Опытный пассажирский гидросамолет Short S-11 Valetta. Великобритания Часть 1

Интересная винтажная статья «Трехдвигательный двухпоплавковый моноплан компании Short с тремя редукторными моторами Bristol Jupiter» открывает небольшой цикл статей, посвященный поплавковому гидросамолету Short S-11 Valetta. Надеюсь, что этот цикл заинтересует коллег.

Было время, когда существовали значительные разногласия по поводу что лучше: двухпоплавковые гидросамолеты или летающие лодки. Опыт эксплуатации имел тенденцию – по крайней мере, в Великобритании – в сторону стандартизации: для морских самолетов больших размеров используются летающие лодки, а для средних и малых размеров – двухпоплавковая компоновка. Однако еще есть место для дискуссии в области крупных морских самолетов и дилемма «летающие лодки или гидросамолеты» может вновь возникнуть неожиданно для многих, кто уже привык думать, что все крупные морские самолеты должны быть летающими лодками, в то время как более мелкие машины морской авиации должны оснащаться поплавками, и что такое разделение более или менее окончательное.

Те люди, которые имеют тесные контакты с британской авиацией, знают, что г-н Освальд Шорт – один из пионеров британской авиационной промышленности – уже давно придерживается мнения, что двухпоплавковый гидросамолет достаточно больших размеров может стать серьезным соперником летающим лодкам. Теперь появилась возможность испытать данную идею на практике, и на этой неделе был показан большой трехмоторный двухпоплавковый гидроплан компании Short. Данный самолет представляет собой взгляд г-на Шорта и его технического персонала на крупные двухпоплавковые гидросамолеты.

Каким бы ни был результат этого практического эксперимента, впоследствии может оказаться, что двухпоплавковая компоновка имеет то преимущество, что если возникнет такая возможность, гидросамолет может быть легко преобразован в самолет наземного базирования. Фактически шасси для сухопутного варианта было разработано одновременно с конструкцией машины. Сухопутная и поплавковая версии самолета показаны на рисунке ниже. Летающие лодки могут оснащаться выкатными тележками и даже быть преобразованы в амфибии, но стать самолетами наземного базирования должно быть результатом некоторой импровизации.

Еще одно преимущество конструкции компании Short заключается в том, что на имперских авиалиниях большой протяженности, на которых на одних участках маршрута применяются морские самолеты, а на других сухопутные, могут применяться машины данного типа, которые будут отличаться лишь вариантом ходовой части. Нет никаких оснований сомневаться, что машина будет одинаково пригодна в том или ином варианте. Таким образом, использование на всей протяженности маршрута самолетов одного типа будет иметь преимущество в том, что ответственный техническое обслуживание персонал будет одинаково знаком как с морским, так и с сухопутным вариантами. Необходимое для хранения число запасных частей может быть сведено к минимуму и, наконец, следует предположить, что цена будет снижена, поскольку эксплуатирующая авиакомпания будет иметь возможность заказать сразу 10 самолетов одного типа в двух комплектациях, а не пять машин одного типа и пять машин другого. Так что можно много что сказать о самолете компании Short. В связи с этим стоит, в частности, отметить, что машина была разработана в первую очередь как гидросамолет. Обычно машина проектируется в качестве самолета наземного базирования, а затем, когда требуется выполнение работ над морем, выполняется «установка на поплавки». Данное различие не столь очевидно, но оно имеет немалое значение. Еще одним важным моментом в пользу адаптации поплавкового или колесного шасси является то, что в резерве достаточно одной машины, так как в противном случае их потребуется две. Представляется, что полностью комплектный самолет (но без шасси) будет находиться в полной готовности. В случае неисправности находящейся в эксплуатации машины запасной самолет будет оснащен необходимой ходовой частью и отправлен на участок маршрута, где в нем возникнет необходимость.

Представленные в данной статье в трех проекциях чертежи общего вида и фотографии масштабной модели позволяют выявить ряд интересных моментов в концепции новой машины компании Short. Начнем с того, что это моноплан – факт, который сам по себе необычен в стране, в которой основным типом самолетов являются бипланы. Выбор монопланной конфигурации крыла принес размещение крыльевых двигателей под несущими поверхностями в обтекаемых гондолах. Способ, который была получена широкая колея для поплавков (или колес), также интересен и необычен. Фюзеляж фактически поддерживается от поплавков или колес при помощи консольных балок, а не опорами шасси обычной компоновки. В результате благодаря широкой колее боковая устойчивость должна быть очень хорошей.

 
НОВЫЙ ДВУХПОПЛАВКОВЫЙ ГИДРОСАМОЛЕТ КОМПАНИИ SHORT: масштабные чертежи общего вида 

С точки зрения аэродинамики конструкция нового моноплана компании Short очень чистая и сам самолет имеет очень эффективный внешний вид. Мы понимаем, что испытания в аэродинамической трубе на модели показали, что это действительно так. Расчетный диапазон скоростей составляет более чем 2 : 1 и скороподъемность также будет хорошей.

Техническое описание

Считается, что выбор цельнометаллической компоновки является почти предрешенным. Реальные формы, примененные в конструкции самолета, очень похожи на общие принципы, схожие с примененными в летающих лодках компании Short в частности в лодке Calcutta. Внешние формы фюзеляжа, конечно же, отличаются от корпуса Calcutta, но основной принцип был тот же, т.е. L-образные шпангоуты, к которым металлическая обшивка была приклепана в виде коротких панелей. Внутренние продольные элементы прерывались шпангоутами также как и в корпусах летающих лодок компании Short.

Конструкция крыла гидросамолета Valetta также была аналогична крыльям летающей лодки Calcutta, хотя размеры, конечно, совершенно различны. Часть лонжерона монопланного крыла был недавно представлен в Олимпии, и читатели журнала «Flight» вспомнят, что этот лонжерон имеет впечатляющую глубину – где то в районе одного фута (0,305 м). Лонжероны данного типа с отличными результатами были использованы в летающих лодках Singapore и Calcutta и, несомненно, послужит хорошую службу на новом большом моноплане. Листы дюралюминия, использующиеся в конструкции лонжерона, имеют очень большую толщину. Лонжерон изготовлен равномерно прочными с добавлением слоистых усилений в тех местах, которые будут подвергаться наиболее интенсивным нагрузкам. Благодаря этому достигается очень экономичное распределение материала. Кроме того, слоистые конструкции имеют еще одно существенное преимущество: в случае некоторых незначительных скрытых недостатков в металле это будет ограничиваться одной лишь слоистой конструкцией и едва ли влияет на прочность всего лонжерона.

ДВУХПОПЛАВКОВЫЙ ГИДРОСАМОЛЕТ КОМПАНИИ SHORT: фотографии масштабной модели

Нервюры моноплана также идентичны по конструкции нервюрам, использующимся в летающих лодках Singapore и Calcutta, с поясами и распорными балками из дюралюминиевых труб, соединенными с тонкими дюралюминиевыми штампованными деталями. Для высоконагруженных соединений была использована нержавеющая сталь. Там, где использовалась обычная сталь, она была защищена цинковым или кадмиевым покрытием. Все дюралюминиевые детали, используемые в гидросамолете, имели анодирующую защиту.

Поплавки, полностью изготовленные из дюралюминия, имели обычного для компании Short типа. По результатам обширных исследований в опытовом бассейне компании поплавки отличаются очень высокой эффективностью. Они будут давать очень чистый ход без тенденции к барсированию и иметь очень низкое сопротивление при движении по воде. Перегородки устанавливаются через короткие промежутки, образуя ряд водонепроницаемых отсеков. Поплавки обеспечены технологическими лючками, пробками сливных отверстий и системой трюмных трубопроводов, с помощью которых и ручного насоса можно находясь извне откачать все отходы из каждого отсека.  В носовых частях поплавков были установлены проушины для буксировочного троса.

Во всех крупных и тяжелых двухпоплавковых гидросамолетах при диагональном расположении относительно волн могут возникнуть значительные разрушающие нагрузки, и проблемой всегда была способность выдержать эти нагрузки. В новом моноплане компании Short имеется особая система подвески поплавков, в которой, как уже было сказано выше, приносит большую помощь в решении данной задачи. Напряжения передаются через систему перекрестных связей и систему выносных балок глубоко в фюзеляж, который легко сможет выдержать их.

Колесное шасси имеет конструкцию из стальных труб и включало в себя амортизирующий механизм специальной конструкции. Основные и хвостовая стойки были оснащены колесами. При переходе от поплавков к колесам и наоборот будут использоваться специальные эстакады.

Силовая установка

Силовая установка состоит из трех редукторных двигателей Bristol Jupiter серии IX, развивающих эксплуатационную мощность 485 л.с. при 2000 об/мин и максимальную мощность 525 л.с. при 2200 об/мин. Один двигатель установлен в носовой части фюзеляжа, а два других авиамотора размещены под крылом в обтекаемых гондолах. Все три моторные рамы устанавливаются на резиновые блоки с целью снизить до минимума уровень вибраций, которые передаются на конструкцию планера самолета. В моторных гондолах обеспечены условия для удобства осмотра и снятия магнето, карбюраторов и фильтров; также для обеспечения доступа ко всем частям двигателей моторные гондолы оборудованы съемными панелями. Двигатели оснащены устройствами для ручного привода, насосом для подкачки топлива при пуске двигателя и пусковым магнето. Также ко всем трем двигателям были подключены инжекторные газовые стартеры компании Heywood.

Обычная подача топлива осуществлялась из двух баков, расположенных в крыле в таком положении, что любая утечка топлива сдувалась с машины. Питание двигателей производится исключительно за счет силы тяжести, и таким образом самолет обходимся без бензонасосов и других элементов, утяжелявших его конструкцию. Баки связаны между собой, и все три двигателя могут запитываться либо от двух, либо от одного двигателя. Малые напорные баки установлены в топливной системе близко к двигателям чтобы во время взлета противодействовать эффектам ускорения. Для облегчения заправки насосом топливозаправочные трубопроводы направлены от баков к нижней части фюзеляжа. Для заполнения баков вручную в них установлены обычные фильтры и наливные пробки. На самолете будут установлены деревянные винты, но при желании за дополнительные средства и вес могут быть установлены металлические винты Leitner-Watts.

Размещение пассажиров

Фюзеляж трехдвигательного двухпоплавкового гидросамолета-моноплана компании Short рассчитан на размещение двух пилотов, расположенных бок о бок позади центрального двигателя. Кабина пилотов оснащена ветровым стеклом, раздвижными боковыми окнами и раздвижной крышей для использования в условиях очень жаркого климата, когда в кабине может стать слишком жарко. Обзор из кабины должен быть отличным. Два сиденья спроектированы с возможностью подниматься и опускаться во время полета. Двойное управление состоит из педалей и штурвалов.

Непосредственно за кабиной пилотов расположен передний багажный отсек, пространство которого предназначено для личных вещей экипажа, легкого багажа пассажиров и т.д.. По правому борту установлено радиооборудование. Переборка с раздвижной дверью образует заднюю стенку переднего багажного отсека и переднюю стенку пассажирского салона, в котором могут разместиться 17 пассажиров или 16 пассажиров и стюарт. Сиденья расположены по три в ряд: два близко друг к другу вдоль правого борта и еще одно одиночное, отделенное от остальных двух проходом, расположенным вдоль левого борта. Размеры пассажирского салона следующие: длина 17 футов (5,18 м), высота 6 футов (1,83 м) и ширина 6 футов 2 дюйма (1,88 м). Установленные по бортам салона большие окна имеют способность открываться. Стенки пассажирского салона частично обшиты звукоизоляционным материалом, чтобы уменьшить, насколько это возможно, внешние шумы. Для обеспечения вентиляции пассажирского салона в нем установлены вентиляторы. Кресла пассажиров аналогичны тем, что установлены в летающих лодках Calcutta. Данные кресла очень удобны и в то же время обладают малым весом. Каркас этих сидений изготовлен из дюралюминиевых труб и обшит кожей. В качестве сидений и спинок кресел используются воздушные подушки, которые в чрезвычайной ситуации могут стать очень эффективными спасательными поясами.

Вход в пассажирский салон осуществляется через две двери. Первая находится в передней части фюзеляжа по левому борту и попасть к ней можно через трап, установленный на наклонной стойке правого поплавка. Вторая дверь расположена на правой стороне фюзеляжа (в задней части пассажирского салона) и предоставляла доступ к основному багажному отделению. По левому борту от багажного отсека, отделенные от него стенкой, находятся санузел, оборудованный откидным умывальником и т.д.. Санузел от пассажирского салона отделяет раздвижная дверь.

Оборудование

Самолет оснащен очень обширным комплектом электрооборудования, включая навигационные огни, внутреннее освещение, якорные огни и «нерегулируемые» огни. Предусматривается также установка габаритных огней на законцовках крыла и освещение приборной кабины. На верхней части фюзеляжа – сразу же за раздвижной крышей над кабиной пилотов – установлен генератор двойного назначения, предназначенный для электро- и радиооборудования.

Приборное оборудование включает в свой состав обычные высотомер, индикатор воздушной скорости и т.д.. Также при необходимости могут устанавливаться указатель поворота компании Reid and Sigrist, указатель давления масла, датчик температуры и т.д.. В гондолах крыла установлены тахометры с большими циферблатами, хорошо видимыми из кабины пилотов. Телеметрические тахометры, соединенные с каждым из двигателей, давали число оборотов двигателей во время полета. Для пилотов предназначен компас P.4, а для навигации пеленгаторный компас 0,3. Также в фюзеляже самолета предусмотрено пространство для размещения всех необходимых показаний с компаса 0,3; запланировано размещение планшета, а также кладовой для грузов, инструментов и т.д.. В самолете предусмотрено размещение перископического навигационного визира в правой стороне кабины пилотов.

Самолет полностью оборудован приемо-передающей радиостанцией Marconi A.D.8, помещающейся в легко доступном месте в переднем отсеке. Антенна проходит сквозь нижнюю часть фюзеляжа и наматывается на барабан, когда не используется. Аварийная антенна устанавливается для использования, когда машина находится в воде в состоянии покоя. Одним своим концом она привязывается к мачте в верхней части фюзеляжа, а вторым к хвостовому оперению. Также в самолете предусмотрен полный комплекс корабельного оборудования и портальный кран специального типа, с помощью которого можно будет менять двигатели при нахождении самолета на воде.

Размеры, вес и летные характеристики

Основные общие размеры трехмоторного двухпоплавкового гидросамолета компании Short следующие: размах крыла 107 футов (32,6 м); общая длина, включая вспомогательный руль направления, 69 футов 8 дюймов (21,2 м); общая высота (гидросамолет) 19 футов 6 дюймов (5,95 м); общая высота (самолет с колесным шасси) 15 футов 6 дюймов (4,73 м). общая площадь крыла 1382 фт² (128,5 м²); площадь элеронов 179 фт² (16,65 м²); площадь стабилизатора 106 фт² (9,85 м²); площадь рулей высоты 94 фт² (8,73 м); площадь руля направления 50 фт² (4,65 м²); площадь киля 42 фт² (3,9 м²); площадь вспомогательного руля 6,5 фт²(0,605 м²).

Расчетный вес самолета, включая оборудование пассажирского салона, составляет 12701 фунт (5780 кг) и со свидетельством летной на общий вес 20685 фунтов (9400 кг) полезная нагрузка составит 7984 фунта (3620 кг),

Состав полезной нагрузки распределяется следующим способом: топливо (350 галлонов с относительной плотностью 7,8 фунтов за галлон) 2730 фунтов(1240 кг); масло (27 галлонов с относительной плотностью 10 фунтов за галлон) 270 фунтов (123 кг); общий запас горюче-смазочных материалов 3000 фунтов (1565 кг). Остальная часть полезной нагрузки распределяется следующим способом: экипаж и их снаряжение 660 фунтов (300 кг); 17 пассажиров и багаж (17 по 210 фунтов) 3570 фунтов (1620 кг); радиооборудование 250 фунтов (113,5 кг); электрооборудование 75 фунтов (34,1 кг); приборы 100 фунтов (45,4 кг); морское оборудование и т.д. 200 фунтов (91 кг); сигнальные пистолеты и патроны к ним 8 фунтов (3,64 кг); огнетушители 21 фунт (9,55 кг); вода для различных целей 100 фунтов (45,4 кг); общий вес 4984 фунтов (2262,6 кг).

Расчетные летные характеристики

Для машины в варианте поплавкового гидросамолета: максимальная скорость на уровне моря 136,5 миль/ч (220 км/ч); минимальная скорость 67 миль/ч (108 км/ч); начальная скороподъемность 910 фт/мин (4,63 м/с); практический потолок 15000 футов (4575 м); скороподъемность на двух двигателях 300 фт/мин (1,52 м/с); дальность полета на крейсерской скорости 500 миль (800 км).

Для машины в варианте самолета наземного базирования: максимальная скорость 140 миль/ч (225 км/ч); минимальная скорость 66 миль/ч (106 км/ч); начальная скороподъемность 1040 фт/мин (5,28 м/с); практический потолок 16500 футов (5000 м); дальность полета 500 миль (800 км).

Коэффициент Эверлинга

Трехмоторный двухпоплавковый гидросамолет-моноплан компании Short имеет общий вес 9400 кг и нормальную общую мощность силовой установки 1455 л.с.; удельная нагрузка на мощность составляет 6,45 кг/л.с.. Удельная нагрузка на крыло 73 кг/м²; удельная мощность на крыло 1455/128,5 = 11,3 л.с./м². Метрические значения, подставленные в формулу высоких скоростей профессора Эверлинга (Everling High-Speed Figure), дали результат 16, что для трехмоторного самолета является хорошим показателем.

источник: «THE SHORT THREE-ENGINED FLOAT MONOPLANE Bristol Geared «Jupiter» Engines» «FLIGHT», August 22, 1929