Создатель автожира Хуан де ла Сьерва (1895-1936)

Ротор С-2 диаметром 11,5 м был пятилопастным. Каждая лопасть имела два лонжерона, деревянные нервюры и была обтянута материей. Чтобы сохранить установочный угол неизменным, лопасти жестко закреплялись расчалками: ла Сьерва надеялся с их помощью получить результирующую подъемной силы ротора, проходящую через его ось. Фюзеляж С-2 (в отличие от С-1 и С-3) был сделан специально для этого аппарата. Хвостовое оперение имело особенности — обе половины руля высоты могли работать одновременно — как руль высоты или раздельно — как плоскости для поперечного управления. Это управление по замыслу изобретателя должно было создавать мощный кренящий момент, поэтому ферма фюзеляжа была соответствующим образом рассчитана и обеспечивала передачу момента. На С-2 поставили мотор "Рон" мощностью 110 л. с.

Автожир С-2 после неудачной попытки поднять его в воздух. Заметна необычно большая площадь руля высоты

С-2 был построен в начале 1922 г. Летчиком-испытателем опять стал Гомес Спенсер. Несмотря на новые приспособления, на испытаниях С-2 вел себя точно так же, как и его предшественник С-3. Ротор раскручивался на пробежках аппарата, давая достаточную подъемную силу, чтобы автожир делал подлеты, но, как только колеса отрывались от земли и аппарат терял твердую опору, он неизменно валился вправо, и поперечное управление помешать этому не могло. Попытки поднять в воздух С-2 кончались поломкой лопастей и деформацией фюзеляжа из-за большого момента, прикладываемого поперечным управлением. После каждой попытки взлететь нужен был значительный ремонт. С-2 переделывался четыре раза.

Детально проанализировав весь опыт, полученный при испытаниях первых трех автожиров, ла Сьерва пришел к заключению, что с жесткой заделкой лопастей во втулке невозможно получить сцентрированную аэродинамическую результирующую подъемной силы ротора, и продолжал настойчиво искать решение проблемы, так как был совершенно уверен в правильности выбранного пути. Ведь принцип автожира был продемонстрирован на летающей модели. В конце концов ла Сьерва пришел к выводу, что различие между испытанными аппаратами и моделью состоит в том, что лопасти модели были более гибкими. Гибкая лопасть деформируется более или менее в соответствии с подъемной силой и совершает циклическое маховое движение при вращении ротора. При поступательном движении автожира лопасть, идущая вперед против набегающего потока, поднимается вверх, а идущая назад — вниз. Из-за гибкости лопасти опрокидывающий момент, передаваемый на ось ротора, становится незначительным.

Итак, причина различного поведения модели и реального автожира определена. Теперь нужно строить ротор, в котором лопасти могли бы совершать маховые движения, — и ла Сьерва решает присоединить каждую лопасть к втулке посредством шарнира с горизонтальной осью (пока только один шарнир; в 1927 г. он придет ко второму — с вертикальной осью). О том, когда именно ему пришла эта мысль, ла Сьерва пишет так: "…в моей тетради, в которой я записывал расчеты в течение нескольких лет, я нашел запись, которая гласит: 2 января 1922 г. мне впервые пришло в голову решение шарнирно сочленять лопасти" [9] [7, р. 41]. По-видимому, это решение вначале было для конструктора альтернативным. Лишь после испытаний С-2 ой окончательно убедился в необходимости применения шарнирного ротора.

18 апреля 1922 г. ла Сьерва подал заявку на патент "Шарнирное соединение, обеспечивающее маховое движение лопастей в вертикальной плоскости". Патент "Улучшение аэропланов с вращающимися крыльями" № 81406 был выдан 15 ноября того же года. Теперь шарнирное сочленение позволяло лопасти при вращении образовывать конус, определяемый равновесием аэродинамических и центробежных сил. Маховое движение демпфировалось аэродинамически. Лопасть, которая поднималась, автоматически уменьшала угол атаки и, следовательно, подъемную силу, что заставляло ее уменьшить скорость взмаха и затем опуститься и, наоборот, при опускании лопасти угол атаки увеличивался.

На первых автожирах с горизонтальными шарнирами ла Сьерва использовал для подвески лопастей резиновые шнуры, которые даже при остановленном роторе держали лопасть почти горизонтально. В движении же центробежная сила примерно в 10 раз больше, чем подъемная, и лопастям подвеска не нужна. Необходимость в подвеске появляется в состоянии покоя или на малых оборотах ротора, когда подъемная сила еще недостаточна.

Патент содержал и другой пункт: лонжерон лопасти вблизи корневой части был отогнут вниз и таким образом шарниры оказывались ниже центра тяжести лопасти. Конструктор полагал, что во время полета лопасти будут занимать почти горизонтальное положение. Такая форма лонжерона лопасти использовалась только на С-4 (о котором речь пойдет ниже).