Орнитоптеры инженера Рене Риу. Часть 1 Опытный махолет DuBois-Riout. Франция
Орнитоптеры инженера Рене Риу. Часть 1 Опытный махолет DuBois-Riout. Франция
Когда люди начали задумываться о полетах на летательных аппаратах тяжелее воздуха, они вполне естественно стали подражать птицам. Однако сложности схемы орнитоптеров – использование взмахов крыльев для поступательного полета – оказался непреодолимыми. К 1900 году большинство пионеров авиации сосредоточили свои усилия на самолетах – летательных аппаратах с неподвижными крыльями и вращающимися воздушными винтами, – и лишь немногие остались верны махолетам.
В начале 1900-х годов французский инженер Рене Луи Риу (René Louis Riout) переключил свое внимание с автомобилей на авиацию. Первоначально Рене Риу разрабатывал модели планеров и винтовых самолетов, но вскоре его внимание было обращено на орнитоптеры. К 1907 году созданные инженером Риу модели махолетов успешно летали, а в 1909 году одна из моделей пролетела 50 метров на высоте 3 метра. В 1910 году модель орнитоптера пролетела 170 метров, а в 1911 году пройденное расстояние увеличилось до 220 метров.
В конце 1910 года Рене Риу был выдан французский патент №419140 на его механизм работы машущих крыльев и конструкцию орнитоптера. В 1911 году это изобретение было запатентовано в Великобритании (патент №191117951) и США (патент №1009692). Патент Рене Риу описывал, как мощность от двигателя через понижающую передачу с уменьшенной частотой вращения поступала на коленчатый вал. Коленчатый вал имел две цапфы, которые были расположены так, что угол между местами их соединений составлял 180 градусов. Каждая из цапф соединялась с поворотным механизмом своего крыла с помощью шатуна. Когда коленчатый вал поворачивался, цапфа перемещалась в ближайшее к крылу горизонтальное положение и само крыло поднималось в верхнее положение. Когда кривошипный рычаг перемещался в самое дальнее от крыла горизонтальное положение, крыло опускалось в самое нижнее положение. Таким образом, перемещения крыла вверх и вниз контролировалось скоростью вращения двигателя. Приводная система включала в свой состав тяжелый маховик для сглаживания импульсов мощности от двигателя. В небольших летательных аппаратах маховик мог быть заменен пружиной с большим усилием сжатия.
чертежи из патента Рене Риу; США, 1911 год. На Рис.1 показана конструкция орнитоптера, которая имеет мимолетное сходство с махолетом, который был построен в 1913 году. На Рис.2 и Рис.3 показан механизм машущего полета. На Рис.4 и Рис.5 показано крыло в положении планирования. На Рис.6 и Рис.7 показана крутка крыла для создания подъемной силы
Патент подробно описывал, как крылья будут деформироваться при движении. Подъем крыльев осуществлялся в нейтральном положении (положении планирования). При движении вниз задняя кромка крыла отклонялась вверх чтобы обеспечить тягу. Пружины в крыле регулировали деформацию, чтобы соответствовать мощности при перемещении крыла вниз. Медленный ход вниз приводил к тому, что крыло сохраняло свою форму при планировании. Самая большая дефромация крыльев была на их законцовках, уменьшаясь к корневым частям.
Рене Риу заключил партнерские отношения с Жаном-Мари ДюБуа (Jean Marie DuBois), и к 1913 году был изготовлен полномасштабный орнитоптер. Точно не установлено какую именно роль ДюБуа сыграл в создании орнитоптера, но получившаяся машина была известна как моноплан DuBois-Riout. Орнитоптер Du Bois-Route имел тонкий обтекаемый корпус с силовым набором из стальных труб и полотняной обшивкой. Вертикальное оперение – киль и руль направления – установлено под фюзеляжем. Горизонтальное оперение махолета состояло из руля направления и киля, выступавшего из верхней части фюзеляжа. Одноместная кабина была расположена между крыльями орнитоптера. Крылья имели силовой набор из стальных труб и полотняную обшивку. Шасси летательного аппарата было стандартным для того времени: с передними основными стойками и хвостовой стойкой.
махолет DuBois-Riout, оснащенный трехцилиндровым двигателем Viale Type A; вид спереди. Цилиндры двигателя можно увидеть выступающими над капотом. Крылья отклонены от вертикали на 20 градусов вверх. Обратите внимание на полуперекрёстную ременную передачу для колесной оси
Силовая установка махолета состояла из одного трехцилиндрового двигателя Viale Type A. Центральный цилиндр двигателя был установлен вертикально, а боковые цилиндры были отклонены на угол 65 градусов. Двигатель с воздушным охлаждением имел диаметр 105 мм и рабочий ход 130 мм. Общий рабочий объем двигателя составлял 3,4 литра, и при 1500 об/мин развивал мощность 35 л.с. (26 кВт). Двигатель был расположен в носовой части орнитоптера и заключен в капот, но в целях охлаждения его цилиндры выступали в воздушный поток. Двигатель приводил в движение коленчатый вал, чтобы махать крыльями в соответствии с описанием патента.
крылья махолета расположены в нижнем положении – около 20 градусов ниже горизонтали. Этого было достаточно, чтобы законовки крыльев касались земной поверхности. По этой причине взмахи крыльев начинались после того как орнитоптер во время рулежки развивал взлетную скорость. На снимке виден кожух, покрывающий верхнюю часть приводного ремня
Главная проблема, стоящая перед орнитоптерными конструкциями, заключалась в том, как на взлете начать разбег и набрать достаточную поступательную скорость для отрыва от взлетной полосы. Через ремень махолет DuBois-Riout использовал мощность двигателя для вращения колес основных стоек шасси во время разбега. Ведущий шкив был расположен позади двигателя, а ведомый шкив был расположен на межколесной оси и перпендикулярно ведущему шкиву. Ведомый шкив был смещен влево, чтобы его передняя кромка находилась непосредственно под левой стороной ведущего шкива. Когда приводной ремень отрывался от задней части ведомого шкива, он перемещался вправо чтобы снова соединиться с правой стороной ведущего шкива. Поворот ремня на 90 градусов позволял преобразовать продольное вращение коленчатого вала двигателя в поперечное вращение колес самолета. Как только орнитоптер набирал взлетную скорость, машина отрывалась от земли. Через муфты сцепления мощность двигателя передавалась от шкива к машущим крыльям для обеспечения устойчивого поступательного полета.
на данном снимке махолета DuBois-Riout хорошо показано установленное под фюзеляжем вертикальное оперение и горизонтальное оперение, прикрепленное к верхней части фюзеляжа. Обратите внимание на большой шкив на межколесной оси
В конце 1913 или в начале 1914 года Рене Риу начал испытания орнитоптера, но столкнулся с проблемами в работе двигателя. Нерешенным остается вопрос: работал ли двигатель неправильно или от него требовалось большая мощность. Разразившаяся Первая Мировая война не дала решить проблемы с силовой установкой. Лишь в 1916 году Рене Риу получил разрешение возобновить испытания своего махолета. Был приобретен и установлен в орнитоптере двигатель Gnome-Rhône мощностью 50 л.с. (37 кВт). Не было найдено информации о том, какие модификации были внесены в орнитоптер для управления роторным двигателем и его гироскопическим крутящим моментом. По сообщениям орнитоптер поднялся в воздух, но быстро упал и потерпел крушение. Никто не пострадал в результате несчастного случая. Рене Риу был вынужден вернуться на фронт, и больше никаких работ над орнитоптером не проводилось.
на данном снимке показан орнитоптер DuBois-Riout (вид сзади). Обратите внимание на крупный штурвал в кабине пилота и крупные промежутки между крыльями и фюзеляжем
Можно подумать, что с гибелью махолета DuBois-Riout и быстроым совершенствованием обычных самолетов, доказавших свою ценность на протяжении всей Первой Мировой войны, Риу отойдёт от конструкции орнитоптера. Однако он продолжал упорствовать, и спустя 20 лет был построен его следующий орнитоптер Riot 102T Alérion.
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: DuBois-Riout
Назначение: махолет
Статус: прототип
Экипаж: 1 чел.
Силовая установка: один трехцилиндровый двигатель воздушного охлаждения Viale Type A мощностью 35 л.с.
Размеры:
размах крыльев 10,5 м
Масса:
общая 360 кг
Летные характеристики:
максимальная скорость (расчетная) 135 км/ч
источники:
- “Flying Machine with Flapping Wings” US patent 1,009,692 by René Louis Riout (granted 21 November 1911)
- “French Monoplane with Flapping Wings” Popular Mechanics (February 1913)
- French Aeroplanes Before the Great War by Leonard E. Opdycke (2004)
- Rotary Wing Aircraft Handbooks and History Volume 11: Special Types of Rotary Wing Aircraft by Eugene K. Liberatore (1954)
- “Avion à ailes battantes Riout 102T” by Christian Ravel Le Trait D’Union No 225 (January-February 2006)
источник: https://oldmachinepress.com/2017/11/05/dubois-riout-ornithopter/
