Опытный почтово-пассажирский самолет Westland Dreadnought. Великобритания
Хотя древесина использовалась для изготовления цельнодеревянных планеров самолетов или секций планеров вплоть до 1955 года (когда последние Vampire, чьи нос и кабина были выполнены из фанеры и бальзы, были сняты с эксплуатации Королевских ВВС), благодаря работам профессора Хуго Юнкерса металлические конструкции впервые появились в 1910 году в Германии. Для использование металла в сочетании с передовыми аэродинамическими профилями и конструктивными методами 1 февраля 1910 года Юнкерс запатентовал двухмоторный транспортный самолет с металлической обшивкой со свободнонесущим толстым крылом, которое в корневой части было достаточно велико и позволяло для уменьшения лобового сопротивления размещать целиком экипаж. Это был бесхвостый самолет типа летающее крыло или «Nur Flügel-Flugzeug».
В военные годы в Германии компании Рорбаха и Дорнье экспериментировали с монопланами со свободнонесущими крыльями и спроектировали ряд самолетов с этой особенностью. Эти работы не осталась незамеченными специалистами и инженерами британского Министерства авиации из числа тех, кто начал сомневаться в том, что конфигурация биплана является единственно удовлетворяющей при создании военных самолетов. В 1917 году представилась возможность для реализации их теории на практике. председатель Aircraft Manufacturing Company (Airco) в Хайде (The Hyde), Хендон, Джордж Холт Томас (George Holt Thomas) послал одного из своих сотрудников Уильяма Уилкинса (William Wilkins) в Россию чтобы изучить возможность создания там завода по производству самолетов de Havilland D.H.4 и D.H.6. Мистер Уилкинс возвратился в Соединенное Королевство с русским эмигрантом Воеводским, который ранее послал в Airco свой проект аэродинамически чистого внутренне расчаленного свободнонесущего моноплана, в котором утолщенные корневые части крыла плавно переходили в фюзеляж в виде непрерывного аэродинамического профиля. Все планы англо-русской производственной кооперации самолетов de Havilland закончились после Октябрьской революции, но проекты Воеводского были приняты комитетом по исследованиям в области авиации (Aeronautical Research Committee), видевшим эти конструкции достаточно развитыми, чтобы сравниться с немецкими самолетами-монопланами. В результате в течение 1920-21 годов модели, включающие это новое крыло, были испытаны в низкоскоростной аэродинамической трубе Королевского авиационного НИИ (RAE — Royal Aircraft Establishment) в Фарнборо. Испытания показали, что новое крыло показало высокую подъемную силу, но в сочетании с неожиданно высоким сопротивлением. В докладе ARC 1919 года было казано, что в Великобритании ведутся работы над аэродинамическими характеристиками толстых крыльев с внутренним креплением.
«В частности, было установлено, что эти монопланы очень подвержены штопору, но есть надежда, что эксперименты на моделях покажут как эта тенденция может быть нейтрализована».
схемы Westland Dreadnought
Несмотря на это, в докладе Министерства авиации было решено, что самолет с крылом Воеводского должен быть построен. Министеррство авиации объявило конкурс по спецификации 6/21 с участием компаний George Parnall & Co и Westland. Главный конструктор Parnall Гарольд Болас (Harold Bolas) подготовила проекты двухмоторных самолетов, но в результате продолжительных экспериментов с моделями в аэродинамической трубе RAE был выбран одномоторный самолет Роберта Брюса (Robert Bruce).
слияние толстого крыла и фюзеляжа Dreadnought хорошо показано на этой фотографии. Обратите внимание на большую дверь и положение круглых «слуховых окон» на фюзеляже
Конструкция этого необычного самолета, описанного как «почтовый» и получившего имя «Dreadnought», представляла несколько серьезных прочностных проблем. Это было обусловлено применением шестилонжеронного крыла с 18-футовой (5,486 м) хордой, что было заметным отходом от более традиционного двухлонжеронного крыла, и математик Дж. Д. Уильямс (J D Williams) специально присоединился к коллективу компании Westland для решения этого аспекта проектных работ. Ему помогал Джон Дигби (John Digby), который, примерно 25 лет спустя, стал главным конструктором. Вскоре после окончания войны Роберт Брюс имел возможность изучить многолонжеронное крыло Юнкерса и это, несомненно, повлияло на его подход к крылу Dreadnought-а с размахом в 69,5 футов (21,184 м). В этом крыле верхний и нижний стальные трубчатые лонжероны соединялись вертикальными трубчатыми стойками и были поперечно связаны проковаными стержнями (вертикальными в плоскости лонжерона и диагональными и поперечными по отношению к другим лонжеронам). Шпангоуты в центре фюзеляжа, имевшие прямоугольное сечение, были выполнены из стальных труб с глубинными триангулированными структурами каждой стороны, несущими узлы крепления крыла. Эти шпангоуты формировали центральный салон, который в продольном и поперечном планах был укреплен открытыми портальными рамами, наклонные стороны которых предоставляли простанство для восьми сидячих мест. Профиль крыла был похож на профиль RAE T.64, увеличенный в глубину до 6 фт 6 дйм (1,981 м) в корневой части центральнофюзеляжных шпангоутов и до 3 фт 6 дйм (1,067 м) в местах соединения крыла и фюзеляжа. В корневых частях элеронов глубина составляла 2 фт 6 дйм (0,762 м). Верхняя поверхность передней части многонервюрного крыла была сильно закруглена от вершины переднего лонжерона до соединения с нижней поверхностью в боковом «остром гребне» («chine»). В этом была опасность, поскольку в то время аэродинамики еще не знали о раннем срыве воздушного потока. Эта опасность усиливалась за счет наклонных сторон центра фюзеляжа, которые представляют собой зализы, проходящие вдоль всей длины фюзеляжа с плоским днищем. Ставший позднее главным летчиком-испытателем Гарольд Пенроуз (Harold Penrose) сказал об этой особенности:
«Это было получено эмпирическим путем в отсутствии какого-либо известного математического подхода».
на этой фотографии можно увидеть 18-футовую (5,486 м) хорду профиля крыла Dreadnought-а и четыре точки узла крепления. Цилиндрический топливный бак располагался в каждой консоли крыла
Если некоторые из элементов коснтрукции Dreadnought-а основаны на интуитивных догадках, то другие, более знакомые проблемы были тщательно исследованы: к ним относятся шарнирные моменты поверхностей управления, осевая шарнирная компенсация рулей высоты и направления. Элероны были нового типа конструкции Лесли Фрайза (Leslie Frise) из Bristol Aeroplane Company. Когда передняя кромка располагается ниже крыла, она образует воздушный коридор, помогающий сделать элероны более эффективными при потере скорости, но, в принципе, добавляло сопротивления движущемуя вниз крылу. Westland явояоась первой компанией (помимо Bristol), которая истользовала этот тип элеронов.
двигатель Lion казался незначительными по сравнению с большими фюзеляжем и корневым сечением крыла, с которыми он соединялся. Наэтой фотографии можно увидеть тянущиеся к хвостовому оперению из кормовой части кабины внешние тросы управления качающихся рычагов
Передняя часть фюзеляжа, содержавшая двухместную открытую кабину, имела конструкцию из стальных труб и несла 450-сильный двигатель Napier Lion II, присоединенный к фюзеляжу с помощью стальных креплений. Металлические и деревянные панели покрывали отсеки с двигателем и кабиной лётчика. Средняя часть фюзеляжа и интегральный центроплан крыла покрыты мелкогофрированной обшивкой и четырьмя окнами с каждой стороны, два круглых «слуховых окна» на верхней поверхности и дверь по левому борту. Задняя часть фюзеляжа и хвостовое оперение были покрыты полотном расчалочной деревянной конструкции. Основные стойки шасси с пластинчатыми резиновыми амортизаторами были прикреплены к корневым частям крыла и имели разрезную ось с крепяшимися к нижней центральной части фюзеляжа полуосями.
Dreadnought готов к первому полету. На фотографии четко видны элероны Фрайза, использование гофрированного металлического покрытия для центральной и полотняного покрытия для задней частей фюзеляжа самолета
Производство компонентов и сборочных узлов Dreadnought-а началось в начале 1922 года и неуклонно продолжалось в течение следующего года. По состоянию на конец февраля 1924 года конструктивно самолет был практически завершен и, будучи готовым к покрытию полотном, стоял в главном сборочном ангаре, называемом Vimy Shop. Эти работы были завершены в конце апреля, когда самолет был полностью окрашен серебрянкой. Поскольку Dreadnought был построен по контракту Министерства авиации, то он нес белые, красные и синие полосы, а также серийный номер J6986 на руле направления.
единственная фотография летящего Dreadnought-а, сделанная за несколько секунд до его падения во время первого полета
В течение первой недели мая двигатель Lion самолета J6986 прошел текущую проверку и в четверг 8 числа тест-пилот Westland Стюарт Кип (Stuart Keep) сделал несколько предварительных рулежечных испытаний. Во время некоторых из них сиденье второго пилота занимал Роберт Брюс, который был тестем Кипа и, конечно, управляющим директором Westland. На следующий день, который был солнечным и с лёгким ветром (2 балла Бофорта) Брюс, главный конструктор Артур Дэвенпорт, а также небольшая группа конструкторов и рабочих собрались, чтобы посмотреть первый полет Dreadnought-а. После трех пробных отрывов от земли, во время одного из которых самолет оказался в воздухе после разбега длиной в 200 ярдов (182,88 м), Dreadnought развернулся и начал четвертый, на этот раз летя над от травяным покрытием, так как Кип направил его вниз, чтобы нарастить скорость, перед тем, как позволить задрать нос в наборе высоты. Однако, он поднялся слишком резко, и, самолет, казалось, изо всех сил пытался остаться в воздухе, но правая консоль крыла опустилась. Dreadnought внезапно потерял высоту и врезался в землю законцовкой крыла и носом. Ходовая часть была оторвана, а двигатель во время движения самолета по земле попал в кабину. Когда первые спасатели, пробежав по всему аэродрому, прибыли на место происшествия, они обнаружили, что Кип еще был жив, хотя и без сознания, и с переломом обеих ног. Сестра Томас (Thomas), которая была заводской медсестрой, была в одной из первых групп достигших самолет. Она быстро приложила жгуты к ногам Кипа и, несомненно, тем самым спасла ему жизнь. Сестра Томас ухаживала за ним до приезда «скорой помощи», чтобы отвезти его в больницу Йовила, где обе ноги были ампутированы. Несмотря на то, что обломки Dreadnought-а были восстановлены — испытания на прочность проводились на центральном салоне и неповрежденном левом крыле — причина аварии оставалось загадкой, хотя Westland и Министерство авиации провели тщательное расследование. Поскольку точная причина не могла быть установлена, Министерство авиации отказалось от какого-либо интереса к этому проекту. Одним положительным результатом стало признание Брюса, что использование эмпирических методов проектирования было опасным. Таким образом он решил, что Westland должна иметь более мощную аэродинамическую трубу, чтобы помочь будущим проектным работам.
удивительно, что Стюарт Кип спасся из раздавленной кабины Dreadnought-а. Внизу справа можно увидеть острую переднюю кромку крыла
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Описание: двухместный исследовательский/почтовый моноплан. Металлическая конструкция с полотняным покрытием
Размещение: два пилота в открытой кабине и восемь пассажиров в центральном салоне
Силовая установка: один 450-сильный двенадцатицилиндровый V-образный двигатель водяного охлаждения Napier Lion II, приводящий в движение двухлопастный деревянный пропеллер диаметром 9 фт (2,743 м)
Размеры:
размах крыла 69 фт 6 дйм (21,184 м)
длина 56 фт 0 6 дйм (17,069 м)
высота 16 фт 4 дйм 6 дйм (4,978 м)
площадь крыла 840 фт² (78,038 м²)
Вес:
пустого 5623 фнт (2550,593 кг)
с полной нагрузкой 6900 фнт (3129,84 кг)
Летные характеристики:
максимальная скорость (расчетно) 102 миль/ч (164,118 км/ч)
Производство: в течение 1922-24 годов компанией Westland Aircraft Works, Йовил, Сомерсет был построен один Dreadnought
источник: Derek N James «Westland Aircraft since 1915»
