Опытная патрульная летающая лодка Saunders-Roe A.33. Великобритания

Загадка среди британских летающих лодок – Saro A.33 – была задумана в ответ на спецификацию Министерства авиации R.2/33 на дальнюю патрульную летающую лодку-моноплан. Данная спецификация была разработана, чтобы дать замену летающим лодкам-бипланам, находившимся в эксплуатации в начале и середине 1930-х годов. Short Sunderland с самого начала создавался по спецификации R.2/33,  но если Sunderland представлял собой дальнейшее развитие имперских летающих лодок C-класса, летающая лодка компании Saunders-Roe (Saro) была полностью оригинальной конструкцией.

В конце 1933 года компания Saro начала рассматривать спецификацию R.2/33. C очень продвинутой лодкой A.27 London компания Saro чувствовала себя достаточно уверенно, чтобы начать новый большой проект. Однако стало ясно, что от используемого компанией уже несколько лет метода гофрированной конструкции корпуса, возможно, придется отказаться. Эта технология никогда не обеспечивала особенную прочность, и оказалось, что конструкции может быть довольно легко нанесен ущерб, особенно в случаях грубой эксплуатации. В ряде случаев Экспериментальный центр морской авиации (MAEE – Marine Aircraft Experimental Establishment) критиковал метод «гофрирования» из-за создания излишне легких конструкций. В свете этих соображений, связанных с  изложенными в спецификации R.2/33 требуемыми размерами и весом самолета, в компании было принято решение построиль летающую лодку с более традиционным корпусом.

Сделанный в 1934 году проект Ноулера (Knowler) использовал однолонжеронное крыло-парасоль со спонсонами вместо обычных концевых подкрыльевых поплавков. Высокое положение крыла было выбрано для обеспечения достаточного расстояния от воды, которое крыло-парасоль может предоставить без создания очень глубокого корпуса, ставшего характерной чертой большинства летающих лодок-монопланов. Будучи сравнительно небольшим, корпус Ноулера обладал меньшими сопротивлением и весом, чем глубокий корпус, что обеспечивало увеличение скорости и дальности полета.

Министерство авиации было очень впечатлено этим необычным проектом, но там считали, что для технической реализации предложения компанией Saro по спецификации R.2/33 необходимо провести значительный объем исследований. Фактически, Ноулер изучал компоновку большой летающей лодки-моноплана с крылом типа парасоль еще в 1931 году, ставя себе целью решения проблемы глубокого корпуса лодки. В 1932 году Saro получила контракт министерства авиации на модифицирование Cloud K2681 с целью оборудования этой летающей лодки крылом-парасолью.

Cloud K2681, модифицированный для проверки спонсонов и однолонжеронного крыла для A.33. Кольца Тауненда также были изменены (RAE, авторское право принадлежит короне)

Построенное для K2681 однолонжеронное крыло (номер типа ST.7) в принципе было похоже на то крыло, что было принято для проекта по спецификации R.2/33. Оба проекта были выполнены совместно с General Aircraft Ltd, которая имела права на однолонжеронное крыло Стейджера (Steiger) (метод размещения крыла первоначально был разработан Х.Дж. Стейджером (H.J. Steiger) из компании Beardmore). Крыло Cloud было построено в Коузе (Cowes) под руководством персонала из General Aircraft. Под управлением летчика-испытателя Saro сквадрон-лидера (майора) Эша (Sqn Ldr Ash) K2681 успешно летал вплоть до середины 1934 года (вероятно по август). К тому времени данная компоновка была включена в предложение по спецификации R.2/33, а характеристики K2681 были самыми обнадеживающими. Несмотря на непривычную компоновку, Министерство авиации в итоге заказало Saunders-Roe один прототип для R.2/33.

К началу 1935 года в соответствии с инструкциями Министерства авиации октября 1934 года (когда был сделан заказ) была разработана форма корпуса, после чего начались модельные испытания. Модель в масштабе 1:12 была использована для испытаний в опытовом бассейне для изучения сопротивления, положения самолета в воде и момента килевой качки проектируемого корпуса. С февраля по май испытания проходили в Фарнборо в Королевском авиационном НИИ (RAE – Royal Aircraft Establishment) в опытовом бассейне компании Vickers в Сент-Олбансе (St Albans). Было обнаружено, что первоначальная форма корпуса оказалась неустойчивой на отмеченной на шкале скорости свыше 48 миль/ч (77 км/ч), за исключением отбалансировки передней части. Хотя это, в конечном счете, удалось устранить путем ступенчатой регулировки, впоследствии выяснилось, что вода, отброшенная из-под корпуса, серьезно мешала стабилизатору при использовании модифицированной конфигурации. Соответственно в Коузе были изготовлены несколько крупномасштабных моделей задней части корпуса. стабилизатора и главного лонжерона для того, чтобы свести к минимуму неопределенность в работе полноразмерных самолетов. Эти модели были испытаны аэро-, гидродинамически и конструкционно, в результате чего стабилизатор был поднят, а задняя часть корпуса существенно усилена. Из-за необычной конструкции однолонжеронного крыла полноразмерный лонжерон был испытан на разрушение.

Схемы Saunders-Roe A.33

Постройка прототипа, получившего внутрифирменный номер компании A.33, началась в Коузе в октябре 1936 года после обширных исследований формы спонсонов. С помощью моделей были рассмотрены и испытаны две основные конфигурации спонсонов. Первая компоновка была со стреловидными передней и задней кромками, а вторая – трапецевидной формы. Оба варианта были испытаны пристыковкой моделей к  корпусу Cloud-а. Был сделан вывод, что в случае принятия вместо поплавков спонсонов на взлете возможна потеря устойчивости, хотя поперечная остойчивость на воде была достаточной. После испытаний в аэродинамической трубе национальной физической лаборатории было установлено, что в случае, по крайней мере, модели лодки Cloud замена спонсонами поплавков осбеспечивала улучшение аэродинамики.

Cloud K2681 должным образом был оснащен спонсонами, и компоновка была вновь испытана в типовой форме. Было установлено, что трапециевидные спонсоны обеспечивали лучшую боковую устойчивость, и эта форма была принята для Cloud-а. Испытания K2681 были завершены к марту 1937 года, и, несмотря на не совсем удачные пробежки на низких скоростях, не было найдено никаких признаков  поперечной или продольной неустойчивости. Как правило, K2681 с трудом перемещался по воде, особенно во время медленного движения, но мореходность ни в какой степени не изменилась. Время взлета со спонсонами значительно увеличилось по сравнению с поплавковым вариантом, однако другие качества согласовывались с результатами испытаний. Конечно, все испытания были проведены с удаленным колесным шасси, и после очень бурной жизни K2681 был окончательно снят с обеспечения, получив в феврале 1939 года номер 1255M.

После сбора всех данных этих испытаний конструкция спонсонов A.33 стала резко трапециевидной с углом атаки 3°. Разработка и строительство заняли много времени, поскольку было применено множество новейших особенностей. Вплоть до конца сентября 1938 года прототип A.33 не выходил из ангара Колумбайн (Columbine).

Saro A.33 был оснащен четырьмя 830-сильными девятицилиндровыми радиальными бесклапанными радиальными двигателями воздушного охлаждения Bristol Perseus XII, установленных у передней кромки крыла на равных расстояниях друг от друга. Двигатели вращали трехлопастные винты переменного шага. 95-футовое (28,96 м) однолонжеронное крыло-парасоль было, возможно, одним из крупнейших когда-либо построенных, воспринимало изгибающие нагрузки непосредственно через лонжерон, а крутящие – через пирамидальную систему проводов, шедших от верхних и нижних лонжеронов хвостовой фермы, расположенных спереди и сзади лонжерона. Крыло было покрыто полотном, хотя этот метод к концу 1930-х годов был устаревшим. Две большие N-образные стойки соединяли крыло и спонсоны. Задняя кромка подвижных поверхностей была размещена по всей длине равнохордового центроплана и резко сужалась у трапецевидных консолей. Аэродинамический профиль содержащих топливные баки спонсонов был длиной 20 футов (6,1 м); спонсоны были расположены по бортам фюзеляжа и имели небольшое отрицательное поперечное V.

K4773 на бетонированной площадке перед ангаром в Ист-Коузе; конфигурация с крылом-парасолью и спонсонами была явным отходом от традиций британских летающих лодок (BHC)

Цельнометаллический двухреданный корпус A.33 был прекрасной обтекаемой конструкцией 75-футовой (22,86 м) длины. Днище фюзеляжа за вторым реданом сужалось до небольшого вертикального ребра. Закрытая кабина с расположенными бок-о-бок сиденьями была со всех сторон остеклена и располагалась высоко в корпусе, обеспечивая пилотам отличный обзор; подобная схема кабины была принята на летающей лодке Saunders-Roe A.27 London. Водяной руль не устанавливался, но для маневрирования на воде были применены два плавучих якоря.

A.33 должен был использовать мощное (для своего времени) оборонительное вооружение. Механические башни, предназначенные для установки одного или нескольких 0,303" (7,7-мм) пулеметов Browning, были установлены в  носовой и хвостовой позициях. Две траверзные позиции, расположенные под сдвигающимся фонарем в крупном спинном горбу перед килем, должны были быть вооружены двумя установленными на шкворнях пулеметами Vickers K. В реальности вряд ли какое из этого вооружения было установлено на самолет. Хвостовая башенная позиция была заделана сразу после начала испытательных полетов, и нет никаких оснований предполагать, что было что-то изменено.

K4773 на буксировке в Соленте; перед одним из его немногих полето, передняя башня была задвинута

В самолете было предусмотрено размещение семи членов экипажа: пилота, второго пилота, бортинженера, радиста и трех стрелков. В пространстве позади кабины под центропланом находились спальные места и место для приготовления пищи. В соответствии со стандартной практикой тех лет передняя башня могла отодвигаться назад для облегчения причаливания.

Хвостовое оперение состояло из обычного трапециевидного стабилизатора с отдельными рулями высоты и одним большим килем и рулем направления. Руль направления имел два триммера: основной и вспомогательный. Размещение хвостового оперения создавало небольшие неприятности, которые так и не были исправлены.

Носовая часть K4773; видны необычное четырехколесное выкатное шасси, невооруженная башня и относительно небольшой корпус

Рулежечные испытания прототипа A.33, получившего номер K4773, начались 10 октября 1938 года в Коузе и продолжались вплоть до 12 октября, пока не была выявлена склонность к козлению на высоких скоростях. K4773, так же как и Cloud, перемещался по воде на низких скоростях. Тем не менее, никаких изменений сделано не было; программе испытаний требовалось немало времени, чтобы добраться до этой стадии. Было сочтено, что A.33 должен как можно быстрее завершить летные испытания, чтобы заработать шанс на получение контракта на серийное производство. Однако Sunderland достиг более быстрого прогресса.

14 октября K4773 совершил свой первый полет; самолетом управлял Фрэнк Кортни (Frank Courtney), который ранее для компании испытывал A.3 Valkyrie. Единственная проблема, с которой столкнулись в воздухе, была в небольшом дрожании хвостового оперения, однако на воде из-за тенденции к козлению взлеты были склонными к брызгообразованию и неудобными. В ходе этих испытаний K4773 имел вес 31 500 фнт (14 288 кг), что на 10 000 фнт (4536 кг) было меньше максимального расчетного. Эта величина была превышена только один раз, когда самолет летел с весом 35 000 фнт (15 876 кг).

Невооруженный K4773 в Коузе; обратите внимание на резко сужающиеся реданы и на поворачивающееся выкатное шасси

Понятно, что гидродинамический отдел Saro недоумевал по поводу поведения K4773. Кортни было поручено дать возможность немного развиться козлению, если это поможет помочь наблюдать и изучить этот процесс. Почему очередная серия испытаний моделей не была начата на этом этапе – остается загадкой. Вместо этого с катастрофическими результатами был использован K4773.

25 октября, во время своего пятого разбега в Соленте (Solent) K4773 двигался на высокой скорости, когда недалеко от Саутгемптона он ударил в следовавший в кильватере паром. Самолет сразу же начал козлить и сделал огромный скачок, в котором произошел срыв потока, машина упала вниз и вышла из управления. При ударе крыло, оказавшись в скрученном положении, было повреждено, свернув вниз двигатели правой консоли (особенно внутренний двигатель). Правая сторона крыла буквально развернулась вокруг лонжерона так, что винт правого внутреннего двигателя попал в корпус (пройдя в нескольких дюймах от Генри Ноулера (Henry Knowler)) и в правый спонсон. Хвостовое оперение было повреждено летящими осколками крыла.

Сразу же после аварии. K4773 пришвартован у входа в Медину (Medina), его задние элементы выкатного шасси установлены. Машина перед буксировкой к бетонированной площадке перед ангаром Колумбайн (Л.С. Эш (L.S. Ash))

Испытания K4773 был прекращены. Сам самолет не утонул, поскольку все повреждения были выше ватерлинии. Никто из членов экипажа не получил ранений, и мощный катер Saro 1 с позором отбуксировал A.33 обратно в Ист-Коуз (East Cowes). После проверки на бортах корпуса точек установки выкатного шасси не было выявлено никаких повреждений, и K4773 был вытащен на бетонированную площадку перед ангаром Колумбайна.

Повреждения: K4773 претерпел разрушение правой консоли его однолонжеронного крыла. В итоге от проекта отказались (BHC)

Повреждения крупным планом. Правый внутренний винт проник в корпус и правый спонсон. На полученную глубокую трещину была грубо нанесена усиливающая лента (BHC)

С большой неохотой было принято решение отказаться от развития A.33, и контракт на производство еще одиннадцати машин R.21/36, L2147 – L2157, был отменен Министерством авиации. Было высказано мнение, что в Коузе для устранения недостатков A.33 потребуется много времени и денежных средств. До аварии MAEE не тестировала K4773, и это были только заводские испытания. Если бы это было сделано раньше, то, возможно, были бы обнаружены многие ошибки и замедленное развитие продолжилось бы дальше, в отличие от того, что произошло в действительности. С другой стороны, очень успешной была разработка прототипа меньшей летающей лодки S.36 (весьма и весьма перспективной). Прототипы A.33 и S.36 были построены в Колумбайне бок о бок, но на момент аварии A.33 прототипу S.36 было гарантировано серийное производство. С учетом этих соображений было решено сосредоточиться на меньшей летающей лодке, что привело к краху программы A.33, которая уже стоила более чем £80 000 по сравнению с первоначальной стоимостью разработки в £68 000.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Силовая установка: четыре 830-сильных двигателя Bristol Perseus XII

Размеры:

размах крыла 95 фт (28,956 м)
длина 75 фт (22,86 м)
высота 22 фут 8½ дйм (6,922 м)
площадь крыла 1194 фт² (110,926 м²)

Вес:

во время первого полета 31 500 фнт (14 288 кг)
максимальный во время испытаний 35 000 фнт (15 876 кг)
проектный максимальный 41 500 фнт (18 824 кг)
проектный перегрузочный 44 650 фнт (20 253 кг)

Летные характеристики:

максимальная скорость 200 миль/ч (322 км/ч)
максимальная крейсерская скорость 174 миль/ч (280 км/ч)
крейсерская скорость для полёта намаксимальную дальность 155 миль/ч (249 км/ч)
подъем на высоту 3300 футов (1006 м) – 8 мин 20 сек
практический потолок 14 280 фт (4353 м)
нормальная продолжительность полета 12 ч
максимальная продолжительность полета 13 ч 25 мин

Вооружение: один или несколько 0,303" (7,7-мм) пулеметов Browning в передней и задней башнях, два пулемета Vickers K в носовой позиции, 2000 фнт (907,2 кг) бомбовой нагрузки на подкрыльевых креплениях с внешних сторон от спонсонов

Производство: один экземпляр, K4773

источник: Peter London "Saunders and Saro Aircraft since 1917"