История воздухоплавания и авиации в России (июль 1914 г. - октябрь 1917 г.)

Во время войны в условиях спешки и погони за количеством выпускаемых машин вопросам прочности их постройки не уделялось должного внимания. В ряде случаев конструкторы, стремясь улучшить летные качества самолетов при наличии маломощных двигателей становились на пути снижения необходимого запаса прочности. Уже отмечалась недостаточная прочность тяжелых многомоторных кораблей типа "Илья Муромец". Подавляющее число самолетов периода первой мировой войны допускало только дву- и трехкратную перегрузку. Для истребителей она составляла 6–7. Нагрузка на 1 м² крыла составляла около 59 кг. Недостаток внимания к вопросам прочности оплачивался дорогой ценой. Нередки были случаи, когда в полете складывались крылья самолета, отваливались хвост или нижняя плоскость биплана, а однажды даже установка двигателя. Большинство таких аварий оканчивалось гибелью пилотов.

Летная практика настоятельно требовала развивать науку о прочности самолета. Отделом по расчету самолетов на прочность в расчетно-испытательном бюро при аэродинамической лаборатории МВТУ руководил В. П. Ветчинкин. Н. Е. Жуковский вместе со своими учениками немало сил затратил на создание метода расчета. Николай Егорович был убежден, что приближается время, "когда аэропланы и дирижабли будут строиться с таким же верным расчетом, с каким теперь строят пароходы и автомобили". Стремясь приблизить это время, Жуковский обосновал метод расчета лонжеронов крыла в условиях сжимаемых и изгибающих нагрузок. В. П. Ветчинкин в то же время решил задачу учета предварительной затяжки расчалочных тросов [158]. Ему же удалось найти способ расчета лопастей винта на прочность, сконструировав для этой цели маятниковый динамометр. Этими и рядом других работ русских ученых были заложены основы науки о прочности самолета. Разработанные ими методы долгое время применялись для расчета всех самолетов и лишь много лет спустя были заменены более совершенными.

На базе сделанных научных открытий Н. Е. Жуковский совместно с В. П. Ветчинкиным, А. Н. Туполевым и другими своими учениками организовали огромную практическую работу по расчету основных типов самолетов, состоявших на вооружении русской армии. Она оказала плодотворное влияние на повышение прочности и улучшение качества выпускаемых военных самолетов. Успехи, достигнутые в создании методов аэродинамического расчета и расчета самолета на прочность, позволили Н. Е. Жуковскому авторитетно решать многие комплексные проблемы оценки качества строившихся самолетов. В архиве сохранились многочисленные заключения расчетно-испытатеЛьного бюро, выполненные в порядке экспертизы по заданиям военного ведомства при решении возникающих спорных вопросов. Например, еще в процессе постройки опытного двухмоторного самолета В. А. Слесарева в аэродинамической лаборатории велись серьезные исследования "воздушного сопротивления корпуса аэроплана". В 1914 г. В. А. Слесарев опубликовал статью, в которой писал: "По возможности должно избегать выступов на аэропланах, а также и на дирижабле. Если таковые надо поставить, то делать их по возможности более выгодной формы и помещать их в таких местах, где сопротивление будет наименьшим"[159].

В середине 1915 г. самолет был собран и подготовлен к испытаниям. Предварительные испытания показали необходимость небольших доделок машины. Однако противники тяжелых воздушных кораблей добились того, что военное ведомство приостановило финансирование опытных работ до получения экспертизы от авторитетных специалистов. Генерал-инспектор инженерных войск, великий князь Александр Михайлович обратился с письмом к Н. Е. Жуковскому, как "мировому специалисту по аэродинамике". Жуковский при участии инженера-механика В. П. Ветчинкина и лаборанта Г И. Лукьянова, опираясь на созданный им научный метод, сделал первый в истории авиации полный аэродинамический расчет многомоторного самолета. В составленном по этому поводу протоколе он категорически подчеркнул, что "даже при принятых наихудших предположениях относительно свойств аэроплана и винтомоторной группы возможен полет аэроплана Слесарева, несущего полную нагрузку в 6,5 т со скоростью более 100 км/ч"[160]. Это смелое заявление находилось в полном противоречии с мнением известного английского ученого Ланчестера, который накануне войны в работе "О предельных размерах самолета"[161] считал невыгодным увеличивать эти размеры.

Русские ученые и конструкторы, работая под руководством Н. Е. Жуковского, на практике доказали ошибочность распространенной в европейских странах "теории". Успехи многомоторных кораблей типа "Илья Муромец" были блестящим подтверждением теоретических выводов Н. Е. Жуковского.