Проект пассажирской летающей лодки Ганса Рорбаха. Германия
Интересная винтажная статья, которая, думаю, заинтересует коллег.
Мой новый авиалайнер для трансатлантических полетов
статья Ганса Рорбаха – знаменитого немецкого конструктора гидросамолетов
Предисловие редакции: Имя Рорбаха хорошо известно в авиационном мире благодаря гигантским самолетам, которые им были разработаны. В годы Первой Мировой войны его компания построила для германской армии 5500 самолетов, в том числе четыре гигантских бомбардировщика с восемью двигателями каждый. После окончания войны он разработал большинство крупных европейских самолетов, используемых на пассажирских авиалиниях.
После великого перелета полковника Линдберга покорение Атлантики в виде полетов из Америки в Европы или из Европы в Америку стало почти обычным явлением. Однако, как указывалось в недавней статье в «Modern Mechanics and Inventions», сегодня не построено ни одного самолета, способного совершать беспосадочный перелет через Атлантический океан с достаточной полезной нагрузкой в виде пассажиров и грузов, способной финансово окупить себя.
Для беспосадочного трансокеанского пассажирского авиационного сообщения необходимы летающие лодки, спроектированные таким образом, чтобы она могла садиться в море, выдерживать плохую погоду и, в случае повреждения крыла или поверхностей хвостового оперения, перемещаться к берегу гребного винта. Летающая лодка должна обладать достаточной скоростью, чтобы совершить трансатлантический перелет за разумное количество часов, обладать достаточным объемом топлива для обеспечения значительного запаса прочности и достаточными грузоподъемностью и внутренними объемами для размещения пассажиров. Помимо всего прочего плата за перелет должна быть доступной и в то же время покрывать расходы и обеспечивать прибыль.
слева: на данном рисунке показаны обтекаемые линии огромной летающей лодки. Справа: портрет автора статьи Ганса Рорбаха – известного немецкого конструктора самолетов, автомобилей и многих видов бензиновых и двигателей на тяжелом топливе
Я спроектировал такой воздушный корабль – тридцатиместную пассажирскую летающую лодку, которая радикально отличается от всего, что было построено до сих пор, но, как я покажу ниже, основано на достоверных технических данных.
В годы войны для германского правительства по лицензии было изготовлено около 5500 самолетов разработанных мной конструкций. После войны в качестве главного конструктора завода цельнометаллических самолетов Rohrbach, который строил воздушные корабли Roland, Rocco и Romar – последний представляет собой гигантскую трехмоторную летающую лодку – я приобрел значительный опыт работ с подобными летательными аппаратами.
пассажирский самолет Rohrbach Roland – одна из самых популярных конструкций автора – нашел широкое применение
На мой взгляд у всех уже построенных крупных летающих лодок – от двухмоторной Rocco до 12-моторной DO-X – есть один серьезный недостаток. Их двигатели расположены на регулируемых опорах высоко над крылом чтобы избежать воздействия брызг. В результате во время полета они создают огромное аэродинамическое сопротивление, и ко всему прочему значительная масса сосредоточена в точке намного выше центра тяжести воздушного корабля.
до появления DO-X летающая лодка Rohrbach Romar была крупнейшим гидросамолетом в мире
на данном снимке представлена летающая лодка Rohrbach Romar – в прошлом самая большая в мире летающая лодка, – изящно взлетающая в облаках брызг с поверхности неспокойного моря
пассажирский салон летающей лодки Rohrbach Rocco, которая используется на многих европейских авиалиниях
снимок взлетающей летающей лодки Rohrbach Rocco. Сравните эту фотографию с рисунком нового лайнера и обратите внимание на сходство линий
Чтобы исправить этот недостаток, я спроектировал летающую лодку с четырьмя двигателями, расположенными глубоко в корпусе – фактически ниже уровня воды. Над крылом и фюзеляжем четыре воздушных винта установлены на обтекаемые стойки и приводятся во вращение с помощью валов, идущих вниз к корпусу лодки. Таким образом, четыре тонны двигателей и пять тонн топлива сосредоточены там, где им положено – в самой нижней точной под крылом, и центр тяжести двигателей понижался как минимум на пять ярдов (4,5 м). Таким образом удаляется аэродинамическое сопротивление двигателей и большая часть сопротивления поддерживавших двигатели опорных конструкций были.
Затем я убрал громоздкие понтоны и поддерживающие их конструкции; данные поплавки расположены под консолями крыла крупных летающих лодок с целью обеспечения их поперечной устойчивости. Я не только устранил их вес и аэродинамическое сопротивление, но а также ликвидировал все деформации конструкции крыла, вызванные ударами поплавков о водную поверхность.
На моем воздушном корабле эти поплавки не нужны, поскольку я увеличил ширину корпуса и как на некоторых больших парусных кораблях оснастил его глубоким морским килем и бортовыми или боковыми килями, только более выраженными. Ширина корпуса и расположение киля обеспечивают летающей лодке остаточную боковую устойчивость без дополнительных подкрыльевых опор. Отрыв такого широкого корпуса от водной поверхности не представляет особых трудностей, поскольку сжатый воздух из машинного отделения может быть вдуто в пространство между настоящим килем и боковыми килями, снижая до минимума трение и нарушая сцепление между корпусом и водой.
Некоторые люди могут усомниться в целесообразности использования валов для привода воздушных винтов. На самом деле в этом нет ничего революционного. В самолетах с чрезвычайно мощными двигателями для привода пропеллеры уже давно практикуется использование редукторов, позволяющих использовать медленные высокоэффективные воздушные винты. Поэтому задача передачи мощности не является чем-то новым. Валы, равные по длине тем, которые я предлагаю, уже используются в мощных грузовиках и чрезвычайно мощных скоростных катерах. В последнем случае валы используются для передачи мощности от 1000-сильных двигателей, в то время как я планирую установить на летающей лодке менее мощные 800-сильные двигатели B.M.W.. Полые стальные трубчатые валы на больших грузовиках подвергаются ударам большой силы, но выдерживают их без перекашиваний.
Линейное размещение двигателей внутри лодочного корпуса позволяет присоединить к заднему двигателю морской гребной винт, который можно использовать для рулежек в гаванях, облегчения передвижения перед взлетом и работы в аварийном режиме в случае вынужденной посадки в море в условиях, препятствующих повторному взлету воздушного судна. Первый редан находится в районе задней части машинного отделения, и поэтому будет довольно просто продлить вал заднего двигателя и установить редуктор и морской гребной винт. Благодаря небольшой осадке лодки и большой мощности 800-сильного двигателя на воде летающая лодка может развить высокую крейсерскую скорость, обеспечивавшую быстрое ускорение и сокращавшую необходимое для разбега пространство.
частичный разрез спроектированного Гансом Рорбахом трансатлантического авиалайнера, взятый из проектов, моделей и описаний автора. Самой необычной особенностью этой огромной летающей лодки будет центральное машинное отделение, двигатели которого были соединены с воздушными винтами с помощью валов, проходящих внутри обтекаемых стоек. Основным преимуществом этого метода передачи энергии будет удержание центра масс ниже точки приложения подъемной силы, что облегчает перемещение как по воде, так и по воздуху. В случае вынужденной посадки на воду данное преимуществу будет усилено размещением топливных баков в нижней части корпуса лодки – значительно ниже ватерлинии. Летающая лодка также будет снабжена гребным винтом и глубоким килем, что позволит довольно быстро перемещаться вперед, даже если машина будет вынуждена приводниться при сильном волнении на море
Некоторые авиаконструкторы подвергли сомнению размещение двигателей и топлива в корпусе, указав на повышенную опасность возникновения пожара. На самом деле в данной компоновочной схеме не больше опасности чем в какой-либо другой. В качестве защиты от пожара активно используются быстро опорожняемые топливные баки, и на летающей лодке такие баки должны быть установлены таким образом, чтобы с помощью шарнирных клапанов они могли быть легко опустошены. Однако основой защиты от огня служат хорошие средства пожаротушения плюс горизонтальная переборка и противопожарная стена. В настоящее время большинство океанских лайнеров оборудовано размещенными в каждом отсеке углекислотными средствами пожаротушения, имеющими ручное и автоматическое управление, и на летающей лодке будет установлена такая же система. Потолок машинного отделения, высота которого составляла шесть футов (1,83 м), позволял механикам работать с двигателями во время полета и одновременно выполнял функции противопожарной стены и внутренней стенки с двойным дном. В случае повреждения наружного корпуса машинное отделение может быть немедленно превращено в герметичный отсек.
Корпус летающей лодки, который я проектировал, очень близок к стандартной практике обычного морского судостроения. Так, например, в целях значительного снижения массы двигатели установлены на элементы конструкции киля, а не на специальные моторные рамы. Их положение позволяет техникам и смазчикам выполнять свои задачи так же, как если бы они это делали на корабле в море.
В соответствии с проектом воздушный корабль будет иметь массу приблизительно 33000 фунтов (15000 кг) и нести нагрузку в виде топлива, экипажа, пассажиров, багажа и продовольствия массой 44000 фунтов (20000 кг), т.е. общая масса составляет 38,5 тонн. Из полезной нагрузки примерно 6600 фунтов (3000 кг) будет приходиться на пассажиров и багаж или на почту и грузы, 33000 фунтов (15000 кг) – на топливо и остальное на – продовольствие, оборудование и экипаж из пяти человек.
Корпус имеет ширину 16 футов 6 дюймов (5,00 м) и длину 33 фута (10,00 м). Размах крыла составляет 147,8 футов (45,00 м), а общая длина 85,28 футов (26,00 м), в то время как высота корабля составляет 31,16 фут (9,5 м). общая площадь крыла составляет 2158,8 кв. футов (200 м²). Согласно расчетам с четырьмя воздушными винтами, из которых два расположены у корневых частей крыла и два других – тандемом над корпусом, воздушный корабль должен развивать максимальную скорость 250 километров или 155,25 миль в час и крейсерскую скорость 124 миль в час (200 км/ч). Он сможет подняться на высоту 1000 метров или 3280 футов за семь минут, иметь практический потолок более 18000 футов (5500 м), дальность полета около 3400 миль (5470 км) и нести достаточно топлива для полета продолжительностью 25 часов.
Этого достаточно для беспосадочного перелета из Нью-Йорка в Лондон или Париж или, если вы остановитесь в одном из портов Ньюфаундленда для дозаправки уже израсходованного топлива, дальность полета может быть значительно расширен.
Корпус летающей лодки имеет две палубы; на нижней расположены машинное отделение, радиорубка и кухня, а на верхней – кабины для пилота и штурмана, пассажирский салон и грузовой отсек. Радиорубка размещена в носу летающей лодки и отделена от машинного отделения прочной изолированной переборкой. Над машинным отделением расположены кабины для пилота и штурмана, за ними пассажирский салон, в котором могут разместиться до тридцати человек, а сзади – багажный отсек и отсек с продовольствием.
Крыло свободнонесущего типа и трапециевидной формы с сужением к законцовкам. В корневых частях, где консоли крыла соединяются с лодочным корпусом, крыло имеет толщину 4,5 фута (1,37 м) и длину хорды 39 футов (11,89 м). Угол поперечного V консолей крыла составляет 3,5 градуса. Длина элеронов составляет 27 футов (8,2 м).
Экипаж состоит из пяти человек: двух пилотов, штурмана, бортинженера и радиста. За исключением некоторых деталей, требующих высокопрочных конструкционных сталей, в конструкции летающей лодки будет использоваться только дюралюминий.
Для меня этот воздушный корабль – кульминация моей карьеры в самолетостроении. В 17 лет, когда я поступил в техническое высшее учебное заведение, я большую часть своего времени за постройкой самолетов. Еще в 1911 году я с моим другом, который позднее погиб на войне, подняли в небо самодельный самолет. Мы даже изготовили собственный мотор – пятицилиндровый ротативный двигатель французской конструкции. После этих экспериментов я, будучи в девятнадцатилетнем возрасте, несколько месяцев провел в Америке, где работал в Нью-Йорке, Питтсбурге и Филадельфии и приобретал большой опыт. Вернувшись в Германию, мы с другом построили большой биплан и в 1912 году совет шили наш первый испытательный полет с пятью пассажирами в качестве груза. Спустя некоторое время я стал главным инженером-конструктором расположенного в Лейпциге большого авиазавода компании DFW. После начала войны я покинул предприятие и добровольцем пошел на фронт в качестве военного летчика. Пока я был на фронте, по моим чертежам было изготовлено 5500 немецких самолетов, за каждый из которых я получил гонорар в 100 марок. Однако все эти средства ушли в военные займы и были полностью потеряны.
В 1918 году меня отозвали с фронта, чтобы я вернулся в компанию DFW и создал для немецкой авиации гигантские бомбардировщики. Мы построили четыре самолета, каждый из которых был оснащен восемью 300-сильными двигателями. Я не считаю, что это лучшие самолеты из числа когда-либо построенных, но, к сожалению, все четыре были сбиты или иным образом уничтожены на русском фронте.
Возвращение к проектированию гигантских самолетов – это всего лишь возвращение к моей первой любви, и если, на что я надеюсь, я построю первый настоящий трансатлантический авиалайнер, моя цель будет достигнута.
