В истории техники немного изобретателей, чье единовластное авторское право не вызывает сомнений у современников и потомков.
 |
| 14. Автожир Сиерва С-19МкIII (Англия, 1930). Двигатель - "Дженет", 80 л.с. Диаметр ротора - 9,14 м. Полетный вес - 390 кг. Вес пустого - 340 кг. Нормальная нагрузка - 250 кг. Скорость макс. - 153 км/ч. Скорость мин. - 16 км/ч. Первый автожир, выпускавшийся серийно. |
Как ни проста идея летательного аппарата принципиально нового типа, мысль о нем посетила лишь одного человека - испанского авиаконструктора Хуана де ля Сиерву. Счастливому озарению предшествовала драма: построив в 1919 году для испанского воздушного флота трехмоторный биплан, Сиерва вскоре стал свидетелем гибели своего детища.
Трагическое, о заурядное для тех времен событие потрясло конструктора, хотя никто и не винил его в катастрофе. Построенный на уровне своего века, самолет страдал общим для всех его "сверстников" пороком - не переносил потери скорости. Пытаясь "поддержать" проваливающуюся машину, летчик манипулировал ручкой управления, задирал нос аэроплана. И без того обессиленный воздушный поток начинал обтекать крыло под слишком большим, закритическим углом атаки, наконец отрывался от поверхности, подъемная сила крыла резко падала, обреченный самолет устремлялся к поджидавшей его земле.
В авторотирующем, вращающемся под действием набегающего потока воздуха несущем винте, роторе, увидел Сиерва панацею от этой аэропланной беды. Пусть, размышлял он, летательный аппарат замедлит свой полет до опасной для самолета скорости. Угрозы нет, ибо массивный, с длинными лопастями ротор - весьма инерционная система, своеобразный маховик, запасающий впрок механическую энергию. В худшем случае аппарат начнет снижаться, но останется устойчивым, управляемым. К тому же винт, потеряв часть энергии, вновь наберет обороты благодаря обдувающему его снизу потоку.
В горизонтальном полете с достаточно высокой скоростью автожир должен быть подобен самолету: поступательное движение вперед обеспечивает обычная винтомоторная установка, роль крыла берет на себя раскрученный воздушным потоком ротор. А управление? Совершать маневры в полете аппарат сможет, повинуясь действию рулей самолетного типа, благо фюзеляжи первых автожиров сохранили аэропланное обличье.
 |
| 15. Автожир КАСКР-1 (СССР, 1929). Двигатель - "Рон", 110 л.с. Диаметр ротора - 12 м. Полетный вес - 950 кг. Вес пустого - 750 кг. Скорость макс. - 110 км/ч. Скорость мин. - 35 км/ч. Приведенные летные данные соответствуют образцу КАСКР-2 (1930) с двигателем "Титан", 230 л.с. |
Как и все изобретатели, решившиеся довести свою идею до реального воплощения, Сиерва в полной мере испил чащу ошибок и неудач. Аппарат с соосными, противоположного вращения роторами так и не оторвался от земли - слишком велико для 60-сильного двигателя оказалось лобовое сопротивление машины. К тому же автожир выказал стремление опрокинуться набок. Дисбаланс сил возникал оттого, что нижний ротор, работавший в струе верхнего, вращался вдвое медленнее. Не слишком летуч был и второй аппарат (1921), оснащенный уже одним-единственным трехлопастным винтом: этот взлетел лишь на полметра. Только четвертый автожир Сиервы, да и то после пятнадцати радикальных переделок, смог совершить 180-метровый горизонтальный полет.
Если одна лопасть движется, например, по ходу полета, то скорость набегающего на нее потока как бы складывается из двух составляющих: скорости самого аппарата и скорости перемещения лопасти вперед, определяющейся быстротой ее вращения относительно корпуса машины. Вторая лопасть в этот момент идет назад, и из скорости ее вращения вычитается скорость полета аппарата. Следовательно, подъемная сила правой и левой лопастей различна, она больше там, где скорости складываются, и меньше, где они вычитаются. Отсюда и мощный поперечный момент, стремящийся опрокинуть автожир в сторону отступающей лопасти.
Сиерва устранил момент, прикрепив лопасти к втулке ротора не жестко, как это было на ранних образцах, а с помощью горизонтального шарнира. Теперь, как бы асимметрично ни было распределение подъемной силы по диску ротора, лопасти не передавали на втулку, а значит, и на корпус машины, момент и свободно колебались относительно шарнира в зависимости- от величины подъемной силы в тот или иной миг своего вращения по кругу.
 |
| 16. Автожир ЦАГИ-2ЭА (СССР, 1931). Двигатель - "Титан", 230 л.с. Диаметр ротора - 12 м. Полетный вес - 1032 кг. Вес пустого - 765 кг. Скорость макс. - 160 км/ч. Скорость мин. - 58 км/ч. Практический потолок - 4200 м. Скороподъемность у земли - 4 м/с. |
Увы, проблемы не кончились с появлением на автожире горизонтальных шарниров. Обретя устойчивость, ротор не желал крениться вправо или влево, если это в целях поперечного управления намеревался сделать пилот. На модели С-5 (1923) Сиерва справился и с этой задачей - установил по сторонам фюзеляжа длинные балки с открылками-элеронами самолетного типа.
Усовершенствованная, шестая модель привлекла в 1924 году всеобщее внимание. С-6 совершил два полета продолжительностью 8 минут, а затем перелетел с одного аэродрома на другой, преодолев 12 км. Неплохой оказалась и скорость - около 100 км/ч. Благодаря инерционному ротору автожир продемонстрировал почти вертикальный спуск с минимальным пробегом после посадки.
В 1925 году по приглашению английского правительства Сиерва демонстрирует автожир в Англии. Турне удалось, хотя его и омрачила авария, случившаяся во время облета С-6 английским летчиком. На 60-метровой высоте от аппарата отделилась вдруг одна из четырех его лопастей. Три уцелевшие, к счастью, продолжали вращаться, и, хотя ближе к земле отвалилась еще одна, пилот отделался лишь ушибами.
Уже не в первый раз конструктор распорядился аварией во благо делу, Проанализировав поломку, он смог в самом буквальном смысле глянуть в корень ее причин. Оказалось, что у корня, комля лопастей, в полете возникает еще один мощный момент, возникающий в плоскости их вращения. В полном соответствии с законами механики лопасть, участвующая в двух движениях - вращении по кругу и взмахах относительно горизонтального шарнира, - стремится к колебаниям в плоскости вращения. Как раз этой-то возможности у нее и не было до появления на втулке вертикального шарнира. Проделав во время полетов изрядное количество колебаний, лопасть не выдержала больших знакопеременных нагрузок.
Теперь автожир обладал всеми элементами, способными сделать его по-настоящему летающей машиной. С-8, построенный в 1927-1928 годах, Сиерва демонстрирует Европе, перелетает на нем из Парижа в Лондон.
1929 годом датирован первый советский автожир, сконструированный на средства Осоавиахима инженерами Н. Камовым и Н. Скржинским. Навеянный сиервовским С-8, советский КАСКР во многом отличался от зарубежного прототипа, как, впрочем, и другой наш аппарат первого поколения - ЦАГИ-2ЭА, в качестве образца для которого взяли С-19...
На заставке автожир СИЕРВА С-2 (Испания, 1921). Фюзеляж самолетного типа с традиционным хвостовым управлением, рулями высоты и направления. Ротор трехлопастный, угол установки лопастей можно было несколько изменять на земле.