Основные тенденции развития авиации

Ниже приводятся некоторые данные о проявившихся в 1940 г. тенденциях в области конструкции, материалов и производства самолетов и моте ров.

Самолеты

Мировые рекорды (скорости, дальности, высоты)

Рекорд дальности по прямой (по данным The Aeroplane, 9 ноября, 1939) поставлен 5–7 ноября 1938 г. на одномоторном моноплане английской фирмы Виккерс-Армстронг (11 520 км). Самолет геодезической конструкции с мотором Бристоль-Пегасус мощностью 1010 л. с.

Рекорд дальности по замкнутому кругу (12937 км) был поставлен 1 августа 1939 г. на итальянском трехмоторном моноплане Савойя-Маркетти с тремя моторами Альфа-Ромео мощностью в 900 л. с. каждый.

Рекорд высоты (17100 м) был поставлен 22. октября 1938 г. на итальянском самолете Капрони 161-БИС — биплан с неубирающимся шасси. Самолет оборудован одним мотором Пиаджио мощностью 800 л. с.

Рекорд скорости для сухопутных самолетов (755 км/час) был поставлен 26 апреля 1939 г. на германском самолете Мессершмидт МЕ-109-Р — моноплане с низкорасположенным крылом, с одним мотором Даймлер-Бенц DB-601-P, форсированным до 1660 л. с.

Рекорд скорости для гидросамолетов поставлен 23 октября 1934 г. на гидросамолете Макки-Кастольди с моторами Фиат общей мощностью 3100 л. с. Была достигнута скорость 709 км/час.

Борьба за скорость. 1938 и 1939 гг. характеризуются борьбой за дальнейшее повышение скорости боевых самолетов.

Скорости бомбардировщиков последнего выпуска в 500 км/час в настоящее время сравнительно [34] обычны для самолетов капиталистических стран. Показательно, что рекорд скорости (755 км/час) поставлен на истребителе, а не на специальной гоночной машине.

Ряд видных конструкторов капиталистических стран, как, например, Хейнкель, высказывает предположение о скором появлении самолетов со скоростью порядка 800–900 км/час.

Значительное повышение скоростей боевых самолетов отразилось и на скоростях гражданской авиации.

Борьба за высоту. 1938 и 1939 гг. ознаменовались дальнейшей борьбой за повышение «потолка» самолетов, определяющего в известной мере превосходство в воздухе.

Для повышения высотности самолетов сейчас все шире используют турбокомпрессоры. Конструкция, производство и материалы, идущие на турбокомпрессоры, засекречены во всех капиталистических странах и находятся под весьма бдительным контролем правительств. В печать сведения о практике работы над применением турбокомпрессоров почти не проникают.

Высотные кабины и скафандры. Все страны уделяют много внимания развитию высотных полетов, особенно в военной авиации. Для улучшения условий работы экипажа в полете на высоте почти во всех странах ведутся большие работы. Значительное внимание уделяется разработке конструкции высотных кабин и скафандров{17}. Индивидуальные скафандры для полетов на больших высотах, по сообщению журнала La Science et la Vie (февраль, 1939), были изготовлены в США, Англии, Германии, Италии и Франции.

Известно также несколько самолетов с высотными кабинами. В США построены и испытаны в полете экспериментальный самолет Локхид ХС-35 к пассажирский самолет Боинг-307. Во Франции построен самолет «Центр-2234» и др.

Преимущество высотной кабины заключается в том, что экипажу удобнее работать в ней по сравнению со скафандром. Но скафандр имеет ряд достоинств с точки зрения военной, так как, обладая меньшей уязвимостью, обеспечивает большую безопасность в боевой обстановке и позволяет в необходимые моменты использовать парашют на больших высотах.

Известны попытки одновременного применения высотных кабин и скафандров.

По сообщению журнала La Science et la Vie, рекорд высоты в 17083 м был установлен итальянским летчиком Пецци в скафандре на самолете, оборудованном высотной кабиной.

Проблема высотных полетов включает много вопросов и требует комплексного их решения. К числу основных относятся вопросы: физиологии, питания приборов сжатым воздухом, системы нагнетания [35] воздуха в кабины, улучшения деталей конструкций высотных кабин, способов охлаждения мотора на высоте, автоматизации и упрощения управления самолетом.

Таким образом полное решение проблемы высотных полетов требует еще больших и длительных научно-исследовательских и опытных работ. То же можно сказать о создании совершенных высотных кабин и скафандров.

Геодезическая конструкция. В Англии фирма Виккерс продолжает развивать производство самолетов запатентованной ею так называемой «геодезической конструкции».

Эта конструкция была известна и ранее. Но фирма Виккерс впервые применила ее для самолета. Принцип конструкции заключается в том, что элементы конструкции располагают по внутренней поверхности фюзеляжа или крыла в направлениях наибольших усилий. Практически конструкция представляет собой решетку, составленную из криволинейных элементов.

Преимуществом такой конструкции является легкость ее при весьма высокой прочности. В обычном цельнометаллическом фюзеляже механические качества материала обшивки не используются полностью ввиду местной потери устойчивости панелей.

Помимо выигрыша в весе, при геодезической конструкции упрощается образование поверхностей двойной кривизны, так как не требуется затрат на различные приспособления и инструмент для гнутья и штамповки обшивки.

К. Вуд в своей книге «Проектирование самолетов» сравнивает прочности и веса отсеков деревянных фюзеляжей геодезической конструкции и обычной конструкции с фанерной обшивкой. При одном и том же весе отсек геодезической конструкции имел запас прочности на 50% больше.

Преимущества геодезической конструкции доказаны установлением международного рекорда дальности в конце 1938 г. тремя английскими самолетами фирмы Виккерс.

В 1938 г. были опубликованы данные о двухмоторных бомбардировщиках Виккерс-Веллингтон такой же конструкции (см. таблицы).

Самолеты из пластических масс. В Англии, начиная с 1936 г., проводилась исследовательская работа по применению пластических масс для самолетов. По отрывочным сведениям, опубликованным в периодической печати, имеются значительные достижения в этой области, но пока еще неизвестно ни об одном боевом самолете, построенном из пластической массы.

Имеются сведения о подобных работах в Японки, и Германии. В США долго испытывался пассажирский самолет фирмы Кларк с фюзеляжем из пластмассы «дюрамолд».

Повидимому этот материал представляет древесину, связанную фенольными и карбамидными смолами. Точный состав дюрамолда фирма держит в секрете. [36]

Механические качества дюрамолда следующие: удельный вес — 0,55–0,70, сопротивление разрыву — 633 кг/кв. см, сопротивление сжатию — 281 кг /кв. см, сопротивление сдвигу — 197 кг/кв. см, модуль упругости E=0,879 х 100000 кг/кв. см.

Иностранная печать сообщала также о другом самолете, построенном в США фирмой Тимм{18} из пластмассы.

Преимущества изготовления самолетов из пластмассы по мнениям, высказанным в печати, заключаются в следующем:

1. Изготовление основных агрегатов самолета (крыло, фюзеляж, оперение) при крупносерийном производстве обходится много дешевле и занимает меньше времени, так как сводится к формовке под давлением и при высокой температуре{19}. По сообщению журнала Aircraft Production крыло из дюрамолда обойдется вдвое дешевле дуралюминового.

2. Внешние поверхности самолета получаются весьма гладкими, не требуют защитной окраски и лакировки.

Журнал Aircraft Production (сентябрь 1939 г.) утверждает, что самолет из дюрамолда при тон же максимальной скорости потребует мощность на 25%; меньшую, чем такой же цельнометаллический самолет.

3. Расширение производства самолетов из пластмасс сводится к установке дополнительного несложного оборудования и не требует обученных рабочих и специалистов.

4. Производство таких самолетов весьма просто, так как материалу легко придать любую, даже самую сложную конфигурацию, сделать в нем вырезы, отверстия и т. п.

5. Предполагается, что новые материалы позволят осуществить более рациональную конструкцию и добиться более полного использования механических качеств материала.

Пикирующие бомбардировщики. В 1939 г. в воздушных флотах главнейших капиталистических стран получили дальнейшее распространение пикирующие бомбардировщики. Недавние события в войне между Германией и Англией показали эффективность пикирующих бомбардировщиков в борьбе против кораблей и других небольших по площади объектов.

Сообщалось, что английский авианосец «Корейджес» был потоплен германским пикирующим бомбардировщиком.

В таблицах в разделе II настоящей работы приводятся характеристики некоторых пикирующих бомбардировщиков. Они обладают сравнительно невысокими летными данными. Широко известен германский пикирующий бомбардировщик Юнкерс-87, имеющий максимальную скорость пикирования около 600 км/час. Для уменьшения скорости пикирования самолет оборудован тормозами, состоящими [37] из пластинок на крыле, устанавливаемых при пикировании поперек потока воздуха.

Следует отметить, что воздушный флот Германии имеет большее количество пикирующих бомбардировщиков, чем какая-либо другая капиталистическая страна.

Четырехмоторные самолеты. Многомоторные самолеты (4 и 6 моторов) были широко распространены в 1932–1935 гг. Анализ развития самолетостроения капиталистических стран приводит к выводу, что число многомоторных самолетов (в особенности военных) все больше сокращается.

Ярко выражена тенденция к развитию, главным образом, двухмоторных военных самолетов с моторами мощностью 1500–2000 л. с. каждый.

В таблицах характеристик видно, что четырехмоторные самолеты, применяемые в разных капиталистических странах для военных и гражданских целей, в большинстве случаев относятся к выпуску предыдущих лет.

Характерно отметить, что по решению министерства авиации Германии изготовление четырехмоторных бомбардировщиков было прекращено, и они были заменены двухмоторными бомбардировщиками меньшей дальности, но зато с большей скоростью (Aircraft Engineering, май, 1939)

Лишь в США продолжают работать над развитием четырехмоторных самолетов фирмы Боинг и Консолидейтед, Самолет Боинг В-15 при перелете из Нью-Йорка в Лос-Анжелос в 1939 г. достиг потолка 9,7 км и средней скорости 468 км/час.

Трехколесное шасси. Появление боевых самолетов с трехколесным шасси относится к 1938 г. Родиной трехколесного шасси являются США. В 1939 г. трехколесное шасси все шире применяется на новейших боевых и гражданских самолетах.

Трехколесное шасси увеличивает безопасность посадки самолета, исключая возможность капотирования при торможении. Применение трехколесного шасси сокращает пробег самолета. Самолет с таким шасси более устойчив при рулежке. Горизонтальность продольной оси самолета в наземном положении улучшает обзор и уменьшает разбег при взлете. Вместе с этим устраняется опасность взмывания при ударе на посадке (при «козлах»).

Все эти данные дают основание полагать, что в будущем трехколесное шасси будет широко применяться.

Интересно отметить, что трехколесные шасси впервые появились девять лет назад на легких самолетах. Все легкие самолеты, которые проектировались как безопасные, имели трехколесные шасси.

Сокращение типов самолетов. В 1940 г. авиация капиталистических стран насчитывает большое число типов военных самолетов. Анализ данных об авиации капиталистических стран показывает, что только в шести странах (США, Германия, Англии, Франция, Италия, Япония) имеется свыше 275 старых и новых конструкций истребителей, разведчиков и бомбардировщиков. Наряду [38] с этим имеется 250 конструкций гражданских самолетов. Многотипность затрудняет эксплоатацию, снабжение и хранение (вынуждает хранить на складах громадные количества запасных частей) и осложняет развертывание производства в военной обстановке. Поэтому все крупнейшие капиталистические страны стремятся поскорее сбыть устаревшие самолеты в колонии или небольшим странам, не имеющим собственной авиапромышленности, и сократить количество основных типов состоящих на вооружении самолетов. Наблюдается тенденция стандартизовать новые типы самолетов насколько возможно. Это в известной мере сокращает свободу проектирования новых типов самолетов.

По сравнению с 1937–1938 гг. во Франции к настоящему времени резко сократилось число новых самолетов.

В 1938 г. во Франции появился 21 новый тип самолетов, в то время как в Германии 45 новых типов самолетов. Великобритания занимает среднее положение. Италия идет несколько впереди. Она имеет 23 новых типа самолетов.

Интересно отметить, что в Англии получила благоприятную оценку книга, в которой обсуждается возможность создания единого типа военного самолета, способного служить одновременно и истребителем и бомбардировщиком. Автор предполагает получать самолеты различных качеств, устанавливая на стандартный центроплан различные типы хвостовых частей фюзеляжа и отъемных частей крыльев.

Аэродинамические трубы. Наблюдается строительство почти на каждом самолетном заводе аэродинамических труб. Приводим несколько примеров.

В Англии строятся при заводах пять новых аэродинамических труб для исследования условий полета при высоких скоростях.

Фирма Блекберн для испытания всех моделей своих самолетов у себя на заводе построила аэродинамическую трубу замкнутого типа. В этой трубе можно продувать модели размахом до 1,55 м. Скорость потока варьируется от 18,6 до 56 м/сек. Вентилятор вращается электромотором мощностью 100 л. с.

Аэродинамические трубы имеются и на германских самолетных заводах.

Самолеты с изменяемой площадью крыла. 1940 год отмечается появлением новых образцов самолетов с изменяемой площадью крыла. Крыло с изменяемой площадью позволяет достигнуть высоких горизонтальных скоростей полета при низкой взлетной и посадочной скоростях. Этой заманчивой перспективой следует объяснить ведущиеся в различных странах работы по созданию самолетов с изменяемой площадью крыла.

Американский журнал Popular Aviation (апрель, 1939) сообщал о новом английском самолете Фейри FC-1, имеющем скорость 432 км/час и снабженном дополнительными убирающимися крыльями.

Для взлета вспомогательные крылья опускаются из углублений в задней части главных крыльев [39] моноплана, временно превращая самолет в биплан. При этом увеличивается несущая поверхность крыльев, а удельная нагрузка, составляющая на большой скорости 151 кг/кв. м, снижается до 122 кг/кв. м, что является достаточным для получения низкой взлетной скорости и высокой скороподъемности.

При посадке вспомогательные крылья превращаются в закрылки и помимо увеличения подъемной силы являются и воздушными тормозами.

По сообщению того же журнала (декабрь 1939) в США успешно прошел полуторагодичные летные испытания небольшой экспериментальный самолет с крыльями изменяемой площади.

Этот самолет имеет размах в 9,8 м и оборудован мотором Леблонд воздушного охлаждения мощностью 90 л. с. Максимальная скорость самолета около 176 км/час. Крылья телескопически убираются в центроплан, причем размах уменьшается на 2,1 м. Корневые части крыльев имеют внешние подкрепления в виде ребер. Максимальная скорость самолета с подобранными крыльями равна 272 км/час, посадочная скорость с раздвинутым крылом — менее 64 км/час.

В конструкции самолета предусмотрены и условия безопасности посадки (например, при выпущенном шасси крылья убрать нельзя).

Журнал указывает, что такие крылья весьма удобны для бомбардировщиков дальнего действия.

Газета Les Ailes (№ 946, 1939) сообщает, что во Франции закончена постройка нового самолета с выдвижным телескопическим крылом. Самолет снабжен мотором Гном-Рон мощностью 1000 л. с. Этот самолет проходил испытания в Виллякубле.

Взрывные заклепки. Взрывные заклепки Хейнкель к настоящему времени описаны во многих источниках{20}.

Такая заклепка по внешнему виду похожа на обычную, но на расклепываемом конце заклепки сделано углубление, заполняемое взрывчатым веществом. Заклепку закладывают в отверстие и со стороны закладной головки подогревают 2–3 сек., прикладывая к заклепке нагретый стержень. При этом взрывается вещество, заполняющее углубление на другом конце заклепки и образуется бочкообразная замыкающая головка.

Преимущество таких заклепок заключается в возможности легко ставить заклепки в трудно доступных местах и в том, что клепка осуществляется одним рабочим.

В печати сообщалось также, что применение взрывных заклепок осложняется коррозией, развивавшейся от воздействия на дуралюмин продуктов взрыва. В последних сообщениях указывается, что после испытаний различных типов взрывчатых веществ коррозии удалось избежать.

В Германии взрывные заклепки применяют все шире. Особенно удобны они при ремонтных работах в аэродромных и полевых условиях. Однако их применение носит пока характер массового опыта. [40]

Моторы

В авиамоторостроении капиталистических стран определились в 1940 г. следующие два основных направления:

1) стремление значительно увеличить мощность винтомоторных групп;

2) стремление максимально повысить мощность одного мотора.

В США усиленно работают над широким переходом на серийное производство моторов мощностью порядка 2000 л. с. воздушного и жидкостного охлаждения.

В ближайшие годы вероятно можно ожидать появления моторов мощностью 3000–4000 л. с. в одном агрегате. Канун 1940 г. уже ознаменовался переходом к практическому конструированию мощных звездообразных многорядных моторов с 36–42 цилиндрами. Судя по данным американской прессы, одна американская моторостроительная фирма приступила к конструированию многорядного мотора воздушного охлаждения мощностью около 4000 л. с.

1939 год замечателен появлением двухмоторных одноместных истребителей с мощными моторами жидкостного охлаждения.

Как видно из таблиц характеристик, лучшие двухмоторные истребители имеют моторы жидкостного охлаждения. Это свидетельствует об определившемся направлении использования моторов жидкостного охлаждения на скоростных самолетах.

100-октановое топливо. Борьба за повышение мощности моторов базируется в известной мере на повышении степени сжатия, достигшей по моторам воздушного охлаждения 6,8, а по моторам жидкостного охлаждения 7,2.

Повышение степени сжатия частично решается применением топлива с октановым числом 100 и выше.

За последние два-три года 100-октановое топливо находит все большее применение для улучшения взлета. После того как самолет взлетел, летчик переключает моторы на 87-октановое топливо. Моторы, приспособленные для высокого наддува, могут увеличить свою мощностью на 20–25% при переключений с 87 на 100-октановое топливо. Сообщается что ВВС США будут применять 100-октановое топливо для всех самолетов первой линии.

Бесклапанные авиационные моторы. Двигатели с гильзовым распределением, называемые часто бесклапанными, отличаются простотой и малым числом деталей газораспределения. По этой причине они весьма удобны для крупносерийного производства. В этом отношении они выгодно отличаются от обычных авиамоторов (головка цилиндра обычного мотора имеет свыше 110 деталей, а головка цилиндра бесклапанного мотора — только 50 деталей). [41]

Другие преимущества авиационных двигателей с бесклапанным распределением заключаются в следующем:

1) экономичность (расход горючего составляет 170–200 г/л. с. ч.);

2) простота ухода (уход сводится к смене свечей и проверке магнето);

3) бесшумность (звук выхлопа много мягче).

В настоящее время английская фирма Бристоль, работающая над такими двигателями с 1926 г., выпускает ряд мощных бесклапанных моторов (например, мотор Геркулес-VI со взлетной мощностью 1570 л. с.) и предполагает перейти целиком на производство этих моторов.

Лицензии на бесклапанные двигатели фирмы Бристоль приобретены за последнее время многими странами{21}. Во Франции предполагается строить крупными сериями двигатель Геркулес-II мощностью 1375 л. с. (на высоте 1220 м). Эти моторы сейчас стоят на бомбардировщиках ЛеО-45.

Бесклапанные двигатели фирмы Бристоль строятся по лицензиям также в Германии, в Японии, в Канаде, в Бельгии и в других странах.

Авиационные дизели. В результате усиленной работы над бензиновыми моторами за последние годы созданы агрегаты мощностью свыше 2000 л. с. с удельным весом 0,45 кг/л. с. и расходом горючего 193 г/л. с. ч. Но проблема разработки авиационного дизеля не потеряла остроты, и значения. Работы над созданием авиационных дизелей ведутся во всем мире.

Первое место в этой области попрежнему занимает Германия. Там в настоящее время авиационные дизели выпускаются серийно и устанавливаются на гражданские и военные самолеты (даже на истребители). Авиационные дизели Юмо-205 (фирмы Юнкерс) широко известны и получили большое распространение. Газета Les Ailes № 929 сообщает, что фирма Юнкерс построила уже 2000 двигателей Юмо.

В № 929 и 941 Les Ailes приводит следующую характеристику авиационного дизеля Юмо-206 выпуска 1937 г.: Ne = 1200 л. с., n = 2080 об/мин., G = 756 кг, Vh =25 л, Ce=170 г/л. с. ч.; удельный вес составляет 0,63 кг/л, с., а литровая мощность равна 48 л. с./л.

При установке компрессора этот двигатель развивает мощность 1500 л. с.

Над развитием авиационных дизелей работают в Англии фирмы Aero Diesel Engine Ltd, Arnell, Wooler Aero Diesel Ltd, Atwood Diesel Equipment C° и др.

Фирма Napier строит несколько улучшенную модификацию двигателей Юмо-204 и Юмо-205.

В США над дизелями работают фирмы Wlnton (филиал фирмы General Motors Development Corporation), Kinetic Cycle Research Corporation, CH Knudsen и Ed. T. Rogers и др. [42]

По сообщению Les Ailes (№ 941), на одноцилиндровой установке NACA получена литровая мощность 70 л. с./л при 2400 об/мин. Одна из крупнейших авиамоторных фирм США строит двухтактный дизель мощностью 4000 л. с.

В том же номере Les Ailes сообщает, что во Франции проходил испытания 24-цилиндровый авиадизель мощностью 2000 л. с. Этот мотор имеет четыре коленчатых вала. Снабженный турбокомпрессором, он может повысить свою мощность на 25%.

Двигатели с непосредственным впрыском. Непосредственный впрыск горючего в цилиндры двигателя исключает присутствие жидкого горючего во всасывающей системе мотора и тем самым уменьшает опасность пожара. Кроме того, при такой системе питания мотора горючим нечего опасаться обледенения карбюратора и можно применять разнообразное горючее, даже низких сортов.

Повидимому, наиболее отработана система непосредственного впрыска в Германии, о чем свидетельствуют моторы BMW-132, Брамо-Фафнир, Мерседес-Бенц DB-601, Юмо-211. Журнал Aeroplane (декабрь, 1939) утверждает, что все германские самолеты первой линии снабжены моторами с непосредственным впрыском горючего.

По сообщению газеты Les Ailes (№ 918), американская фирма Пратт-Уитней разрабатывает систему непосредственного впрыска для своих двухрядных звезд. Та же газета в № 935 указывает, что установленный на последних выдающихся американских истребителях мотор Аллисон GV-1710 оборудован системой непосредственного впрыска, причем расход горючего составляет 200 г/л. с. ч.

Многоступенчатые нагнетатели. Для достижения большой высотности (больше 7–8 км) двигателей требуется применение многоступенчатых нагнетателей. Над созданием таких нагнетателей упорно работают во всем мире и уже добились значительных успехов. Но сведения об этих работах в печати крайне скудны.

Трехступенчатый двухскоростной нагнетатель фирмы S. N. С. А. Центра (Фарман, Франция), впервые показанный на парижской выставке 1938 г., приспособленный для мотора Испано-Сюиза 12-Y, обеспечивает мощность в 900 л. с. на высоте 10,5 км.

Известны попытки сочетания приводного нагнетателя и турбокомпрессора в одном агрегате.

По сообщению Aeroplane (декабрь, 1939), вице-президент фирмы Райт в своем докладе, сравнивая три различных нагнетателя для 1000-сильного мотора, указал, что турбокомпрессор оказался наиболее выгодным.

Охлаждение авиадвигателей. Во всех странах мира интенсивно работают над дальнейшим усовершенствованием систем жидкостного и воздушного охлаждения авиационных двигателей. Предел улучшения воздушного охлаждения еще далеко не достигнут. Так, исследования NACA показывают, что можно еще в несколько раз увеличить [43] охлаждающую поверхность цилиндров, и что это дело ближайшего будущего{22}.

Для достижения высоких скоростей звездообразные моторы воздушного охлаждения менее выгодны, чем моторы жидкостного охлаждения с рядным расположением цилиндров. По сообщению Interavia (№ 642), две трети всех истребителей выпуска 1936–1938 гг. имеют моторы жидкостного охлаждения и лишь одна треть — моторы воздушного охлаждения.

В частности, появление выдающихся американских истребителей (Локхид ХР-38, Кертисс ХР-40, Белль ХР-39) печать связывает с прекрасными данными мотора Аллисон GV-1710 с жидкостным охлаждением.

Одним из крупнейших достижений в области жидкостного охлаждения следует считать введение этилен-гликоля, имеющего температуру кипения 195°. Температуру охлаждающей жидкости при этилен-гликолевом охлаждении можно удерживать в пределах 120–130°. Это позволяет уменьшить поверхность радиатора на 5%. Известный американский мотор Аллисон GV-1710 и английский мотор Мерлин фирмы Ролльс-Ройс имеют этилен-гликолевое охлаждение.

В последнее время большое внимание к себе привлекает система охлаждения под давлением. Охлаждающая смесь в этом случае состоит из воды с 30% гликоля. Эта смесь циркулирует в системе охлаждения под давлением примерно 0,2 атм. При таком охлаждении можно повысить температуру в рубашках цилиндров до 100–110° и уменьшить (поверхность радиатора на 20% по сравнению с обычной.

Система охлаждения под давлением моторов Юмо-210 и 211 описана в журнале L'Aero (№ 1593, 1938). Сведений о работах по охлаждению под давлением в печати появляется очень мало.

Туннельные радиаторы. Подвод охлаждающего воздуха через специальный туннель позволяет снизить воздушное сопротивление радиатора до минимума, а в некоторых случаях почти до нуля. Расположение радиаторов в фюзеляже или гондоле мотора делает радиатор менее уязвимым.

По сообщению Les Ailes (№ 937), все новейшие американские истребители имеют туннельные радиаторы.

Современные винты

Винты изменяемого в полете шага с автоматическим управлением получили за истекший 1939 год весьма широкое распространение. Наибольшей известностью пользуются винты «постоянного числа оборотов» фирмы «Гамильтон Стандарт» и винты «с полностью поворачивающимися лопастями». Быстрое распространение таких винтов объясняется тем, что они отвечают почти полностью требованиям, предъявляемым современной авиацией. [44]

Главнейшим из этих требований является возможность автоматически поддерживать постоянное число оборотов при изменении режима полета. Это в особенности необходимо при взлете и наборе высоты, когда беспрерывно меняются скорость и высота полета. Автоматический регулятор, раз установленный на определенное число оборотов, поворачивает лопасти на наивыгоднейший угол на всех режимах полета. Таким образом пилот во время взлета и полета полностью освобожден от наблюдения за винтом, необходимого при обычных винтах изменяемого в полете шага. Особенно выгоден такой автомат на (многомоторных самолетах.

Кроме того, при ручном регулировании шага винта приходится держать мотор на режиме ниже максимально возможного, чтобы избежать чрезмерного повышения оборотов в случае, если пилот вовремя не успеет изменить шаг.

Второй важной проблемой, которая к настоящему времени также решена, является возможность в полете поворачивать лопасти винта флагом (т. е. по направлению потока). Установка лопастей в такое положение необходима на многомоторных и в особенности на двухмоторных самолетах.

На таких самолетах при остановке одного мотора обычный винт создает большое сопротивление. Установка лопастей винта по потоку сокращает сопротивление винта до минимума. Следовательно, при наличии винтов с полностью поворачивающимися лопастями увеличивается безопасность двухмоторных самолетов.

В конструкциях винтов Гамильтон, Кертисс, Альфа-Ромео и др. вместе с автоматическим регулированием шага лопасти предусматривается и установка лопастей по потоку.

Третьей проблемой, поставленной современной авиацией, является требование изменять шаг винта на отрицательный, т. е. осуществление реверсивного винта. Применение таких винтов особенно важно на многомоторных гидросамолетах, так как облегчает их маневрирование на воде. Реверсивные винты разрабатываются в США фирмами Гамильтон и Кертисс, в Италии фирмой Альфа-Ромео и др.

В США преимущественно применяют винты Гамильтон «Гидроматик» с гидравлическим управлением и винты Кертисс с электрическим управлением. В винтах с гидравлическим управлением на большой высоте возможно замерзание масла, при помощи которого работают механизмы винта. Винты с электрическим управлением этим недостатком не обладают, но самая установка электроуправления более сложна и чаще подвержена повреждениям, например, часто сгорают контакты.

Винт Кертисс имеет еще то преимущество, что может работать как винт постоянного числа оборотов и от ручного управления одновременно.

Винты-автоматы в настоящее время кроме США производятся и в других странах.

В Англии такие винты выпускает объединенная компания «Ротол», организованная фирмами Бристоль [45] и Ролльс-Ройс. Эта компании имеет лицензию на изготовление винтов Кертисс, а также строит винты собственной конструкции с гидравлическим управлением. Фирма Де-Хавилянд строит по лицензии винты Гамильтон.

В печати сообщалось{23}, что фирма Фейри также разрабатывает конструкции винтов изменяемого в полете шага.

Во Франции строятся винты Ратье с электрическим управлением. На Брюссельской выставке 1939 г. были показаны винты фирмы Гном-Рон с пневматическим управлением.

В Германии фирма V. D. M. строит винты с электрическим управлением. На выставке в Брюсселе была показана модель винта постоянного числа оборотов фирмы Юнкерс.

В Италии фирма Фиат строит по лицензии винты Гамильтон и Ратье. Фирмы Пиаджио и Альфа-Ромео строят винты собственной конструкции.

Винт Пиаджио позволяет менять непрерывно шаг от установленного заранее минимума до максимума, соответствующего положению лопастей в «драпо» (т. е. по потоку).

Энергия, необходимая для управления лопастями, получается от мотора. Электрический ток необходим только для управления числом оборотов, т. е. для «заказа» нужного числа оборотов. В дальнейшем заданное число оборотов сохраняется автоматически при любом режиме полета.

В Японии изготовляются по лицензии винты Ратье с электрическим управлением.

В настоящее время во многих странах ведутся опыты по замене дуралюминовых лопастей стальными, электронными, или лопастями из облагороженного дерева (например, лопасти Шварца).

Вопросы организации, производства и материалы

Взаимозаменяемость в авиапромышленности. По методам технологии и системе организации авиапромышленность неуклонно приближается к автомобильному производству, отставая, конечно, от него по количественному выпуску.

Современное самолетостроение обнаруживает стремление производить крупными сериями самолеты по частям в разных местах, используя широкую сеть вспомогательных заводов с последующей окончательной сборкой самолета на основном (сборочном) заводе. Это требует взаимозаменяемости частей самолетов и всей винтомоторной группы.

Обеспечение взаимозаменяемости вызывает значительные затраты на приспособления и инструмент и требует соответствующей организации производства и стандартизации элементов конструкции.

Французский истребитель Моран-406{24} был первоначально не приспособлен для серийного производства. Для своего изготовления он требовал [46] 30 000 человекочасов. Самолет при этом состоял из 60 000 деталей. После упрощения конструкции и улучшения технологии трудоемкость самолета снизилась до 14000 человекочасов.

Внедрение взаимозаменяемости деталей самолетов обеспечивается в известной мере применением мощных прессов для обработки листового материала давлением. Эти прессы все шире применяются в самолетостроении. Вместе с этим все большее распространение получают металлические стандартные приспособления.

Английский истребитель Спиртфайр фирмы Vickers-Supermarine собирается в трех местах{25}. Крылья этого самолета изготовляют следующие фирмы: Supermarine Works, General Aircraft Ltd, Pobjoy Aircraft and Airmotors Ltd.

Подмоторная рама производится фирмой Singer Motors Ltd. и доставляется совершенно подготовленной на сборку. Передняя часть фюзеляжа изготовляется фирмой Heston Aircraft Ltd. Элероны и руль высоты изготовляются фирмой Aero Engines Ltd, а руль поворота — фирмой Pobjoy Aircraft and Airmotors Ltd.

Закрылки изготовляет фирма Heston Aircraft Ltd.

Все эти фирмы оснащены соответствующим инструментом и приспособлениями, обеспечивающими взаимозаменяемость. Всякие изменения конструкции и технологии производятся централизованно. Заводам-производителям строго запрещено по своей инициативе без санкции специальных органов изменять конструкцию.

Ввиду большого количества приспособлений, требующихся для сборки, стремятся их стандартизовать и изготовлять на специальных заводах, о чем сказано ниже.

Область взаимозаменяемости охватывает не только отдельные детали и узлы. Современная организация производства и условия эксплоатации самолетов требуют унификации основных их частей, винтомоторных групп и пр., чтобы ускорить монтаж и облегчить замену отдельных элементов.

В Германии, США и Англии проводятся работы по упрощению смены винтомоторной группы в условиях эксплоатации. Особые требования предъявляются к смене винтомоторной группы на самолетах. Обычно упрощение это достигается выпуском винтомоторной группы стандартного типа. Например, винтомоторная группа с мотором Бристоль-Геркулес стандартизована и обеспечивает быструю установку в собранном виде на самолет.

Однако при замене моторов жидкостного охлаждения моторами воздушного охлаждения возникают еще очень большие трудности.

Фирма Юнкерс также усиленно работает над стандартизацией моторных установок. Полная смена моторной установки на транспортном самолете Юнкерс-90 занимает всего 26 мин.

Новое направление в организации авиапромышленности. Англия в последние годы стала на путь широкого применения кооперирования, [47] которое получило название «shadow system» («теневая система»).

Сущность данной организации производства заключается в том, что отдельным небольшим заводам передаются заказы на производство некоторых частей самолета или мотора. Эти предприятия изготовляют части самолета, руководствуясь техническими требованиями завода-заказчика, и применяют приспособления и инструмент основного завода.

Показательно также возникновение специальных фирм, изготовляющих приспособления для сборки самолетов. Например, по сообщению печати, английская фирма «Эйркрафтпрессижен» специализируется на производстве сборочных приспособлений для самолетостроительных заводов.

Заказы на приспособления и инструмент эта фирма получает почти от всех хорошо известных самолетных фирм. Руководители фирмы использовали опыт заводов Форда.

Ускорение опытных работ. Следует особо отметить стремление во всех странах всемерно сократить сроки изготовления опытных самолетов (прототипов). Особое внимание уделяют этому делу в США. Так на заводе Вулти тренировочный самолет был спроектирован и построен за 88 дней.

Фирма Консолидейтед 11 июля 1938 г. получила разрешение на постройку опытного самолета Консолидейтед М-31 полетным весом 22 680 кг и уже 5 мая 1939 г. начала летные испытания этого самолета.

С целью ускорить постройку опытных самолетов в США стремятся оградить конструкторов и заводы от мелочной опеки заказчиков, сократить количество чертежей по опытным объектам и всемерно использовать возможности плазовошаблонного метода работы.

Научно-исследовательская работа. Научно-исследовательская работа в области авиации получила в капиталистических странах широкое развитие.

На первом месте стоят в этом отношении США и Германия, объединившие вокруг исследовательских и проблемных задач авиации значительные круги ученых и исследователей.

Научно-исследовательская работа по авиации в США подчинена единому направляющему и руководящему центру, так называемому Национальному совещательному комитету по авиации (NACA), отчитывающемуся в своей работе перед конгрессом Соединенных Штатов.

Руководящие круги капиталистических стран ясно представляют себе исключительное значение научно-исследовательской работы в деле дальнейшего развития авиации.

В вводной статье к отчету NACA, подводящему итоги исследовательской работы за 1938 г., мы находим ряд высказываний по вопросам развития научно-исследовательской деятельности, являющихся небезынтересными и для нас: «современные военные самолеты должны заменяться более новыми типами, конструкции которых базируются на [48] наилучших и наиболее надежных данных исследовательских лабораторий».

«Влияние лабораторных исследований на развитие эффективного самолета все выше оценивается мировыми державами».

«Соединенные Штаты в течение ряда лет держали бесспорное первенство по исследованиям в области авиации. В настоящее время это преимущество оспаривается».

... «Мы полностью сознаем, что наши преимущества оспаривают и предпринимаем меры для расширения исследовательских работ комитета и для увеличения его квалифицированных исследовательских кадров. Иначе США определенно будут отброшены назад».

«В быстро двигающейся авиационной науке техническое развитие авиации находится в прямой зависимости от научных и лабораторных исследований» (отчет NACA за 1938 г.).

Как видно из приведенных выдержек, даже США, занимающие одно из первых мест в авиации, боятся отстать в научно-исследовательской работе.

Применение электрона. Применение сверхлегких сплавов находит в авиации все большее распространение.

Германия первая применила электрон для изготовления деталей самолетов и авиамоторов.

В Германии производится около 75% всего количества магния, изготовляемого в мире. Второе место занимают США.

Общее количество полученного Германией в 1937 г. магния составляет приблизительно 20000 т (на Италию, Францию и Англию падает примерно 12000 т). В 1938 г. в Германии было добыто свыше 40 000 т магния. По данным Статистического бюро США, производство магния в Америке за

1938 г. составляло 2500 т, или 500% по отношению к 1929 г.

В 1938 г. в Англии было получено 1500 т, во Франции 2500 т и в Италии примерно 5000 т магния.

Электрон начинают все шире применять для изготовления ответственных деталей самолетов и моторов: картеры, задние крышки мотора, детали шасси, колес, лопасти винтов и т. д. [49]