Спортивный самолёт с крылом обратной стреловидности. Проект 1922 года
Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF и немного доработан мной.
Каким годом мы оцениваем проект представленного на нижерасположенных фотографиях маленького одноместного самолёта, похожего на HFB 320 HANSA? Если Вы оцениваете его возраст примерно 1, 5, 10, 20 или 30-ю годами, то Вы почти угадаете. На самом же деле этот выглядящий достаточно современным моноплан значительно старше, чем можно предположить. Его возраст превышает 50-летний рубеж: этот самолет датируется 1922 годом! Легко можно предположить, что для своего времени данный проект был передовым. Возможно слишком передовым.
Самолёты со свободнонесущими крыльями, но с явно выраженными прямоугольными и трапецевидными формами появились и применялись ближе к концу Первой Мировой войны только у немцев. Довольно интересным является факт, что не прошло и четырех лет после окончания Первой Мировой, как появились планы в отношении моноплана с крылом обратной стреловидности. Крылья такой формы сегодня широко известны, а тагда это было очевидным новшеством. В последующее за 1922 годом время проекты самолётов с крыльями обратной стреловидности периодически разрабатывались, но реальные самолёты с подобными крыльями (как например Junkers Ju 287, летающий бензобак Corneluis XFG-1 и уже названный HFB 320 HANSA) начали строиться значительно позже.
Конструкторы верили, что подобная конфигурация позволит сократить величину интерференционного сопротивления между отдельными элементами конструкции, уменьшит суммарное лобoвое сопротивление, соответствующим образом увеличит максимальную скорость и значительно улучшит разрыв между величинами максимальной и экономической скоростями.
По представлению авторов этой идеи Ландверлина (Landwerlin) и Берреура (Berreur) подобная конфигурация позволила бы плавно перейти от самолета с крылом обратной стреловидности и хвостовым оперением к самолёту без горизонтального оперения с несущим фюзеляжем плоской формы, позволявшим получить дополнительную подъёмную силу и имевшим интегрированные рули высоты (как это показано на схемах с видами в трех проекциях). Крыло высокоплана V-образной формы должно было сужаться ближе к его внешним секциям. Шасси самолёта должно было получить обтекатели, так называемые «штаны». Имеющиеся у нас в ограниченном количестве материалы содержат информацию, согласно которой горизонтальное оперение с прикрепленным к нему перемещаемым вертикальным оперением присутствуют, тогда как отсутствует какое-либо указание на величину и положение элеронов (хотя, вероятно, они были предусмотрены).
Опубликованные в начале 20-х годов чертежи общего вида (масштаб 1:100?) представляют нам маленький одноместный спортивный самолёт. Во всяком случае, реконструируемые из этих схем технические данные относятся именно к самолету такого типа.
Рис.1.Самолёт Ландверлина и Берреура на чертеже британского патента 196937
По мнению обоих изобретателей предложенная ими компоновка самолёта должна была обеспечивать продольную устойчивость: самолёт этого типа при возникновении колебаний относительно поперечной оси (например, при увеличенном угле во время подъёма) автоматически должен был без каких либо проблем попытаться вернуться в нормальное положение. К этому можно добавить, что предложенные форма крыла и стреловидность так же должны были обеспечивать больший коэффициент подъёмной силы на вынесенных вперед частях крыла. При правильном положении центра тяжести и центра приложения подъёмной силы, а также соответствующие крутка крыла и некоторое различие в величине установочного угла между крылом и элементами хвостового оперения должны были при профиле крыла с непостоянной точкой приложения подъёмной силы обеспечивать устойчивость самолёта.
Выбор изобретателями крыла с отрицательной стреловидностью (вместо обычных с положительной) имел серьезное основание. Нормальное, т.е. нестреловидное, крыло имело меньшее значение подъемной силы ca1[max], причем это различие увеличивалось вместе с возрастанием угла стреловидности. Поэтому изобретатели стремились для данного диапазона скоростей применять крылья с как можно меньшей стреловидностью. При одинаковой стреловидности крыльев рычаг приложения подъемной силы у крыла с обратной стреловидностью несколько больше чем у крыла с нормальной стреловидностью. Следует отметить, что в тоже время у крыла с обратной стреловидностью имеются и некоторые недостатки.
Рис.2. На этой схеме с четырьмя проекциями предложенного Ландверлином и Берреуром самолёта в отличии от приложенных к патентному письму чертежей можно различить некоторые детали, например расположение шасси. Прочие детали имеют реальный вид. Профили крыла соответствуют разрезам от A-A до E-E
Срыв воздушного потока у крыла с нормальной стреловидностью наблюдается в первую очередь на наиболее нагруженной средней части крыла. При этом у горизонтального оперения расположенного ближе к законцовкам крыла подобное явление не наблюдается и это позволяет удерживать самолёт в нормальном положении.
В случае же крыла с обратной стреловидностью возникают проблемы со стабилизацией самолёта. Срыв воздушного потока у крыла с обратной стреловидностью сначала происходит у расположенных несколько спереди законцовках, у которых, как можно увидеть на схеме, самый большой угол установки и с минимальная ширина профиля. Потери, возникающие в данном случае на расположенных ближе к законцовкам участках крыла, в некоторой степени компенсируются силами, возникающими в средней части крыла и возвращающими самолёт в нормальное положение. Этот процесс стабилизации происходит резко без плавного перехода и потому имеет место опасность потери самолётом продольной устойчивости и управляемости.
Сегодня известны различные способы, при помощи которых столь нежелательные явления можно реально устранять. Но тогда в 1922 году они еще не были известны. Это прямо указывает на то, что если бы самолет, в котором были заложены идеи Ландверлина и Берреура, был бы построен, то не смотря на свой привлекательный и не традиционный внешний вид он в силу своих плохих летных качеств был бы слишком опасен при выполнении полётов. Доказательством этому предположению, равно как и форме фюзеляжа, является то, что до сих пор не ясно был ли данный самолёт на самом деле построен и летал ли он.
Из имеющихся в нашем распоряжении чертежей, выполненных в масштабе 1:100, можно предположить, что эта машина по своим размерам довольно точно соответствует разработанному в 1924 году Akaflieg Darmstadt самолёту D11 MOHAMED (Mahomet). Можно предположить, что это относится в первую очередь к техническим характеристикам и весу. Также как и на рассмотренном выше самолёте, на нем имелся вариант с крылом обратной стреловидности и его можно было изготавливать на выбор в одно- и двухместном варианте (в данном случае сиденья пилотов должны были располагаться рядом друг с другом). Для сравнения обоих проектов в нижеприведенной таблице указаны некоторые технические характеристики обеих машин. Слишком маленькая колея колёс у D-11 не является ошибкой изготовителей чертежей!
Рис.3.Разработанный Массенбахом (Massenbach) и Хоппе (Hoppe), Akaflieg Darmstadt, низкоплан D-11 Mohamet (позднее Mohamed) был удачным лёгким самолётом с незаурядными лётными данными. Разработанный Ландверлином и Берреуром проект самолёта предположительно соответствует по весу и техническим характеристикам D-11 (смотрите технические данные)
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Источники:
- Brit. Patent Specification 196 937 Convention date 1.5.1922 „Flying Machine", Sammlung Michael Rosen, San Francisco. Anmelder: Georges Marie Auguste Landwerlin, Paris und Georges Andre Berreur, Pantin/Seine
- Zacher, Hans „Leichtflugzeug D 11 „Mohamed" Thermik, Zeitschrift f.d. ges. Luftfahrt, Nr. 5/6, 1961, S. 92-94
- Zeichnung: Dipl.-Ing. H. J. Lindstädt
источник: "Ein Sportflugzeug mit vorgepfeiltem Flügel" LUFTFAHRT international 14
