Необычные проекты инженера Джованни Пенья
Времена, последовавшие за окончанием Первой Мировой войны, были, несомненно, очень сложным периодом для авиастроительной промышленности, которая внезапно столкнулась с крахом закупок новых самолетов. Это привело к значительному снижению финансового оборота, ведшему за собой резкое сокращение персонала и, возможно, даже выход из бизнеса. В общем, это было время борьбы за существование, и тем, кто хотел выжить, нужно было искать другие варианты. Среди этих новых вариантов были создание спортивных самолетов, самолетов для установления рекордов в различных категориях и пассажирские авиаперевозки. В те годы еще велась полемика относительно перспективного пассажирского авиатранспорта: должен ли он быть легче или тяжелее воздуха. Так дирижабли и рассчитанные на перевозку большого количества пассажиров фантастические самолеты – такие как гигантский и несчастный Caproni Ca.60.
Некоторые отечественные авиастроительные компании (Macchi, SIAI, Piaggio и FIAT) приняли участие в гонках гидросамолетов на приз Жака Шнейдера. Стараясь создать как можно более совершенные машины, данные компании оказались в зависимости от щедрости правительства. Ряд гоночных гидросамолетов был разработан инженером Джованни Пенья. К счастью, сохранилась статья, написанная в 1932 году инженером Пенья для журнала «Rivista Aeronautica» и перепечатанная британским журналом «The Aeroplane». В данной статье был высказан ряд идей, предназначенных для реализации на гоночных гидросамолетах – одноместных болидах, которые должны были конкурировать с уже существующими самолетами данного типа.
Джованни Пенья
Джованни Пенья родился 4 января 1888 года. В шестнадцать лет он увлекся постройкой летающих масштабных моделей самолетов. В основном это были планеры, однако Джованни Пенья не забывал и о моделях с пропеллерами. В 1905 году Пенья поступил в расположенную в Ливорно военно-морскую академию, по окончании которой он получил звание военно-морского инженера. Свою кандидатскую диссертацию Джованни Пенья посвятил решению проблем устойчивости самолета.
Затем Пенья получил предписание на прохождение службы на военно-морской базе в Специи. На этой базе Военинженеру Джованни Пенья посчастливилось полетать на двухместном самолете-разведчике, а в 1913 году он получил лицензию пилота. Во время своей службы в Специи Пенья создал пару проектов самолетов, которые не имели дальнейшего развития. Затем Джованни Пенья было поручено создать подразделения гидросамолетов, и он был вынужден посетить базы в Пезаро, Порто Косини, Бриндизи и Таранто. В этот период Джованни Пенья изучал возможность применения торпед с самолетов, однако данная идея не нашла поддержки со стороны тех, кто имел возможность принимать решения.
В 1915 году Джованни Пенья был отправлен в Милан для наблюдения за предприятиями авиационной промышленности. Большая часть авиастроительных компаний была основана в этом городе и затем их предприятия были открыты по всей Ломбардии. В то время свои исследования Пенья сосредоточил на проектах гидросамолетов и двух четырехмоторных бомбардировщиков. Постройка гидросамолета была выполнена с помощью авиастроительного отделения компании Isotta Fraschini. Это был биплан со стабилизирующими поплавками, расположенными у законцовок нижнего крыла, и с корпусом лодки, имевшим практически круглое поперечное сечение. К сожалению, военное руководство в условиях военного времени было ориентировано на самолеты, которые уже существуют и которые уже успели хорошо себя зарекомендовать.
Основанная в 1915 году компания SIAI получила разрешение на лицензионное производство гидросамолетов. Кроме того, данная компания получила от министерства заказы на производство летающих лодок конструкции компании FBA, выпускавшихся компанией Macchi под обозначениями L.1, L.3 и M.3. Компания Isotta Fraschini продолжила изготовление прототипа гидросамолета Джованни Пенья (фото 1). Однако это не приветствовалось военными, считавшими, что мотором всех этих действий являлся Пенья. В результате Джованни Пенья был осужден на неподчинение и провел три месяца в заключении. При постройке данного прототипа Пенья изучал возможность установки элеронов в целях облегчения и сокращения взлета (рис. A).
В 1917 году Джованни Пенья, когда он находился на должности начальника технического управления военно-морской авиации, разработал проект высотного самолета. В 1919 году, не найдя применения своим инновационным идеям, Пенья подал в отставку в звании майора. Став индивидуальным предпринимателем, Джованни Пенья был готов предоставить свои услуги тем предприятиям авиационной промышленности, которые были заинтересованы в новых идеях и желали создать что-то новое.
Проект гоночного гидросамолета Pc.1 («Pegna corsa 1»)
В некоторых источниках сокращение «Pc» расшифровывается как «Pegna corsa» (Пенья, гоночный), в то время как в других – «Piaggio corsa» (Пьяджо, гоночный). Мы опираемся на первое издание, благодаря которому была более точно определена дата начала сотрудничества Джованни Пенья и компании Piaggio – 1923 год. В 1921 году Пенья разработал гоночный гидросамолет с погружаемым в воду крылом, который автором был назван «ala-scafo» (крыло-корпус). В гоночном гидросамолете «Pegna corsa Pc.1» (рис. B) фюзеляж должен был представлять собой однореданный лодочный корпус с единственным реданом, расположенным примерно в районе 50% длины хорды крыла. Данный корпус был фактически поплавком, и его ширина была достаточной для того, чтобы обеспечить машине определенную устойчивость на воде.
Тем не менее, крыло (точнее его законцовки) также могло внести свой вклад в устойчивость гидросамолета. Джованни Пенья предложил два варианта решения: крепление крыла к верхней части фюзеляжа и с низкорасположенным крылом, которое должно было погружаться в воду. К сожалению, у нас никакой графической информации о данном варианте проекта.
Самой интересной особенностью конструкции гоночного гидросамолета «Pegna corsa Pc.1» была возможность наклона оси двигателя так, чтобы пропеллер полностью извлечен из воды. Благодаря отклонению оси воздушного винта вверх гидросамолет быстрее выполнял бы взлет, затем после отрыва от водной поверхности ось двигателя будет размещена на одной оси с крылом и горизонтальным оперением. Аналогичное решение было реализовано в Великобритании, где компания Parnall в 1930 году построила летающую лодку Prawn (фото 2; рис. C).
На расположенном в Монте-Компатри (Monte Compatri), Лацио, заводе компании Basdanelli, которая изготовила крупную летающую лодку-биплан P.R.B.1 (фото 3) конструкции Джованни Пенья, была начата постройка Pc.1, но из-за финансовых проблем от этого пришлось отказаться. В 1923 году была предпринята вторая попытка построить гоночный гидросамолет «Pegna corsa Pc.1», но она закончилась неудачей.
В 1992 году увлекающийся авиамоделизмом инженер Пьетро Масциокки (Pietro Masciocchi) возобновил проект и изготовил радиоуправляемую модель с размахом крыла 1,29 метра, общим весом 2,3 кг и оснащенную двигателем внутреннего сгорания мощностью 1,1 л.с.. После доводки и настройки эта модель хорошо себя показала, а отклонение воздушного винта сильно укорачивало взлет (фактически СКВП). Реактивный момент пропеллера вызывал касание крыла о поверхность крыла, однако после небольшой подготовки взлет проходил без проблем.
Pegna-Bonmartini и Piaggio
В 1922 году граф Бонмартини (conte Bonmartini) убедил Джованни Пенья присоединиться к новой компании Pegna-Bonmartini. Основанная неподалеку от Рима компания начиналась с конструкторского бюро и экспериментального цеха. Среди работ, информация о которых сохранилась, были проект вертолета с четырьмя роторами и небольшой легкий туристический самолет Rondine (вес чуть больше 200 кг), который был построен и испытан. Впоследствии Rondine использовался в качестве летающей лаборатории по тестированию различных двигателей, начиная с мотора мощностью 9 л.с..
Двухместная версия Rondone вызвала большой интерес со стороны руководства компании Piaggio и впоследствии носила обозначение Piaggio P.1. В 1922 году Джованни Пенья разработан четырехмоторный биплан наземного базирования, предназначенный для выполнения ночного бомбометания с высоты 6000 метров. Этот самолет, оснащенный четырьмя 410-сильными двигателями FIAT A.20V и получивший обозначение Piaggio P.3, остался лишь в качестве прототипа. В том же 1922 году Джованни Пенья разработал схожий самолет, но отличавший установкой компрессора для питания двигателей на больших высотах.
В 1923 году Пенья спроектировал чудовищно огромный 16-моторный гидросамолет-биплан для выполнения коммерческих грузопассажирских перелетов через Атлантический океан. Самолет, у которого сухой вес составлял бы 50000 кг, а вес полезной нагрузки 20000 кг, остался только на бумаге. В том же 1923 году Комиссариат по Аэронавтике (Commissariato per l’Aeronautica) дал старт рационализации номенклатуры итальянской авиации и объединению технических и производственных подразделений. Это решение привело Ринальдо Пьяджо (Rinaldo Piaggio) к заинтересованности к компании Pegna-Bonmartini.
Таким образом, 1923 год стал поворотным, поскольку Ринальдо Пьяджо решил придать большее значение авиационному отделению своей компании, хотя до этого его основными направлениями были производство морского и железнодорожного транспорта. До 1923 года компания Piaggio уже имела отношение к авиационной промышленности, поскольку в 1916 году на ее мощностях в Финале-Лигуре (Finale Ligure) осуществлялись производство и ремонт гидросамолетов Farman. В 1921 году в Марина-де-Пиза (Marina di Pisa) Ринальдо Пьяджо основал компанию SAICA, которая по лицензии изготавливала летающие лодки Dornier Wal. Ринальдо Пьяджо попытался сделать своим сотрудником инженера Пенья, но главным препятствием этому стал граф Бонмартини.
В результате Пьяджо решил купить компанию Pegna-Bonmarrini, и истребитель P.2, разработанный в 1922 году, был частично реализован ещё компанией Pegna-Bonmartini и частично уже компанией Piaggio. Первоначально P.2 должен был стать гоночным поплавковым гидросамолетом и участвовать в шнейдеровских гонках, но затем планы изменились. После удаления поплавкового шасси P.2 стал одноместным самолетом с неубирающимися основными стойками шасси, низкорасположенным крылом, 300-сильным двигателем и двумя малозаметными радиаторами, расположенными по бортам фюзеляжа над передней кромкой крыла. Большой кок закрывал втулку двухлопастного винта.
Проекты гоночных гидросамолетов Pc.2 и Pc.3
Оснащенный поплавками вариант P.2 имел обозначение Pc.2 (в статье 1932 года Джованни Пенья указывает на другое обозначение – «Piaggio P.4»). Проект был разработан и предложен в 1923 году для участия в шнейдеровских гонках 1924 года, которые, однако, не состоялись. В том же 1923 году Джованни Пенья разработал гидросамолет-истребитель Roma 1225; данный биплан должен был оснащаться крылом P.2 с симметричным аэродинамическим профилем. К сожалению, этот проект также остался на бумаге. Компания Piaggio получила министерский заказ на гоночный гидросамолет Pc.2, который претерпел серьезные конструктивные изменения фюзеляжа и поплавков, которые были полностью перепроектированы (рис. Da – Db).
Результатом работ стал проект Pc.3, который был почти завершен (рис. E). Следует отметить, что компоновочная схема Pc.3 опередила свое время и позднее хорошо себя зарекомендовала на гоночных двухпоплавковых гидросамолетах компаний Macchi и Supermarine. Первым из них был хорошо известный Macchi M.39, одержавший в 1926 году победу в Норфолке. Крыло Pc.3 должно было иметь высокую прочность, поскольку в его конструкции планировалось применить коробчатый лонжерон, пояса и полки которого воспринимали крутящий момент и изгибающие нагрузки. Внешне Pc.3 был похож на истребитель P.2, который имел коэффициент прочности 18. Профиль крыла был средней толщины, но у корневых частей вблизи фюзеляжа он был более толстым и прочным. Постройка Pc.3 была остановлена по административным причинам.
Проекты гоночных гидросамолетов Pc.4, Pc.5 и Pc.6
В 1927 году инженера Джованни Пенья попросили спроектировать гидросамолет для участия в шнейдеровских гонках 1929 года. Первым проектом был двухмоторный гидросамолет Pc.4, имевший в своей конструкции центральный поплавок и два дополнительных стабилизирующих поплавка, которые выдвигались из основного и убирались в него. В установленной выше гондоле были размещены два двигателя (рис. F).
Данная идея оказалась очень сложной для реализации, и Джованни Пенья разработал новый проект, получивший обозначение Pc.5 (рис. G). Данный проект оказался еще более сложным, так как предусматривал установку двух двигателей – в передней и задней частях фюзеляжа (спустя два десятка лет после проекта инженера Пенья данная конфигурация была применена при создании тяжелого истребителя Dornier Do.335). Во время выполнения взлета и посадки весь фюзеляж, являвшийся единым целым с крылом, должен был быть отделен от основного поплавка, в который он был частично вставлен. Так воздушные винты должны были быть отделены от воды. Ожидалось, что для этого временного разъединения будет использоваться механическая система. Поплавок совместно с двумя участками нижней поверхности крыла должны были образовать «жабры», которые стабилизировали бы самолет во время выполнения взлета и посадки.
Данный проект также был очень трудным для реализации, и инженер Пенья разработал еще один проект гоночного гидросамолета – Pc.6 (фото 5 – рис. H), в котором им была сохранена основная идея предыдущей разработки. В отличие от предшественника на Pc.6 был удален задний винт, который мог стать источником большого количества брызг и который требовал обеспечения герметичности и длинного приводного вала.
Фото 5: авиамоделист Берета (Beretta) с моделью Pc.6 с отделяющимся от фюзеляжа поплавком
За исключением стабилизирующих поплавков данная идея была реализована в Британии майором Ренни (Rennie). В 1940 году совершила свой первый полет летающая лодка Blackburn B.20, у которой фюзеляж отделялся от глиссирующего днища (фото 4).
Для обеспечения устойчивости на законцовках крыла Blackburn B.20 были установлены подкрыльевые поплавки, делавшие ее похожей на летающую лодку PBY Catalina. Конфигурация Pc.6 не до конца удовлетворяла инженера Пенья, и он вернулся к первоначальной конфигурации с фюзеляжем-поплавком и винтом, который перед взлетом необходимо было избавить от контакта с водой. Если бы воздушный винт у нового проекта отклонялся бы как у Pc.1 (ось двигателя поднималась вверх), то длина взлета уменьшилась бы.
Опытный гоночный гидросамолет Pc.7
Таким образом, Pc.7, также как и Pc.1, приобрел более классический по сравнению с другими проектами инженера Пенья внешний вид, в котором фюзеляж и законцовки крыла способствовали увеличению плавучести. Передний воздушный винт и задний морской винт были металлическими и имели переменный шаг. Конфигурационная схема Pc.7 была настолько привлекательной, что министерство авиации заказало два прототипа, получившие номера P.126 и P.127. Изобретение было запатентовано:
«…один или несколько пропеллеров и два подводных крыла и более предназначены для достижения … достаточной скорости … и подъема самолета для того, чтобы обеспечить запуск воздушного винта…».
Данная идея была изначально английской: гидросамолет Bristol Burney был построен в 1912-13 годах. Этот гидросамолет имел фюзеляж-корпус с серией решетчатых подводных крыльев и двумя стабилизирующими поплавками на законцовках крыла.
Были проведены испытания флотационные испытания, показавшие, что самолет может двигаться по воде с работающим задним винтом, а затем одному из прототипов, буксируемому катером с мощным двигателем, даже удалось даже оторваться от воды. Так что, создавая гоночный гидросамолет P.7, Джованни Пенья не начинал с нуля. Разработкой подводных крыльев также занимался Джованни Пенья, который широко использовал опыт работ, сделанных до него (Форданини [Forlanini], Крокко [Crocco] и Гуидони).
Двигатель имел два привода: передний для вращения воздушного винта и задний для соединения через удлиненный вал с морским винтом. На стадии флотации двигатель был соединен с задним морским винтом. Затем на этапе взлета к двигателю были подключены две муфты, так как требовалась работа двух винтов. Первоначально ожидалась установка двигателя FIAT мощностью 1000 л.с., но он был заменен на 800-сильный мотор Isotta Fraschini. Привод винтов также должны были разработать конструкторы концерна FIAT, но туринцы отказались от продолжения данных работ.
Как и у других гоночных гидросамолетов тех лет, крыло Pc.7 служило платформой для размещения труб пароконденсатной системы охлаждения двигателя, а нижняя часть капота авиамотора использовалась для системы трубопроводов, предназначенных для охлаждения масла.
Постройка Pc.7 была завершена, и этот гидросамолет был испытан. К сожалению, Pc.7 так ни разу не поднялся в небо (фото 6).
Фото 6: созданная Джианотти (Gianotti) модель гоночного гидросамолета Pc.7 показывает, что этот самолет не был фантазией и вполне мог летать
Во время испытаний на плавучесть, проводившихся на озере Гарда, Даль Молину удалось поднять Pc.7 и заставить его идти на подводных крыльях. Однако в этот момент муфта сцепления переднего винта была залита маслом, и Pc.7 упал в воду. Были проведены различные модификации конструкции гидросамолета, однако времени было слишком мало, и Pc.7 не смог участвовать в соревнованиях. Таким образом, «новые» гидросамолеты, которые должны были участвовать в шнейдеровских гонках 1929 года, – Savoia Marchetti S.65 и Piaggio Pegna Pc.7 – оказались неудачными!
Фото: из коллекции Франко Бугада (Franco Bugada)
Рисунки взяты из «Rivista Aeronautica» n°6-1932
источник: Franco Bugada «I progetti onirici dell'ing. Giovanni Pegna» «Ali Antiche» 113
