Выбрать главу

Такой подход обладает, в свою очередь, существенным недостатком, который авиационные конструкторы первых лет авиации, вероятно, не до конца понимали. Уменьшение угла атаки концевых частей крыла приводит к значительному снижению подъемной силы на этих участках, тогда как их аэродинамическое сопротивление значительно увеличивается — а именно для исключения этих явлений и предполагалось исключить из конструкции традиционного оперения хвостовую часть фюзеляжа на самолетах схемы «бесхвостка».

За годы развития авиации было создано довольно мало самолетов схемы «бесхвостка» с прямым крылом. Наиболее совершенными из летательных аппаратов этого типа были легкие самолеты с весьма ограниченным диапазоном скоростей полета. Схема «бесхвостка» на протяжении развития авиации постоянно имела своих устойчивых приверженцев, но до появления современных бесхвостых планеров и сверхлегких летательных аппаратов периода 1970–1980 гг. единственной массовой «бесхвосткой» стал немецкий перехватчик с ракетным двигателем «Мессершмитт» Me-163, созданный в 1944–1945 гг.

Присущие бесхвостым конструкциям преимущества, связанные с уменьшением массы, стоимости и аэродинамического сопротивления, проявляются, главным образом, в области планерной техники и ультралегких летательных аппаратов, для которых характерен очень узкий диапазон скоростей полета, что существенно упрощает решение проблем балансировки и обеспечения необходимой управляемости. Более того, поскольку в аппаратах этого типа летчик размещается несколько ниже центра масс конструкции (а масса летчика для этих аппаратов нередко превышает массу всей конструкции), возникает значительный по величине стабилизирующий момент, способный создать запас устойчивости по тангажу, что, в свою очередь, позволяет использовать в конструкции прямое, а не стреловидное крыло.

ПЛАНЕРЫ И. ЭТРИХА

Австрийский авиционный конструктор Иго Этрих был одним из нескольких экспериментаторов, которые в конце 1890-х гг. независимо друг от друга работали в области планеризма. Разгадав секрет устойчивости полетов семени дзанонии, он сумел значительно опередить в своих исследованиях других авиационных конструкторов. Он не стал создавать легкие планеры (полет которых осуществляется после разгона вниз по холму, а управление обеспечивается изменением положения летчика), а построил более тяжелый аппарат, оснащенный трехколесным шасси. Разбег планера происходит при его скатывании с наклонной деревянной рампы (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Австрийский бесхвостый планер Этриха (1909 г.), установленный на своей наклонной взлетной рампе.

К 1904 г. Этрих построил и успешно провел летные испытания больших планеров, которые все больше и больше напоминали семя дзанонии. Эти планеры оснащались отнесенными назад и отклоненными вверх законцовками крыла, обеспечивающими повышение устойчивости движения бесхвостого планера по тангажу (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Бесхвостый планер Этриха (1907 г.) с крылом, близким по форме к семени дзанонии.

Решив проблему устойчивости полета, Этрих столкнулся с трудностями обеспечения управляемости своих планеров. Для того чтобы преодолеть эту проблему, в 1908 г. он добавил к конструкции горизонтальное оперение большого удлинения и оснастил планер силовой установкой. В построенных Этрихом самолетах крыло имело форму семени дзанонии. Разработанный в 1911 г. аппарат в плане напоминал голубя (по-немецки голубь «таубе»). Эта конструкция стала весьма популярной, и несколько немецких фирм строили «Таубе» в различных модификациях с 1912 г. вплоть до начала первой мировой войны.

«ДАНН»

Англичанин Джон У. Данн построил бесхвостый хорошо зарекомендовавший себя планер в 1907 г. Этот планер в последующие 4 года был преобразован в самолет схемы «биплан», который на время стал своего рода стандартом для большинства самолетов схемы «бесхвостка». Некоторые из проверенных на этом самолете технических решений являются стандартными и для современных самолетов схемы «бесхвостка».

Проблемы обеспечения продольной устойчивости самолета «Данн» D.5 (с двигателем мощностью 50 л. с.) (36,75 кВт)) была решена путем использования крыла большой стреловидности и значительно уменьшенного угла атаки законцовок крыла (что соответствует подъему задних кромок законцовок крыла аналогично случаю семени дзанонии). Такое уменьшение положительного угла атаки (т. е. фактически угла установки крыла) в направлении к законцовкам называется отрицательной конической круткой крыла (крутка в обратном направлении называется положительной).