На закорках через атлантику. Почтовый самолет-звено S.20 Mercury-S.21 Maia. Великобритания

В начале 1930-х годов проблему расширения службы перевозки авиапочты в Северной Америке еще предстояло решить. Летающие лодки Empire, используемые Imperial Airways, могли только покрыть расстояние при условии, что вся их полезная нагрузка была использована под топливо. В статье Криса Барнса (CHRIS BARNES) пойдет речь о том, как фирма Short решила эту проблему.

Перевозка авиапочты первого класса¹ по единой ставке в пункты назначения Британской империи была предложена Imperial Airways в 1933 году и окончательный схема была одобрена парламентом в декабре 1934 года. После демонстрации осуществимости таких перевозок в Австралию и Южную Африку для этих услуг была разработана знаменитая летающая лодка Short Empire. Полеты должны были начаться в июне 1937 года и потому флот этих (28 машин) был заказан прямо "с чертежной доски". Но у этих поразительно эффективных самолетов не хватало дальности для беспосадочной перевозки необходимой нагрузки в Канаду и Вест-Индию из Великобритании при встречных зимних ветрах. Две естественных  в Северной Атлантике промежуточных станции — Азорские острова и Бермуды — были неприемлемы, за исключением резервного маршрута.

Более северный маршрут через Исландию и Гренландию также был неосуществим кроме идеальных условиях лета, которое было непредсказуемым и недолгим. Были рассмотрены два подхода к проблеме. Одним из методов было участие запускаемой с катапульты закрепленной летающей лодки, несущей нормальную нагрузку и достаточного количества топлива для покрытия и неспособной взлетать без посторонней помощи. Второй способ заключался в том, что эта летающая лодка взлетала с минимальным запасом топлива в дополнение к обычной нагрузки, поднималась на требуемую высоту, а затем после передачи значительной части топлива с действующего с сухопутного аэродрома самолета-заправщика, взлетавшего самостоятельно и сцеплявшегося при условии, что трудности , связанные с неблагоприятными погодными условиями и ограниченным дневным светом зимой, не были достаточно велики, чтобы препятствовать сближению при наихудших условиях.

Кадры взяты из восьмифутового кинофильма British Movietone, сделанного  в ходе демонстрации для прессы 23 февраля 1938 года

Генеральный (технический) директор майор Робер Майо (Rober Mayo), составивший спецификации на летающую лодку Empire, не был удовлетворен ни катапультированием, ни дозаправкой в воздухе в качестве приемлемого риска для гражданской авиации в 1935 году. Он в течение трех лет работал над третьей схемой, которая, казалось, скорее всего, будет и дешевле и быстрее вступит с строй, чем два других метода. Данная концепция заключалась в перевозке почты отдельно от пассажиов и других грузов, что расходились с установленной политикой Министерства авиации совместной перевозки почты и пассажиров.

Отцепка Mercury от Maia, 23 февраля 1938 года

Его идея заключалась в запуске тяжелонагруженного почтового самолета дальнего радиуса действия со спины легконагруженного большого самолета (самолет-носитель мог базироваться как на земле, так и на водной поверхности). После того как оба самолета поднялись на крейсерскую высоту нижний компонент возвращался на базу, чтобы повторить операцию со следующим почтовым самолетом. По его оценке стоимость такой "сцепки" составила бы £60000. Проект был бы гораздо дешевле и более универсальным чем катапультируемые машины, типа тех, которые французы и немцы использовали в Южной Атлантике по маршруту через Дакар, и был бы доступен за несколько лет до того как дозаправка в воздухе смогла бы появиться. Данная идея была не нова: так в 1916 году Bristol Scout запускался с летающей лодки Porte, а летчик-испытатель Fairey Норман Макмиллан (Norman MacMillan) запатентовал устройство для запуска планеров-целей для учебных артиллерийских стрельб, предоставивших развитие схемы для перевозки почты.

В патентах Майо на "самолет на борту другого самолета" от апреля 1932 года использовались дифференциальные коэффициенты подъемной силы соответствующим образом подобранных аэродинамических профилей с целью увеличения доли общей подъемной силы, взятой ее верхним компонентом для увеличения скорости, чтобы разделение не было ни преждевременным, ни колеблющимся и запаздывающим. Схема Мэйо была одобрена Министерством авиации и Imperial Airways: для обоих компонентов сцепки были согласованы гидросамолеты и была выпущена спецификация 13/31, по которой фирма Short Brothers в 1935 году приняла участие в конкурсе на один прототип, стоимость которого должна была быть разделена поровну между казначейством и авиакомпанией. Индексы проектов для нижней и верхней компонент были S.20 и S.21, а их внутрифирменные порядковые номера (c/ns) были S.796 и S.797 соответственно.

Mercury опускают на Maia в ходе официальных испытаний в мае 1938 года

При разработке этих двух компонентов главный конструктор Short Brothers Артур Гуг (Arthur Gouge) старался сделать верхний компонент как можно более эффективным, а нижнюю компоненту — адаптировать из летающей лодки Empire, могущей использоваться в качестве запасного члена этого флота в случае когда не требовался для запуска. Комбинированная Сцепка имела высокий центр тяжести и ее нижней компоненте были необходимы более широкая глиссирующая поверхность днища и большие крыльевые поплавкичем у летающей лодки Empire. Также необходима была немного большая площадь крыла с перемещением мотогондол для очистки пространства для двух поплавков верхнего компонента сцепки. Кроме того, корпус был установлен высоко в задней части, увеличивая хвостовое оперение, чтобы получить наилучший компромисс между "бипланом" сцепки и ее одиночным нижним компонентом. Верхним компонентом сцепки был аэродинамически чистым двухпоплавковым гидросамолетом-среднепланом с фюзеляжем малого сечения и минимального сопротивления, приводимый в движение четырьмя установленными в гондолах на передней кромке консолей крыла двигателями воздушного охлаждения Napier-Halford Rapier V мощностью 340 л.с. каждый. Крыло имело коробчатый лонжерон, построенный вокруг трубчатых топливного бака овального сечения емкостью 1200 брит. галл., дающего штилевую дальность полёта 3800 миль. Бак был разделен перегородками по направлению хорды с односторонними пластинчатыми клапанами, что позволило топливу течь только от начала профиля к концу и избежать пульсаций и помпажа. Такое решение позволяло слить большую часть топлива для уменьшения веса в случае необходимости выполнить вынужденную посадку сразу же после запуска.

Соединение двух самолетов делающее "грязный" биплан

Чтобы распределить нагрузку, подвешенную на одиночном навесном крюке, в более 5000 фнт монокок овального сечения фюзеляжа включал продольный коробчатый киль. Единственное работающее на растяжение соединение с нижним компонентом сцепки располагалось в сферических навершиях, установленных на шести пилонах нижнего компонента сцепки, вставлявшихся в гнезда верхнего компонента сцепки (по одному в передней и задней частях каждого поплавка и под фюзеляжем на центральной линии). Пилот и штурман занимали места тандемом в кабине перед крылом и 1000 фунтов почты могли быть уложены в трюме под крылом с входной дверью в левом борту. Управление верхним компонентом, кроме триммеров, было заброкировано в нейтральном положении до момента выхода из стержней, торчащих из нижнего компонента сцепки. Это обеспечило ограниченное количество движений, давая пилоту верхнего компонента сцепки достаточного чувства контроля для оценки передней и задней центровки (тенденций к пикированию и кабрированию) и выводя информацию об этом на индикаторы пилота нижнего компонента сцепки. В это же время напряжение крюка выводилось на индикаторы пилотов обоих компонентов сцепки (в диапазоне от 3000 фнт и 5000 фнт) в дополнение к системе внутренней телефонной связи. После взлета и подъема до высоты согласованного разделения, пилот нижнего компонента сцепки следил за появляющимися одновременно всеми четырьмя индикаторами (дифферент на нос, дифферент на корму, 3000 фнт, 5000 фнт), после чего вынимал рычаг и сообщал пилоту верхнего компонента, что его крюк освобожден.

После этого пилот верхнего компонента проверял сигналы крюков напряжения в 3000 фнт и 5000 фнт и при наличии этих сигналов тянул за рычаг, при этом третий подпружиненный крюк автоматически отключался, как только напряжение становилось более 5000 фнт. Верхний компонент сцепки поднимался и становился в горизонтальное положение, а нижняя составляющая сцепки снижалась, таким образом сводя риск столкновения к нулю, хотя короткое время пилоты не могли видеть самолеты друг друга.

Меркурий в Рочестере за неделю до запуска 5 сентября 1937 года

Нижний компонент сцепки, G-ADHK Maia, впервые взлетел 27 июля 1937 года под управлением Джона Ланкастера Паркера (John Lankester Parker), верхний компонент сцепки, G-ADHJ Mercury, полетел 5 сентября. Затем отдельные полеты продолжались вплоть до 1 января 1938 года, когда начались рулежечные испытания собранной сцепки с Паркером в Maia и Гарольдом (Пип) Пайпером (Harold (Pip) Piper) в Mercury. После дальнейших пробежек, выполнявшихся до и после того как сцепка была прикована к причалам во время шторма 19 января, 20 января был ваыполнен комбинированный полет. И снова, после регулировки, 5 февраля была выполнена посадка без разделения. Первое отделение было сделано импровизированно 6 февраля в идеальных погодных условиях. Оно было полностью успешным, но осталось незамеченным. Второе отделение на высоте всего в 700 фт, полностью записанное на кинопленку, было сделано в качестве демонстрации для прессы 23 февраля с капитаном А.С. Вилкоксоном (A.S. Wilcockson) из Imperial Airways, летевшем в Maia, и Паркером, летевшем в Mercury. 17 марта сцепка была отправлена в Испытательный центр морской авиации (Marine Aircraft Experimental Establishment — MAEE) в Феликстоув (Felixstowe). Испытания завершились в мае и, после того как Mercury успешно сбросил более 1000 галлонов топлива, гидросамолеты 19 числа были раздельно возвращены в Рочестер.

Джон Ланкастер Паркер заходит в Mercury

Rapier V были заменены на Rapier VI и в июне состоялась поставка Imperial Airways для испытаний расхода топлива с капитаном А.С. Вилкоксоном в Maia и капитаноом Д.К.Т. Беннеттом (D.C.T. Bennett) в Mercury. Радио испытания проводились над Атлантикой к западу от Ирландии в ходе 12-часового полета 14 июля и 21-го был запущен над фойнесом с общим весом 20800 фнт и 600 фнт полезной нагрузки и был доставлен Беннеттом и радиооператором А.Дж. Костером (A.J. Coster) в Бушервилль (Boucherville), Монреаль за 20 час 20 мин. Пройденное расстояние в 2930 миль было сделано при расходе топлива менее 54 галл/ч — лучше, чем оговоренная контрактом величина, и гораздо лучше, чем расчеты Министерства авиации. Mercury был поднят в небо в Порт Вашингтоне, Лонг-Айленд, а оттуда обратно Хейт (Hythe) через Бушервилль, Ботвуд (Botwood), Орта (Horta) и Лиссабон, прибыв 27 июля. Средняя скорость полета туда и обратно составлила 160 миль/ч (257,44 км/ч).

Художественное представление почтового самолета-звена Mercury и Maia

10 августа Focke-Wulf Condor из Deutsche Lufthansa беспосадочно пролетел 3970 миль от Берлина до Нью-Йорка и спустя два дня так же беспосадочно возвратился, потратив на это 20 часов. Это побудило Дона Беннета (Don Bennett) предложить министру авиации сэру Кингсли Вуду (Sir Kingsley Wood), что Mercury должен попытаться установить мировой рекорд дальности для гидросамолетов. Это предложение было принято, после чего Mercury был возвращен в Рочестер. Там его поплавки герметизированы для использования в качестве передаточных топливных баков, увеличивая общюю емкость до 2130 галлонов (8062,92 л). Министерство авиации теперь считало Mercury способным побить абсолютный мировой рекорд дальности, так как по оценкам был способелн перелететь дистанцию в 6500 миль. Поэтому его отправная точка была перенесена на север из Саутгемптона в Данди для беспосадочного перелета в Кейптаун. Сначала старт был отложен из-за мюнхенского кризиса, затем из-за плохой погоды, но в конце концов под управлением Беннета и Яна Харви (Ian Harvey) Mercury был запущен 6 октября с общим весом 27500 фнт. Ян Харви заменил Костера, поскольку он обладал лицензиями как пилота, так и радиста и мог сменяться для управления, если это было необходимо. Вскоре после запуска чтобы избежать обледенения самолет спустился на высоту 3000 фт, после этого Беннет поднял машину на высоту 10000 фт (чтобы избежать столкновения с атласскими горами), но затем столкнулся со встречными ветрами над Сахарой и тропическими грозовыми ливнями над дождевыми лесами, уменьшив тем самым шансы беспосадочно достичь Кейптауна. Электрические насосы не смогли поднять топливо из поплавков в крыльевые топливные баки, и Беннетт и Харви были вынуждены по очереди работаь ручным насосом, что без кислорода на высоте в 12000 фт было непростой задачей. Беннету удалось удержать курс в течение ночи, чтобы после рассвета достичь Людерица (Luderitz), но был вынужден приземлиться у реки Оранжевой около Александер-Бей (Alexander Bay) после полета 6045 миль в течение 42 часов. Mercury был дозаправлен из доставленных по реке пяти 40-галлонных бочек, после чего они полетели в Кейптаун и Дурбан, где гидросамолет был поднят на берег для осмотра. ФАИ признала полет в качестве международного рекорда для гидросамолетов расстояние по прямой линии в 5,997,5 миль, который был на более чем 1000 миль меньше рекорда, установленного Wellesley из Королевских ВВС месяц назад пр беспосадочном перелете из Исмаилии в Дарвин.

Mercury и Maia расположенные на реке Тэй (Tay), Данди, до перелета в Кейптаун

Mercury в семь этапов вернулся из Дурбана в Саутгемптон, где начались испытания модифицированных воздухозаборников двигателя и протекторы механического противообледенителя фирмы Dunlop на крыльях и хвосте чтобы предотвратить повторение проблемы обледенения на высоте, но эта программа была прервана в ноябре, когда рождественская авиапочта выросла до беспрецедентного уровня и весь флот Imperial Airways был вынужден вступить в эксплуатацию. 29 ноября с более тонной почты (в том числе с почтовыми мешками в поплавках) Mercury был запущен с Maia над Саутгемптоном и Беннетт с Костером беспосадочно пролетели 2200 миль до Александрии со средней скоростью 152 миль/ч. Они повторили эту операцию 12 декабря, способствуя тем самым ошеломляющим 350 тоннам перевезенной авиапочты по имперским маршрутам перед Рождеством 1938 года.

Чертежи Mercury и Maia

В Imperial Airways были так воодушевлены характеристиками реального траффика сцепки, что предложили заказать небольшой парк в наземной версии базирования, состоящий из четырех верхних компонентов, адаптированных под два двигателя Armstrong Whitworth, но министерство авиации отклонило этот план, потому что ее долгосрочная политика по-прежнему была против сегрегации пассажиров и почты. В Imperial Airways были разочарованы этим решением, так как планировали провозить большую часть почты в качестве микрофильмов только что сформированной компанией Airgraph совместно с Pan American Airways и Eastman Kodak. Между тем Mercury не мог полететь в Бутвуд пока порт не очистился от зимнего льда и так и простоял на земле пока не вспыхнула война в сентябре 1939 года. Несмотря на это Maia, оборудованная на десять пассажиров, совершала регулярные полеты между Саутгемптоном и Фойнесом во время испытаний трансатлантической дозаправки летающих лодок Caribou и Cabot типа Empire. 5 августа 1939 года в связи с первой запланированной дозаправкой Caribou перед пересечением океана до Бутвуда в число почетных пассажиров Maia включены Имон де Валера (Eamon de Valera), сэр Фрэнсис Шелмердин (Sir Francis Shelmerdine) и сэр Джон Салмонд (Sir John Salmond). 18 июня 1940 года Беннет на Mercury вылетел в Феликстоув для использования 320-й эскадрильей (нидерландской), бежавшей из оккупированной Голландии на своих гидросамолетах Fokker T-8-W. Во время перебазирования они взяли Mercury в Пемброк-док (Pembroke Dock), но после перевооружения на Hudson-ы Mercury больше стал не нужен и 9 августа 1941 года был отправлен обратно в Рочестер, где и был разрушен. С удалением пилонов для запуска Maia была сохранена в Пуле (Poole) для BOAC, но после бомбежки 11 мая 1941 года ее причалов лодка была уничтожена. Так закончился один из самых успешных экспериментов своего времени, который можно рассматривать как зародыш концепции космического челнока.

ЛТХ:

1 — почтовые отправления, которые имеют наибольший приоритет и доставляются максимально быстро

источники:

1. CHRIS BARNES "Transatlantic pick-a-back….." Aeroplane Monthly, Juty 1973
2. ЛТХ и чертеж взяты с http://airwar.ru/enc/cw1/s20-21.html