N247) над Спитхедом 

Но англичанам этого показалось мало. Уже починили Gloster VI и было бы непростительной роскошью отправить самолет обратно в ангары. Его срочно подготовили к рекордному полету на базе 3 км. Три дня спустя после окончания состязаний летчик Стэйнфорт стал новым рекордсменом. Мировой рекорд возрос до 541,1 км/ч.

Гонки 1931 года

Победа англичан на гонках 1929 года ко многому их обязывала. Ведь по условиям, выдвинутым Жаком Шнейдером при учреждении приза, страна, выигравшая гонки три раза подряд, оставляет кубок у себя навечно. Поэтому для Великобритании очередные состязания 1931 года должны были стать решающими.

Однако над честолюбивыми планами англичан начали сгущаться тучи. Разразившийся в западном мире экономический кризис — великая депрессия 1929—1930-х годов — не обошел и Великобританию. Из-за отсутствия средств государство не могло больше финансировать работы над гоночными самолетами. Деньги требовались для других, более важных дел. Те самолеты, что имелись, вряд ли могли успешно состязаться с новыми итальянскими машинами, работы над которыми в это время не прекращались. Это было тем более обидно, что английские «Супермарины» уже дважды становились победителями. Одним словом, была затронута честь нации, и положение мог спасти лишь немедленный взнос в сумме, необходимой для постройки нескольких новых самолетов. И этот взнос в размере 100 тысяч фунтов сделала вдова английского адмирала леди Хаустон. Достаточно сказать, что впоследствии на эту сумму были полностью перестроены два самолета, три самолета построены вновь и сделано шесть новых гоночных моторов. Единственное чего не оставалось у англичан — времени. Леди Хаустон пожертвовала свое состояние слишком поздно — в январе 1931-го, когда до очередных гонок оставалось всего полгода.

Итальянцы имели все шансы на победу, но перед началом соревнований поломался двигатель их главной надежды — Macchi M.72. Франция и Италия за 10 дней до гонок обратились с просьбой отложить их до следующего года. Однако англичане не согласились: ведь перенос для них был крайне невыгоден — серьезных конкурентов не предвиделось. В это время в английских ВМС зрело недовольство командованием и правительством, и завоевание кубка Шнейдера стало расцениваться как фактор, способствующий поднятию воинского духа.

Сам премьер-министр Великобритании Макдональд, прибывший в Портсмут якобы для присутствия на гонках, главным образом занимался митингованием на военных кораблях, базирующихся на Спитхэдском рейде. Потому 13 сентября 1931-го в Ли-Оксленте состоялись последние и самые неинтересные гонки на приз Шнейдера. Английским летчикам уже незачем было рисковать. Все равно кубок достался бы только им. Бутмэн — пилот Супермарина S.6B спокойно прошел всю дистанцию в 350 км со средней скоростью 547,32 км/ч и принес победу Великобритании.

В это время старые «асы» — Орлебар, Стэйнфорт и другие, которые, вероятно, могли бы показать лучшие результаты,— остались в резерве и были простыми зрителями.

схема окраски S.6B — победителя гонки 1931 года

После пролета Бутмэна в течение определенного времени формально ожидалось выступление несуществующих конкурентов, после чего был дан сигнал окончания состязаний. Но, увы, скорость 547 км/ч была слишком мала чтобы ею гордиться. И тогда на S.6B летчик Стэйнфорт в тот же день установил новый мировой рекорд на базе 3 км — 610,01 км/ч. Но и это был не предел. Буквально за две недели на S.6B установили форсированный двигатель повышенной мощности с новым винтом, и 29 сентября на базе 3 км Стэйнфорт же достиг скорости 657,76 км/ч. Вот это уже стало важнейшим достижением английских конструкторов, тем более, что абсолютный рекорд скорости, установленный Орлебаром на S.6 в 1929-м, перекрыт сразу на 80 км/ч!

Кубок Шнейдера навечно остался у Англии. Она расформировала эскадрилью больших скоростей и свернула все работы над гоночными гидросамолетами. Исторический победитель гонок S.6B (S1595) был подарен лондонскому музею науки, где экспонируется рядом со своим потомком — истребителем Supermarine Spitfire 1940 года выпуска. 

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

источники:

1. C. F. Andrews and W.G.Cox "Aircraft Profile 039 — Supermarine S4-S6b" 
2. Виктор Бакурский "Гонка за призраком скорости"
3. https://alternathistory.ru/gonka-za-prizrakom-skorosti-letayushchie-torpedy-chast-3
4. https://alternathistory.ru/gonka-za-prizrakom-skorosti-bez-sopernikov