Опытная патрульная летающая лодка Saunders A.3 Valkyrie. Великобритания

Опытная патрульная летающая лодка Saunders A.3 Valkyrie. Великобритания

Летающая лодка Saunders A.3 Valkyrie была построена по выданной Министерством авиации спецификации, требовавшей создания большой многоцелевой/патрульной летающей лодки. A.3 Valkyrie была третьей конструкцией морского летательного аппарата компании Saunders и первой летающей лодкой, разработанной Генри Ноулером (Henry Knowler) для данной фирмы. Летающая лодка Saunders A.3 Valkyrie рассматривалась в качестве претендента на долю рынка крупных морских самолетов, на котором в конце 1920-х годов доминировали компании Shorts, Supermarine и Blackburn. Однако Valkyrie не вышла из стадии опытного самолета, и показатели ряда ее характеристик были недостаточными.

В октябре 1924 года компания Saunders приняла участие в конкурсе по спецификации 22/24 и в феврале следующего года получила контракт на постройку одного самолета. Однако в декабре 1924 года Министерство авиации объявило недовольство первоначальным вариантом конструкции самолета, и его разработка была приостановлена. В течение апреля-мая 1925 года сотрудниками Министерства авиации проводилось тестирование формы корпуса будущей летающей лодки. Результаты показали тенденцию к продольной неустойчивости и возникновению моментов рыскания. В связи с этим компания Saunders должна была провести ряд работ по перепроектированию, что значительно сдвинуло вправо сроки окончания работ. Хотя нет полной уверенности, но предположительно первый полет летающей лодки Valkyrie был совершен под управлением Фрэнка Кортни (Frank Courtney) в начале июня 1926 года.

Конструкция летающей лодки A.3 была довольно традиционной, особенно если сравнить с другими проектами компании Saunders. Большая трехмоторная летающая лодка была достаточно красивой и ее внешний вид, казалось бы, гарантировал большие возможности машины. К сожалению, это впечатление от A.3 было обманчивым.

В качестве примера проблем, которые преследовали самолет, следует сказать о недостаточной жесткости корпуса лодки. Увеличение жесткости центроплана корпуса проходило в два этапа: первый раз в Коузе в январе 1927 года и второй раз в Экспериментальном центре морской авиации (MAEE – Marine Aircraft Experimental Establishment) перед испытаниями весной.

схема летающей лодки Saunders A.3 Valkyrie

Для летающей лодки A.3 был принят деревянный двухреданный монококовый корпус гибкого типа, изготовленный из обшитой медью высокопрочной клееной фанеры (Consuta). Она состояла из сцементированных вместе нескольких слоев волокон древесины с расположением слоев друг относительно друга под углом как в обычной фанере. Подобный тип обшивки был разработан Линтон Хоупом (Linton Hope) и использовался в конструкции летающей лодки Phoenix P.5 Cork, в разработке которой принимал участие Генри Ноулер. Особенностью корпуса летающей лодки Valkyrie было отсутствие переборок, поскольку в лодке P.5 Cork было обнаружено, что они являлись концентраторами гидродинамических нагрузок, и через них вода просачивалась в корпус. Таким образом, корпус летающей лодки A.3 имел почти полностью эластичную конструкцию, которая помимо всего прочего должна была служить своего рода амортизатором во время взлетов и посадок. Единственным жестким узлом лодки Valkyrie была секция, расположенная непосредственно перед крыльями и имевшая традиционную конструкцию. Водяного руля в A.3 не было, но для маневрирования на воде были установлены два буя.

Экипаж лодки размещался следующим образом: в крайней носовой части находилась позиция стрелка, затем шли места двух размещавшихся тандемом пилотов, за местами пилотов несколько ниже располагались рабочие места радиста и штурмана, позади крыльев с диагональным смещением друг относительно друга находились две стрелковые позиции, оснащенные пулеметами в кольцевых установках Скраффа. Спальные места и жилые помещения для пяти членов экипажа находились под крыльями в жесткой секции корпуса лодки. Оборонительные стрелковые позиции и кабины пилотов были открытыми. Самолет был оснащен двойным управлением; система управления машина походила на ту, что и на пассажирской летающей лодке Saunders A.4 Medina: вместо обычных гибких многожильных проводов в ней использовались сочлененные металлические стержни.

Крылья летающей лодки имели равный размах 97 футов (29,57 м) и были установлены с небольшим отрицательным выносом. Каждое из крыльев состояло из центроплана и двух консолей. Ценроплан обоих крыльев были соединены между собой тремя парами V-образных стоек, изготовленных из стальных труб. Между стойками были расположены опоры двигателей. Оконечности центроплана нижнего крыла соединялись с корпусом летающей лодки изготовленными из стальных труб большими N-образными стойками. Консоли крыльев между собой соединялись четырьмя (по две на каждую сторону самолета) парами межплоскостных деревянных стоек. Нижнее крыло устанавливалось чуть выше корпуса летающей лодки и соединялось с ним одиночным пилотом, длина которого была равна длине хорды этого крыла.

N186 над Солентом. На данном снимке хорошо виден равный размах крыльев летающей лодки (BHC)

Конструкция крыльев была обычной по тем временам. Силовой набор состоял из деревянных лонжеронов и нервюр. Обшивка большей части крыльев была полотняной; исключение составлял центроплан нижнего крыла, который для облегчения обслуживания двигателей был покрыт высокопрочной клееной фанерой, которая была обшита медью. На всех четырех консолях были установлены сбалансированные элероны. Для обеспечения поперечной устойчивости на воде под нижним крылом размещались большие поплавки. Наступательное вооружение состояло из двух 520/550-фунтовых (236/250 кг) бомб размещалось на двух бомбодержателях – у корневых частей консолей нижнего крыла.

на этом снимке N186 в Феликстоу хорошо показано размещение бомб и отличительный «горб» корпуса, на который установлено нижнее крыло (RAE, авторское право, принадлежащее короне)

Хвостовое оперение имело обычную компоновку с одиночными килем и рулем направления. В целях защиты от брызг оснащенный подкосами стабилизатор был расположен высоко на киле. Отличительной особенностью конструкции руля направления был большой серворуль, установленный на закрепленных на руле направления выносных опорах.

Силовая установка состояла из трех двенадцатицилиндровых V-образных двигателей водяного охлаждения Rolls-Royce Condor IIIA, развивавших мощность 680 л.с. каждый и вращавших двухлопастные тянущие винты. Двигатели устанавливались бок о бок в V-образные межкрыльевые стойки центроплана. Топливо и масло размещались в баках, установленных в моторных гондолах позади каждого из двигателей. Моторные гондолы, объединявшие двигатели и запасы бензина и смазочных средств, были покрыты листами дюралюминия и имели обтекаемую форму. Основная часть топлива размещалась в корпусе лодки в четырех баках общей емкостью 138 галлонов (627 л).

Получившая военный серийный номер N186 (зав.ном. A.3/1) летающая лодка Valkyrie в марте 1927 года прибыла в MAEE для проведения испытаний. К концу апреля они были завершены. После прибытия, но еще перед началом испытаний, были обнаружены значительные негерметичности лодки, вследствие чего стыки между гибкой конструкцией корпуса и жесткой секцией крыла были усилены. До этого инцидента данная проблема рассматривалась в Коузе, но, видимо, не так тщательно, как должно быть. После этого эпизода об утечках в источнике не упоминается, хотя деревянный корпус в какой-то мере продолжал впитывать воду.

Выводы MAEE о характеристиках A.3 не были благоприятными. Хотя конструкция корпуса и компоновка получили слова одобрения, N186 страдал от небольшого барсирования и его взлет до выхода на редан сопровождался значительным брызгообразованием. Последние дефект был следствием плохой аэродинамики, а не недостатков конструкции корпуса. Было обнаружено, что на малых скоростях управляемость на воде была плохой. Это объяснялось отсутствием водяного руля и тем, что руль направления становился эффективным лишь после того как центральный двигатель выходил на большие обороты.

В MAEE считали, что вследствие размещения в корпусе лодки основных топливных баков он имел излишние ширину и площадь поперечного сечения, чем если бы баки были установлены в крыльях. Также в MAEE считали размещение основных топливных баков в крыле опасным; также было отмечено, что вследствие размещения топлива в корпусе наилучшей областью применения A.3 является дальнее патрулирование. Представителями MAEE была выражена мысль, что до серийного производства (если оно состоится), запас топлива необходимо разместить в крыле.

Компоновка бипланной коробки с конструктивной точки зрения была оценена положительно, но общее взаимное размещение силовой установки и крыльев было подвергнуто критике, так как оно обеспечивало меньшую пригодность к эксплуатации, нежели возможная их относительная независимость друг от друга. Так как во время своего первого полета в Феликстоу A.3 страдал от сильного флаттера хвостового оперения, но внесенные персоналом компании Saunders исправления полностью избавили самолет от этой проблемы. В MAEE техническое обслуживание были как правило хорошим и практичным.

Однако во время летных испытаний в Феликстоу были определены значения летных характеристик и ряд неприятных аспектов летных качеств, которые усугубили неутешительные для компании Saunders выводы отчета. Хотя N186 был довольно маневренным для самолета таких размеров, управляемость машины страдала от тенденции к заваливанию в полете левых консолей крыльев, от чего не удалось избавиться даже во время проведенных в Феликстоу напряженных монтажных работ. Помимо всего прочего управление элеронами было найдено довольно тяжелым и, несмотря на различные усилия по избавлению А.3 от этого недостатка, проблема эта так и не была полностью решена.

Хотя продольная устойчивость самолета была достаточной, поперечная устойчивость А.3 была незначительной и если не удерживать штурвал, то Valkyrie начинала разворачиваться влево. Выполненные ранее в Коузе изменения в конструкции элеронов лишь немного уменьшили серьезность проблемы, и самолет на короткое время был возвращен назад для дальнейших работ по его устранению.

Несмотря на критику со стороны MAEE в докладе были указаны и некоторые хорошие моменты. Сильной стороной этой летающей лодки была возможность выполнять полет с одним выключенным двигателем (хотя взлететь в таком состоянии самолет не мог). С одним неработающим боковым двигателем высота полета могла быть сохранена, а с работающим на холостых оборотах центральным мотором была возможность набирать высоту со скоростью 80 футов в минуту (24,4 м/мин). Максимальная скорость на уровне моря составляла 119 миль в час (192 км/ч), хотя на выпоте практического потолка 9600 футов (2936 м) она значительно сокращалась. Продолжительность полета была очень значительной и составляла 9 часов 20 минут. Выкатная тележка, на которую N186 устанавливался на берегу, получила положительные оценки за хорошее центрирование и позволила часто проводившимся инспекциям корпуса сделать многообещающие выводы. Хотя швы изготовленной по технологии Consuta обшивки корпуса лодки, как правило, собирали грязь гавани, протекание корпуса оказалось на удивление ограниченным, поскольку древесина была специально пропитана запатентованными химикатами.

летающая лодка Valkyrie на слипе; Коуз, начало 1927 года. Выкатная тележка была разработана таким образом, чтобы запускать самолет на воду боком (сделано это было из-за недостатка места)

N186 на выкатной тележке во время типовых испытаний в MAEE; Феликстоу, май 1927 года. Обратите внимание на большой серворуль (RAE, авторское право, принадлежащее короне)

Тем не менее, обнаруженный в ходе испытаний ряд проблем вызвал волну критики в адрес A.3 как самолета. Ввиду того, что в конструкции летающей лодки Valkyrie был ряд удачных аспектов, данная критика была чрезмерно суровой. Тем не менее, несмотря на то, что в MAEE в A.3 были разочарованы и не видели смысла в работах по данной программе, было принято решение о дальнейшем продолжении испытаний, изменений и теоретических исследований.

В апреле 1927 года – сразу после начала испытаний – начались тесты по определению летных характеристик самолета с незакапотированными двигателями. Они показали (что не удивительно), что скорость и скороподъемность уменьшились [1]. Кажется, что появились некоторые проблемы с охлаждением, но в конечном итоге капоты были вновь установлены на свои места. К маю – прежде чем эти испытания были завершены – правый двигатель был серьезно поврежден, и испытания были приостановлены.

Также в мае в Королевском авиационном НИИ (RAE – Royal Aircraft Establishment), Фарнборо, в рамках повышения максимальной скорости был теоретически изучен эффект отношения межплоскостного расстояния к длине хорды профиля на лобовое сопротивление. Данные испытания, в ходе которых изменялось межплоскостное расстояние крыльев были скучными. Снижение индуктивного сопротивления, когда крылья были установлены дальше друг от друга, компенсировалось увеличением сопротивления, вызванного необходимостью удлинения межплоскостных стоек. В типовой форме испытания показали, что установка крыльев дальше друг от друга не будет иметь благотворного влияния на максимальную скорость. Из-за разочаровывающего характера испытаний межплоскостного расстояния крыльев летающая лодка Valkyrie осталась такой же, какой и была. В июле N186 был ненадолго возвращен в Коуз, где путем радикальной переделки оснастки удалось избавиться от тенденции к заваливанию на левое крыло.

12 августа 1927 года летающая лодка A.3 возвратила в Феликстоу, который она покинула для совершения 9400-мильного (15128 км) перелета доброй воли по столицам скандинавских стран. В данном авиаперелете помимо машины компании Saunders принимали участие летающие лодки Blackburn Iris (N185), Short Singapore I (N179) и Supermarine Southampton I (N218). Все эти машины были сведены в звено освоения летающих лодок (Flying Boat Development Flight). Возглавлял данное подразделение сквадрон-лидер (майор авиации) К. Л. Скотт (Sqn Ldr C.L. Scott). Общее число участников авиаперелета соствляло 29 человек, среди которых был государственный секретарь по авиации сэр Сэмюэль Хор (including Sir Samuel Hoare, the Secretary of State for Air), который должен был посетить проходившую в Копенгагене выставку воздушного транспорта (Air Traffic Exhibition). 30 августа летающая лодка A.3 в Кенигсберге из-за проблем с правым двигателем на время была вынуждена прекратить участие в перелете и была отбуксирована в порт. В Копенгагене Valkyrie была повреждена на взлете, что вызвало некоторую задержку. В конце концов, 28 сентября A.3 вернулась в Феликсстоу. Летающая лодка Southampton также была задержана в Данциге из-за механических проблем и повреждений.

A.3 в Феликстоу (RAE)

Одной из целей данного перелета было сравнение прочности деревянных корпусов летающих лодок с металлическими. В течение перелета изготовленная по технологии Consuta обшивка корпуса лодки Valkyrie поглощала довольно много воды. Представление и использование во время испытаний в Феликстоу выкатной тележки, а также скорость, с которой были проведены данные испытания, ясно показывают стремление скрыть перед перелетом данный дефект. Похоже, что при длительном использовании применение водоотталкивающего химического покрытия компании Saunders было не очень хорошей идеей.

В Министерстве авиации стали относиться благосклонно к применению металлической обшивки: она в отличие от деревянного корпуса не будет гнить, не будет поглощать воду (и тем самым становиться тяжелее); единственным недостатком металлической обшивки была коррозия – ненаблюдение за которой могло привести к серьезному снижению характеристик. Помимо всего прочего металлический корпус был гораздо прочнее деревянного. Летающая лодка Short S.2 вполне убедительно доказала это. Таким образом, Министерство авиации сочло Valkyrie и другие летающие лодки с деревянными корпусами неперспективными. После авиаперелета в MAEE были продолжены испытания, которые, впрочем, носили вторичный характер. В течение непродолжительного времени рассматривались планы создания металлического корпуса для A.3, но затем они были отвергнуты из-за обнаруженных сотрудниками MAEE других проблем, поставивших под сомнение необходимость подобных мероприятий. В Коузе понимали, что прежде чем Министерство авиации примет положительное решение относительно летающей лодки Valkyrie над ней будет необходимо провести значительный объем работ. Вследствие вышеизложенного данная программа была закрыта. В конечном итоге N186 был разобран в Коузе в 1929 году.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Saunders A.3 Valkyrie

Назначение: патрульная летающая лодка

Статус: прототип

Экипаж: 5 человек

Силовая установка: три двенадцатицилиндровых V-образных двигателя водяного охлаждения Rolls-Royce Condor IIIA, развивавших мощность 680 л.с. каждый и вращавших двухлопастные тянущие винты

Размеры:

размах крыльев 97 футов (29,57 м)
длина 65 футов 6 дйм (19,96 м)
высота 18 футов 5,5 дйм (5,626 м)
площадь крыльев 1967,5 кв. футов (182,8 м²)

Масса:

пустого 17851 фунтов (8097 кг)
максимальная на испытаниях в MAEE 25000 фунтов (11340 кг)
максимальная перегрузочный 26600 фунтов (12066 кг)

Летные характеристики:

максимальная скорость 119 миль в час (191 км/ч)
крейсерская скорость 95 миль в час (153 км/ч)
посадочная скорость 60 миль в час (97 км/ч)
начальная скорость набора высоты 585 футов в минуту (178 м/мин)
практический потолок 9600 футов (2926 м)
продолжительность полета 9 ч 20 мин

Вооружение:

стрелковое – три 0,303” (7,7-мм) пулемета Lewis, смонтированных в кольцевых установках Скраффа, размещенных в носовой и средней частях корпуса лодки
бомбовое – две 520/550-фунтовые (236/250 кг) бомбы

Количество изготовленных: 1 экземпляр

[1] не сохранилось ни одной записи, почему были сделаны данные испытания

источник: Peter London «Saunders and Saro Aircraft since 1917», стр.64-70