Первые крупные летающие лодки-«клиперы» для авиакомпании Pan American. Пассажирские летающие лодки Sikorsky S-40. США Часть 1
19 октября 1927 года небольшой гидросамолет Fairchild FC-2, получивший собственное имя «La Niña», с тридцатью тысячами писем вылетел из города Ки-Уэст (Key West), архипелаг Флорида-Кис, центр округа Монро, штат Флорида, в столицу Кубы. Управлявший самолетом Сай Колдуэлл (Cy Caldwell) вряд ли мог подумать о будущем компании, для которой он своим полетом открывает новую авиалинию, – о компании Pan American Airways Inc. (Pan American; Pan Am), которая начала свою деятельность, даже не обладая парком собственных самолетов!
Компания ожидала получения двух самолетов компании Fokker. Однако поскольку поставка задерживалась и так как контракт был заключен с администрацией центрального почтового управления США, то руководству компании Pan American, обязанному до 20 октября организовать линию Ки-Уэст – Гавана, пришлось срочно арендовать гидросамолет Fairchild West Indian Aerial Express. В тот момент, когда Колдуэлл достиг места назначения, в Нью-Йорке некий Хуан Трипп (Juan Trippe) отчаянно пытался отсрочить установленные администраций сроки. Этот молодой человек двадцати восьми лет был президентом и главным менеджером компании Pan American.
Трудности были быстро преодолены, и 28 октября началось регулярное авиасообщение с использованием только что полученного компанией трехмоторного транспортно-пассажирского самолета Fokker C-2. Изначально предназначавшаяся для перевозки грузов линия Ки-Уэст – Гавана с 16 января 1928 года стала перевозить пассажиров. На тот момент молодая компания уже имела три самолета: Fokker C-2, Fokker F-7 и Sikorsky S-36.
Плодотворная ассоциация
С момента прибытия в США – март 1919 года – Игорь Иванович Сикорский построил самолеты не менее девяти различных типов, но ни одна из этих машин не вышла из стадии прототипа. Лишь летающая лодка Sikorsky S-36 стала первым коммерчески успешным самолетом конструктора на американской земле. Единственный экземпляр этой машины с декабря 1927 года по февраль 1928 года был передан Игорем Сикорским в аренду компании Pan American, которую интересовали возможности этой маленькой амфибии, а именно поведение на земле. Результаты испытаний были убедительными, и компания Pan Am заказала серию из четырех самолетов S-38A, представлявших собой значительно усовершенствованную модификацию S-36PL. Замечательно подходящие для эксплуатации на линиях Карибского бассейна и Центральной Америки, инфраструктура у которых почти полностью отсутствовала, летающие лодки S-38 гарантировали хорошие перспективы компании Sikorsky даже несмотря на то, что «гадкий утенок» был весьма далек от замыслов своего создателя.
В истории авиации имя Игоря Ивановича Сикорского тесно связано с самолетами-гигантами, поскольку в 1913 году в России им были созданы экстраординарные многомоторные самолеты-бипланы: знаменитые «Гранд» и «Илья Муромец», являвшиеся самыми крупными самолетами своего времени. Во время своих первых встреч Сикорский и Трипп серьезно обсуждали перспективы коммерческой авиации. В выборе между заказом большого количества малых самолетов и малого количества больших авиакомпания предпочтет второй варрант из соображений здоровой экономии. Хотя в то время в эксплуатации еще не было столь крупных машин, летом 1928 года Игорь Сикорский и сотрудники его компании начали изучать возникающие технические проблемы с целью представить различные проекты привилегированному заказчику, которым должна была стать Pan American.
Перед руководством компании Sikorsky стояли два варианта: либо приступить к созданию смелого проекта, не огладываясь на то, что было сделано ранее, либо создать проект с экстраполированием уже известных данных и сосредоточиться на решении проблем избыточного веса. Первый вариант был одобрен некоторыми техниками, но, в конце концов, разум взял верх. Не желая торопить события, Игорь Сикорский и его инженер-аэродинамик Михаил Глухарев сначала решили построить значительно увеличенный вариант амфибии S-38, получивший обозначение S-40.
Показанные представителям компании Pan American первые эскизы нового самолета стали отправной точкой в тесном сотрудничестве между авиастроительной компанией и Чарльзом Линдбергом – главным техническим советником компании Pan Am. Хуану Триппу удалось нанять героя трансатлантического перелета в полной уверенности, что это положительно скажется на престиже авиакомпании.
Для американцев Линдберг был живой легендой, которая давала общественности абсолютную уверенность, гарантированную яркостью его трансокеанского успеха.
Однако Чарльз Линдберг не довольствовался простой ролью рекламного лица компании. Он принимал активное участие в начинаниях компании Pan American и выполнял – часто рискованные – разведывательные полеты для определения мест новых площадок и одновременно очень серьезно относился к роли консультанта.
Когда Линдберг взглянул на проект S-40, то увидел летающую лодку с корпусом, размещенным под высокорасположенным крылом, к которому крепились двигатели и хвостовое оперение. Чарльз Линдберг, надеявшийся увидеть что-то более смелое и современное, был разочарован переплетением балок, подкосов и расчалок, дав машине прозвище «летающий лес» (la Forêt Volante). Однако первое впечатление не помешало Линдбергу дать впоследствии несколько дельных советов, и когда дело дошло до определения лучшего места в фюзеляже и конструкторы колебались между альтернативными вариантами, каждый из которых имел свои преимущества и недостатки, Игорь Иванович обратился к Чарльзу Линдбергу о встрече.
Будучи пилотом, Линдбергу хотелось разместить кабину как можно дальше от крайней носовой точки, что обеспечило бы экипажу хорошую защиту во время скольжения по водной поверхности; однако такое расположение могло привести к несчастным случаям, отвлекая взгляд пилотов в критические моменты, которыми являются взлеты и посадки, и если Сикорский и Линдберг хотели предложить прочную основу новому взгляду на развитие коммерческой авиации, то обеспечение безопасности пассажиров должно было выйти на первый план и получить приоритет над всеми остальными соображениями. Поэтому Линдберг предложил разместить кабину пилотов как можно ближе к крайней носовой точке самолета: в первой трети между форштевнем лодки и передней кромкой крыла. Для Сикорского, очарованного тщательностью изложения Линдберга, стало делом чести не только приветствовать его доводы, но и применить их в полном объеме.
Первые испытания в аэродинамической трубе начались в октябре 1928 года, и потребовалось более трехсот часов тестов, чтобы достичь окончательной конфигурации, значительно отличавшейся от предложенного первоначально варианта. Что касается гидродинамических испытаний, то они в очередной раз дали возможность продемонстрировать изобретательность инженеров компании Sikorsky. В то время гидроканал в Лэнгли-Филд (Langley Field) находился в стадии строительства, и вашингтонской военно-морской верфи (Washington Navy Yard) пришлось выполнить ряд заявок на испытания, что превысило ее возможности. Чтобы устранить этот недостаток, сотрудниками компании Игоря Сикорского была сделана дюжина моделей различных вариантов корпусов проектируемой летающей лодки в уменьшенном масштабе для испытаний на реке Хусатоник (Housatonic River). Эта река протекает через город Бриджпорт (Bridgeport), штат Коннектикут, в котором находился завод компании Sikorsky. Моторная лодка одновременно тянула две модели, изготовленные в масштабе 1:10 и даже 1:5, и проводившие испытания сотрудники сравнивали формы их кильватерных струй. Этот метод оказался весьма удовлетворительным, поскольку удалось должным образом оценить их форму.
Периодические проверки с применением математического анализа, проведенные в вашингтонском гидроканале, дополнили результаты натурных испытаний апреля 1929 года.
Наконец, 20 декабря 1929 года усилия, затраченные на проектирование и испытания, привели к заказу компанией Pan American Airways двух летающих лодок S-40, предназначенных для полетов на линии Майами – Кингстон (Ямайка) – Кристобаль (Панама).
В Бриджпорте немедленно началась постройка этих лодок. Нетрудно представить себе радость Игоря Сикорского, видевшего, как его мечта медленно принимает свои формы: частенько поздними вечерами после окончания работы он бросал свой взгляд на сборочный цех, чтобы еще раз проверить правильность хода операций и чтобы вновь испытать законное чувство удовлетворения творца по отношению к своему детищу. Достижение цели потребовало более года, причем сроки были не только из-за размеров поставленной задачи, но и по причине большого количества усовершенствований, в ходе работ вносимых в конструкцию самолета.
Весной 1931 года первая летающая лодка S-40 покинула сборочный цех завода. Получив номер гражданской регистрации NC-80V, в июле самолет был готов для проведения летных испытаний.
Анатомия гиганта
Летающая лодка S-40 представляла собой моноплан-парасоль длиной 23,37 метра, размахом крыла 34,75 метра и высотой (на земле) 7,26 метров. Самолет S-40 был амфибией – неологизм (по тем временам), введенный в оборот компанией-изготовителем и подчеркивавший, что данный летательный аппарат может перемещаться по земле, водной поверхности и по воздуху. До этого термин «амфибия» был зарезервирован за транспортными средствами, способными перемещаться лишь по первым двум поверхностям.
Крыло, площадь которого была равна 174 м², состояло из трех частей: прямого центроплана и двух консолей с углом поперечного V, равным 1,5º. Основу конструкции самолета составляли легкий металл (дюралюминий) и стальные соединительные элементы. Силовой набор крыла состоял из двух лонжеронов, соединенных с близко стоявшими друг к другу нервюрами. Лонжероны имели широкие дюралюминиевые пояса и стенки, образованные наклонными или вертикальными профилированными стойками или с наклонными для отверстий отбортованных фланцев. Элементы лонжеронов соединялись между собой при помощи подкосов и клепки. Нервюры имели пояса с N-образным поперечным сечением и стенки в виде решеток из труб.
В качестве обшивки крыла использовалось полотно; исключение составляли находившиеся близко к двигателям участки на нижней поверхности центроплана. Моторы размещались в ряд в пространстве между крылом и фюзеляжем. К центроплану, имевшему размах 13,41 м, крепились стойки двигателей и хвостовые балки. Центроплан соединялся с корпусом лодки при помощи толстой полой мачты, с которой соединялись, образуя под крылом крест, две балки, несущие внутренние двигатели, и две пары наклонных поперечных стоек. Кроме того, две пары стоек, которые были наклонены внутрь, использовались для соединения центроплана с четырьмя горизонтальными профилированными балками, прикрепленными к верхней части фюзеляжа и несшими подкрыльевые поплавки объемом 3280 литров.
Две внешние консоли крыла, каждая из которых имела размах 10,67 метров, поддерживались двумя парами сильно наклоненных стоек, прикрепленных к законцовкам четырех горизонтальных профилированных балок. Так же как и везде, эти стойки были усилены крестообразными расчалками, подкосами и поперечными распорками. Законцовки консолей крыла были сильно закруглены; к вспомогательным лонжеронам консолей крыла при помощи шарнирных петель с шарикоподшипниками крепились элероны с аэродинамической компенсацией.
Двухкилевое хвостовое оперение находилось над корпусом лодки на уровне крыла, но было вынесено далеко назад. Хвостовые балки представляли собой два узких кессона из листов дюралюминия, изнутри укрепленных уголковым прокатом, размещенным в продольном и поперечном направлениях. Задние части этих двух балок соединялись с хвостовой частью корпуса лодки при помощи двух балок и двух стоек, установленных наклонно буквой V и соединенных двумя поперечными стойками и крестообразными расчалками. Хвостовое оперение имело дюралюминиевый силовой набор и полотняную обшивку. Стабилизатор горизонтального оперения, к задней стенке которого был прикреплен руль высоты, соединялся с двумя хвостовыми балками. Четыре руля направления прикреплялись к четырем килям и размещались по два выше и ниже балок.
Двигатели и размещенные за ними обтекаемые гондолы были установлены под центропланом крыла, крепясь к нему при помощи коротких стоек; также гондолы крепились к подкрыльевым стойкам и ребрам жесткости. Силовая установка состояла из четырех 575-сильных безредукторных двигателей Pratt & Whitney Hornet B, заключенных в капоты, разработанные Игорем Сикорским, и вращавших двухлопастные металлические винты Hamilton Standard диаметром 3,20 метра. Оси этих двигателей находились в 3,73 метрах от ватерлинии.
Маслобаки размещались в моторных гондолах, в то время как топливо размещалось в четырех крыльевых баках емкостью по 510,4 литров каждый и в подкрыльевых поплавках (по 946 литров в каждом). Из крыльевых баков топливо к двигателям поступало самотеком. Из подкрыльевых поплавков топливо в крыльевые баки подавалось электрическими насосами и (на случай аварии) ручным насосом. Цепи передачи топлива из поплавковых баков в крыльевые размещались вне фюзеляжа, что позволяло пассажирам курить во время полета. Ширина миделевого сечения корпуса лодки S-40, длина которого была меньше общей длины 23,37 метров, составляла 3,2 метра. Летательный аппарат имел осадку 0,9 метра и водоизмещение 100 тонн (283 м³); самолет мог смело садиться на водную поверхность, глубина которой составляла всего 1,2 метра.
Корпус лодки, имевший днище с широкой V-образностью, был двухреданным. Первый редан размещался почти на середине корпуса лодки, а второй в трех метрах от ее кормы. Основой корпуса лодки был длинный килевой кессон. Он состоял из шпангоутов, изготовленных из труб или листового металла и соединенных между собой легкими поясами фермы. Шесть усиленных шпангоутов из листового металла образовывали семь водонепроницаемых переборок. Летающая лодка могла оставаться на плаву в случае затопления двух отсеков.
Обшивка корпуса лодки состояла из листов алькледа (дюралюминий, плакированный алюминием). Уплотнение обеспечивалось тканью со специальной пропиткой.
Над округлой верхней частью корпуса лодки от кабины пилотов до толстой полой мачты, соединявшей фюзеляж и центроплан крыла, был расположен гаргрот, внутри которого находились линии системы управления двигателями и система тяг и рычагов, поступавшие затем в полую мачту. Позади гаргрота находился круглый отсек, предназначенный для хранения… запасного двигателя. Данная мера безопасности предназначалась на случай выхода одного из моторов из строя на территории, лишенной инфраструктуры для пассажирской авиации.
В носу корпуса лодки по правому борту находился отсек с морским якорем (первый отсек), который мог быть выпущен через люк в нижней части корпуса. Баллоны со сжатым воздухом, необходимые для подъема и опускания основных стоек шасси и для запуска двигателей, находились между кабиной пилотов и отсеком для якоря.
Кабина пилотов (второй отсек) предназначалась для размещения четырех членов экипажа: впереди бок о бок сидели пилот и второй пилот, а за ними по левому борту бортмеханик, по правому борту – радист. Единственный штурвал управления мог быть переключен с первого пилота на второго и обратно. Рукоятки управления двигателями размещались на потолке кабины. Самолет был оснащен двумя комплектами пилотажно-навигационного оборудования, разделенными автопилотом Sperry. Приемник и передатчик радиосигналов Морзе конструкции Х. К. Лойтерица (H.C. Leuteritz), отвечавшего в компании Pan American за радиосвязь, не являлись благоприятными для режима радиотелефонии. Под кабиной экипажа находились небольшой электрогенератор и огнетушители.
За кабиной экипажа следовал отсек (третий отсек) с удобствами для пассажиров. Этот отсек имел четыре посадочных места по левому борту и комнату отдыха с диваном и креслами по правому борту. Названный «салоном для дам» (Ladies lounge), данный отсек был оборудован большим люком для пассажиров и грузов. На некоторых маршрутах сиденья были убраны, и все пространство было зарезервировано для грузовых перевозок. Багажный отсек был разделен на три основных отделения и резервное четвертое, расположенное на линии вращения воздушных винтов. В конструкции самолета данное техническое решение было применено Игорем Сикорским в целях безопасности (следует напомнить, что во время аварии летающей лодки Laté 631 один из ее винтов попал в корпус самолета, пробил обшивку, попал внутрь и убил пассажира).
Шестнадцать пассажиров размещались в четвертом отсеке, разделенном на две части, и в пятом, рассчитанном на размещение восьми человек. Пассажиры располагались в больших и удобных сиденьях, изготовленных по образцу английских кресел XVII века! Складные подлокотники обеспечивали на коротких трассах двенадцать дополнительных мест. По восемь прямоугольных окон, расположенных на каждой стороне фюзеляжа, обеспечивали пассажирам достаточно света и в аварийной ситуации должны были служить в качестве выхода. Позади пассажирских салонов находились курительная комната с тремя креслами и диваном и две уборные (шестой отсек); каждое из этих помещений было оснащено круглыми иллюминаторами. Последний (седьмой) отсек использовался в качестве багажного отделения, комнаты отдыха экипажа, кухни, где пищу готовил стюард, имевший в своем распоряжении электрическую плиту и холодильник. Дверь с откидной лестницей использовалась для доступа с внешней стороны в курительную комнату и багажный отсек. Во внутренней отделке пассажирских салонов было использовано инкрустированное ореховое дерево, предназначавшееся для маскировки звукоизолирующих панелей.
Снаружи непосредственно под передней кромкой крыла размещались основные стойки шасси, каждая из которых состояла из двух сочлененных штанг и опоры с масляно-пневматическим амортизатором. Шины имели диаметр 1,64 метра, колея основных стоек шасси составляла 5,21 метров.
Хвостовая стойка, в которой использовалось колесо основной стойки от S-38, размещалось позади корпуса лодки. После взлета хвостовая стойка подтягивалась к корпусу, в то время как основные стойки принимали горизонтальное положение.
Схемы пассажирской летающей лодки S-40 (выполнены Клодом Раппелем [Claude Rappel])
Первый S-40 выкатывают из сборочного цеха. В цеху на заднем плане видны S-38
Символ успеха; летающая лодка S-40 – первый «клипер» компании Pan American Airways
Игорь Сикорский общается с Чарльзом Линдбергом в кабине экипажа
Летные испытания летающей лодки S-40; лето 1931 года. Обратите внимание на поднятые стойки шасси
«Летающий лес» – в Соединенных Штатах говорили, что голубь, заключенный внутри леса стоек, может сломать подкосы и улететь
испытания на мореходность были выполнены S-40 летом 1931 года
Роскошный центральный отсек. Древесина и бархат. На стенах, картины показывают … рыб! Кроме того, салон был звуконепроницаем
Постройка корпуса в феврале 1931 года. Внешне корпус очень схож с корпусом катера тех лет
Курительная комната в задней части фюзеляжа ( вид сверху). Обратите внимание на пепельницу и спасательный круг
Летающие лодки S-40 никогда не применялись с наземных аэродромов, но в ходе испытаний было доказано, что такой вариант использования был возможен
В полете первая летающая лодка S-40
источник: Stéphane Nicolaou «Sikorsky S-40. Le premier des grands hydravions «clippers» de la Pan Am» // Le Fana de l'Aviation, 1985-03 (184)
