Вы здесь

Авиация и время 2002 02

Авиация и время 2002 02

Сергей Дуленко/ Днепропетровск, Александр Котлобовский/ Киев Фото предоставлены С. Дуленко

«Пионер» перед началом испытаний

«В воздушном винте нет необходимости", - такую фразу внес 15 мая 194 J г. s трафу «Тип и номер воздушного винта» стандартного отчета о первом вылете неказистого на вид низкоплана шеф-пилот фирмы «Глостер Эркрафт» Г.Сэйер. Чем и констатировал начало новой, реактивной эры британской и американской авиации. «Виновниками» события стали двое - экспериментальный самолет Gloster G.40 Pioneer {т.е. первопроходец) и талантливый изобретатель, конструктор, скуадрон-лидер (майор) Королевских ВВС Фрэнк Уиттл (Frank Whittle). Отнюдь не простой дорогой шел этот человек к своей победе, но так всегда бывает на переломных этапах развития технической мысли. Первый британский реактивный самолет появился во многом благодаря его упорству и одержимости.

Фрэнк Уиттл

Фрэнк Уиттл родился в 1907 г и с малых лет был очарован авиацией, которая переживала в те годы период бурного развития. Нет ничего удивительного в том, что он решил связать с нею свою судьбу. После окончания школы в 1923 г. он предпринял попытку поступить в Крэ-нуэллский колледж RAF для освоения летной профессии, однако не прошел медкомиссию по причине малого роста. И все же желание быть ближе к небу сделало свое дело: неудачливый абитуриент был принят помощником механика самолета в 4-е учебное крыло RAF. Три года службы не прошли для Фрэнка даром: он получил большой практический опыт авиатора и значительно подрос. Когда он предпринял новую попытку поступления, то оказался в числе пяти везунчиков, отобранных из более чем 600 кандидатов. В период обучения в Крэнуэлле Фрэнк показал себя как прилежный кадет, успешно осваивающий летные и инженерные дисциплины и обладающий незаурядными математическими способностями.

И вот мечта Уиттла осуществилась -он окончил колледж, причем с блестящей аттестацией. Его летная карьера стала складываться вполне пристойно, но именно в этот период начала раскрываться вторая ипостась его натуры - страсть к инженерному труду. Еще в 1928 г., будучи кадетом выпускного курса, он опубликовал статью «Будущее развитие самолета», в которой высказался за использование газовой турбины как основы перспективной авиационной силовой установки. В то время, когда самый быстрый истребитель едва разгонялся до 300 км/ч, Уиттл утверждал, что с помощью нового двигателя можно достичь скорости полета порядка 800 км/ч.

Надо сказать, что сама идея использования реактивной тяги а авиации не была новой, в Англии ее активно защищал доктор А.Гриффит (A.Griffith), начиная еще с 1926 г. В то же время, абсолютное большинство специалистов считало подобные предложения непригодными для практической реализации. Но Уиттл был полон решимости добиться воплощения своих идей. Он, как и положено молодому офицеру, в 1929 г. обратился в Министерство авиации, так сказать, по команде, однако чиновники не проявили к его идеям никакого интереса. Тогда с предложением финансировать создание опытного образца турбореактивного двигателя Фрэнк обратился к промышленникам, в частности, к фирмам British Thomas Houston и Armstrong Siddeley Motors. Однако экономика Англии на рубеже 1920-30-х гг. переживала депрессию, деньги на новые рискованные затеи тратить никто не спешил, в итоге промышленность тоже дала Уиттлу «от ворот поворот». Тем не менее, Фрэнк не отчаялся и решил работать самостоятельно. 16 января 1930 г он зарегистрировал патент №347206 на газовую турбину своей конструкции.

В 1932 г. наступил момент, когда он был вынужден определяться: либо продолжать летную карьеру, либо посвятить себя техническому творчеству. После недолгих колебаний флайт-лейтенант (соответствует капитану) Уиттл решил распрощаться с кабиной самолета и стал руководителем Центра испытаний авиадвигателей, одновременно продолжив свое образование в офицерской технической школе в Хэнлоу. Он досрочно окончил это учебное заведение, и в 1934 г. «родное» министерство направило его совершенствовать свои знания в престижный Кэмбридж. Там-то и свела его судьба с двумя бывшими офицерами RAF, сторонниками идеи реактивного движения: Р.Д.Уильям-сом (R.D.Williams) и Дж.К.Б.Тинлингом (J.C.B.Tinling). Они решили совместными усилиями продвигать проект Уиттла и, как ни странно, смогли добиться финансирования постройки натурного образца двигателя в одном из частных банков под гарантии Министерства авиации. В марте 1936 г. еще один маленький успех - компаньоны основали в городе Латтенуорт фирму «Пауэр джетс» (Power Jets Ltd.) -своего рода центр исследования реактивного движения, в котором Уиттл стал ведущим инженером. Интересно, что он в чине скуадрон-лидера все еще находился на действительной военной службе, и, чтобы заняться бизнесом, ему потребовалось специальное разрешение командования.

Схема двигателя W. 1

Двигатель W.1X, установленный на W4041/G для наземных испытаний. Апрель 1941 г.

Подрядчиком по постройке опытного образца двигателя выступила, хотя и без особого энтузиазма, фирма «Бритиш-Томас-Хоустон», выпускавшая паровые турбины. Свои плоды этот «брак по принуждению» принес уже в апреле 1937 г., когда был готов первый образец двигателя, получивший обозначение U. 1 (Unit No. 1). Устройство его отличалось простотой, чтобы не сказать примитивностью: одноступенчатый двухкамерный центробежный компрессор (не правда ли, оригинально? См. схему двигателя W. 1 - у него компрессор такой же) напрямую соединялся с турбиной диаметром 420 мм, а единственная камера сгорания представляла собой изогнутый цилиндр. Огневые испытания этого двигателя начались 12 апреля 1937 г. Сначала при помощи 20-киловаттного электродвигателя турбину с компрессором раскрутили до 2000 об/мин, затем Уиттл открыл кран подачи керосина, и… окрестности Латтенуорта были оглушены неслыханным доселе грохотом. Извергающееся из U.1 пламя производило устрашающее впечатление, тем не менее, двигатель работал! Фрэнк и его друзья искренне радовались своей победе. Однако, как и во всяком новом деле, за первым успехом вскоре последовали сплошные трудности: стали течь топливопроводы, прогорать камера сгорания и сопло, двигатель «шел в разнос», быстро превышая назначенные предельными 8000 об/мин, и т.д.

Неожиданно перед партнерами встала еще одна проблема: первые же пуски U.1 «съели» весь выделенный лимит керосина. Но на сей раз Министерство авиации не поскупилось и в августе 1937 г. выделило сумму, достаточную для закупки топлива аж на 20 часов работы! К апрелю следующего года опытный двигатель наработал уже 5 часов, что для абсолютно нового устройства было неплохим показателем. За это время обороты U. 1 довели до 13-14 тысяч, а максимальная зафиксированная тяга составила 630 кгс. Было признано, что предварительные испытания детище Уиттла выдержало.

Уже при переходе к новому этапу испытаний произошла авария: на высоких оборотах турбина разрушилась, и разлетевшиеся лопатки сильно повредили остальные части двигателя. Правда, это ЧП не очень обескуражило Уиттла, ибо параллельно с испытаниями U.1 он проектировал более совершенный двигатель W. 1 (Whittle No.1). От U. 1 он отличался, прежде всего, наличием 10 раздельных камер сгорания, размещенных вокруг компрессора и турбины, но самое главное, он был не только стендовым образцом, а предназначался для установки на самолет! К апрелю 1938 г. W. 1 был собран и подготовлен к испытаниям. Лишь месяцем раньше Министерство, убедившись в успехах «Пауэр джетс», наконец-то подписало официальный контракт на его разработку. Правда, средства выделялись крайне нерегулярно, и работы велись с перерывами. Все изменилось в сентябре 1939 г, с началом второй мировой войны, которая заставила чиновников уделить достойное внимание передовым идеям и перевести изыскания Уиттла в разряд «важных инженерных разработок». Это позволило изобретателю построить ряд стендовых образцов W.1, которым Уиттл дал название Gyron (те. вертушка, карусель), фигурировавшее некоторое время в переписке и вскоре забытое.

Пришло время подумать о «примерке» новой силовой установки к самолету, и Уиттл решил познакомить со своими наработками авиастроительные фирмы. Первой в его поле зрения попала Gloster Aircraft Company, конструкторский отдел которой под управлением В.Картера (W.G.Carter) в соответствии со спецификацией Министерства Е18/37 занимался двухбалочным истребителем под поршневой мотор с толкающим винтом. Этот самолет, как никакой другой, подходил для оснащения реактивным двигателем. К тому же, «Глостер» в тот момент не выпускала серийно ни одну из собственных конструкций, и Министерство надеялось, что освоение новейшей техники станет для фирмы своеобразным толчком. Один из служащих Министерства, бывший однокашник Фрэнка по Крэндуэллу скуад-рон-лидер М.Ринолдс организовал встречу двух конструкторов, посещение Уиттлом фирмы «Глостер» и осмотр им макета Е18/37. Вскоре последовал ответный визит: Картер посетил Латтенуорт, да не один, а в компании Т.О.М.Сопвича (Sopwith) - генерального директора Hawker Siddeley Group, и С.Тризилиена (Tresilian) - главного инженера Armstrong Siddeley Motors. Уиттл показал гостям W. 1 и в их присутствии «прогнал» двигатель на стенде. Хотя тягу ограничили какими-то 272 кгс, визитеры были буквально ошеломлены увиденным и тут же, на месте, стали горячими сторонниками идеи реактивного полета.

В итоге 3 февраля 1940 г. между заинтересованными сторонами был подписан официальный контракт SB/3229 на проектирование и постройку реактивного самолета согласно спецификации Министерства авиации Е.28/39. В соответствии с документом, требовалось создать опытный самолет для подтверждения возможности практического использования реактивной силовой установки. Двигатель должен был развивать тягу в 545 кгс, а самолету предстояло достичь скорости в 616 км/ч. Вооружение на экспериментальной машине не закладывалось, хотя от создателей требовалось предусмотреть возможность установки четырех 7,69-мм пулеметов «Браунинг» с общим боекомплектом в 2000 патронов.

Картер и Уиттл рассмотрели несколько вариантов компоновки опытного самолета. Первый предусматривал расположение двигателя почти в центре фюзеляжа и подвод к нему воздуха через лобовой воздухозаборник и раздвоенный канал, огибавший с двух сторон кабину летчика. Для истечения раскаленных газов служили жаровая труба и реактивное сопло, установленное за хвостовым оперением. Поначалу Картер не очень-то склонялся к такому решению, поскольку длинная труба грозила заметными потерями тяги, а далеко вынесенное назад сопло во время взлета и посадки могло задеть за поверхность ВПП. По этим причинам Картеру больше импонировала двух-балочная схема, представлявшая собой дальнейшее развитие концепции Е18/37. Здесь двигатель также устанавливался за кабиной пилота, но эта часть фюзеляжа получалась относительно короткой, и связанные с первым вариантом страхи исчезали сами собой. Более того, в связи с меньшими потерями тяги, ожидался прирост максимальной скорости примерно на 23 км/ч. Но с другой стороны, никто не знал, какое влияние будет оказывать реактивная струя на стабилизатор, как будет изменяться его подъемная сила, какие возникнут вибрации, температурные напряжения и т.п. Посему решено было не рисковать и остановиться на первом, классическом варианте. Можно сказать, что эта революционная машина, получившая обозначение «Глостер» G.40 и собственное имя «Пионер», создавалась с большой долей традиционного английского консерватизма.

Сразу же было решено строить два опытных экземпляра самолета. Первый предназначался для изучения самой возможности полета на реактивной тяге и оснащался крылом с хорошо зарекомендовавшим себя профилем NACA 23012. Вторую машину предполагалось использовать для изучения высоких скоростей полета, на нее решили установить крыло с новым профилем ЕС 1240/090040, отличающимся малой относительной толщиной - от 12% до 9% ( т.н. крыло типа Е). Разумеется, все работы велись с соблюдением строгих мер секретности. Чтобы снизить риск, вызванный немецкими налетами, постройку первого прототипа перевели с экспериментального отделения «Глостера» в Брокуорте на один из т.н. «теневых заводов» в Челтнеме, строительство второго продолжили на старом месте.

«Пионер» перед началом испытаний. Виды спереди и сзади

Кадр киносъемки первого взлета «Пионера». 15 мая 1941 г.

Ф.Уиттл благодарит пилота Г.Сэйера после первого полета «Пионера»

Страницы


В нашей электронной онлайн библиотеке вы можете бесплатно и без регистрации прочитать «Авиация и время 2002 02» автора Автор неизвестен на телефоне, андроиде, айфоне, айпаде. Сейчас вы находитесь в разделе „Пионеры: человек и самолет“ на странице 1. Приятного чтения.