Крылья Сикорского

Условия «Пан Америкен» были жесткие. Лодка должна совершать беспосадочные полеты на расстояние не менее 4000 км при встречном ветре до 50 км/ч на скорости, которая бы значительно превышала скорости летающих лодок того времени. Выполнения этих условий можно достигнуть установкой более мощных двигателей, уменьшением лобового сопротивления, совершенствованием аэродинамических форм. Также нужно более узкое и, следовательно, тяжело нагруженное крыло, удельная нагрузка которого в два раза превышала бы значения нагрузки применявшихся тогда крыльев. Это крыло хорошо в полете, но на взлете и посадке не позволяет держать малые скорости, что особенно важно для летающих лодок. За разработку нового крыла, которое удовлетворяло бы всем требованиям, взялся Михаил Глухарев. Специально сконструированные зависающие закрылки смогли увеличить на взлете подъемную силу на 40%. При посадке закрылки отклонялись на 40 градусов и обеспечивали посадочную скорость большой машины всего лишь 105 км/ч, хотя по конструктивным особенностям лодка допускала посадочную скорость до 130 км/ч, разумеется, при соответствующей квалификации пилотов.

Скорость транспортного самолета - это тоже не самоцель. Рейсовая машина должна иметь и хорошую коммерческую отдачу, т.е. при минимальных эксплуатационных затратах максимальный вес полезного груза, перевезенный на возможно большее расстояние с возможно большей скоростью. Увеличение же скорости базируется в основном на увеличении мощности двигателей, что, в свою очередь, влечет за собой повышение расхода топлива, увеличение его запаса, т.е. лишний вес. Оптимизировать все эти параметры под конкретные цели, найти разумный компромисс между взаимоисключающими требованиями - это и есть основная задача конструктора. Каждая лошадиная сила мощности двигателя, каждый литр топлива, каждый дециметр внутреннего объема самолета, каждая единица площади крыла и т. д. должны использоваться с максимальной отдачей.

Одной из важных проблем авиации всегда была проблема использования оптимальных воздушных винтов. Известно, что максимальную мощность двигатель развивает на максимальных оборотах. Ее можно получить на взлете при малом угле установки лопастей. Вот самолет взлетел, теперь уже обороты помеха - лишний расход топлива. С большим же шагом хорошо в полете, но с ним тяжело взлетать. Он значительно увеличивает взлетную дистанцию, а иногда и не позволяет взлететь перегруженной машине. Вот они взаимоисключающие требования! У автомобиля примерно так же. С места он трогается на первой скорости, передаточное число обеспечивает передачу на колеса максимального крутящего момента. По мере разгона передаточное число уменьшается. Теперь важны скорость автомобиля и минимальный километровый расход топлива. Уже на заре авиации, когда применялись винты только фиксированного шага, были идеи изменять шаг лопасти пропеллера, т.е. на взлете использовать малый шаг и максимальную мощность двигателя, а в полете устанавливать обороты в соответствии с выбранным режимом полета (например, обеспечивающий минимальный километровый расход топлива). Однако уровень техники того времени не позволял решить эту достаточно сложную инженерную задачу. Пока довольствовались, и то далеко не всегда, ступенчатым изменением шага. В зависимости от решаемой задачи подбирался наиболее подходящий шаг лопасти, который устанавливался на земле. В полете менять его уже было нельзя. В 1926 г. впервые был опробован экспериментальный механизм изменения шага в полете. Постепенно это новшество стало внедряться на практике.

При проектировании S-42 Сикорский постарался использовать новинки авиационной науки и техники. В частности, кроме тяжелонагруженного крыла с высокой степенью механизации были установлены на самолет сравнительно легкие, мощные и экономичные двигатели «Пратт Уитни» по 750 л. с. (суммарная их мощность 3000 л. с), использованы винты изменяемого шага. Двигатели располагались в крыле и были полностью закапотированы. В целом лодка имела облагороженные аэро- и гидродинамические формы. Ее макеты много раз продувались в трубах и испытывались в гидробассейне. Все эти принятые меры в сумме дали прекрасные результаты.