Проблема обеспечения прочности первых самолетов на примере триплана Pauhlan «Machine à voler». Франция
Многие люди с предубеждением относятся к созданным на самой заре авиации летательным аппаратам. Кто-то даже высмеивает первые самолеты, видя в них мешанину реек, тряпок и проволоки. Одной из жертв подобных насмешек является триплан Луи Полана (Louis Pauhlan) – самолет, в котором паукообразный внешний вид так сильно контрастирует с названием Machine à voler (летающая машина). Тем не менее, этот самолет суммирует проблемы самолета, который должен быть прочным и как можно более легким.
В то время решение этой задачи представляло собой значительную техническую трудность, особенно с учетом того, что представление о легкой конструкции оставалось весьма расплывчатым из-за отсутствия легких и прочных материалов. Прообразами «легкой» конструкции были, в частности, мосты, система балок, и башня Гюстава Эйфеля, принцип которой (решётчатая конструкция) был известен еще в античности. Этот принцип был реализован для фюзеляжей за счет сочетания дерева (в частности бамбука) и струн для фортепиано – очень жесткой металлической проволоки.
В отношении крыльев трудности были иного порядка. Не имея знаний о толстых профилях, которых тогда еще не существовало и которые, как это ни парадоксально, были очень прочными и легкими, авиаконструкторы обратили свое внимание на крылья летающих животных, состоящие из нескольких костей и большого количества кожи или перьев. Поэтому крылья должны были быть изогнутыми и тонкими: изогнутыми благодаря нескольким тонким нервюрам, расположенным перпендикулярно коробчатому или ферменному лонжерону (ферма Уоррена), и тонким благодаря одному или двум слоям полотна. Короче говоря, это крыло было результатом эволюция воздушного змея: полотно, натянутое на каркас или на деревянные стержни, о чем Полан прекрасно знал (см. ниже).
Однако для крыла большой площади данный метод не обеспечивал достаточной жесткости, и из этого проистекает идея, высказанная сэром Джорджем Кейли в начале девятнадцатого века, а затем реализованная на практике несколькими десятилетиями позже англичанином Фрэнсисом Уэнемом (Francis Wenham), а затем немцем Отто Лилиенталем: разделить большую плоскость на несколько мелких, расположенных друг над другом. Американский инженер-путеец Октав Шанют, черпая вдохновение в американских закрытых мостах, разработал теорию для системы из нескольких крыльев. Две тонкие, небольшие поверхности, соединенные друг на другом с помощью дерева и рояльной проволоки, образуют несравненно более прочную балку, чем одна поверхность большей площади. Из этого естественным образом вытекает идея умножения наложенных друг на друга поверхностей для получения несущей поверхности большей площади, способной поднимать более тяжелые грузы. Само собой разумеется, что это приводит к увеличению лобового сопротивления, но в те времена, когда скорости редко превышали 100км/ч, оно имело гораздо меньшее значение, поскольку лобовое сопротивление нельзя было измерить, а причины его возникновения были гораздо многочисленнее (и пагубнее), чем просто площадь фронтальной поверхности.
Таким образом, триплан Луи Полана не был глупой идеей. Скорее наоборот, по тем временам это было новаторским техническим решением. Вслед за Луи Поланом Габриэль Вуазен создал триплан и поднял его в воздух, затем в 1916 году Томас Сопвич и Энтони Фоккер (а также множество иных авиаконструкторов) повторили эксперимент и обнаружили, что такая конструкция обеспечивает большую площадь несущих поверхностей и способность быстро набирать высоту, но и при этом большое лобовое сопротивление, что очень негативно сказывалось на скорости. Луи Паулан, чьи достижения в пилотировании в 1909 и 1910 годах принесли ему состояние, в 1910 году объединился с Анри Фабром (Henry Fabre), который, как и он сам, был ярым сторонником описанных выше решетчатых конструкций с полотняной обшивкой, в частности потому, что подобно тростнику они могли деформироваться и при этом не ломаться. Для Полана, бывшего механика, а затем пилота дирижабля, полноразмерный самолет с несколькими крыльями ничем не отличался от того, что сделало его масштабные модели самолетов успешными в 1905 году и что затем способствовало успеху его магазина авиационных игрушек.
В 1910 году Фабр и Полан совместными усилиями построили биплан. Триплан был создан в ответ на очень жесткие требования первого конкурса военной авиации (1911 год). Самолет должен был уметь взлетать со вспаханного поля и совершать на него посадку, а также перевозить не менее трех человек и большое количество топлива. В ответ на эти требования Фабр и Полан спроектировали удивительную конструкцию из стальных труб (сборка осуществлялась с помощью резьбовых соединений, поскольку автогенная сварка была новой и сложной в использовании технологией). Нервюры крыльев были чрезвычайно простыми, изготовленными из трех слоев пихты (хрупкой, но очень легкой), полозья шасси – из гикори (легко гнущейся древесины); в качестве обшивки был применен искусственный шелк, используемый на гоночных парусных лодках. Самолет имел размах крыльев 13,8 метров, площадь несущих поверхностей 63,2 кв. метра, длину 10,0 метров и высоту 10,2 метров. В качестве силовой установки был использован 75-сильный V-образный рядный двигатель Renault, вращавший толкающий четырехлопастный винт большого диаметра. Экипаж размещался перед двигателем в необычной на тот момент кабине из прессованного алюминия.
триплан Полана и Фабра, представленный на конкурс военной авиации 1911 года. Снимок из коллекции агентство Meurisse
Созданный Фабром и Поланом триплан мог бы решить множество проблем, но, к сожалению, во время испытаний машина сломалась. В то же время Эдуард Ньюпор и, в меньшей степени, Луи Бреге продемонстрировали, что при уменьшении лобового сопротивления самолеты получаются компактнее и лучше, что было великим новшеством того времени.
источник: David Méchin «Triplan Pauhlan, le retour» «Le Fana de L’Aviation» 2025-12, Page 10
перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-triplan-pauhlan
