Опытный торпедоносец-бомбардировщик Supermarine Type 322 Dumbo. Великобритания
Предисловие редакции: В период непосредственно перед Второй Мировой войной и во время нее увидели свет множество прототипов британских боевых самолетов, построенных как по спецификациям министерства авиации, так и на частной основе. В данной серии статей рассматриваются более необычные и малоизвестные машины, которые хоть и казались в то время желательными, но были превзойдены более удачными самолетами и никогда не пошли в производство.
В пятой части этой серии Филип Джарретт (PHILIP JARRETT) описывает палубный торпедоносец-бомбардировщик с изменяемым углом установки крыла Supermarine Type 322, который за свой тучный профиль получил прозвище «Dumbo» («Дамбо» — в честь летающего слонёнка из диснеевского мультфильма).
Преимущества крыла с изменяемым углом установки были очевидны для авиаконструкторов еще до Первой Мировой войны. По меньшей мере, три машины отличались наличием этого устройства: Mulliner Knyplane 1911 года, моноплан Ратманова и биплан Поля Шмидта (Paul Schmidt), которые датируются 1913 годом. Ни один из этих самолетов не был успешным, и данный принцип должен был ожидать технологию, которая позволила бы ему получить эффективную практическую реализацию.
Четверть века спустя 9 ноября 1937 года британское Министерство авиации выдало спецификацию S.24/37, требовавшую палубный самолет-моноплан, который предназначался для замены Fairey Albacore и должен был выполнять функции торпедоносца, бомбардировщика и разведчика. Самолет должен был быть достаточно прочным для взлетов и посадок с палубы, иметь низкую посадочную скорость и хороший обзор вперед – это были основные требования к машине. Скорость и дальность должны были быть существенно улучшены по сравнению с показателями Albacore. Также машина должна была быть приспособлена к запуску с катапульты либо в качестве самолета наземного базирования, либо в качестве поплавкового гидросамолета. На самолет должен был быть установлен британский двигатель воздушного охлаждения. В общий полетный вес, который в сухопутном варианте не должен был превышать 10 500 фунтов (4763 кг), должны были быть включены 1500 фунтов (680 кг) бомб или торпеда Mk XII. Также от самолета требовалось умение бомбить с пикирования под углом 70° к горизонтали.
Необходимость уборки самолета под палубу и перевод на полетную палубу подъемниками авианосцев ввели ограничения на габаритные размеры, и консоли крыла должны были быть складными.
Семь авиастроительных компаний откликнулись на конкурс по спецификации, но только Fairey и Supermarine Works (отделение концерна Vickers-Armstrong) получили контракты на постройку прототипов. Представленный компанией Fairey проект, в конце концов, превратился в торпедоносец-пикирующий бомбардировщик Barracuda, который поступил в серийное производство, в то время как имевший более совершенную концепцию проект Supermarine был задержан загруженностью работами над истребителем Spitfire. Впервые Dumbo поднялся в воздух в феврале 1943 года — на два года позже первоначальных планов.
25 января 1938 года руководящий конструкторский персонал Supermarine встретился с руководством Министерства авиации, и было решено, что крыло с изменяемым углом установки предлагает лучшее решение поставленной задачи. Чтобы избежать осложнений, было решено использовать неубирающееся шасси при условии, что оно не помешает достижению заданных характеристик. Позже было решено, что аэродинамические тормоза и тормозные щитки, включенные для выполнения бомбометания с пикирования, также будут удалены во избежание дальнейших осложнений.
В качестве силовой установки первоначально был выбран находившийся тогда в стадии разработки 24-цилиндровый бесклапанный двигатель Rolls-Royce Exe; также был рассмотрен Bristol Taurus. Тем не менее компания, в конечном счете, решила использовать более доступные двигатели Rolls-Royce Merlin, несмотря на то что они были с жидкостным охлаждением.
17 мая 1939 года по спецификации S.24/37 были заказаны два прототипа Supermarine Type 322, которым были выделены военные серийные номера R1810 и R1815. Самолет должен был иметь экипаж из трех человек. По счастливой случайности компоновка высокоплана, который наилучшим образом подходит для крыла с изменяемым углом установки, обеспечила наблюдателю отличный обзор вниз. В качестве основного материала для планера Type 322 было выбрано дерево. Отчасти это было сделано вследствие дефицита легких сплавов, а также для более быстрого производства. Фюзеляж был построен из ели; каркас, состоявший из фанерных шпангоутов и четырех еловых лонжеронов, покрывался обшивкой из диагональных полос фанеры. Для соединения каркаса с обшивкой использовался клей. За большеразмерные контуры фюзеляжа Type 322 получил прозвище Dumbo.
Стабилизатор не имел лонжеронов и образовывал монококовую конструкцию, состоявшую из еловых нервюр с диагональной обшивкой. Рули высоты и направления были покрыты полотном. Полуподкосные основные стойки шасси, оснащенные гидравлическими амортизаторами компании Vickers, имели ширину колеи всего 6 футов 4 дюйма (1,93 м). В дополнение к хвостовому колесу была установлена А-образная хвостовая рама с тормозным крюком. Type 322 мог катапультироваться с перегрузкой до 3g.
Хотя основной лонжерон крыла была изготовлен из дюралюминия, задний лонжерон и нервюры были деревянными. На первом прототипе использовалась фанерная обшивка, но на втором для повышения жесткости на кручение складывающиеся консоли были покрыты алькледом. Носовая часть центроплана крыла была образована двумя 65-галлонными (295 л) топливными баками, которые были частью силовой конструкции данного самолета. Безлонжеронные деревянные элероны были покрыты трехслойной фанерной обшивкой. Двухшарнирное соединение позволяло складывать консоли крыла назад вдоль хвостовой части фюзеляжа.
Предкрылки, расположенные по всему размаху передней кромки крыла, имели металлическую обшивку и скользили по механически обработанным направляющим; расположенные у задней кромки закрылки были размещены по всему размаху консолей между фюзеляжем и элеронами. Закрылки были соединены с имевшим изменяемый угол установки крылом и могли быть выпущены до максимального угла 60°, в то время как наибольший угол атаки крыла составлял 15°. Поскольку центр давления крыла лежал недалеко от главного лонжерона, то почти все полетные нагрузки воспринимались выполненным из фосфористой бронзы подшипником переднего лонжерона. Малые вертикальные нагрузки воспринимались задним лонжероном.
Крыло поворачивалось относительно переднего лонжерона, и его угол атаки изменялся с помощью двух винтовых домкратов, которые соединяли задний лонжерон крыла с фюзеляжем. Эти домкраты приводились в движение 1,5-сильным электродвигателем через цепной привод или вручную при помощи маховика. Селектор позволял пилоту переходить от одного метода управления к другому. Обычно консоли крыла были установлены параллельно строительной горизонтали фюзеляжа; угол атаки в полностью выпущенном положении был 13°, что давало максимальный посадочный угол 15°. Первоначально применялось только управление с помощью маховика, и хотя с его помощью можно было легко переместить крыло стоящего на земле самолета, в полете, когда электродвигатель работал в полную мощность, это было делать «крайне утомительно». Микровыключатели на границах перемещения крыла выключали электромотор; вследствие воздействия исключительно вертикальных нагрузок винтовые домкраты были устойчивы к любому случайному изменению угла атаки.
Состав приборов кабины пилота включал в себя панель для выполнения слепого полета производства компании Sperry. Многие средства управления были от истребителя Spitfire, включая триммеры рулей высоты, индикатор триммирования и компенсатор смещения руля направления.
Первый самолет по спецификации S.24/37, R1810, оснащенный 1300-сильным двигателем Merlin 30, совершил свой первый полет над Уорти-Дауном (Worthy Down). Полет был совершен 6 февраля 1943 года под управлением летчика-испытателя компании Supermarine Джеффри Куилла (Jeffrey Quill). Второй прототип R1815 взлетел вскоре после этого. Помимо измененной обшивки крыла вторая машина отличалась от первой 1620-сильным двигателем Merlin 32 и более высокими и острыми килем и рулем направления. Заводские испытания продолжались вплоть до ноября 1944 года, когда R1810 был отправлен в Фарнборо в Королевский авиационный НИИ (Royal Aircraft Establishment — RAE) для всесторонних летных испытаний. В Фарнборо внимание при проведении испытаний было сосредоточено на управляемости и особенно на продольной и поперечной устойчивостях и управляемостях во время взлета и посадки. В RAE «Дамбо» считался исключительно экспериментальным самолетом.
Поскольку предкрылки были автоматическими, а закрылки были связаны между собой, то действия пилота при посадке не отличались от действий летчика обычного самолета, который всего лишь выпускал закрылки. Когда обычная машина летела медленно, увеличивался угол атаки крыла с опусканием хвоста вниз; этот эффект усиливался подъемной силой крыла. С поворотным крылом при подходе к земле пилот Type 322 мог поддерживать угол атаки фюзеляжа почти постоянным. Также поворотное крыло обеспечивало пилоту превосходный обзор. Пилот мог выбрать промежуточную установку крыла и закрылков для медленного полета в плохую погоду, а при выборе соответствующих настроек машина могла легко взлететь с «трех точек». Еще одной необычной особенностью был сильно опущенный нос при заходе самолета на посадку с выключенным двигателем. Кроме того, при работающем двигателе могли быть сделаны корректировки уровня фюзеляжа при заходе на посадку.
Когда Type 322 отрывался от земли, появлялся большой дифферент с задиранием носа, ограничивавший на взлете максимальные углы установки закрылков и угол атаки крыла 42° и 11° соответственно. Так как угол атаки крыла увеличивался, сваливание постепенно становилось отчетливее. Хотя у самолета была хорошая путевая устойчивость, он был поперечно неустойчив и незначительно неустойчив в продольном положении, что затрудняло полеты в плохую погоду. При заходе на посадку с крылом, установленным на максимальный угол атаки, и с предкрылками, открытыми на скорости 75 миль/ч (121 км/ч), управление элеронами было легким и эффективным. Однако управление рулем направления было неэффективным, а рулям высоты требовались значительные перемещения.
Неэффективность руля направления имела следствием тенденцию к выводу из равновесия и увеличение скорости разворота, что в свою очередь вело к тангажу с увеличением угла, сваливанию и появлению штопора, который мог быть предотвращен только закрытием дросселя и отклонением руля направления и элеронов в обратном направлении.
На всех настройках угла атаки основные колеса отрывались от земли перед хвостовым, и машина довольно круто уходила с набором высоты. На взлете угол установки крыла был ограничен 11° вследствие необходимости достаточного управления рулем высоты и для предотвращения сваливания самолета при двигателе, работающем на полную мощность.
В ходе испытаний были оценены посадочные характеристики самолета с крылом, установленным в диапазоне 10°-15°, и было установлено, что с увеличением угла атаки увеличивались сложности техники пилотирования. При угле атаки 15° скорость захода на посадку была 75 миль/ч (121 км/ч). Трезвый расчёт имел важное значение и показывал, что если при этой установке была посадка на три точки, то приземление только на основные колеса привело бы к подпрыгиваниям самолета при посадке и большим смещениям. Однако при угле атаки 10° посадка была простой, и это положение рекомендовалось для обычных действий с авианосца.
Блокирование предкрылков в закрытом положении увеличивало скорость сваливания примерно на 12 миль/ч (19 км/ч) и усиливало сваливание на крыло. Управление рулем высоты было значительно усовершенствовано, но в то же время стало намного более чувствительным.
Испытания в Фарнборо были закончены, когда 22 июня 1945 года у двигателя R1810 появилась утечка гликоля, этот самолет загорелся в воздухе. Капитан Эрик Браун (Capt Eric Brown), который был ответственным за испытания и пилотировал этот самолет, заглушил двигатель и сделал успешную посадку с неработающим мотором. И хотя была повреждена только носовая часть самолета, повреждения были признаны слишком тяжелыми, чтобы затевать ремонт.
Компания Supermarine продолжала полеты на R1815, который в итоге был оснащен щелевыми элеронами, позволявшими в полной мере использовать очень высокий максимальный коэффициент подъемной силы, достигавший с работающим двигателем значения 3,9. Майк Литгоу (Mike Lithgow) присоединился к компании Supermarine в качестве летчика-испытателя в январе 1945 года, и в своей книге «Mach One» он вспоминал, что «Дамбо»
«для нашего назидания … время от времени выкатывали».
По словам Литгоу
«его очень низкая скорость была предметом многих горячо оспариваемых претензий, но я думаю, что рекорд был 27 миль в час (43 км/ч)! Это, конечно, были измеренные данные, и я не верю, что мы когда-либо знали о неправильном положении переключателя, чтобы заявить, какова на самом деле была истинная скорость».
Майк Литгоу особенно вспоминал чувствительность шасси, которое
«… было спроектировано таким образом, что только высочайшее мастерство или везение могли помочь приземлиться без козления с очевидно все возрастающей амплитудой. Ничего не оставалось, кроме как ждать конца мучениям, которые прекращались, когда скорость падала до значений, при которых отскок был теоретически невозможен».
Второй прототип закончил свои дни на базе летных испытаний компании Supermarine, в Чилболтоне (Chilbolton), недалеко от Уинчестера (Winchester), где в 1947 году служил в качестве сопровождающего самолета для флотского реактивного палубного истребителя Attacker. Крыло с изменяемым углом установки, которое показало свою практическую применимость, было также особенностью впервые полетевшей в июле 1948 года летающей лодки-амфибии Supermarine Seagull ASR.l, созданной для разведки и для авиационно-спасательных операций на море.
неуклюже выглядящий первый прототип Supermarine 322 с крылом, установленным с нулевым углом атаки в так называемой высокоскоростной конфигурации
на этом виде спереди показаны неубирающиеся основные стойки шасси Dumbo с узкой колеей и достаточно хороший обзор вперед
Dumbo имел складные консоли крыла для хранения на корабле. Обшивка показанного самолета (R1810) была из диагональных полос фанеры. Второй прототип (R1815) имел обшивку крыла из дюралюминия
первый Dumbo в полете с почти максимальным углом атаки крыла, открытыми предкрылками и выпущенными закрылками
другой снимок первого Dumbo после модифицирования с установкой более высоких киля и руля высоты; самолет показан летящим с большим углом атаки крыла. Обратите внимание на тень на носу самолета от выпущенных предкрылков
схема того времени, опубликованная в «The Aeroplane Spotter»
схема механизма изменения угла установки крыла. Альтернативными были ручной и электрический варианты
два снимка второго Dumbo
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: Supermarine Type 322 Dumbo
Назначение: торпедоносец-бомбардировщик
Статус: опытный
Экипаж: 2 чел.
Силовая установка:
R1810 — один 1300-сильный Rolls-Royce Merlin 30
R1815 — один 1645-сильный Rolls-Royce Merlin 32
Размеры:
размах крыла 50 футов 0 дюймов (15,24 м)
длина 40 футов 0 дюймов (12,19 м)
высота 14 футов 2 дюйма (4,32 м)
площадь крыла 319,5 кв. футов (29,68 м²)
Вес:
пустого 9175 фнт (4162 кг)
с полной нагрузкой 12 000 фнт (5443 кг)
Летные характеристики:
максимальная скорость на высоте 4000 футов (1219 м) 279 миль в час (449 км/ч)
крейсерская скорость на высоте 2000 футов (610 м) 250 миль в час (402 км/ч)
скорость сваливания 58 миль в час (93 км/ч)
максимальная дальность на высоте 2000 футов (610 м) и скорости 160 миль в час (257 км/ч) 825 миль (1327 км)
Вооружение (на прототипах не устанавливалось):
cтрелковое — один установленный в крыле 0,303″ (7,7-мм) пулемет Browning и один 0,303″ (7,7-мм) пулемет Browning или Vickers K в задней кабине.
бомбо-торпедное — одна 18″ (457-мм) торпеда Mk XII или шесть 250-фунтовых (113,4 кг) или 500-фунтовых (226,8 кг) бомб
источник: PHILIP JARRETT «NOTHING VENTURED… Supermarine Type 322» Aeroplane Monthly. August 1990
