Страница 9 из 32
В упомянутом послании Королевской академии наук от 15 февраля 1923 г. ла Сьерва после описания полета С-4 31 января 1923 г. пишет: "Этим экспериментом я заканчиваю работу с нынешним аппаратом, не подготовленным для полетов большой длительности и дальности, и займусь созданием другого аппарата тех же характеристик, но улучшенной конструкции, постройку которого надеюсь закончить быстро. Чисто экспериментальная часть завершена, но это не отрицает возможные последующие улучшения, особенно в области полезной отдачи.
Выводы. Имею честь сообщить нашей Королевской академии наук, что продуктом моих исследований по системе "автожир" явилось получение летающей машины тех же характеристик, что и самолета при относительном превосходстве в устойчивости и посадке, легкости постройки и большой простоте управления.
Одновременно с этим автожир приближается по полезной отдаче и скорости к самолету" [7, р. 50].
Итак, один исторический этап завершен. Изобретатель начинает работать над дальнейшим развитием идеи.
Полетами С-4 по кругу ла Сьерва доказал действенность принципа автожира. Теперь надо было совершенствовать аппарат для его практического применения. Однако на пути опять встали проблемы, но теперь не технического порядка. Дело в том, что Хуан де ла Сьерва после окончания Высшей школы дорожных инженеров ни дня не работал по специальности и был в экономической зависимости от отца. Это обстоятельство его весьма тяготило, тем более что у него уже была семья. Он прекрасно понимал, что дальше так продолжаться не может: экономические возможности не позволят ему достаточно эффективно заниматься совершенствованием автожира. Нужно было искать источники финансирования, и ла Сьерва начал "зондировать почву" в Европе и Америке. Однако фирмы были осторожна и не спешили с конкретными ответами, хотя соглашались, что идея весьма заманчива.
Автожир С-5. 1923 г.
10 марта 1923 г. ла Сьерва подал заявку на два патента. Один из них, "Усовершенствование в аэропланах с вращающимися крыльями", охватывал получение сцентрированной подъемной силы не за счет циклического изменения шага лопастей, а за счет их махового движения. Соответствующий патент за № 84685 был выдан 23 мая 1923 г. Другой патент, "Усовершенствование в крыльях винтокрылых аппаратов" (№ 84684 от 23 июня 1923 г.), защищал два новшества в конструкции лопастей: профиль лопасти со средней линией выпуклостью вверх, а также лопасти с эволютивным профилем для увеличения полезной отдачи [7, р. 51].
После успешных полетов С-4 ла Сьерва начал постройку своего пятого автожира. Несмотря на финансовые затруднения, он довел ее до конца. С-5 был последним автожиром, созданным изобретателем за свой счет (с учетом модификаций и капитальных ремонтов за свой счет он построил 30 автожиров). Ротор С-5 был трехлопастным. По мнению ла Сьервы, у трехлопастного ротора было меньше взаимовлияния между лопастями по сравнению с четырех- и пятилопастным ротором. Лопасти имели по одному лонжерону смешанной конструкции, фанерную обшивку и металлическую окантовку по кромке. Двигатель на автожире — "Рон" мощностью 110 л. с. Испытания начались в апреле 1923 г. Из-за частых поломок работа шла с перерывами. В конце концов аппарат потерпел серьезную аварию: во время рулежки из-за усталостных явлений сломался лонжерон лопасти. Ремонтировать машину уже не стали — ресурсы изобретателя были исчерпаны.
В августе 1923 г. руководство военной авиации Испании решило взять разработку нового вида летательного аппарата в свои руки — разумеется, не из филантропических соображений. Испания в то время вела колониальную войну в Марокко, а автожир сулил стать в перспективе новым видом оружия. В распоряжение ла Сьервы поступили определенные средства. В аэродромных мастерских строился шестой автожир — С-6, а в аэродинамической трубе аэродромной лаборатории майор Эррера пытался экспериментально определить характеристики его ротора. Аэродинамическая труба была спроектирована и построена самим Эррерой. Это была труба замкнутого цикла и в рабочей зоне имела диаметр 3 м. На момент постройки она была самой большой аэродинамической трубой в Европе.
Для испытания в трубе была сделана модель ротора С-6 в масштабе 1:10 с диаметром ротора 1,1 м. Вместо шарниров его четыре лопасти крепились к втулке с помощью гибких стальных пластин, которые позволяли лопасти совершать маховые движения. Испытания проводились осенью 1923 г. и зимой 1924 г. Модель была смонтирована на весах и обдувалась потоком воздуха со скоростью от 10 до 20 м/с (36–72 км/ч) в диапазоне углов атаки от 0 до 34°. Полученная поляра была опубликована и широко дискутировалась, так как сильно отличалась от поляры обычного самолетного крыла. В очень узкой зоне углов атаки, около одного градуса, коэффициент подъемной силы ротора, полученный при продувках, был выше коэффициента подъемной силы крыла с тем же профилем. При увеличении угла атаки от 1 до 34° коэффициент подъемной силы увеличивался во всем диапазоне углов атаки. Из продувок следовало, что автожир способен совершать горизонтальный полет на малых скоростях. По мнению Эрреры, подъемная сила должна была достигать максимального значения на угле атаки 40–50°, Эти результаты необычайно воодушевили изобретателя. Последующие испытания автожиров подтвердили возможность полета на малых скоростях.
Продувки моделей роторов, проведенные в аэродинамических лабораториях других стран, не дали таких обнадеживающих результатов. При продувках в аэродинамических трубах в отличие от реального полета модель крыла самолета неподвижно закреплена на весах и набегающий поток ее обтекает. При продувках же в аэродинамической трубе модели ротора картина обтекания усложняется во много раз — лопасти вращаются, при вращении образуют угол конусности, совершают маховые движения, амплитуда которых зависит от скорости набегающего потока, геометрической формы лопастей, их массы, упругих свойств и т. д. Даже сейчас, когда техника продувки моделей стала совершенней, сложность обеспечения аэродинамического подобия модели ротора сильно затрудняет получение точных результатов. Иногда легче произвести необходимые замеры в реальном полете.
Постройка С-6 была закончена в январе 1924 г. Фюзеляж заимствовали от самолета "АВРО" 504К, мотор поставили "Рон" 110 л. с. Вес аппарата составлял 700 кг. Для поперечного управления использовались элероны на балке. Ротор был четырехлопастным, и его ось располагалась между двумя открытыми кабинами. В неподвижном состоянии лопасти поддерживались в горизонтальном положении резиновыми шнурами. Кроме того, лопасти между собой были связаны расчалками, в середине которых располагались свинцовые грузики. Управление автожиром осуществлялось из задней кабины.
Поскольку С-6 являлся собственностью военной авиации Испании, его направили в опытную эскадрилью аэродинамической лаборатории. Полеты показали, что С-6 в пилотировании намного лучше своих предшественников. Взлет требовал разбега 100–150 м. Ротор успевал раскрутиться до 70 об/мин, необходимых для отрыва от земли. Скороподъемность составляла 1 м/с. Управление автожиром было простым. Для набора высоты и снижения летчик мог пользоваться только сектором газа, не перемещая ручку управления. Автожир был слабо чувствителен к порывам ветра. На виражах летчик действовал только педалями. Аппарат автоматически входил в вираж с креном, определяемым центробежной силой. Автожир мог снижаться по-парашютному — на угле снижения в 80°. Для этого ручка управления резко бралась на себя, аппарат тормозился в воздухе и начинал снижаться. При небольшом встречном ветре траектория снижения могла быть вертикальной.
На аэродроме Куатро-Вьентос летчик Хосе Луис Урета на малой высоте делал нормальные виражи, "восьмерки", летал по кругу и выполнял (что производило наибольшее впечатление на наблюдателей) парашютирующие снижения, которые заканчивались мягкой посадкой "по-птичьи" (аэродромные остряки, которые всегда держали в поле зрения испытания автожиров, называли такую посадку "посадкой усталой курицы"). Автожир выглядел неуклюжим, но летчик был в восторге от этого летательного аппарата, считал, что в отличие от аэроплана на автожире можно почти не вмешиваться в управление, которое не сложнее, чем у автомобиля. Аппарату присуща устойчивость, он не входит в режимы сваливания и способен осуществлять посадку почти без горизонтальной скорости. Испытания продолжались до марта 1924 г., пока пилота не отозвали в действующую армию.