Проект первого трехмоторного самолёта компании Junkers

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF и немного доработан мной.

Вскоре после окончания Первой Мировой войны, в годы которой началась круто восходящая карьера Junkers F13, на расположенном в Дессау предприятии Хуго Юнкерса был разработан проект большого гражданского трехмоторного самолёта. В этом проекте нашли своё воплощение идеи профессора Юнкерса: крыло и фюзеляж/грузовой отсек были выполнены в качестве единого элемента. И в прочих элементах этого проекта также имели место примечательные детали, о которых мы расскажем ниже.

Авиационная «кузница» фирмы Junkers внесла, пожалуй, наиболее значимый вклад в развитие авиационной техники, чем любое другое немецкое авиастроительное предприятие. Из расположенного в Дессау предприятия течении многих лет – вплоть до 1945 года – исходило немало различных находок и инноваций.

Аналогично самолёту двадцатых годов G-38, в котором было применено большое количество удивительных технических новинок, проект разработанного в 1920 году трехмоторного гражданского самолёта также стал примером прогрессивного мышления в авиастроении. В этом проекте впервые был предусмотрен плавный переход от фюзеляжа к крылу, также к этому следует добавить шасси с тремя тандемно расположенными колёсами, новую систему управления со съёмными хвостовыми балками и полуубирающимся хвостовым колесом – все эти элементы ранее не были известны.

При разработке этого самолёта исходили из соображений того, что цельнометаллические самолёты являются менее восприимчивыми к погодным условиям, чем другие конструкции из других материалов, что, однако, не исключало ситуаций, когда данный самолет было бы желательно или даже необходимо помещать в ангар. Для сведения необходимой для этого площади ангара до минимума следовало соответствующим образом предусмотреть это требование при разработке самолёта.

Демонтируемые хвостовые балки

Трехмоторный самолёт в обычном подготовленном для полётов состоянии имел длину примерно 23,5 метра и размах крыла почти 38 метров. И если выполнить хвостовые балки съёмными, то самолёт можно было бы размещать в ангаре длиной меньшей 40 метров и шириной примерно 13 метров, те сократить занимаемую самолётом в ангаре площадь почти вдвое!

Тандемное шасси к тому времени не было совершенно новым изобретением и устанавливалось еще на Antoinette Monobloc (см. Luftfahrt international 18, 1976, стр. 2801) в 1911 году. Но до сих пор не было известно о применении подобного шасси на трехмоторном летательном аппарате. Кроме этого в самолёте был применен еще ряд примечательных новинок: колеса, закреплённые на передней и задней стойках основного шасси, могли опускать примерно на 50 см. и проворачиваться относительно своей оси на 90°. Благодаря этому самолёт после отсоединения хвостовой балки мог быть помещен в ангаре шириной только 13 метров. Так же упоминания заслуживает и полуубирающееся хвостовое колесо.

3 схемы в трех проекциях проекта трехмоторного самолета компании Junkers

4 благодаря демонтируемой хвостовой балке длина самолёта уменьшалась в два раза. С помощью поворачивающегося шасси самолёт мог размещаться в сравнительно не больших специальных ангарах

Хвостовое оперение состояло из горизонтального и вертикального оперений, включавших в свой состав кили, стабилизатор и рули высоты и направления. На оригинальных чертежах отсутствовали какие-либо указания на еще один элемент из числа отклоняемых поверхностей – на элероны. Это, конечно, могло быть отнесено к обычной ошибке чертёжника, так как в то время на чертежах с тремя проекциями мелкие детали не всегда отображались.

Однако кажется невероятным, чтобы самолёт в дополнение к двухкилевому вертикальному оперению, расположенному на концах хвостовых балок, получил еще и вспомогательное вертикальное оперение, которое были установлены в передней части сразу же за моторными капотами, под которыми были скрыты боковые рядные двигатели воздушного охлаждения. Это вспомогательное вертикальное оперение так же состояло из двух килей и двух рулей направления и при в сочетании с такими же рулями в хвостовой части могло служить к качестве замены элеронов (в отличие от приведенных выше схем с тремя проекциями, которые были изготовлены по оригинальным чертежам, на нижнем рисунке показаны обычные элероны).

0 Рисунок проекта трехмоторного самолета компании Junkers с изображенными на нем элеронами

Позднее похожее хвостовое оперение применялось неоднократно, и сегодня его можно увидеть на большом количестве проектов боевых самолётов, хотя на данных самолётах эти элементы служат для несколько иных целей. В случае данного проекта самолёта Юнкерса еще приметно то, что верхние части вспомогательного вертикального оперения в соответствии с требованием размещения самолёта в ангаре выполнены складывающимися.

Аэродинамика самолёта для того времени так же была крайне примечательной. Сам фюзеляж виден только если смотреть с нижней стороны крыла, а если смотреть сверху, то кабина пилотов исчезала, плавно переходя в переднюю кромку крыла. Так же и установленные по бокам двигатели лишь немного выступали из крыла. Соединение с хвостовым оперением осуществляется при помощи двух хвостовых балок с малым поперечным сечением.

Вид спереди показывает насколько аэродинамически чистой должна была стать эта «птица». В то время как другие конструкторы уже много раз в различных исполнениях закрыли стойки колёс и сами колёса общими обтекателями или, как еще их называли «штанами», этот самолёт выглядел еще более современным. Переход от крыла к фюзеляжу так же выглядел удивительно плавным и для своего времени он явно выглядел как новинка. Для Хуго Юнкерса это не было чем то совершенно новым, так как аналогичный переход от крыла к фюзеляжу имела еще авангардная модель, созданная им для исследований в аэродинамической трубе еще в 1914 году.

1 модель самолёта созданная Юнкерсом в 1914 году для испытаний в аэродинамической трубе. Помимо закапотированной силовой установки и обтекателей шасси, получившими название «штаны», модель характеризуется плавным переходом от крыла к фюзеляжу

Первый трехмоторный самолёт Юнкерса не удалось построить, и его ждала та же судьба что и четырехмоторного J.G.1, который по указанию контрольной комиссии союзников должен быть уничтожен.

Мог бы трехмоторный самолёт, являвшийся как это можно сказать «дедушкой» Ju 52, в действительности вместе с предшественником G 38 стать реальным гражданским самолётом, способным выполнять перевозки? На первый взгляд с учетом малой мощности силовой установки и, как следствие, сравнительно низкой скорости полёта данное утверждение выглядит сомнительным. Для разработанного в 1917/1918 годах самолёта Junkers R предусматривалась установка двигателя мощностью более 260 л.с.. Более тонкое (1,6 метра вместо 2 метров) крыло позволяло надеяться на получение скорости примерно 180 км/ч. Для трехмоторного самолёта ожидалось получение скорости примерно 150 км/ч.

2 сечение на чертеже показывает как сильно фюзеляж самолёта, который должен был служить отсеком для размещения полезной нагрузки, был связан со средней частью крыла. На чертеже показаны отсеки для членов экипажа и багажа, а также салон с последовательно установленными шестью рядами сидений (наверху), и мотогондола бокового двигателя (внизу). Все двигатели могли обслуживаться в полете

Первый трехмоторный самолёт фирмы Junkers – G 23 – поднялся в воздух тремя годами позже в сентябре 1924 года. Этот самолёт был значительно меньше по размерам, чем спроектированная в 1920 году машина.

Техническое описание

Разработанный в 1920 году самолёт по размерам соответствовал появившемуся примерно десятью годами позже четырехмоторному G 38: свободнонесущий двухбалочный высокоплан с очень толстым крылом, двухкилевым хвостовым оперением и тандемным шасси. Типовое обозначение данного самолёта неизвестно.

Крыло

Крыло трапецевидной формы, свободнонесущее, с экстремально толстым профилем (у корневой части толщина крыла примерно 2 метра – как позднее у G 38).

Фюзеляж

Центрально расположенная гондола фюзеляжа выступала из контура крыла только в нижней его стороне. Фюзеляж в передней части плавно переходил к среднему двигателю. Оснащенный стеклянными иллюминаторами пассажирский салон располагался по обе стороны фюзеляжа под крылом. Вход в салон осуществляется через расположенную в задней верхней части фюзеляжа входную дверь.

К задним частям двух узких хвостовых балок прямоугольного скруглённого по углам поперечного сечения крепилось двухкилевое хвостовое оперение.

Шасси

Основное шасси выполнено в виде двух групп, каждая из которых состояла из трех отдельных стоек, расположенных друг за другом под внешними двигателями и крепившихся к нижней части фюзеляжа стойками шасси. К каждой из стоек крепилось по одному колесу. В нижней части эти три стойки были соединены друг с другом. Для размещения в ангаре передние и задние стойки можно было увеличивать примерно на 50 см — таким образом средние колёса стоек не должны были касаться поверхности земли и позволяли проворачиваться переднему и заднему колесам относительно оси на 90°.

Хвостовое оперение

Горизонтальное оперение состояло из стабилизатора и руля высоты. По форме внутренняя секция стабилизатора была близка к прямоугольной, внешние секции были трапацевидной формы. Руль направления был одиночным.

Вертикальное оперение было двухкилевым. Кили имели прямую заднюю кромку, плавно переходившую в стабилизатор. Рули направления были установлены на шарнирах и под углом к вертикали.

Отсутствие элеронов означало, что управление самолётом относительно продольной оси, возможно, осуществлялось при помощи вспомогательного двухкилевого вертикального оперения, установленного в носовой части самолёта над внешними двигателями.

Силовая установка

Силовая установка состояла из трех рядных двигателей с водяным охлаждением неуказанного типа. Предположительно это должны были быть три двигателя фирмы Maybach мощностью по 260 л.с. каждый. Установленные в крыле двигатели можно было осматривать и обслуживать во время полёта.

Технические характеристики

Какие либо данные о мощности силовой установки и весовых нагрузок для трехмоторного проекта самолёта фирмы Junkers отсутствуют, поэтому для сравнения были взяты данные примерно равного по размерам, но созданного пятью годами ранее самолёта фирмы Dornier и проектировавшегося в 1917/1918 годах самолёта Junkers R.

Графика: Вернер Гранцайер (Werner Granzeier)

Чертежи: дипломированный инженер Ханс-Иоахим Линдштадт (Hans-Joachim Lindstädt) и Junkers Flugzeugwerke AG. Дессау.

источник: Hans Justus Meier "Die erste Dreimotorige von Junkers" Luftfahrt international 1/82