eniya petli. V predelah ot nu=0 do nu mah my mozhem proizvol'no vybirat' znacheniya nu, v zavisimosti ot zhelaemogo haraktera traektorii; pri dvizhenii po pryamoj my vsegda dolzhny brat' nu=sos q. Dlya polucheniya minimal'nogo radiusa krivizny traektorii nu=hk/hk0, no ne bolee nu dop. Prakticheski celesoobrazno vybirat' takuyu peregruzku, pri kotoroj samolet budet obladat' aerodinamicheskim kachestvom, blizkim k maksimal'nomu; eto budet imet' mesto pri uslovii Sy2 /ple=Ch0. Znachenie nu n (t. e. pri Cu n) mozhno predstavit' v vide Pishnoff-45.gif gde hk.n -- kineticheskaya vysota gorizontal'nogo poleta pri maksimal'nom aerodinamicheskom kachestve Pishnoff-46.gif Dlya rasschityvaemogo sluchaya Cun=1,15; hk.n=21,5 m. Takim obrazom, pri vypolnenii krivolinejnogo dvizheniya sleduet priderzhivat'sya peregruzok, opredelyaemyh usloviem nu= hk/21,5, no ne bolee 3,5 i ne bolee ny= hk/18,5. Imeya znachenie peregruzki nu i hk, my mozhem opredelit' radius krivizny traektorii v vertikal'noj ploskosti: Pishnoff-47.gif |to budet pervym uravneniem dlya rascheta petli. Vtoroe uravnenie pozvolit rasschityvat' znachenie hk. Dlya etoj celi my ispol'zuem vyrazhenie, svyazyvayushchee koefficient prodol'noj peregruzki s izmeneniem urovnya energii samoleta: Pishnoff-48.gif Znachenie nh mozhet byt' raskryto kak funkciya hk i nu; dlya R/G my podobrali linejnuyu zavisimost' ot hk, kotoraya spravedliva v nuzhnom diapazone skorostej P/G=0,28-- 0,0016hk. Dlya Q/G poluchim Pishnoff-49.gif Podstaviv Pishnoff-50.gif Pishnoff-51.gif poluchim Pishnoff-52.gif V itoge, dlya poleta s rabotayushchim dvigatelem budem imet' Pishnoff-53.gif Pri polete s vyklyuchennym dvigatelem my otbrasyvaem tyagu vinta i dobavlyaem ego soprotivlenie, chto daet DCx0=0,03, i togda poluchim Pishnoff-54.gif Voobshche govorya, mozhno bylo by vmesto formul dlya nh dat' grafik. Takim obrazom, my imeem dva uravneniya: odno dlya radiusa krivizny -- prostoe, i dlya urovnya energii -- differencial'noe. Krome togo, vspomogatel'nye svyazi: he=h+hk; ds= rdq; dh=ds sinq. Za tekushchuyu koordinatu mozhet byt' vybran put' s ili ugol povorota kasatel'noj k traektorii q. Proizvodya raschet dvizheniya, pol'zuyas' differencial'nym uravneniem, vybiraem shag rascheta Ds ili Dq; pervyj -- na pryamolinejnyh uchastkah, a na krivolinejnyh uchastkah udobnee brat' Dq, tak kak my vsegda budem znat' srednee znachenie ugla q. CHislennoe integrirovanie uslozhnyaetsya neobhodimost'yu delat' posledovatel'nye priblizheniya ili brat' ochen' malye znacheniya shaga. Rabota uproshchaetsya, esli vozmozhna ekstrapolyaciya srednih znachenij velichin, vhodyashchih v formuly. Prinyav nekotoryj shag dlya ugla naklona traektorii Dq, my poluchim sleduyushchie formuly: Pishnoff-55.gif V ocherednom intervale rascheta my znaem q, vybiraem nu i vynuzhdeny ekstrapolirovat' velichinu hk. sr; esli posle vypolneniya rascheta hk. sr okazhetsya inym, my dolzhny povtorit' raschet. CHtoby uluchshit' ekstrapolyaciyu, sleduet v processe rascheta stroit' grafiki he i h po s i ryadom s nimi traektoriyu tak, chtoby masshtaby byli odinakovy. Na ris. 10 i 11 pokazany rezul'taty rascheta petli dlya samoleta "N'yupor-4" primenitel'no k usloviyam vypolneniya ee P. N. Nesterovym. Za ishodnye usloviya byl vzyat gorizontal'nyj polet na vysote 900 m pri skorosti 90 km/chas, chto davalo hk= 32 i nachal'nyj uroven' energii 932 m. Zatem proishodil perehod v pikirovanie pod uglom 60o, kotoroe prodolzhalos' do momenta dostizheniya samoletom vysoty 650 m s nerabotayushchim dvigatelem. Blagodarya dejstviyu soprotivleniya vozduha, kotoroe nepreryvno vozrastalo, padal i uroven' energii, tak chto, kogda vysota stala ravnoj 650 m, uroven' energii okazalsya ravnym 785 m i hk=135 m, ili skorost' ~ 185 km/chas. Pri etoj skorosti mogla by byt' poluchena maksimal'naya peregruzka nu=135/18,5=7,3. Nachinat' petlyu nuzhno bylo dostatochno ostorozhno. Dal'nejshij raschet proizvodilsya to intervalam Dq=30o. Kogda samolet nachinal vyhodit' iz pikirovaniya, soprotivlenie nastol'ko vozrastalo, chto, nesmotrya na vklyuchenie dvigatelya, uroven' energii prodolzhal padat', a kineticheskaya vysota nekotoroe vremya ostavalas' pochti postoyannoj. Kogda zhe samolet stal opisyvat' pervuyu chetvert' petli, velichina hk stala bystro umen'shat'sya kak iz-za uvelicheniya h, tak i vsledstvie umen'sheniya he. Tol'ko posle prohozhdeniya vertikal'nogo polozheniya padenie urovnya energii prekratilos', no hk prodolzhalo padat' i doshlo do znacheniya hk =10, kogda maksimal'naya peregruzka mogla imet' velichinu, ravnuyu lish' primerno 0,5. Takim obrazom, v verhnej tochke petli letchika prizhimalo k siden'yu s siloj, ravnoj 30-40% ot sily vesa. Vo vtoroj chasti petli hk stalo uvelichivat'sya, no ne ochen' sil'no, tak kak dvigatel' byl opyat' vyklyuchen i uroven' energii stal ponizhat'sya. Ris. 10. Shema rascheta petli Nesterova dlya samoleta "N'yupor-4" energeticheskim metodom Po grafiku, privedennomu na ris. 10, mozhno poluchit' znachenie hk v lyuboj tochke petli i zatem najti skorost' po vyrazheniyu V=4,4 hk1/2. Razdeliv intervaly puti na srednie znacheniya skorosti, mozhno najti intervaly vremeni i zatem opredelit' vremya soversheniya petli. Ot nachal'nogo gorizontal'nogo uchastka do konechnogo ono okazalos' ravnym okolo 10 sek. Na ris. 11 dana obshchaya shema pikirovaniya, petli i posleduyushchego spiral'nogo spuska s, krenom okolo 30o. Sopostaviv ee s izvestnoj shemoj, sostavlennoj samim P. N. Nesterovym, my mozhem uvidet' ves'ma bol'shoe shodstvo mezhdu nimi. Pishnoff-56.gif Ris. 11. Shema snizheniya, petli i spiral'nogo spuska, poluchennaya putem rascheta primenitel'no k usloviyam vypolneniya pervoj petli P. N. Nesterovym Vysota petli okazalas' ravnoj 90 m, chto sootvetstvuet diametru virazha s ochen' bol'shim uglom krena, iz chego i ishodil P. N. Nesterov. Tol'ko forma petli okazalas' ne okruzhnost'yu, a figuroj, kotoruyu mozhno poluchit', esli vzyat' provolochnoe kol'co nuzhnogo diametra i, razrezav ego v nizhnej tochke, sdvinut' koncy, kak by zatyagivaya petlyu. Togda v nizhnej chasti krivizna umen'shitsya, a v verhnej uvelichitsya. Pri sovershenii petli osnovnoj vopros zaklyuchaetsya v pravil'nom vybore nachal'noj skorosti. Pered nachalom petli samolet dolzhen imet' zapas kineticheskoj energii, opredelyaemyj vysotoj hk.nach. Vysota petli ravna utroennomu-uchetverennomu znacheniyu hk.n, sootvetstvuyushchemu gorizontal'nomu poletu na naivygodnejshej skorosti, Dh=D=(3,5-4,0)hk.n, gde hk.n=0, 82G/(S Cun). Krome togo, pri vypolnenii petli proishodit izmenenie urovnya energii ot dejstviya tyagi i lobovogo soprotivleniya. |to izmenenie mozhno opredelit' sleduyushchim obrazom. Dlina puti polupetli budet ravna Srednee znachenie peregruzki po puti petli nu~2,3; ugol ataki nahoditsya v rajone maksimal'nogo kachestva. Togda snizhenie urovnya energii za polupetlyu sostavit Pishnoff-57.gif Kogda samolet okazhetsya v verhnej chasti petli, dolzhna ostavat'sya nekotoraya peregruzka -- ne menee ny=0,3-0,4, dlya chego neobhodim zapas kineticheskoj energii, ravnyj hk.kon ~(0,3-0,4) hk.n. V itoge poluchim Pishnoff-58.gif Pishnoff-59.gif |tot priblizhennyj raschet hk. nach ochen' blizok k tomu, chto bylo polucheno pri vypolnenii petli. CHem bol'she P/G, t. e. chem bol'she tyagovooruzhennost' samoleta, tem legche vypolnyat' petlyu i tem men'she mozhet byt' nachal'naya skorost'. Tyagovooruzhennost' samoleta, na kotorom letal P. N. Nesterov, byla nevysoka, i pered petlej potrebovalsya osnovatel'nyj razgon putem pikirovaniya. My mozhem tol'ko udivlyat'sya tomu, naskol'ko pravil'no zadumal P. N. Nesterov vypolnit' petlyu -- posle pikirovaniya okolo 300 m. Bud' razgon bolee slabym, samolet zavis by v verhnej chasti petli, i togda neprivyazannyj letchik okazalsya by v zatrudnitel'nom polozhenii. Mozhet vozniknut' vopros, byla li petlya vypolnena so snizheniem ili net? Esli rassmatrivat' etot vopros tol'ko v otnoshenii vysot nachala i konca petli pri gorizontal'noj kasatel'noj k traektorii, to ona mogla by byt' vypolnena i bez snizheniya pri bolee rezkom vyvode iz pikirovaniya. Iz shemy, privedennoj na ris. 10, vidno, chto v etom sluchae (punktirnyj konec petli) skorost' okazalas' by maloj i nalico byl by risk svalivaniya v shtopor. Petlya schitaetsya vypolnennoj bez snizheniya v tom sluchae, esli posle vyhoda iz odnoj petli samolet gotov k vypolneniyu sleduyushchej ne tol'ko po ishodnoj vysote, no i po urovnyu energii. CHtoby eto bylo vozmozhno, tyaga dvigatelya dolzhna obespechivat' dlitel'nyj polet s peregruzkoj ne menee 2,3. P. N. Nesterov raspolagal dlitel'noj peregruzkoj, ravnoj lish' okolo 1,6. CHtoby povtorit' petlyu, emu nuzhno bylo by vnov' razgonyat' samolet pikirovaniem. NA SAMOLETE "MORAN-ZH" Kak my uzhe ukazyvali, samolet "N'yupor-4" ne otlichalsya vysokimi manevrennymi kachestvami: zapas moshchnosti u nego byl nebol'shoj, organy upravleniya malo effektivnye i tol'ko zapas prochnosti byl dostatochen. Avtoru ne prihodilos' vstrechat' svedenij o tom, chtoby kto-nibud', krome P. N. Nesterova, vypolnyal na nem vysshij pilotazh. Francuzskij samolet "Moran-ZH" poyavilsya v 1912 g. i bystro zavoeval bol'shuyu populyarnost' -- vnachale blagodarya ryadu pereletov, sovershennyh na nem, a zatem kak prochnyj i manevrennyj samolet, legko vypolnyavshij figury vysshego pilotazha, i, nakonec, kak odin iz pervyh istrebitelej. "Moran" zakupalsya vo Francii i stroilsya zatem v Rossii kak trenirovochnyj samolet. Ego mozhno bylo vstretit' v aviacionnyh shkolah do 1922-- 1923 gg., a otdel'nye ekzemplyary i pozzhe. Kogda v 1918 g. v Moskovskoj aviacionnoj shkole bylo vvedeno obyazatel'noe obuchenie vysshemu pilotazhu, to dlya etogo ispol'zovalis' samolety "Moran"; instruktorom po obucheniyu poletam na etih samoletah byl zamechatel'nyj sovetskij letchik Mihail Mihajlovich Gromov. Letom 1914 g. v Moskve na Hodynskom pole (vposledstvii Central'nyj aerodrom) petli Nesterova demonstriroval letchik-ispytatel' zavoda "Duks" A. M. Gaber-Vlynskij. Vposledstvii na vozdushnyh prazdnikah vysshij pilotazh na etom samolete demonstrirovalsya ryadom russkih letchikov. Samolet "Moran-ZH" privlek vnimanie P. N. Nesterova svoim zapasom moshchnosti i horoshej upravlyaemost'yu. Osvoiv samolet, P. N. Nesterov v iyule 1914 g. sovershil na nem perelet Moskva-- Peterburg za 5 chasov. Vysokaya manevrennost' samoleta "Moran-ZH" privela P. N. Nesterova k mysli o vozmozhnosti sbit' samolet protivnika, nanesya emu povrezhdenie svoim samoletom. Shema samoleta "Moran-ZH" pokazana na ris. 12. Po konstruktivnoj sheme on pochti ne otlichaetsya ot samoleta "N'yupor-4", t. e. tozhe predstavlyaet soboj raschalochnyj monoplan, odnako, on neskol'ko men'she i legche, chem "N'yupor-4", a dvigatel' na nem byl ustanovlen bolee moshchnyj -- "Gnom", a zatem "Ron" moshchnost'yu 80 l. s. Po vneshnemu vidu "Moran" vyglyadel izyashchnee, chem "N'yupor", i preimushchestvo v vese pustogo samoleta u nego sostavlyalo 100 kG, t. e. bolee 20%. Pishnoff-60.gif Ris. 12 Samolet "Moran-ZH" (1913 g) s rotativnym dvigatelem "Gnom" moshchnost'yu 80 l. s. Ploshchad' kryla s podfyuzelyazhnoj chast'yu 15,5 m2, ves pustogo samoleta okolo 350 kG, poletnyj ves s odnim letchikom okolo 500 kG. Privedennaya ploshchad' vrednogo soprotivleniya F0 byla ravna okolo 1,0 m, t. e. bolee chem v poltora raza men'she, chem u samoleta "N'yupor". Prichiny etogo aerodinamicheskogo preimushchestva zaklyuchalis' v men'shih razmerah ploshchadi kryl'ev, men'shej obshchej dline trosovyh raschalok kryl'ev i, bezuslovno, v bolee aerodinamichnoj forme kapota dvigatelya. Vazhnejshim usloviem umen'sheniya soprotivleniya vozduha yavlyaetsya nalichie v nosovoj chasti tela gladkih vypuklyh poverhnostej, na kotoryh razvivaetsya ponizhennoe davlenie, v bol'shej ili men'shej stepeni kompensiruyushchee povyshennoe davlenie v rajone central'noj nosovoj chasti tela. U samoleta "Moran" kapot dvigatelya byl polukol'cevoj; vposledstvii na samoletah s rotativnymi dvigatelyami stali primenyat' kol'cevye kapoty, blagodarya kotorym velichina F0 byla eshche bolee umen'shena. Teoriya kol'cevyh kapotov dlya dvigatelej s zvezdoobraznym raspolozheniem cilindrov byla razrabotana znachitel'no pozzhe -- v tridcatye gody. Umen'shenie velichiny F0 pri povyshennoj moshchnosti dvigatelya dalo uvelichenie skorosti do 130-135 km/chas (vmesto 110 km/chas u samoleta "N'yupor"). Esli kineticheskaya vysota hk=V2/2g u samoleta "N'yupor" sostavlyala okolo 48 m, to u samoleta "Moran" ona ravnyalas' 70 m; eto bylo vazhnoe preimushchestvo pri vypolnenii figur vysshego pilotazha. Nesmotrya na men'shuyu velichinu F0, maksimal'noe aerodinamicheskoe kachestvo samoleta "Moran" bylo ravno primerno 6,5, t. e. ono bylo takim zhe, kak u samoleta "N'yupor", vsledstvie men'shego razmaha kryl'ev. Na ris. 13 dany polyara i forma profilya kryla samoleta "Moran-ZH". Podobnyj profil' ochen' tipichen dlya togo vremeni; ego otnositel'naya tolshchina sostavlyaet lish' okolo 5%, a nosovaya chast' dovol'no sil'no izognuta. |to privodit k dovol'no znachitel'nomu uvelicheniyu koefficienta soprotivleniya pri malyh uglah ataki, chto, odnako, ne skazyvaetsya na osnovnyh letnyh harakteristikah. Na ris. 14 dany grafiki moshchnostej, potrebnyh dlya gorizontal'nogo poleta pri vese 500 kG, i grafiki poleznyh moshchnostej dlya vysot ot nulya do 4 km. Po peresecheniyam krivyh my poluchaem maksimal'nye skorosti gorizontal'nogo poleta, a po maksimal'noj raznosti moshchnostej nahodim vertikal'nye skorosti na rezhime vzleta: Pishnoff-61.gif Na ris. 15 privedeny osnovnye letnye harakteristiki samoleta "Moran-ZH" -- maksimal'naya i minimal'naya skorosti, skorost' Vnab, sootvetstvuyushchaya maksimal'noj vertikal'noj skorosti, vertikal'naya skorost' na raznyh vysotah i vremya pod容ma na vysotu, poluchennoe putem priblizhennogo integrirovaniya Pri skorosti poleta 120 km/chas na vysote 1000 m potrebnaya moshchnost' sostavlyaet 44 l. s., a moshchnost', razvivaemaya dvigatelem, budet okolo 53 l. s. (sm. ris. 14). Pri udel'nom rashode topliva, ravnom 0,26-0,28 kg na loshadinuyu silu v chas, i k. p. d. vinta, ravnom 0,75, chasovoj rashod topliva budet raven okolo 16-17 kg/chas. Pishnoff-62.gif Ris. 13 Polyara i profil' kryla samoleta "Moran-ZH" Pri zapase topliva v 50 kg vremya poleta budet ravno okolo 3 chasov i dal'nost' poleta okolo 350 km. Sravnivaya letnye harakteristiki samoleta "Moran-ZH" s harakteristikami samoleta "N'yupor-4", my vidim, chto samolet "Moran-ZH" imeet znachitel'nye preimushchestva. Vazhnejshim pokazatelem manevrennyh vozmozhnostej samoleta yavlyaetsya velichina maksimal'noj peregruzki, obespechivaemoj dvigatelem, ny=Ymax/G, ravnoj otnosheniyu maksimal'noj pod容mnoj sily k vesu. U samoleta "N'yupor-4" my imeli nu=1,65, u samoleta "Moran-ZH" nu=2,0. Vposledstvii u manevrennyh istrebitelej velichina nu stala dostigat' velichiny, ravnoj 3,0, i dazhe 3,5. Pri virazhe na skorosti 30 m/sek na maloj vysote i pri koefficiente peregruzki nu =1,9 my poluchim radius virazha Pishnoff-64.gif i vremya soversheniya polnogo kruga Pishnoff-65.gif Ostanovimsya eshche na nekotoryh osobennostyah samoleta "Moran-ZH". Professor V. P. Vetchinkin proizvodil opredelenie polozheniya centra tyazhesti dlya ryada samoletov togo vremeni, v tom chisle dlya samoleta "Moran-ZH". Odnako on interesovalsya tol'ko uglom vynosa shassi, t. e. naklonom linii, soedinyayushchej centr tyazhesti s os'yu koles, i ne otmetil koordinaty centra tyazhesti po otnosheniyu k krylu. Ih mozhno najti po sheme samoleta, no ne osobenno tochno. Proizvedya graficheskoe postroenie, my poluchili centrovku 27-28%. |to neobychno perednyaya centrovka dlya samoletov togo vremeni. S passazhirom ona sostavlyala okolo 30-31%. Pishnoff-66.gif Ris. 14. Grafik moshchnostej dlya samoleta "Moran-ZH" pri poletnom vese 500 kG. Gorizontal'noe operenie samoleta sostoyalo iz odnogo rulya vysoty, chto imelo mesto i u nekotoryh drugih samoletov togo vremeni. Odnako ploshchad' gorizontal'nogo opereniya byla nebol'shoj i sostavlyala okolo 1,6 m2. Polozhenie fokusa samoleta sleduet ocenit' (po raschetu) v 35% ot dliny hordy kryla, konechno, pri zazhatom rule. Takim obrazom, samolet, nesomnenno, byl staticheski ustojchiv i, tem bolee, ustojchiv po peregruzke. Pishnoff-67.gif Ris. 15. Osnovnye letnye harakteristiki samoleta "Moran-ZH" pri poletnom vese 500 kG Nebol'shoj po ploshchadi rul' vysoty, imevshij k tomu zhe znachitel'nuyu osevuyu kompensaciyu, daval sovsem neznachitel'nye aerodinamicheskie sharnirnye momenty; v sochetanii s neznachitel'nym treniem eto privodilo k neobychajnoj legkosti upravleniya rulem vysoty i, nesomnenno, davalo slabuyu zavisimost' usiliya ot peregruzki. V to zhe vremya, bokovoe upravlenie perekashivaniem kryl'ev bylo dovol'no tyazhelym. Korotkaya ruchka upravleniya zakanchivalas' nebol'shoj "barankoj", za kotoruyu derzhalsya letchik. Takim obrazom, poluchalas' disgarmoniya v upravlenii -- bol'shie usiliya v odnom napravlenii dvizheniya ruchki i ochen' malye v drugom. Rul' napravleniya ploshchad'yu v 0,5 m2, tozhe s osevoj kompensaciej, treboval sovsem neznachitel'nyh usilij na pedalyah. U samoleta "Moran-ZH" byla eshche odna osobennost' v upravlenii. Esli letchik nebol'shim usiliem na pedalyah otklonyal rul' napravleniya, sozdavaya etim skol'zhenie, to na ruchke voznikalo bol'shoe usilie, stremyashcheesya otklonit' ee v storonu, obratnuyu hodu pedali, tak kak kosoe obtekanie kryl'ev privodilo k tendencii ih perekashivaniya. U samoleta Moran "Parasol'" eta osobennost' v upravlenii samoletom proyavlyalas' stol' rezko, chto, otkloniv rul' napravleniya, letchik ne mog uderzhat' ruchku ot uhoda ee v storonu. Ukazannaya specifika upravleniya trebovala dostatochnoj trenirovki letchika, vyzyvala trudnosti pri obuchenii, oslozhnennye otsutstviem dvojnogo upravleniya, no pri nadlezhashchem osvoenii tehniki upravleniya eta osobennost' pozvolyala letchiku vypolnyat' samye raznoobraznye figury vysshego pilotazha -- petli, perevoroty, padenie listom, shtopor i dr. Prochnost' samoleta, i osobenno ego pilotazhnyh variantov, byla vysokoj. Sluchai polomki etogo samoleta v vozduhe avtoru ne izvestny. Pri nalichii u samoleta "Moran-ZH" tol'ko odnogo rulya vysoty simmetrichnogo profilya, bez nepodvizhnoj chasti -- stabilizatora, samolet ne mog letat' s broshennoj ruchkoj. Poskol'ku na krylo pri otsutstvii pod容mnoj sily dejstvoval pikiruyushchij moment, v sluchae broshennoj ruchki samolet dolzhen byl perejti v pikirovanie s dal'nejshim perehodom v perevernutyj polet. Kak izvestno, posle tarana, kotoryj proizoshel na vysote okolo 1000 m, do vysoty 50 m P. N. Nesterov vypolnyal spiral'nyj spusk, no zatem samolet pereshel v pikirovanie i upal v perevernutom polozhenii. Takoe povedenie samoleta svidetel'stvuet o tom, chto P. N. Nesterov poteryal soznanie i otpustil ruchku upravleniya; posle perehoda na otricatel'nye ugly ataki i otricatel'noe znachenie nu on byl vybroshen iz samoleta, poskol'ku ne byl privyazan. Aerodinamicheskoe kachestvo samoleta s uchetom soprotivleniya vinta bylo ravno primerno 5,7. Odnako prakticheski samolet snizhalsya dovol'no kruto po sleduyushchej prichine: chtoby vrashchenie vinta ne prekratilos' pri spuske, letchik staralsya derzhat' povyshennuyu skorost', tem samym otdalyaya samolet ot rezhima maksimal'nogo kachestva. Tak, pri skorosti 100-110 km/chas aerodinamicheskoe kachestvo stanovilos' ravnym 4,5. Polomki pri posadke byli chasty -- v osnovnom, pognutost' osi koles. Pri povrezhdenii shassi ili pri nalichii snosa v moment kasaniya samolet stanovilsya na nos ili dazhe perevorachivalsya na spinu -- "kapotiroval". Net somneniya v tom, chto P. N. Nesterov v sovershenstve ovladel samoletom "Moran-ZH", svobodno i tochno na nem manevriroval i uverenno sovershal posadki na nebol'shie polyanki. Sleduet napomnit', chto dlina razbega samoleta byla ravna 75-80 m i vremya razbega -- okolo 7 sek; dlina probega pri posadke -- 80-90 m; vzletnaya distanciya do nabora vysoty, ravnoj 10-15 m, sostavlyala okolo 200 m; ugol pod容ma na malyh vysotah -- okolo 8o-10o. Pri nalichii profilya kryla s bol'shoj kriviznoj i ustanovochnogo ugla kryla po otnosheniyu k fyuzelyazhu, ravnogo 5o-6o, liniya nulevoj pod容mnoj sily sostavlyala s os'yu fyuzelyazha ugol 10o-12o. Pri nabore vysoty ugol naklona fyuzelyazha okazyvalsya men'she naklona traektorii i sozdavalos' vpechatlenie, chto samolet "vspuhaet", t. e. podnimaetsya pochti pri gorizontal'nom polozhenii fyuzelyazha. Pri spuske, naoborot, naklon fyuzelyazha byl bol'she naklona traektorii, sozdavaya illyuziyu bolee krutogo spuska; no zato eto obstoyatel'stvo uluchshalo obzor vpered. V 1918 g. professor V. P. Vetchinkin v polete na samolete "Moran-ZH", pilotiruemom izvestnym letchikom, geroem Grazhdanskoj vojny YU. A. Bratolyubovym, vpervye proizvel izmereniya peregruzok pri polete v "boltanku" i pri vypolnenii figur vysshego pilotazha. |ti issledovaniya imeli ochen' vazhnoe znachenie dlya razrabotki trebovanij k prochnosti samoletov. NOVAYA SISTEMA UPRAVLENIYA Perejdem teper' k voprosu, kotoryj ves'ma interesoval P. N. Nesterova i yavilsya ob容ktom ego issledovanij i konstruktivnyh razrabotok. Uzhe pervoe znakomstvo s samoletami i sredstvami upravleniya imi v 1910 g. zastavilo Petra Nikolaevicha zadumat'sya nad prichinami razlichiya poletov samoletov i ptic. U vseh ptic otsutstvuet vertikal'noe operenie, u samoleta ono ne tol'ko imeetsya, no i igraet vazhnuyu rol' v upravlenii poletom. Na samoletah togo vremeni povoroty delali bez krena ili ostorozhno, s malym krenom, boyas', kak by ne proizoshlo skol'zhenie na krylo, poskol'ku ne bylo znachitel'noj poverhnosti, kotoraya etomu pomeshala by. Nuzhno skazat', chto skol'zheniya na krylo dejstvitel'no sluchalis', hotya prichina ih togda eshche ne byla ustanovlena. Esli my poznakomimsya s prichinami avarij i katastrof v period 1910-- 1917 gg., to my vstretim ne stol'ko upominanij o svalivaniyah na krylo i sryvah v shtopor, skol'ko o skol'zheniyah na krylo. Prisutstvuya na aerodrome i prislushivayas' k razgovoram letchikov v 1916-- 1917 gg., avtor ne raz slyshal, kak oni obmenivalis' opytom i rasskazyvali o sluchayah skol'zheniya na krylo, a na vozdushnom prazdnike vesnoj 1917 g. avtor byl svidetelem katastrofy, kogda samolet "Vuazen" s vysoty 40-50 m skol'znul na krylo i v polozhenii skol'zheniya udarilsya bokom o zemlyu. CHastye sluchai skol'zheniya na krylo samoletov togo vremeni ne byli obsledovany. |to mozhno ob座asnit' tem, chto v te vremena znanie svojstv samoletov bylo nedostatochnym, a zatem interes k voprosam skol'zheniya otpal, tak kak bolee aktual'nymi stali voprosy bor'by so svalivaniem na krylo i perehodom v shtopor. Nesomnenno, chto sklonnost' k ustojchivomu i neupravlyaemomu skol'zheniyu na krylo sleduet ob座asnyat' aerodinamicheskimi osobennostyami nekotoryh samoletov. |ti osobennosti zaklyuchayutsya v primenenii tonkih profilej kryla so znachitel'noj kriviznoj i v slabom razvitii vertikal'nogo opereniya. Esli sravnit' shemu sovremennogo sportivnogo legkogo samoleta so shemami samoletov 1910-- 1914 gg., to naibolee sushchestvennoe razlichie mezhdu nimi budet zaklyuchat'sya kak raz v tom, chto sovremennye samolety imeyut bol'shuyu tolshchinu profilya kryla i otnositel'no bol'shuyu ploshchad' vertikal'nogo opereniya. Skol'zhenie na krylo, kotoroe yavlyalos' prichinoj avarij, ne sleduet smeshivat' s tem skol'zheniem, kotoroe legko vyzyvaetsya prostym otkloneniem rulya napravleniya. Esli samolet sil'no nakrenit', ne menyaya velichiny pod容mnoj sily, to dvizhenie ego budet harakterizovat'sya dvumya uskoreniyami -- odno, opredelyaemoe gorizontal'noj sostavlyayushchej pod容mnoj sily i dayushchee iskrivlenie traektorii v gorizontal'noj ploskosti, i vtoroe, opredelyaemoe nedostatkom vertikal'noj sostavlyayushchej pod容mnoj sily, napravlennoe vniz i vyzyvayushchee iskrivlenie traektorii v vertikal'noj ploskosti. V itoge razvivaetsya spiral'noe dvizhenie, i pri otsutstvii ili nedostatochnosti razvorota samoleta v storonu krena poluchaetsya skol'zhenie, t. e. kosoe obtekanie. Odnako, esli by pri nakrenenii byla uvelichena pod容mnaya sila otkloneniem rulya vysoty, krivizny traektorii v vertikal'noj ploskosti ne bylo by. V itoge poluchaetsya pravil'nyj virazh bez skol'zheniya. Dlya P. N. Nesterova dinamika virazha s bol'shim uglom krena byla yasna, i on, poluchiv vozmozhnost' letat', stal smelo primenyat' ochen' glubokie virazhi. Obrashchayas' k "avarijnym" skol'zheniyam, sleduet ukazat', chto delo bylo ne v tom, chto ono voznikalo pri nakrenenii bez uvelicheniya pod容mnoj sily, a v tom, chto, okazavshis' v skol'zhenii, letchik chuvstvoval nevozmozhnost' ego ustraneniya. Nesmotrya na otklonenie eleronov protiv napravleniya krena, a mozhet byt', i otklonenie rulya napravleniya tozhe v storonu, obratnuyu krenu, samolet sohranyal svoe sostoyanie krena i skol'zheniya. Konechno, letchik mog ustranit' skol'zhenie, otkloniv rul' napravleniya v storonu krena, no togda samolet byl by pereveden v krutoe snizhenie, chego nel'zya bylo dopustit' na maloj vysote. Poterya effektivnosti eleronov ob座asnyalas' vyhodom samoleta na kriticheskie ugly ataki. V to zhe vremya, momenty ot nesimmetrichnogo sryva obtekaniya, vyzyvayushchie samovrashchenie, byli slaby. Vposledstvii pri vypolnenii virazha s nedostatochnoj skorost'yu (naprimer, na samoletah R-1) samolet, nachav skol'zhenie v storonu krena, podhvachennyj momentami samovrashcheniya ot sryva obtekaniya so storony kryla, obratnoj napravleniyu skol'zheniya, ves'ma bystro vyhodil iz krena i svalivalsya v shtopor v protivopolozhnuyu storonu. Bol'shinstvo letchikov rannego perioda razvitiya aviacii i konstruktorov samoletov byli sportsmenami, kotorye imeli praktiku ezdy na avtomobile, motocikle, motornoj lodke. S. I. Utochkin pryamo ukazyval, chto ezda na motocikle pozvolila emu bystro ovladet' upravleniem samoletom. Dlya sportsmenov nalichie rulya napravleniya na samolete predstavlyalos' sovershenno estestvennym. Inym byl put' P. N. Nesterova; on srazu pochuvstvoval protivorechie mezhdu organami upravleniya samoleta i pticy. On postavil sebe zadachu primenit' inuyu shemu upravleniya hvostovym opereniem. On ukazyval, chto povorot vsego rulya ili povorot rulya kak chasti hvostovoj poverhnosti s perelomom formy secheniya nezhelatelen; bolee celesoobraznym yavlyaetsya vygibanie poverhnosti. Princip iskrivleniya kryl'ev on schital pravil'nym, no tol'ko, po ego mneniyu, forma kryl'ev samoleta dolzhna byla by byt' blizhe k forme kryl'ev pticy. Nakonec, P. N. Nesterov interesovalsya effektom izmeneniya ustanovochnogo ugla kryla po otnosheniyu k fyuzelyazhu, polagaya, chto s ego pomoshch'yu mozhno rasshirit' diapazon skorostej, oblegchit' vzlet i posadku. V svoem proekte samoleta, kotoryj P. N. Nesterov predstavil v Glavnoe Inzhenernoe Upravlenie Voennogo vedomstva v 1912 g., on predusmatrival ukazannye vyshe usovershenstvovaniya. Rassmatrivaya shemu samoleta Nesterova, opublikovannuyu v zhurnale "Aero" v 1912 g., i, osobenno, bolee detal'nuyu shemu, privedennuyu v trude I. F. SHipilova "Vydayushchijsya russkij letchik P. N. Nesterov" (Voennoe izdatel'stvo Ministerstva Oborony SSSR, 1952), my vidim (ris. 16), chto ona napominaet izvestnuyu v to vremya shemu samoleta |triha "Taube", no otlichaetsya ot nee hvostovym opereniem. Ostanovimsya nemnogo na istorii shemy samoleta "Taube". "Taube" -- po nemecki "golub'", i dejstvitel'no, shema samoleta "Taube" (ris. 17) napominaet, esli ne golubya, to, vo vsyakom sluchae, kakuyu-to pticu. Interesno, chto eta shema v dejstvitel'nosti "proishodit" ne ot pticy, a ot planiruyushchego tropicheskogo semeni "Canoniya". |to semya (ris. 18) predstavlyaet soboj letayushchee krylyshko s ottyanutymi i neskol'ko otognutymi vverh koncami. Pishnoff-68.gif Ris. 16. Shema samoleta, sproektirovannogo P. N. Nesterovym v 1912 g, s opereniem original'nogo tipa Ris. 17. Shema samoleta |triha "Taube" (1911 g.) Pishnoff-70.gif Ris. 18. Shema planiruyushchego semeni "Canoniya" Centr tyazhesti ego raspolozhen tak, chto centrovka poluchaetsya perednej. Avstrijskie konstruktory |trih i Vel's snachala prosto vosproizvodili eto semya v bol'shom masshtabe, a zatem dobavili k nemu hvost, pohozhij na hvost korshuna, i poluchilas' shema "Taube". Odin iz samoletov |triha "Taube" byl v Peterburge v 1911 g. i letchik Lerhe prinyal uchastie v perelete na etom samolete po marshrutu Peterburg -- Moskva. Vposledstvii samolety etoj shemy poluchili rasprostranenie v Avstrii i Germanii -- naprimer, "Gota-taube", "Rumpler-taube" i dr. Byli i biplannye varianty shemy "Taube". Ob osobennostyah aerodinamicheskih svojstv shemy "Taube", k sozhaleniyu, avtoru nichego neizvestno. Aerodinamika ih byla posredstvennoj iz-za nalichiya u nih mnozhestva rastyazhek, otkrytogo raspolozheniya dvigatelya, bol'shih radiatorov ohlazhdeniya i drugih neukrytyh detalej. Estestvenno, skorost' ih byla nevelika. Shema "Taube" primenyalas' s 1910 po 1915 g., prichem v nachale pervoj mirovoj vojny v avstro-germanskoj armii takih samoletov bylo mnogo, i naimenovanie "Taube" stalo naricatel'nym dlya samoletov protivnika Rossii. Odnako samolety "Taube" postigla ta zhe sud'ba, chto i monoplany "N'yupor" i "Moran". Germaniya i Avstriya pereshli na fyuzelyazhnye biplany, tipichnymi obrazcami kotoryh byli "SHnejder", "Al'batros" i "Dajmler", podobnyj tomu, kotoryj byl sbit P. N. Nesterovym. Fyuzelyazhnyj biplan nachal razvivat'sya v Rossii; YA. M. Gakkel' primenil etu shemu eshche v 1908-- 1909 gg., I. I. Sikorskij razrabotal prekrasnye obrazcy fyuzelyazhnyh biplanov v 1911-- 1912 g. i primenil ee na samoletah "Grand" i "Il'ya Muromec". P. N. Nesterov prinyal za osnovu svoego samoleta shemu "Taube" po ryadu soobrazhenij. Vo-pervyh, u etogo samoleta organy upravleniya ne povorachivayutsya na sharnirah, a vygibayutsya. Odnako vmesto razdel'nyh rulej vysoty i napravleniya, on primenil odnu gorizontal'nuyu poverhnost', kotoraya pri vygibanii daet effekt ne tol'ko rulya vysoty, no i rulya napravleniya. Dlya etoj celi os' otgiba raspolozhena koso (sm. ris. 16, punktirnaya liniya). Forma kryl'ev samoleta "Taube" harakterna ne tol'ko ottyanutymi nazad koncami, no i ih vygibom vverh. Blagodarya etomu v polete koncevye chasti kryla ostavalis' nenagruzhennymi ili slabo nagruzhennymi, sohranyaya svoyu effektivnost' dlya poperechnogo upravleniya i pri bol'shih uglah ataki. No bylo zdes' i drugoe soobrazhenie. P. N. Nesterov hotel izbavit'sya ot vertikal'nogo opereniya, kotorogo ne imeyut pticy. Ne nuzhno dumat', chto u samoletov vertikal'noe operenie bylo primeneno tol'ko radi vypolneniya povorotov bez krena. Pervymi prakticheski primenili vygibanie kryl'ev dlya poperechnogo upravleniya brat'ya Rajt. Primenyaya eto upravlenie, oni obnaruzhili dovol'no nepriyatnoe yavlenie -- pri vygibanii koncov kryl'ev v raznye storony samolet vrashchalsya vokrug prodol'noj osi v nuzhnom napravlenii i odnovremenno stremilsya povernut'sya vokrug vertikal'noj osi v obratnuyu storonu. Tak, esli letchik nakrenyal samolet vpravo, v processe etogo dvizheniya samolet obnaruzhival dovol'no sil'noe stremlenie povernut'sya vlevo, chto bylo sovsem nezhelatel'no. Dlya ustraneniya razvorota letchik dolzhen byl vsegda, odnovremenno s vygibaniem kryl'ev, dejstvovat' i rulem napravleniya, a poslednij dolzhen byl byt' dostatochno moshchnym, chtoby preodolevat' razvorachivayushchij moment. |to svojstvo zastavilo brat'ev Rajt primenit' svoeobraznuyu sistemu upravleniya. Na ih samolete bylo dve ruchki upravleniya -- pravaya i levaya; nozhnye pedali otsutstvovali. Levaya ruchka upravlyala rulem vysoty, a pravaya pri dvizhenii v storony -- vygibaniem kryl'ev, a pri dvizhenii vpered i nazad -- rulem napravleniya. Takim obrazom, odnim kosym dvizheniem pravoj ruchki mozhno bylo odnovremenno sozdavat' krenyashchij moment i borot'sya s zavorachivayushchim momentom. Na samolete brat'ev Rajt effekt zavorachivaniya pri nakrenenii proyavlyalsya, mozhet byt', sil'nee, chem u drugih samoletov togo vremeni, iz-za bol'shogo razmaha kryl'ev, bol'shih uglov vygibaniya ih koncov i iz-za uslovij poleta pri dovol'no bol'shih uglah ataki. YAvlenie nezhelatel'nogo zavorachivaniya pri vrashchenii vokrug prodol'noj osi obnaruzhilos' i u drugih samoletov ne tol'ko pri vygibanii koncov kryl'ev, no i pri dejstvii eleronami. Pri obuchenii poletam u letchikov vyrabatyvalsya refleks odnovremennogo otkloneniya ruchki i nozhnyh pedalej v odnu i tu zhe storonu (naprimer, pri otklonenii ruchki vpravo nazhimayut i na pravuyu pedal'). Ob座asnenie prichiny vozniknoveniya zavorachivayushchego momenta kazalos' dovol'no prostym: v toj chasti kryla, gde vsledstvie uvelicheniya mestnogo ugla ataki ili otkloneniya elerona proishodit uvelichenie pod容mnoj sily, odnovremenno uvelichivaetsya i lobovoe soprotivlenie; u protivopolozhnogo konca kryla vmeste s umen'sheniem pod容mnoj sily umen'shaetsya i soprotivlenie. Otsyuda vytekalo soobrazhenie, chto esli ishodnye ugly ataki na koncah kryla budut umen'sheny (a, eshche luchshe, blizki k nulyu), to effekt zavorachivaniya budet oslablen ili dazhe unichtozhen. V dvadcatye gody voprosu bor'by s zavorachivayushchim momentom udelyalos' bol'shoe vnimanie. Krome opisannogo uzhe umen'sheniya nagruzhennosti koncov kryl'ev, predlagalis': differencial'noe otklonenie eleronov, kogda podnimayushchijsya eleron otklonyalsya na bol'shij ugol, chem opuskayushchijsya; plavayushchie elerony, kotorye nezavisimo ot ugla ataki kryla ostavalis' na nulevom ugle ataki; special'nye formy profilya eleronov, pri kotoryh pri podnyatii elerona proishodil mestnyj sryv obtekaniya, blagodarya chemu voznikalo povyshennoe soprotivlenie. Vse eti meropriyatiya ne nashli shirokogo primeneniya i, v sushchnosti, byli ostavleny. Vopros bor'by s zavorachivaniem reshalsya ispol'zovaniem rulya napravleniya i povysheniem putevoj ustojchivosti. Razmery vertikal'nogo opereniya neuklonno rosli iz-za neobhodimosti obespechit' putevuyu ustojchivost', uravnoveshivanie samoleta pri nesimmetrichnoj tyage dvigatelej i vyvod iz shtopora. K etomu nuzhno pribavit', chto krejserskie rezhimy poleta stali sootvetstvovat' men'shim uglam ataki kryla i poetomu effekt zavorachivaniya ne sluzhil pomehoj pri pilotirovanii. Nuzhno napomnit', chto poperechnoe upravlenie samoletom mozhet proizvodit'sya ne tol'ko eleronami i iskrivleniem koncov kryl'ev, no i putem ispol'zovaniya effekta skol'zheniya, vyzyvaemogo otkloneniem rulya napravleniya. Na bol'shinstve samoletov polet mozhno proizvodit', ne pol'zuyas' poperechnym upravleniem, a ispol'zuya effekt skol'zheniya, hotya eto i imeet izvestnye neudobstva. Stroilis' dazhe samolety, sovsem lishennye poperechnogo upravleniya. Podobnyj samolet konstrukcii A. G. Fokkera byl i vo vremena P. N. Nesterova. Ob座asnenie prichiny vozniknoveniya zavorachivayushchego momenta razlichiem v soprotivleniyah bylo, v sushchnosti, nepravil'nym. Rassuzhdenie o razlichii v soprotivleniyah moglo otnosit'sya k nachal'nomu momentu, kogda posle otkloneniya eleronov ili iskrivleniya koncov kryla samolet eshche ne priobrel skorosti nakreneniya, ili uglovoj skorosti otnositel'no prodol'noj osi samoleta. Odnako samolety togo vremeni ochen' bystro prihodili vo vrashchenie s postoyannoj uglovoj skorost'yu i blagodarya okruzhnym mestnym skorostyam v secheniyah kryla pod容mnye sily kryl'ev vyravnivalis'. Dlya opredeleniya zavorachivayushchego momenta nuzhno bylo ishodit' ne iz sil soprotivleniya, a iz ih sostavlyayushchih, parallel'nyh prodol'noj osi samoleta. V itoge, pod容mnye sily okazyvalis' ravnymi i razlichie v silah soprotivleniya bylo neznachitel'nym. Samoe osnovnoe zaklyuchalos' v tom, chto napravleniya dejstviya pod容mnyh sil v rajone koncevyh chastej kryla byli razlichnymi. U opuskayushchegosya konca kryla pod容mnaya sila naklonyalas' vpered, u podnimayushchegosya -- nazad. Vzyav sostavlyayushchie etih sil po napravleniyu prodol'noj osi, my i poluchim zavorachivayushchij moment. Takim obrazom, prichinoj vozniknoveniya zavorachivayushchego momenta yavlyalos' organicheskoe svojstvo kryla, svyazannoe s nalichiem pod容mnoj sily i uglovoj skorosti vrashcheniya vokrug prodol'noj osi. Zavorachivayushchij moment pryamo proporcionalen okruzhnoj skorosti koncov kryla pri vrashchenii i obratno proporcionalen skorosti poleta. Iz etogo sleduet, chto bez otkloneniya rulya napravleniya nel'zya vypolnyat' pravil'noe nakrenenie. Kak zhe upravlyayut krenom pticy? Proshche vsego etot vopros reshaetsya v tom sluchae, esli ptica mozhet mahnut' krylom; togda vmeste s uvelicheniem pod容mnoj sily poyavitsya moment, dejstvuyushchij v storonu povorota, a ne v obratnuyu. Paryashchie pticy obychno sovershayut polet s raspushchennym hvostom, kotoryj sozdaet izvestnuyu pod容mnuyu silu. Oni mogut povorachivat' hvost vokrug prodol'noj osi, naklonyaya tem samym pod容mnuyu silu hvosta i sozdavaya effekt, analogichnyj otkloneniyu vertikal'nogo opereniya. Odnako pri paryashchem polete chaek mozhno nablyudat', chto hvostovoe operenie u nih polnost'yu slozheno i, sledovatel'no, upravlenie poletom proishodit isklyuchitel'no s pomoshch'yu kryl'ev. Prodol'noe upravlenie mozh