Летательные аппараты нетрадиционных схем

Первым (и, без сомнения, знаменитым) самолетом с крыльями схемы «тандем» стал построенный в 1903 году самолет «Аэродром» (рис. 2.1).

Рис. 2.1.Самолет с тандемными крыльями «Аэродром» С. Лэнгли, установленный для катапультного старта на р. Потомак в октябре 1903 г.

Профессор Сэмьюэл Пирпойнт Лэнгли был выдающимся ученым и секретарем просветительской организации «Смитсонский институт», которая финансировала в 1890-х гг. его исследования в области авиации и воздухоплавания. Подход Лэнгли к решению проблемы полета отличался высокой научной систематичностью. Он построил и провел в 1896 г. успешные летные испытания модели (в масштабе 1/4 с силовой установкой на основе парового двигателя) предложенного им проекта самолета «Аэродром». В 1903 году он испытал аналогичную модель с бензиновым двигателем. По своей конструкции эти модели представляли собой летательные аппараты с тандемными крыльями и крестообразным оперением, расположенным за задним крылом. Крестообразное оперение имело вертикальные и горизонтальные поверхности, расположенные под прямым углом. На самолете Лэнгли (и некоторых других самолетах) все вертикальное оперение устанавливалось на шарнире, относительно которого обеспечивался поворот для выполнения функции либо руля направления, либо руля высоты. Самолет Лэнгли не имел органов управления в канале крена. Устойчивость обеспечивалась за счет использования V-образности крыльев. Было осуществлено несколько прямолинейных полетов на дальность до 1300 м. Для взлета использовалась катапульта.

В 1903 г. Лэнгли построил натурный образец своего самолета «Аэродром». Размах крыла самолета составлял 14,77 м, длина 15,99 м, взлетная масса 340 кг, а площадь крыла 96,75 м², что обеспечивало получение удельной нагрузки на крыло — 0,17 кг/м².

Подобрать подходящую силовую установку не удалось, и летчик самолета Чарльз Мэнли спроектировал и построил замечательный для того времени пятицилиндровый радиальный двигатель воздушного охлаждения мощностью 52 л. с. (39,2 кВт) массой 56,2 кг. Двигатель устанавливался поперек фюзеляжа. Выходящие по обе стороны двигателя валы вращали конические шестерни, которые приводили в движение валы с установленными на них воздушными винтами. Вращение винтов осуществлялось в противоположных направлениях для нейтрализации крутящего момента.

Самолет не имел шасси. «Аэродром» должен был катапультироваться с крыши ангара, а затем приводняться на водную поверхность. Первый полет был запланирован на 7 октября 1903 года. В случае успеха «Аэродром» стал бы первым летательным аппаратом тяжелее воздуха с человеком на борту, совершившим управляемый полет с силовой установкой. Однако этого не произошло.

До сих пор не ясно, что же случилось на самом деле в день первого полета. Вероятнее всего, одна из расчалок конструкции зацепилась за катапульту, что привело к падению «Аэродрома» в реку. Повреждения самолета были невелики и он снова был готов к полету 8 декабря.

И вновь произошла неудача по столь же неопределенным причинам. Некоторые члены группы испытателей утверждали, что расчалка снова зацепилась за катапульту, другие же говорили, что заднее крыло разрушилось под воздействием воздушной нагрузки вследствие неправильной установки расчалок и недостаточной прочности. Так или иначе, самолет был разрушен, и Лэнгли прекратил работы по этому проекту.

В 1914 году авиационный промышленник Гленн Кертисс вел свою знаменитую судебную кампанию против братьев Райт, целью которой было доказательство неправильности выдачи им патента на их самолет. В попытках доказать свою правоту Г. Кертисс приводил в качестве примеров все типы летательных аппаратов, созданных до братьев Райт и способных совершать управляемый полет с силовой установкой. В результате этой деятельности Кертисс получил разрешение от Смитсонского института восстановить разрушенный самолет Лэнгли «Аэродром».

Кертисс ввел ряд принципиальных изменений в конструкцию крыла и систему расчалок (что впоследствии подверглось острой критике со стороны Орвилла Райта) и установил самолет на поплавки. В процессе этих усовершенствований площадь крыла была уменьшена до 92 м², а масса самолета увеличена до 530 кг, что привело к увеличению нагрузки на крыло до 0,24 кг/м². 28 мая 1914 года «Аэродром» выполнил короткий полет (со своими исходными двигателем и винтомоторной группой), но затем Кертисс установил более мощный двигатель V-8 и одиночный винт в носовой части фюзеляжа. На этом самолете он провел исследования тандемных крыльев (рис. 2.2, 2.3).

Рис. 2.2.После первых неудач «Аэродром» был переделан Г. Кертиссом в гидросамолет. На показанном снимке самолет оснащен двигателем и воздушным винтом в исходном варианте (образца 1914 г.).