Летающие лодки Short S.17 Kent. Великобритания

Интересная винтажная статья из журнала «Flight» (выпуск за 17 октября 1930 года), которая, думаю, заинтересует коллег.

ЛЕТАЮЩАЯ ЛОДКА КОМПАНИИ SHORT BROTHERS

четыре двигателя Bristol Jupiter

Содержание:

Если говорить о четырехмоторной летающей лодки, которую разработала компания Short Brothers и которую в настоящее время строит для средиземноморских линий авиакомпании Imperial Airways, то по своей конструкции она похожа на знаменитую трехмоторную «калькутту» (Short S.8 Calcutta), которая эксплуатировалась в течение нескольких лет. Изменения, внесенные в конструкцию новой машины, носят второстепенный характер и являются результатом изучения опыта, накопленного более ранним вариантом.

Помимо того, что силовая установка будет состоять не из трех, а из четырех двигателей Jupiter, новые лодки будут отличаться главным образом тем, что вся нижняя часть корпуса от глиссирующего днища до ватерлинии будет покрыта нержавеющей сталью. Независимо от того, насколько упрощена конструкция корпуса летающей лодки, невозможно полностью избежать попадания неудобных предметов в труднодоступные места корпуса; кроме того внешний осмотр его подводной части обусловливает необходимость перемещения его на берег. Более того, в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями создаваемая летающая лодка должна быть способна оставаться на якоре в течение длительного времени и сменить свое местоположение с воды на сушу только тогда, когда необходимо провести тщательный капитальный ремонт.

Экономический эффект от использования нержавеющей стали в обшивке подводной части корпуса лодки будет очень большим, и внедрение данного материала в конструкцию коммерческих летающих лодок будет очень широко приветствоваться. В успехе этого материала нет никаких сомнений. Нержавеющая сталь уже использовалась в некоторых узлах уже находящихся в эксплуатации летающих лодок и те трудности, которые могут возникнуть при обработке и применении данного материала, ко времени завершения постройки будут устранены. Правда в настоящее время нержавеющая сталь несколько дороговата, но благодаря ее использованию продолжительность эксплуатации корпусов летающих лодок настолько возрастет, что, вероятно, стоит потратить дополнительные средства. С другой стороны более широкое использование нержавеющей стали, несомненно, приведет к значительному снижению её цены.

Если проанализировать основные данные, приведенные в конце данной статьи, то новые четырехмоторные летающие лодки (согласно нынешним оценкам, которые после постройки первой машины могут немного измениться) будут иметь общий вес 30310 фунтов (13748 кг) и вес пустого 17900 фунтов (8119 кг), обеспечивая таким образом соотношение веса нагруженного самолета к пустому 1,693. Другими словами полезная нагрузка составляет 69 процентов от веса пустой машины, что для летающей лодки с общим весом в 13,5 тонн является очень хорошим показателем, особенно если учесть, что это будет достигнуто при весьма умеренных нагрузках на крыло и мощность.

По расчетам с этой нагрузкой и с двигателями, работающими на 90 процентах от числа оборотов, соответствующих нормальной полной мощности, машина будет летать с крейсерской скоростью 100 миль в час (161 км/ч). Пустой вес, приведенный в таблице в конце статьи, включает в себя оборудование кабины, куда при этом не входят радиооборудование, электрооборудование, отдельные приборы, морское оборудование, огнетушители, система хозяйственно-питьевого водоснабжения и т.д. и, разумеется, экипаж и его снаряжение. Общий вес всего вышеперечисленного составляет 1 560 фунтов (708 кг), но поскольку машина не являлась комплектной без нее, то 1560 фунтов (708 кг) должны быть добавлены к пустому весу или вычтены из веса переменной нагрузки. Если это будет сделано, то вес переменной нагрузки будет составлять 10850 фунтов (4921 кг) и ее вклад в удельную мощность при нормальной полной мощности силовой установки будет 4,9 фунта на лошадиную силу (2,22 кг/л.с.).

Очевидно, что в зависимости от требуемой дальности полета переменная нагрузка может быть разделена в любой пропорции на топливо и платную нагрузку. Суммарная ёмкость баков позволяет разместить в них 720 галлонов (3273 л) топлива и 53 галлона (241 л) масла, что является достаточным для полета продолжительность 8 часов на крейсерской скорости 100 миль в час (161 км/ч). Если вес топлива и масла (полные баки) составляет 6160 фунтов (2 794 кг), то платная нагрузка будет равна 4690 фунтам (2127 кг). Обычно полагается, что баки не были загружены полностью; вес топлива и масла, необходимый для пятичасового полета, будет составлять 3860 фунтов (1751 кг). В этом случае вес платной нагрузки будет равен 6990 фунтов (3171 кг) и ее вклад в удельную мощность при нормальной полной мощности силовой установки будет 3,15 фунта на лошадиную силу (1,43 кг/л.с.).

Предполагается, что вес платной нагрузки будет поровну разделен между почтой и пассажирами, но на самом деле вес почты будет равен 3 550 фунтов (1 610 кг), вес пассажиров – 3440 фунтов (1560 кг). Последний показатель соответствует 16 пассажирам с весом по 215 фунтов (97 кг) на каждого – это соответствует весу самого пассажира (за исключением необычайно тяжелых) и достаточной квоте на вес багажа.

Интересно отметить, что если бы полезная нагрузка полностью состояла бы из топлива и масла, то продолжительность полета составила бы примерно 14 часов. Этот показатель не учитывает веса дополнительных баков, которые должны были быть установлены. Однако с другой стороны, если вся полезная нагрузка будет использована под запас топлива, то нет необходимости в оборудовании для пассажирского салона, вес которого может быть использован для баков.

Чтобы облегчить оценку взаимосвязи между платной нагрузкой и продолжительностью или дальностью полета четырехмоторной лодки компании Short мы подготовленный график, который можно посмотреть ниже.

Мы не утверждаем, что данная диаграмма имеет большую точность, поскольку в расчетах, на которых она основана, не учитывается действующий в течение длительного времени эффект постепенного облегчения баков вследствие потребления топлива. Тем не менее, данный график поможет очень легко составить приблизительную оценку нагрузки на маршруты различной длины.

Как уже упоминалось, основное отличие в общей конструкции между «калькуттой» и новой летающей лодкой заключается в силовой установке, состоявшей из четырех двигателей вместо трех. Этот вариант силовой установки был, скорее всего, требованием компании Imperial Airways, Ltd. С целью уменьшить вероятность совершения вынужденной посадки. Новая четырехмоторная летающая лодка имеет больший общий вес, чем «калькутта», но удельная нагрузка на мощность у нее примерно такая же. Если говорить конкретнее, то в случае остановки одного двигателя «калькутты» удельная нагрузка на мощность у оставшихся работать двигателей возрастает в 3/2 = 1,5 раза, в то время как в новой летающей лодке при выходе из строя одного двигателя удельная нагрузка на остальные возрастет в 4/3 = 1,33 раза. Таким образом, в случае выхода из строя одного двигателя оставшиеся три не должны будут требовать такого же увеличения мощности, как на «калькутте» и, как следствие, вероятность того, что другой двигатель, нагрузка на который будет увеличена, получит повреждения, также будет уменьшена. Фактически удельная нагрузка на мощность на остальные три двигателя такова, что машина сможет продолжить полет на трех двигателях без увеличения их мощности и со слегка сниженной крейсерской скоростью.

Вероятно для многих станет чем-то неожиданным, что после выдающегося успеха с четырехмоторной летающей лодкой Singapore II компания Short Brothers для своих новых коммерческих гидросамолетов выбрала расположение четырех моторов в один ряд. Насколько эта схема является выбором конструкторов компании Short и насколько они влияют на требования будущих эксплуатантов этих машин, мы не можем сказать.

ДЛЯ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ. Данные летающие лодки спроектированы для перевозки 16 пассажиров и 1 400 фунтов (635 кг) почты и несколько машин данного типа будут введены в эксплуатацию компанией Imperial Airways, Limited

Данное решение не является простым. С одной стороны, существует вероятность уменьшения сопротивления за счёт размещения двигателей тандемными парами и момента рыскания за счет размещения двигателей ближе к центру. С другой стороны напряжения в узлах крыла уменьшается при размещении двигателей в ряд и также не возникает проблема охлаждения двигателей, расположенных в заднем ряду. Также в варианте расположения двигателей в ряд потери мощности будут меньше, чем при тандемном расположении, когда остановка переднего двигателя «перегружала» винт заднего авиамотора, вращавшегося с относительно меньшей скоростью.

Летающая лодка Singapore II оснащена двигателями водяного охлаждения Rolls-Royce и вопрос охлаждения задних двигателей не представлял особых трудностей, тогда как оснащение двигателей воздушного охлаждения толкающими пропеллерами в этой стране еще не является предметом серьезных экспериментов.

Это может стать решающим фактором в определении окончательного варианта размещения двигателей на новых летающих лодках компании Short. Фактически моторные рамы на новых машинах являются адаптацией уже использующихся на летающих лодках Singapore II; изменения связаны прежде всего с тем, что двигателя являются не рядными, а радиальными и что размещаются поодиночке, а не в тандемных парах. На гидросамолетах Singapore II данный тип моторных рам показал отличные результаты и был признан легким, прочным и простым. В новой машине гондолы двигателей были хорошо обтекаемыми и это, несомненно, будет способствовать снижению аэродинамического сопротивления, которое не превышало бы сопротивления размещенных тандемом двигателей, для которых меры по улучшению аэродинамики не были бы предприняты.

По своим реальным размерам новые четырехмоторные летающие лодки компании Short будут значительно превосходить размеры «калькутт». Так, например, у новой четырехмоторной летающей лодки размах нижнего крыла будет таким же, как у «калькутты», в то время как размах верхнего будет равен 113 футов (34,4 м) против 93 футов (28,35 м). Корпус новой лодки хотя и аналогичен по своим обводам «калькутте», он также будет значительно крупнее и дополнительная ширина салона будет использоваться для размещения сидений по четыре в один ряд.

Структурно новые машины во многом будут похожи на «калькутты», т.е. крылья будут иметь традиционную для компании Short конструкцию: коробчатые лонжероны из гофрированных листов дюралюминия и нервюрами из дюралюминиевых труб. Корпус также был типичным для компании Short: шпангоутные рамы, образовывавшие основные элементы силового набора, с обшивкой или настилом, который воспринимает нагрузки сжатия. Что касается продольных элементов, то стрингеры, прерывавшиеся шпангоутами, использовались для придания жесткости обшивки при сжатии. Как уже упоминалось внедрение нержавеющей стали для обшивки планирующего днища является новшеством.

Планировка корпуса лодки

В крайней носовой части корпуса лодки будет расположен отсек, содержащий швартовочное оборудование. Данный отсек оснащен люком в палубе, который закрывался откидной крышкой.

Позади швартовочного отсека размещалась большая кабина пилотов, в которой сиденья членов экипажа будут расположены бок о бок с промежутком между ними для обеспечения прохода в швартовочный отсек. В кабине предусмотрена установка двойного управления и машина может управляться с любого из этих двух мест.

За кабиной пилотов размещена кабина радиста, в которой помимо радиооборудования находились штурманский стол и другое оборудование для работы штурмана-радиста. За этой кабиной с правой стороны корпуса находится большой отсек, в котором размещались 3 500 фунтов (1588 кг) почты.

За почтовым отсеком расположен пассажирский салон, в котором размещались 16 человек. Салон, в котором сиденья были установлены в четыре ряда по четыре места в каждом, имел длину 14 футов (4,27 м), ширину 8 футов 9 дюймов (2,67 м) и высоту от пола до потолка 6 футов 6 дюймов (1,98 м).

Позади пассажирского салона с правой стороны находилась уборная, а с левой стороны было расположено помещение стюарда с полным комплектом оборудования для приготовления пищи. И, наконец, в задней части корпуса находился большой багажный отсек с отдельным входом.

Четыре ряда сидений располагаются на достаточном друг от друга расстоянии так, что пассажиры смогут вытянуть ноги. Каждое сиденье оборудовано прикрепленным к спинке откидным столиком и подставкой для ног, так что пассажиры смогут совершать продолжительные перелеты без усталости.

Силовая установка состояла из четырех двигателей Bristol Jupiter XI типа BM, т.е. с умеренным наддувом – развивающих максимальную мощность на высоте 5000 футов (1524 м). Двигатели самолета оснащены редукторами и обеспечивают пропеллерам хорошую эффективность. Двигатели устанавливаются в гондолах монококовой конструкции, которые обладают большой прочностью на кручение; тип данных гондол был признан весьма удовлетворительным. Крепление двигателей разработано таким образом, что их можно было снять с помощью строп, входивших в состав бортового оборудования гидросамолета. Это позволит сменить двигатели, пока машина пришвартована на воде. Каждая моторная гондола оборудована ручным стартером. Помимо этого машина оснащена газовым стартером, который установлен в одной из гондол и соединен со всеми двигателями.

Размещенные в верхней части центроплана большие топливные баки имеют общую емкость 720 галлонов (3273 л) и позволяют выполнять восьмичасовой полет на крейсерской скорости. Однако обычно в них будут заправлять 450 галлонов (2046 л). Это позволит выполнить полет продолжительностью 5 часов. Бензин подавался к двигателям непосредственно самотеком, и система топливопроводов устроена таким образом, что любой двигатель может запитываться как от любого бака отдельно, так и от всех сразу. Соединители установлены на все топливные баки так, чтобы они могут быть заполнены от одного источника, для чего в одной из гондол установлен заправочный насос.

Обычный экипаж будет состоять из трех человек: первого пилота, второго пилота, который также будет выполнять функции радиста и штурмана, и стюарда.

ЧЕТЫРЕХМОТОРНАЯ ЛЕТАЮЩАЯ ЛОДКА КОМПАНИИ SHORT

Двигатели Bristol Jupiter

Размеры:

общая длина 78 футов 0 дюймов (23,8 м)
размах верхнего крыла 113 футов 0 дюймов (34,4 м)
размах нижнего крыла 92 футов 6 дюймов (28,2 м)

Масса:

пустого (включая оборудование кабины пилотов) 17 900 фунтов (8 125 кг)
общая 30 310 фунтов (13 755 кг)
изменяемой нагрузки 12 410 фунтов (5 630 кг), состоящая из следующих частей:
• три члена экипажа 645 фунтов (293 кг)
• шестнадцать пассажиров и багаж 3 440 фунтов (1 563 кг)
• почта 3 550 фунтов (1 613 кг)
• радиооборудование 340 фунтов (154 кг)
• электрооборудование 90 фунтов (41 кг)
• приборы, морское оборудование и т.д. 485 фунтов (220 кг)
• топливо (450 галлонов [2046 л]) 3510 фунтов (1 595 кг)
• масло (35 галлонов [159 л]) 350 фунтов (159 кг)

Расчетные летные данные:

максимальная скорость на высоте 5 000 футов (1 524 м) 132 миль в час (212,5 км/ч)
крейсерская скорость на высоте 5 000 футов (1 524 м) 100 миль в час (161 км/ч)
минимальная полетная скорость 60 миль в час (96,5 км/ч)
начальная скороподъемность 760 футов в минуту (3,86 м/с)
практический потолок 19000 футов (5800 м)
скороподъемность на высоте 5000 футов (1524 м) 800 футов в минуту (4,06 м/с)
время взлета (с полной нагрузкой) на спокойной воде 18 секунд
время набора высоты 10000 футов (3050 м) 14 минут
продолжительность полета (нормальная загрузка) 5 часов
продолжительность полета (максимальная загрузка) 8 часов

источник: «4-ENGINED SHORT FLYING BOAT Bristol “Jupiter” Engines» FLIGHT, October 17, 1930

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-letauschie-lodki-short-s17-kent-velikobritaniya