Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Гоночные самолеты Supermarine S.4 Supermarine S.5 Gee Bee R-1 и R-2

Гонка за призраком скорости

Суперспортстеры Gee Bee R-l и R-2

Supersportster модели "R-l" и "R-2". История создания.

Самолёты Gee Bee R-l и R-2 быта построены специально для участия в гонках 1932 года. Боб Холл, участвовавший в проектировании некоторых предыдущих гоночных самолётов компании Grenville Brosers уволился, чтобы основать собственную компанию. Вместо него в мае 1932 года Granville Brothers Aircraft наняли на работу Хауэла В. «Пита» Миллера (Ноwell W. "Pete") в качестве заместителя главного инженера. Он получил звание Авиационного Инженера в Нью-Йоркском Университете в 1926 году, после чего работал в Keystone Aircraft Co. и Fairchild Airplane and Engine Corp. Кроме него в штат инженеров компании были введены Дон ДеЛакнер (Don DeLackner) и Аллен Морзе (Allen Morse).

Новые гоночные самолёты обозначили как серию R и назвали Super Sportsters. Они должны были стать самыми быстрыми сухопутными самолётами на земле.

При создании R-1 и R-2 Грзни Грэнвилл и Миллер настолько продвинулись на передний край технологии, насколько это позволяли скромные средства Спрингфилдской Ассоциации Воздушных Гонок (Springfield Air Racing Association (SARA) и их маленькой компании. Оба самолёта были сконструированы, построены и облётаны в течение шести месяцев, остававшихся до начала очередных Национальных Воздушных Гонок, стартовавших в Кливленде 1 сентября 1932 года.

В конструкции ранних Gee Bee из практических соображений использовались проволочные растяжки, дерево, трубы и фанера, и при начале работ по новым машинам для ускорения работ было принято решение использовать те же материалы, одновременно с попытками найти что-то новое. Ещё одной неизбежной особенностью создаваемых Supersportster'oв стал тупой нос фюзеляжа большого сечения, предопределённый преданностью создателей радиальным двигателям воздушного охлаждения фирмы Pratt & Whitney.

Идеальный с точки зрения уменьшения сопротивления среды профиль для тела, движущегося в потоке жидкости - это капля с соотношением длины к диаметру от 3 до 3,5. Перед началом работ по созданию новых гоночных машин Грэнвилл и Миллер изучили вопрос, насколько близко они смогут приблизить к такому профилю самолёт, который в отличие от капли должен иметь двигатель, крылья, опоры шасси, кабину и хвост.

Для определения оптимального положения крыла и коэффициентов устойчивости Пит Миллер и Грэни Грэнвилл совместно со знаменитым аэродинамиком Александром Клемином (Alexander Klemin) провели в аэродинамической трубе Нью-Йоркского университета исследование моделей R-1 и R-2, выполненных в масштабе 1:10 из красного дерева. Для определения оптимального положения крыла тестировались модели низкоплана, среднеплана и самолёта с крылом в положении, промежуточным между этими двумя. Именно такое положение на ¾ высоты позволило добиться наименьшего сопротивления, и было выбрано в качестве основного (рабочего).

Кроме положения крыла на моделях отрабатывались варианты капотировки мотора, размеры и профиль обтекателей стыка с фюзеляжем крыла и стоек шасси.

Одним из самых важных для постройки был тест на устойчивость самолёта. Конструкторы и пилоты имеют существенно различный взгляд на устойчивость скоростных летательных аппаратов. С точки зрения конструктора предпочтительнее более устойчивые самолёты, т.к. это позволяет применить управляющие поверхности меньшего размера, создающие меньшее сопротивление и имеющие меньший вес. Пилоты же предпочитают более отзывчивые к управлению самолёты, даже если это приведёт к уменьшению устойчивости до минимума. Грэнвилл и Миллер встали на сторону пилотов, зная, что при этом получится очень чувствительный к управлению летательный аппарат.

Они хотели улучшить характеристики, сведя поверхность киля к минимуму, полагаясь при этом на навыки пилотирования лётчиков, способных с помощью рулей скомпенсировать отклонения самолёта. В результате на первом варианте R-1 киль отсутствовал вообще, а фюзеляж плавно переходит в руль направления. Руль направления тоже был не совсем обычным: толщина его в районе оси поворота достигала 12 дюймов. Проанализировав опыт создания предыдущих гоночных машин. Грэнвилл пришёл к выводу, что тонкий руль, работающий между сходящимися за фюзеляжем потоками воздуха, был слишком чувствительным на высоких скоростях, если сделать его размером достаточным для управления самолётом на скорости сваливания. Для борьбы с этим явлением на Supersportster'ы установили руль, имеющий клиновидное сечение, благодаря чему поверхность руля по обеим сторонам фюзеляжа была почти параллельна потоку воздуха. Это сделало управление самолётом мягким на высоких скоростях полёта, позволив при этом сохранить площадь руля достаточной для эффективного управления на малых скоростях. При этом чувствительность управления на малых скоростях была более резкой, чем на высоких.

Научный подход был продемонстрирован создателями самолёта и при выборе профиля крыла для новых гоночных машин. Проанализировав ряд возможных профилей, они выбрали обладающий хорошим коэффициентом подъёмной силы профиль М-б. Главную роль при выборе сыграл тот факт, что М-б обладал наименьшим диапазоном смещения центра приложения подъёмной силы при изменении угла атаки (около 9% САХ) среди прочих профилей серии М. Для уменьшения лобового сопротивления исходный профиль М-6 был сделан более тонким, путём уменьшения высоты стенки лонжерона до 65% от «табличного» значения.

Опасаясь того, что из-за изменения профиля диапазон смещения центра приложения подъёмной силы может недопустимо увеличиться. Грэнвилл и Миллер установили на R-1 и R-2 стабилизатор с изменяемым в полёте углом установки. Опасения были напрасными: стабилизатор всегда оставался в исходном положении. Для компенсации всех изменений вполне хватало руля высоты.

Планер был очень прочным, при испытаниях Миллер нагружал его до +12g.

После интенсивных исследований компания Granville Brothers Aircraft приступила к постройке самолётов. Были использованы только самые лучшие материалы, и качество изготовления было великолепным. Крылья были обшиты фанерой из красного дерева, а затем поверх неё дня большей прочности обшиты тканью, использующейся для изготовления надувных шаров. Под влиянием результатов расследования причин катастрофы Model Z крышку бензобака спрятали под обшивкой фюзеляжа, а козырёк фонаря кабины пилотов изготовили из 3-слойного небьющегося стекла.

Одной из самых необычных особенностей новых самолётов стало расположение пилотской кабины прямо перед стабилизатором. Из-за того, что длина фюзеляжа составляла всего 17 футов 9 дюймов, необходимость скомпенсировать вес двигателя и расположенного перед ним пропеллера Smith с изменяемым шагом заставила конструкторов настолько сдвинуть кабину к хвосту, насколько это было вообще возможно. Кроме того, такое расположение кабины позволяло немного улучшить обзор вниз в стороны, т.к. ближе к хвосту фюзеляж был существенно уже, чем в районе центроплана.

R-1 и R-2 были больше по размерам, чем предыдущий Model Z: размах крыла 25 футов (7,62 м), длина 17 футов 9 дюймов (5,41 м), площадь крыла 100 квадратных футов (9,29 м²).

Рассел Бордман перед первым полётом на Gee Bee R-1. Обратите внимание на очень небольшой по площади руль направление и практически полное отсутствие киля.

Вес пустого R-1 составлял 1840 фунтов (835,2 кг), баки вмещали 160 галлонов (605,7 л) топлива и 18 галлонов (68,1 л) масла.

R-1 и R-2 были практически одинаковыми, за исключением того, что R-1 имел гораздо более мошный двигатель Pratt & Whitney R1340 "Wasp", диаметром 50 и 5/8 дюйма (1,285 м) с площадью лобовой проекции 13,98 квадратных футов (1,298 м²). Девятицилиндровый, с наддувом (12:1) мотор развивал около 800 л.с.

Ли Гелдах на фоне R-2 образца 1932 года. Снимок был сделан во время перелёта через всю страну (в Бэрбанк) для участия в гонках на приз Бендикса. В отличие от R-1 этот самолёт совершил первый полёт уже имея небольшой киль. На крыльях и киле (над регистрационным номером) заметны небольшие АНО.

R-1 был построен специально для гонок Thompson Trophy race, в то время как R-2 предназначался для the Bendix Trophy race (перелёт через всю страну), но всё равно оставался сильным соперником в гонках на короткие дистанции. В 1932 году на R-2 был установлен Pratt & Whitney R985 мощностью 535 л.с. снятый в 1931 г с Model Z. С этим двигателем Model Z летал во время гонок на приз Томпсона, но перед попыткой установить новый мировой рекорд скорости его заменили на более мощный Wasp. Pratt & Whitney R985 имел диаметр 45 и ¾ дюйма (1,161 м) и площадь лобовой проекции 11,42 квадратных фута (1,06 м²). Это позволило установить на R-2 более плавный капот и сильнее приблизить его профиль к каплевидному.

Пустой R-2 весил 1796 фунтов (844,65 кг), взлётный вес с полной заправкой составлял 3883 фунта (1761,3 кг). Площадь крыла составляла 100 квадратных футов, нагрузка на крыло 38,1 фунта на квадратный фут (186.026 кг/м²). С остатком топлива в 50 галлонов нагрузка на мощность составляла 4,47 фунта на л.с. (2,027 кг/л.с), но с полной заправкой повышалась до 7,32 фунта на л.с. (3,320 кг/л.с.)

Помимо двигателя главным отличием R-2 от R-1 было наличие двух топливных баков общей ёмкостью 302 галлона (1143 л), в то время как в баки R-1 можно было заправить только 160 галлонов. Масляный бак R-2 вмешал 20 галлонов (75,7 л) против 18 на R-1. Хвостовое колесо на R-2 было зафиксировано, а на R-1 управлялось. Для ночных полётов на крыльях R-2 стояли обтекаемые навигационные огни, а ещё один огонь был расположен на хвосте.

10 августа маляр Джордж Эджноли (George Agnoli) закончил работу по нанесению на R-1 типовой для Gee Bee зубчатой красно-белой окраски. 12-го он был выкачен из ангара, блестя в лучах восходящего солнца. Финальные регулировки заставили отложить первый полёт до следующего дня. 13 августа, в начале десятого утра. Рассел Бордман снял куртку, одел парашют и перегнал R-1 на аэродром Bowles Agawam. расположенный на другом берегу реки Коннектикут. Характеристики самолёта были очень обнадёживающими. Самолёт достиг скорости 240 миль в час при 50% мощности двигателя и Бордман чувствовал, что машина может разогнаться до 300 миль в час.

Роберт и Грэни Грэнвилли были на аэродроме Боуэлс. Когда Бордман приземлился там после первого испытательного полёта. Когда они открыли дверь кабины пилота, Бордман посмотрел на них и сказал: «ребята, вы умеете строить самолёты!». Он только пожаловался, что самолёт вилял хвостом при заходе на посадку, и видимо имеет недостаточную площадь хвостового оперения. Немедленно начались работы по увеличению площади киля на 2 квадратных фута (классический киль появился только после этой переделки) с соответствующим увеличением руля направления. Аналогичным образом доработали и R-2, так что он отправился в первый полёт уже после установки на нём небольшого киля.

R-1 получил гоночный номер 11 и регистрацию NR2100. R-2 зарегистрировали как NR2101 и присвоили ему гоночный номер 7.

| >>


©AirPages
2003-