Опытная пассажирская летающая лодка Besson H-5. Франция
Это было в начале 1920-х годов. Создававшаяся как трансатлантический гидросамолет, эта летающая лодка имела пустой вес больше, чем расчетный общий вес и имела скорее склонность к погружениям, нежели к полетам. Самолет оказался полностью неудачным, но достаточно выгодным для компании-производителя!
В течение тридцатых годов многие мелкие авиастроительные компании влачили довольно жалкое существование. Их деятельность ограничивалась лишь постройкой прототипов, за которыми не следовало серийное производство. Компания конструктора Марселя Бессона (Marcel Besson), начавшего свою карьеру в авиации в 1912 году, была одной из них, но, тем не менее, выделялась среди них стремлением к новаторству и склонностью к
«гидросамолетам с большим количеством несущих плоскостей».
Наиболее известной машиной компании является небольшой гидросамолет с одним центральным поплавком MB-35, последний вариант которого MB-411 являлся частью вооружения французской подводной лодки «Сюркуф». Кроме того, данной компанией был создан один из самых внушительных гидросамолетов той эпохи – четырехмоторный квадроплан H-5.
Данный летательный аппарат являлся результатом применения схемы, которая была так дорога Марселю Бессону. В 1916 году авиаконструктор создал свой первый триплан, оснащенный расположенным в фюзеляже 95-сильным двигателем. Эта машина постоянно совершенствовалась и вскоре за ней последовал более амбициозный летательный аппарат – триплан с 450-сильной силовой установкой, способный перевозить две тонны полезной нагрузки. В течение 1919 года Марсель Бессон стремился создать трансатлантический четырехмоторный пассажирский гидросамолет больших размеров. Приведенные прессой характеристики самолета не могли не произвести впечатление: дальность полета 4200 км, 3,5 тонны полезной нагрузки и общий вес 8 тонн. На средиземноморских линиях планировалось использовать гидросамолет в конфигурации, позволяющей выполнять полеты продолжительностью 7 часов с полезной нагрузкой весом 9 тонн…
31 декабря 1920 года авиационная техническая служба (Service technique de l'Aéronautique – STAé) выдала компании Besson контракт №120 на постройку прототипа. Модель этого самолета, получившего внутрифирменное обозначение Marcel Besson H-5, была выставлена в большом дворце (Grand Palais) во время проходившего там парижского авиасалона 1921 года.
Вполне вероятно, что этот самолет был заказан в рамках официальной программы по созданию
«коммерческого четырехмоторного гидросамолета с силовой установкой мощностью 1000 л.с.».
О данном гидросамолете были известны лишь некоторые детали. Отсутствие информации может объяснить факт, что Бессон отказался конкурировать с другим проектом, представленным авиаконструктором Латамом (constructeur Latham). Испытания самолета-конкурента были начаты задолго до H-5 – в начале 1921 года.
Латам сделал выбор в пользу классического биплана, использовав те же двигатели, что и Бессон: 250-сильные радиальные двигатели водяного охлаждения Salmson Z.9. Созданный на базе гражданского военный вариант данного гидросамолета был заказан в количестве примерно 12 экземпляров.
Besson H-5 был изготовлен в 1921 году на заводе компании в Булонь-сюр-Сен (Boulogne-sur-Seine, ныне Булонь-Бийанкур [Boulogne-Billancourt]). Затем гидросамолет был разобран и перевезен в Сен-Рафаэль (Saint-Raphaël), где с апреля по июль 1922 года продолжалась повторная сборка самолета, после которой он предстал перед комиссией по прикладным исследованиям в авиации (Commission d’études pratiques d’aviation – CEPA) для выполнения испытаний. В те годы испытания CEPA были обязательны как для военных, так и для гражданских самолетов.
Размещенные в носовой части мешки с 175 кг песка
Первые испытания столкнулись с необходимостью доводки стартеров Odier, которыми были оснащены двигатели Salmson. Эта доводка привела к задержке испытаний на несколько месяцев. Стартер Odier представлял собой вид рычага, который под действием патрона запускал винт. Из-за неудач со стартерами первые полет и посадка на воду состоялись 8 сентября 1922 года. Столкнувшись с невозможностью компании Марселя Бессона нанять гражданского пилота, было решено, что проводить испытания будет летчик-испытатель CEPA капитан-лейтенант Морис Юрель (Lieutenant de Vaisseau Maurice Hurel). Между тем, во время краткого осмотра конструктор отметил, что балансировка на тележке, на которую установлен самолет – с весом 7845 кг (значительно больше максимальных требований спецификации), – случайно оказалась «слишком задней». Для восстановления центровки в носовую часть самолета были загружены 175 кг балласта в виде мешков с песком.
После выполнения этой процедуры Морис Юрель, находясь в единственном числе на борту летающей лодки, начал серию испытательных полетов, о которых он долго вспоминал как о впечатляющем опыте, имея в виду проблемы с управляемостью самолета, которому как бы противоположность дали имя «Наутилус небес» (Nautilus des airs)… Об остальном приведено в итоговом отчете CEPA:
«Первый взлет был очень быстрым и пилот тотчас же убедился, что центровка самолета имеет серьезные проблемы. Несмотря на дополнительный вес в крайней носовой части, противодействует стремлению пилота удержать самолет в линии полета при том, что угол высоты был установлен крайнее нижнее положение а двигатели – полную подачу. Однако благодаря быстрому отклонению регулируемых клапанов (прим. автора – триммеров) пилоту удалось избежать рокового кабрирования и совершить посадку на воду, которая была выполнена путем последовательных подачи и отключения газа двигателей. Несмотря на действие триммерами и опускание рулей высоты летательный аппарат неудержимо задирал нос и лишь уменьшение частоты вращения двигателей спасло положение».
Приводнение на спокойное море, казалось, было приемлемым для пилота, но вопреки всему у левого борта корпуса лодки (непосредственно перед реданом, где толщина обшивки составляла 15 мм) был внезапно выдран примерно квадратный метр днища [1]. Морису Юрелю удалось дотянуть до берега и посадить самолет на мель, не дав утонуть огромной летающей лодке.
Марсель Бессон взялся укреплять днище корпуса лодки и эти продолжительные работы привели к увеличению массы пустого самолета на 440 кг. Помимо этого была улучшена центровка самолета и было заменено бипланное горизонтальное оперение: взамен первоначального с верхней горизонтальной неподвижной плоскостью и вынесенной вперед нижней плоскостью было установлено классическое оперение с увеличенной площадью. Но после данного решения вес пустого самолета продолжал превышать первоначальное состояние на 270 кг!
Перед вторым полетом вес H-5 составлял 8343 кг. Во втором полете Морис Юрель должен был столкнуться с гораздо более серьезной проблемой управляемости, чем во время первого полета, о чем впоследствии сообщила комиссия по контролю за испытаниями:
«26 марта 1923 года летательный аппарат благодаря ширине корпуса оторвался от воды гораздо быстрее: за 17 секунд, выйдя на угол атаки 17º и продолжив все больше и больше увеличивать кабрирование, хотя пилот отклонил нижние стабилизаторы вниз. Снижение скорости двигателей не привело к уменьшению продолжавшего возрастать угла атаки, и пилот развил максимальную мощность двигателей и, отклонив вниз рули высоты, успешно заставил летательный аппарат спикировать вниз. Однако, несмотря на это действие, машину неудержимо тянуло в кабрирование: приводнившись, самолет вновь взмыл в небо и стал терять скорость на высоте 30 метров над водой. Самолет наклонился влево, спланировал и, ударившись носом о воду, набрал скорость. Пилоту, прежде чем самолет снова достиг воды, удалось взять управление и корректно посадить летательный аппарат».
Лишь летное мастерство Мориса Юреля спасло летающую лодку от неминуемой гибели… Проблемы с центровкой были приписаны значительной пробоине (около 500 л), полученной летающей лодкой в момент взлета. Штырь стартера отделился и был зашвырнут винтом заднего двигателя в корпус лодки, который был пробит им!
На 3750 кг больше допустимого веса!
17 апреля 1923 года во время третьего полета общий вес гидросамолета составлял 8830 кг, причем в крайней носовой части машины было размещено 850 кг балласта. Это было на 3570 кг больше, чем допустимый вес в указанной в контракте спецификации! В этот день потребовалось три попытки, чтобы гидросамолет, наконец, соблаговолил совершить полет продолжительностью 27 секунд. После пролета над гаванью на высоте 30 метров Морис Юрель, удерживая рулевое колесо и выдерживая самолет в линии полета, стал быстро выматываться и предпочел приводнить летающую лодку. Однако все специалисты CEPA, в том числе и сам Марсель Бессон, считали, что вес балласта в передней части достиг своего максимального значения (850 кг) и не может быть превышен!
9 мая 1923 года с тем же весом, что и в предыдущем испытательном полете, H-5 – по-прежнему под управлением Мориса Юреля – взлетел за 48 секунд и оставался в полете без каких-либо инцидентов в течение часа, набрав максимальную высоту 900 метров. Марсель Бессон имел все основания быть довольным. Речь, разумеется, не шла о серийном производстве самолета, а о получении более важной на данный момент премии за полет! H-5удовлетворял единственному из требований приемных испытаний, приведенных в контракте:
«Полет без нагрузки продолжительностью один час с запасом топлива на два с половиной часа полета. Полет должен выполняться на высоте не менее 500 метров; во время полета необходимо выполнить несколько разворотов. Самолет должен выполнить три или четыре взлета».
Другие премии остались неполученными, которые, казалось, трудно было выиграть… Капитан 3-го ранга Годфруа (Capitaine de Corvette Godfroy) в отчете CEPA по результатам испытаний представил механизм удивительных манипуляций, которые позволили играть административными положениями исключительно в интересах производителя:
«Для эксплуатационных испытаний, дающих право на премиальные выплаты, в контракте, например, предполагались: нагрузка – 3000 кг, в том числе 1500 кг топлива, которые у самолета нельзя было отнять. Во время испытаний, следуя данным STAé инструкциям, вмешался г-н заместитель министра, который внес дополнительные поправки в контракт, позволившие летательному аппарату выполнить рабочие испытания:
- внесена собственная масса самолета 7160 кг;
- сокращена общая нагрузка до 1840 кг;
- базовая цена летательного аппарата увеличилась до 120000 франков;
- введены премии за соответствие характеристик требованиям;
- не предусмотрено никаких штрафов.
Чтобы соответствовать таким льготным требованиям, летательному аппарату было достаточно иметь взлетный вес 9000 кг, что на 170 кг больше, чем в его последнем полете…»
16 июля 1923 года полеты возобновились. Первая попытка взлета, несмотря на глиссирование длиной в 2 км, закончилась неудачей. Вторая попытка положила конец этому мастодонту, из внутренней части корпуса которого через 45 секунд после начала глиссирования был вырван наружу кусок обшивки вместе с частями шпангоутов. Общая площадь вырванного куска составляла около квадратного метра. Морис Юрель успел достичь пляжа у Сен-Рафаэля и посадить летающую лодку на мель, не дав ей затонуть. В CEPA было сочтено, что дальнейшие испытания проводить нет смысла и что восстановление самолета не будет стоить затраченных на него средств. Результатом данного решения стало завершение испытаний данного гидросамолета – вероятно к большому облегчению Мориса Юреля. После окончания испытаний самолет хранился на территории базы под открытым небом. В конце декабря 1923 года во время сильного шторма с резкими порывами ветра хвостовое оперение было оторвано от остальной части корпуса лодки. В ходе исследования конструкции было обнаружено, что
«разрыв был следствием недостаточной общей прочности фюзеляжа и ослабления лонжеронов, площадь поперечного сечения которых была недостаточной».
Подчеркивавшиеся экипажем CEPA опасения разрушения в полете непрочного корпуса лодки были вполне оправданными.
По окончании испытаний комиссия в своем заключительном докладе возвратилась к наиболее обескураживающим особенностям этого летательного аппарата:
«Самой оригинальной отличительной чертой гидросамолета была его четырехпланная крыльевая коробка, образованная из установленных со смещением двух бипланных коробок; по высоте смещение было равно половине межплоскостного расстояния. Четырехпланная крыльевая коробка обладала несколькими интересными особенностями. На используемых углах наклона траектории суммарная точка приложения подъёмной силы всех несущих плоскостей четырехпланной коробки находится гораздо ближе к носу самолета, чем сложение двух отдельных бипланных коробок. Это можно объяснить тем, что из-за отклонения воздушных потоков, проходящих через элементы бипланных коробок, истинный угол атаки и подъемная сила задней бипланной коробки имели уменьшенные значения. Следовательно, для восстановления нормального состояния необходимо было увеличить угол атаки двух задних плоскостей. Из-за отклонения воздушных потоков разница истинных углов атаки создавала такой недостаток как чрезмерная продольная неустойчивость».
Самолет, построенный без предварительных исследований
Заключение комиссии CEPA было строгим и не содержали никакого сочувствия к чувствам конструктора самолета:
«Четырехмоторный коммерческий гидросамолет конструкции Бессона с силовой установкой общей мощностью 1000 л.с. был, к сожалению, построен без серьезных предварительных исследований. В ряде узлов был создан по бессистемным карандашным штрихам без какой-либо заботы о деталях. В частности, трудно принять в качестве нормы то, что конструктор может в такой степени ошибиться в весовых расчетах, в какой сделал это г-н Бессон (7150 кг вместо 4500 кг), создавший при этом очень непрочную конструкцию. Летательный аппарат был представлен на испытания с проблемами центровки, и лишь благодаря исключительным летному мастерству и присутствию духа пилота несколько раз удавалось избежать разрушения летательного аппарата. Форма корпуса делала летательный аппарат непригодным для какой-либо службы на море; с другой стороны крайне маловероятно, чтобы он смог взлететь с корпусом другой формы. Коммерческая эффективность этого летательного аппарата представляется незначительной. Летательный аппарат не может быть принят в силу наложенных на него исключительно умеренных требований. Интерес представляет лишь взаимное расположение несущих плоскостей. Если бы конструктор желал более полно исследовать данное расположение, то более предпочтительным представляется делать это не на данном гидросамолете, а на небольшом летательном аппарате, спроектированным для проведения технических экспериментов [2]».
Таким образом, Марсель Бессон, вероятно, страдал от неудачи с H-5 и впоследствии возвратился к проектам небольших размеров — таким как, например, размещавшийся на подводной лодке крошечный гидросамолет MB-35…
летающая лодка Besson H-5 в Сен-Рафаэле в конце 1922 года; рядом с лодкой истребитель Nieuport с эмблемой CEPA. H-5 представлен с первоначальным вариантом хвостового оперения со смещенным назад неподвижным верхним стабилизатором (все снимки из фототеки музея авиации и космонавтики [Photothèque du musée de l'Air et de l’Espace]). Справа на нижнем снимке летающая лодка-торпедоносец
летающая лодка H-5 во время постройки; Булонь-сюр-Сен, 1921 год. Деревянный фюзеляж имел традиционную конструкцию и строился вокруг балки, которая на данном снимке показана частично
фюзеляж H-5, который позднее устанавливался на мореходный корпус лодки
приборная панель H-5
Морис Юрель (1896-1982); снимок был сделан в 1938 году, когда Юрель был техническим директором CAMS
летающая лодка Besson H-5 с новым хвостовым оперением на базе авиации ВМФ с Сен-Рафаэле, 1923 год
летающая лодка H-5 со снятыми капотами двигателей Salmson. Расположенные вокруг двигателей кольца являются выпускными коллекторами
снимок сделан 26 марта 1923 года во время, скорее всего, второго полета. Летающая лодка Besson H-5 на высоте 30 метров над бухтой Сен-Рафаэля. Летающая лодка продолжает кабрирование… Морис Юрель изо всех сил толкнул штурвал, но нос лодки продолжал задираться все выше и выше!
опубликованные в 1924 году схемы летающей лодки Besson H-5
ПРИЛОЖЕНИЕ
Причины постоянного кабрирования
На вопрос Алена Маршанда (Alain Marchand) адмирал Жан Мобан (Amiral Jean Mauban) и Леонард Розенталь (Léonard Rosenthal) попытались объяснить так озадачившее поведение гидросамолета Besson H-5.
«В оправдание Юреля – пишет Жан Мобан – давайте вспомним, что во время первого взлета гидросамолет преподнес больше сюрпризов, чем на земле. Дифферентовку самолета можно было проверить на земле при балансировке основной тележки. На водной поверхности гидросамолет попадал под воздействие дифферентирующего момента, создававшегося трением корпуса о воду. Что же касается неконтролируемого аэродинамического момента, то я отношу это явление к следующему: самолет летит, потому что его крыло создает разницу давлений, которое его резко поднимает вверх, направляя возмущенный воздух вниз. Стабилизатор и рули высоты, отклонявшиеся вниз, алгебраически уменьшали подъемную силу. Однако на самолете с нормальным размахом крыла только небольшая часть отклоненного воздуха проходит через хвостовое оперение, тогда как в случае с относительно небольшим крылом машины Бессона через оперение проходит больше воздуха…»
Что касается нашего покойного друга Леонарда Розенталя, то он писал:
«Самолет Бессона испытывал постоянное кабрирование. Для обеспечения равновесия оперение должно было быть несущим и совместно с крылом создавать подъемную силу. Для самолета Бессона Юрель предложил увеличить угол атаки хвостового оперения.
Однако это было недостаточным средством. Потребовалось бы оперение большой площади, зафиксированное с положительным углом атаки, что было невозможно с конструктивной точки зрения и, главным образом, слишком поздно для проведения испытаний. Если бы это удалось сделать, то можно было бы убрать массу загруженного в носовую часть балласта, который обременял самолет, делая его непригодным для коммерческой деятельности, снижал скорость из-за необходимости установки увеличенного угла атаки (и перегрузки) и как следствие повышения сопротивления…»
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: Besson H-5
Назначение: пассажирская летающая лодка
Конструкция: цельнодеревянная (кедр и красное дерево)
Силовая установка: четыре девятицилиндровых радиальных двигателя водяного охлаждения Salmson C.U.Z.9, развивавших по 250 л.с. каждый и вращавших по два тянущих и толкающих винта
Размеры:
размах крыльев 29 м (нижняя плоскость 27 м)
длина хорды крыла 2,50 м
длина 20,70 м
высота 6,33 м
длина корпуса 14 м
максимальная ширина однореданного корпуса 3,60 м
площадь крыльев 250 м²
площадь модифицированного горизонтального оперения 28,8 м²
Вес:
пустого
расчетный 4500 кг
фактический 7290 кг
нагрузки (расчетный – 1500 кг топлива и масла и 1500 кг полезной нагрузки) 3000 кг
общий
расчетный 7500 кг
фактический 8830 кг
Летные характеристики:
крейсерская скорость 126 км/ч
практический потолок (расчетный) 2000 м
- именно в этом месте корпуса, в которой на гидросамолет на взлете и посадке действуют наиболее мощные гидродинамические силы. Несколько лет спустя прототип LeO H47 попал в аналогичную аварию: те же причины породили тот же результат…
- следует отметить, что заместителем председателя CEPA и главным докладчиком по испытаниям был никто иной как капитан 2-го ранга (будущий адмирал) Годфруа, который через несколько лет занимал важные должности в структурах командования морской авиации и имел серьезное влияние на принятие решений. В связи с негативным опытом, полученным в ходе испытаний H-5, компания Besson не пользовалась благосклонностью у военных моряков и не могла рассчитывать на значительные заказы со стороны морской авиации…
источник: Gérard Bousquet, en collaboration avec Alain Marchand «Le Besson H-5 Ce Nautilus coulait bien mais volait mal» «Le Fana de l'Aviation» 2005-04 (425)
