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

Supermarine-Napier S.4.

Supermarine-Napier S.4. История создания.

Создание экспериментальных самолётов по заказу государства – обычная практика. Равно как и использование таких для установления мировых рекордов. Но вот в случае с Supermarine S.4 история о том, что он был создан и построен на деньги Министерства Авиации (Air Ministry) Великобритании не то чтобы замалчивается, но не афишируется. Чаще самолёт упоминается просто как гоночный, и это не есть отступление от истины: действительно, после поражения на гонках на кубок Шнейдера 1923 года, Air Ministry заботясь не только об исследовании возможности достижения высоких скоростей полёта, но и о престиже государства, оформило заказ двум разным фирмам на создание 2 типов скоростных гоночных самолётов с условием, что если они достигнут определённых показателей по скорости, то будут переданы изготовителям для участия в гонках на кубок Шнейдера.

При этом оба типа так или иначе числились военными, и по отношению к ним принималась меры по соблюдению режима секретности (о чём будет рассказано ниже).

Интересно отметить и ещё один момент. В журналах Flight за 1925 год самолёт называют Supermarine-Napier S.4. В более поздних источниках название фирмы Napier, создавшей мотор для этого самолёта, отпадает.

Тем не менее, во исполнение заказа Air Ministry, совместное решение о постройке было принято фирмами Supermarine и Napier 18 марта 1925 года, а в свой первый полёт S.4, управляемый шеф-пилотом Supermarine Генри Баярдом (Henri Biard), отправился уже 25 августа в Вулстоне (Woolston).

Фото Описание

Supermarine S.4 перед гонками на кубок Шнейдера.

Supermarine S.4. Вид спереди на S.4

Один из редких качественных снимков S.4, вид справа-спереди. Отчётливо видны радиаторы Ламблена под крылом.

Вид справа на S.4. Между поплавковыми стояками можно рассмотреть нечто, напоминающее выступающую в поток часть маслорадиатора.

Судя по окружающему пейзажу и окраске, все три снимка сделаны во время одной фотосессии. Т.к. на самолёт не нанесены никакие обозначение, вероятнее всего эти фотографии сделаны на заводе или во время испытаний на базе ВВС в Калшоте.

Сконструированный Реджинальдом Митчеллом (R.J. Mitchell) S.4 радикально отличался от предыдущих самолётов компании Supermarine Aviation Works. Его главной особенностью стало использование свободнонесущего крыла и хвостового оперения. Подкосы и расчалки полностью отсутствовали. Схема свободнонесущего моноплана на поплавках была впервые использована Митчеллом для гоночного гидросамолёта, до этого он конструировал летающие лодки.

Лётные испытания проходили на базе ВВС в Калшоте (Calshot), и ВВС оказывали при этом всяческое содействие, ускорив тем самым появление заключения по результатам испытаний. С точки зрения пилотов S.4 был непростым самолётом, т.к. крыло при взлёте и посадке могло существенно закрывать обзор. Для самолёта был выделен серийный номер N197 и регистрация G-EBLP, однако он никогда не нёс таких обозначений, и единственными украшениями для гонок на кубок Шнейдера стали синяя четвёрка на обеих сторонах фюзеляжа и законцовках крыла снизу, да флаг Великобритании на руле направления. А во время испытаний S.4 летал, будучи просто окрашенным в белый цвет и без каких-либо обозначений.

Самолёт был впервые продемонстрирован представителям прессы 17 сентября 1925 года на заводе Supermarine в Вулстоне. Причём фотографировать его самостоятельно не разрешили, предоставив вместо этого журналистам несколько снимков не самого лучшего качества. Из-за разлива реки Ичен демонстрационный полёт не состоялся, но у самолёта, стоящего на слипе, запустили двигатель. После опробования мотора капитан Байярд рассказал присутствующим журналистам, что в полёте шум от двигателя, работающего на максимальной мощности, практически не слышен!

Перед отправкой S.4 в Балтимор (США) для участия в девятых гонках на кубок Шнейдера, в Саутгемптоне провели ряд испытательных полётов на скорость по прямой, в ходе которых 13 сентября был установлен новый мировой рекорд скорости для гидросамолётов и абсолютный рекорд скорости для Великобритании, составлявший 364,924 км/ч (226,752 м/ч).

Интересно, что заботясь о сохранении секретности, официально об установлении рекорда объявили только 6 октября, когда самолёт был уже на пути в США. Новый рекорд намного превзошёл предыдущее достижение, установленное пилотом ВМС США Лейтенантом Кадди (Cuddihy) на мерной базе в 3 км в Балтиморе 25 октября 1924 года на самолёте Curtiss-Navy racer с двигателем Curtiss D.12 и составивший 302,648 км/ч (188,118 м/ч).

В командировку на гонки решено было не отправлять никого из руководства ВВС. Вместо этого отправили главного конструктора, Реджинальда Митчелла, обосновав это в том числе и возможностью что-то доработать на недоиспытанном толком самолёте на месте.

Последующая история гонок на кубок Шнейдера 1925 г. для британской команды вообще и S.4 в частности была весьма печальной. Лайнер, вёзший команду на гонки, столкнулся с несколькими штормами, и капитан Генри Баярд, поскользнувшись во время одного из них, растянул запястье. По прибытии в США самолёты были размещены в брезентовых укрытиях, во время налетевшего урагана шест одного из таких ангаров сломался, и упал на хвостовую часть S.4, став причиной повреждения самолёта. Самолёт быстро отремонтировали и приступили к испытаниям. В ходе испытаний подтвердилось подозрение, возникшее ещё в Англии, о том, что свободнонесущее крыло подвержено колебаниям типа флаттера, природа которых на тот момент не была изучена.

Подтверждением этому стало разрушение S.4 во время обязательных испытаний на скоростную пробежку и посадку на воду.

За день до соревнований, по вновь введённым правилам, проводились испытания, в ходе которых машины должны были взлететь с прямой линии, продержаться в воздухе, сесть и прорулить между двух баллонов на скорости свыше 12 м/ч, взлететь, снова сесть, прорулить полмили между второй парой баллонов, снова взлететь, в третий раз приводниться и прорулить через финишную линию. После этого справившиеся с задачами самолёты без какого-либо ремонта швартовались, и должны были простоять на плаву в течение 6 часов без кого-либо на борту. Если самолёт в ходе испытаний получал повреждение поплавков, его отбуксировали на берег до завершения испытаний (отстоя), и не допускали к гонкам.

В ходе испытаний капитан Баярд из-за развившегося в полёте флаттера не справился с управлением, в результате чего самолёт упал в море и разрушился. Пилот не получил серьёзных травм и был спасён после приводнения. Попытка быстро подготовить на замену потерянному самолёту второй экземпляр Gloster III так же закончилась аварией, вызванной разрушением шасси (поплавков) во время последней попытки пройти обязательные испытания, предпринятой в плохую погоду. Соревнования были выиграны лейтенантом армии США Джимми Дуллитлом, показавшем скорость 232,573 мили в час, Хьюберт Брэд (Hubert Broad) на Gloster III пришёл вторым, развив 199 миль в час.

Самолёт просуществовал всего 8 недель.

Скриншоты из видеоролика, демонстрирующего испытания гоночного самолёта Supermarine. В ролике мелькают то S.4, то S.5, но с большой долей вероятности можно утверждать, что на этих трёх кадрах запечатлено всё, что осталось от S.4 после аварии в Балтиморе, США.

Техническое описание.

Свободнонесущее монопланное крыло самолёта было выполнено одной деталью и имело симметричный двояковыпуклый профиль, незадолго до постройки разработанный Royal Aircraft Establishment at Farnborough. Силовая конструкция крыла включала передний и задний лонжероны с полками из спруса и стенками из фанеры. Ряд продольных стрингеров (опять же с полками из спруса и стенками из фанеры) вставлялся в нервюры. Вся эта конструкция обшивалась сверху и снизу фанерными листами с толщиной, постепенно увеличивавшейся от законцовок к центральной линии крыла. На нижней поверхности крыла был сделан жёлоб, в котором проходил патрубок с охлаждающей жидкостью от мотора к 2 радиаторам Ламблена, состоящим из 226 трубок, установленным на нижней поверхности обоих полукрыльев (занимали по размаху примерно по 2 метра с каждой стороны). Радиаторы были единственными выступающими в поток деталями на всём самолёте. Модель самолёта в 1/8 натуральной величины в 1925 году исследовалась в аэродинамической трубе Национальной Физической Лаборатории в Теддингтоне (Teddington), для изучения возможных путей снижения сопротивления и влияния на характеристики самолёта установленных под крылом радиаторов. В ходе исследований было обнаружено, что такая схема расположения снижает подъёмную силу на 2% и может серьёзно изменить характеристики крыла.

Создатель S.4 Реджинальд Митчелл (пятый слева) на фоне своего детища. Второй из снимков, на котором виден расположенный под фюзеляжем между стойками поплавков маслорадиатор.

S.4 был оснащён системой совмещённого действия элеронов и закрылков: элероны могли двигаться как независимо, так и совместно с закрылками. Достаточно странно, но на последующих гоночных самолётах, участвовавших в гонках на кубок Шнейдера, Митчелл закрылки не использовал. Тяги управления были проложены под обшивкой, вместо тросовой проводки использовались трубы, и элероны поворачивались с помощью трубчатых осей.

Фюзеляж состоял из трёх отсеков: моторного, центрального, и хвостового монокока. Киль и стабилизатор были выполнены зацело с монококовой задней частью фюзеляжа. Из стали были выполнены «А»-образные рамы крепления поплавков, силовые элементы центральной части фюзеляжа, моторама и некоторые соединительные элементы, в остальном S.4 был цельнодеревянным. Интересно отметить возврат к цельнодеревянной монококовой конструкции фюзеляжа после долгого перерыва: Депердюссен, победитель гонок 1913 года, имел такую же конструкцию.

Поплавки крепились к фюзеляжу с помощью двух профилированных «А»-образных рам, цельное крыло проходило между рамами и крепилось к ним, а моторама была присоединена к передней раме. Единственным дополнительным силовым элементом рам была перекладина, соединяющая трубы между собой во фронтальной плоскости. Так как при этом проволочные расчалки полностью отсутствовали, рамы с закреплёнными на них поплавками могли изгибаться вперёд, назад и вбок. Это придавало конструкции шасси эластичность.

Специальный вариант W-образного 12-циллиндрового мотора Napier-Lion с водяным охлаждением мог на короткое время развивать мощность до 700 л.с. Малый ресурс стал главной особенностью двигателей, использовавшихся на самолётах, построенных для гонок на кубок Шнейдера, особенно построенных позднее. Мотор приводил в движение пропеллер (напрямую, без редуктора), и запускался воздушным стартером фирмы Bristol. Пропеллер использовался цельнометаллический, типа Fairey-Reed.

Два вида на Napier Lion, силовую установку S.4 и Gloster III. Как гласит оригинальная подпись к фотографии в журнале Flight, несмотря на выдающуюся мощность в 700 л.с., этот двигатель не доставлял никаких неприятностей во время гонок. Интересно так же отметить, что в журнале его называют «специальный гоночный двигатель Napier», название Lion упоминается только один раз, и то по отношению к его предшественнику («Этот двигатель стал развитием знаменитого гоночного двигателя Napier Lion»).

Однореданные поплавки были цельнодеревянными и повторяли по конструкции летающие лодки Supermarine, т.е. имели переднюю и заднюю килевые балки, идущие вдоль центральной линии понизу поплавка, левые и правые острые скулы, создававшие резко выраженную V-образную нижнюю поверхность. В поплавках устанавливались две герметичных переборки.

Топливная и масляная системы были классической конструкции, за исключением того, что топливо заливалось в несколько отдельных баков, т.к. на самолёте просто не было места для одного общего бака. Маслорадиатор располагался под фюзеляжем, и в поток выступала только часть его, отвечающая за охлаждение.

Supermarine-Napier
Тип S.4
Год 1925
Серийный / гоночный номер N197/4
Регистрационный номер G-EBLP (не наносился)
Размах крыла, м 9,334
Длина общая, м 8,122
Длина фюзеляжа, м 7,62
Высота, м 3, 569
Хорда крыла, мм 1829 у корня
1308 у законцовки
Размах стабилизатора, м 2,489
Длина поплавков, м 5,486
Колея, м 2,286
Площади
Крыла 12,913 м²
Стабилизатора 1,468 м²
Руля высоты 0,882 м²
Киля 0,488 м²
Руля направления 0,615 м²
Веса и нагрузки
Вес пустого, кг 1179
Загруженного, кг 1447
Нагрузка на крыло, кг/м² 112,295
Нагрузка на мощность двигателя 21,319 кг/ л.с.
Профиль крыла Raf 30
Скорость максимальная 364,924 км/ч (Мировой рекорд для гидропланов)
Скорость посадочная 137 км/ч
Топливо, л 181,8
Масло, л 22,7
Вода, л 45,5
Двигатель
Тип и обозначение Тип и обозначение Napier Lion, 12 цилиндров, W-образный VII (безредукторный)
Год выпуска 1925
Диметр поршня 139,7 мм
Ход поршня 130,17 мм
Рабочий объём 24 литра
Сухой вес (кг) 340,19
Эффективная мощность, л.с. 680 (в различных источниках до 700 л.с.)
Обороты 2600
Степень сжатия 8/1
Наддув (кг/м²) нет
Engine Nos. Е.74

Дата публикации на сайте: 17.01.2011

перевод с английского и редакция - Петр Клундук

Источники

  • 1. C.F. Andrews & W.G. Cox. The Supermarine S.4 – S.6B (Profile Publications, Aircraft Profile #39).
  • 2. Peter Lewis. British racing & record-breaking aircraft. Putnam.
  • 3. Flight, 1925.
  • 3. Обсудить на форуме

©AirPages
2003-