История авиации. Особенности конструкции гидросамолетов начала 20 века

Чтобы крылья гидросамолетов, применяемых в 30-х годах 20 века, обеспечивали подъемную силу, которая была бы достаточной для поднятия их веса, требовалась скорость разбега не менее 100 км/час.

Это условие требовало от поплавков или корпуса, выполненного в виде лодки, с одной стороны, чтобы лодка или поплавки имели достаточное водоизмещение для поддержания на воде гидросамолета (при стоянке), с другой — чтобы они оказывали возможно малое сопротивление при увеличении скорости, необходимой для перехода к полету.

Существующие в то время лодки (или поплавки) имели такую форму, что без поступательной скорости (или при малых скоростях) они работали как всякая обычная лодка, давая плавучесть, равную весу вытесненной воды. С увеличением же скорости у них из-за специальной формы днища возникает подъемная сила (уже динамического характера), за счет которой, следовательно, водоизмещение уже может стать меньше и лодка уменьшит свою осадку.

Таким образом, по мере разбега по воде лодка постепенно «выходит» из воды и последнюю часть разбега уже совершает, скользя по поверхности воды. Редан — уступ — служит для того, чтобы дать возможность скользить лодке лишь на небольшом участке днища, необходимом для создания потребной подъемной силы, за счет чего уменьшается величина «смоченной поверхности», а вместе с этим — и величина сопротивления при поступательном движении.

Разбег на гидросамолете того времени совершался следующим образом. Сначала давали моторам полный газ, и аппарат начинал двигаться с возрастающей скоростью. Одновременно отклоняли рули высоты кверху, благодаря чему хвост несколько опускался, а передняя часть лодки поднималась.

С достижением некоторой скорости подъемная сила лодки становилась уже достаточной для того, чтобы последняя приподнялась и задняя часть (за реданом) оказалась над поверхностью воды. С этого момента начиналось скольжение по поверхности, и водное сопротивление лодки значительно уменьшалось не только из-за уменьшения «смоченной поверхности», но и вследствие уменьшения нагрузки на лодку за счет возникающей подъемной силы крыльев.
На этом режиме разгон продолжался до тех пор, пока аппарат не отрывался окончательно от воды и не переходил в режим полета.

Существовали лодки с двумя реданами, где второй из них должен был способствовать как выходу лодки из воды, так и приданию некоторой устойчивости при разбеге, благодаря колесам цельнолитным. От формы днища лодок и колес зависели их подъемная сила и сопротивление.

До 30-х годов теоретического подхода к созданию этих форм не было, и разработку их вели практическим путем, испытывая влияние разных факторов как на натуре, так и на малых моделях таких лодок и поплавков в лабораториях. Для проведения такого рода испытаний требовались специально оборудованные каналы, такого же типа, как для испытания моделей судов.

В основном такая установка состояла из длинного (150-300 м) наполненного водой канала, над которым могла двигаться по рельсам с определенной скоростью специальная тележка. В средней части этой тележки на поверхности воды находилась испытываемая модель гидросамолета, прикрепленная к тележке элементами измерительных приборов, записывающих как сопротивление моделей движению, так и ряд других необходимых характеристик.

Кроме количественной стороны, наблюдалась также и качественная, то есть характер движения — брызги, бурун и тому подобное, которые фотографировались в движении при вспышках магния. Модели делались обычно из смеси воска с парафином.

Статическая часть расчета лодок, то есть их нагружение и дифферент (наклон ватерлинии) при разных нагрузках (с остановленным и работающим мотором), производилось на основании общих принципов механики. Для устойчивости в боковом направлении (при кренах на волне) в помощь
к основной лодке обычно устанавливали или водонепроницаемые плавники или под крыльями добавочные поплавки.

Loading...

Оставить комментарий