Россия, первый полет – 14 (1 по старому стилю) июня 1914 г.
С.Г. Мороз
Справочник
Выдающийся русский и советский авиаконструктор Дмитрий Павлович Григорович начинал свой путь в авиации с журналистики, издавая журнал «Вестник Воздухоплавания». Но как выпускник Киевского политехнического института инженер по образованию он стремился к практической деятельности, и эту возможность предоставил ему Сергей Сергеевич Щетинин, пригласив в начале 1913 г. на должность управляющего заводом «Первого Российского Товарищества Воздухоплавания» (ПРТВ, далее – «Щетинин и Ко»).
Предприятие было основано петербургским предпринимателем С.С. Щетининым и московским купцом М.А. Щербаковым в 1909 г. в г. Санкт-Петербург (с 1914 г. – Петроград). Завод имел территорию 2689 кв. саж., а с аэродромом – 2846, что составляет 1,2235 и 1,3 га соответственно. Ни Щетинин, ни Щербаков инженерного образования не имели и нуждались в таком человеке, который мог бы грамотно руководить производством. Хотя основную ставку они делали на выпуск аэропланов заграничных (прежде всего, французских) конструкций, сразу же со времени основания завода Щетинин попытался начать и разработку самолетов собственными силами. В итоге появился первый отечественный серийный самолет «Россия-А», но он был гражданским, а владельцы предприятия считали более надежными государственные военные заказы.
В середине или во второй половине 1912 г. или по др. данным в начале 1913 гг. на заводе ПРТВ начат серийный выпуск по французской лицензии самолета Фарман VII, который предназначался для демонстрационных и спортивных полетов и был закуплен российским военным ведомством учебный. Для организации его производства Щетинин и нанял Григоровича сразу на столь высокий пост, примерно соответствующий современной должности Главного инженера завода. При этом он не только проявил доверие к молодому специалисту без опыта работы (Григорович к тому времени пока лишь разработал проект самолета Г-4, который облетан не был), но и всячески поощрял его творческую инициативу. И инженер Григорович его надежды вполне оправдал.
Фото: архив Г.Ф. Петрова // http://alternathistory.org.ua/apparaty-shchetinina-i-grigorovicha-tip-m-1
М-1 опытный, летающая лодка – морской ближний разведчик, легкий бомбардировщик и учебно-тренировочный самолет повышенной летной подготовки.
Владелец ПРТВ Щетинин, как человек, определявший техническую политику предприятия, намерений заниматься гидроавиацией не имел, и это направление деятельности его завода возникло случайно.
Летом 1913 г. летчик Балтийского Флота капитан Д.Н. Александров по своей вине разбил летающую лодку «Доннэ-Левек» (самолет FBA Type A французской постройки). Чтобы избежать взыскания, он начал искать возможность отремонтировать самолет за свой счет, но правление Русско-Балтийского вагонного завода запросило за ремонт 6500 р., а Завода В.А. Лебедева («Лебедь) – 6000 р., что виновнику аварии оказалось не по силам. Об этом узнал начальник чертежного отдела завода ПРТВ Андрей Николаевич Седельников. Он предложил С.С. Щетинину сделать ремонт поврежденного аппарата бесплатно, но ознакомиться с конструкцией летающих лодок (а самолет «Доннэ-Левек» в то время был в числе лучших в своем классе) с тем, чтобы в дальнейшем разрабатывать их и строить самостоятельно. Щетинин, которому в то время не были чужды благотворительность и патриотизм (а делалось бы это в конечном итоге для российского флота) согласился и поручил работу Д.П. Григоровичу. Тот совместно с Седельниковым осмотрели самолет, сняли с него чертежи (за исключением носовой части фюзеляжа, которая оказалась полностью поломана, заводской документации у них не было), но доложили, что ремонт в силу очень больших повреждений будет не выгоден – дешевле построить новый аппарат.
Фото: http://dlyakota.ru/49871-bakinskaya-oficerskaya-shkola-morskoy-aviacii-1915.html
По снятым чертежам на заводе ПРТВ был построен самолет М-1 с указанными ниже отличиями от прототипа.
***
Общие особенности конструкции:
- летающая лодка – полутораплан классической аэродинамической схемы;
- конструкция каркаса деревянная, в основном из массива ясеня (полуфабрикаты – бруски, доски, рейки) и фанеры;
- обшивка лодки и поплавков – фанера, остальное – полотно;
- растяжки и тросы управления натягиваются тандерами, которые контрятся проволокой после проверки силы натяжения на звук («тон струны» должен быть высоким и ровным).
***
Силовая установка:
- 7-цилиндровый ротативный мотор воздушного охлаждения Гном «Омега» мощностью 50 л.с. (по источнику [Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. М., "Машиностроение", -1986 г.], вероятно, взятый с разбитого самолета «Доннэ-Левек») установлен между крыльями подобно прототипу;
- мощность мотора регулировалась отключением зажигания в одном цилиндре, но при этом усиливалась вибрация мотора, и этим старались не пользоваться, тем более, что мощность и так была невелика;
- воздушный винт двухлопастный толкающий типа Шавье «Интеграл»;
- мотор крепится хвостовиком своего неподвижного к А-образной стойке «кабана» бипланной коробки крыльев, а его обращенной к хвосту частью вращающегося картера – к раме между фюзеляжем и верхним крылом;
- узел крепления мотора к А-образной стойке моментный, он подкреплен двумя раскосами;
- запуск мотора – заводной рукояткой, насаженной на вал с муфтой, проходящий под валом крепления мотора и соединенный с его подвижным картером зубчатой передачей;
- топливо подается насосом из основного бака в лодке за сиденьем летчиков в фюзеляже в расходный бак под верхним крылом, откуда в мотор шло самотеком;
- основной бак паянный латунный, установлен на хомутах;
- система дренажа – в расходном баке, через который выполняется и наддув основного – так сделано и на прототипе;
- расходный бак установлен под верхним крылом перед мотором, состоит из передней части в виде полусферы и задней конической, тогда как на прототипе задняя часть расходного бака состоит из цилиндра и короткого хвостового конуса, обтекаемость конструкции Григоровича была лучше.
Примечание: в источнике [Петров Г.Ф. Гидросамолеты и экранопланы России. 1910-1999. М., РУСАВИА, - 2000 г.] указано, что на самолете был установлен мотор «Гном» мощностью 80 л.с.; на приведенном там снимке видно, что он ротативный 7-цилиндровый, это мог быть Гном «Лямбда» 7, возможно, такой мотор установлен уже после первого полета с целью улучшения летных данных.
***
Бипланная коробка крыльев:
- бипланная коробка крыльев двухстоечная без выноса верхнего крыла;
- на виде в плане крылья прямые без стреловидности по всем передним кромкам, а задние имеют малую положительную стреловидность в зоне элеронов, которые расширяются к законцовкам (их передние кромки идут под прямым углом к ПСС), законцовки скошены так, что длины передних кромок крыльев больше, чем задних, в средних частях задних кромок верхнего и нижнего крыльев сделаны прямоугольные вырезы для удаления их от диска воздушного винта, что позволило сдвинуть мотор ближе к центу масс самолета;
- согласно книге [Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. М., «Машиностроение», - 1986 г.] профиль крыла более вогнутый по типу самолета «Фарман XVI» (в России он также именовался Фарман-15) – его лицензионный выпуск которого действительно осваивался на ПРТВ под руководством Григоровича, но опытный самолет Farman H.F.XVI во Франции совершил первый полет только в середине 1913 г., и соответственно в Россию чертежи поступили уже во 2-й половине года, когда самолет М-1 был готов, следовательно профиль его крыльев был модифицирован Григоровичем самостоятельно либо за образец он брал другой самолет;
- крылья в средней части соединяются между собой кабаном из четырех вертикальных стоек, двух косых стоек, одной A-образной стойки, в которой роль «перекладины» выполнял лонжерон нижнего крыла;
- крылья по консолям стыкуются двумя парными II-образными стойками и одним парным II-образным подкосом по законцовкам с каждой стороны от ПСС;
- стойки «кабана» и крепление мотоустановки подкреплены дополнительными раскосами;
- бипланная коробка крыльев крепится к фюзеляжу безмоментными узлами на четырех выступающих концах А-образных стоек «кабана» и подкосов мотоустановки, они имеют длину около 160 мм по переднему лонжерону и около 100 мм по заднему, благодаря чему крылья установлены с положительным углом заклинения по отношению к строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) и ватерлинии (ВЛ);
- жесткость бипланной коробки крыльев и ее установки на фюзеляж обеспечена сложной системой растяжек, которые проложены в продольной и поперечной плоскостях и выходят и на верхнюю поверхность крыла с помощью шпренгелей;
- верхнее и нижнее крылья состоят каждое из двух консолей и имеют одинаковые профиль, форму в плане за исключением вырезов под воздушный винт, см. ниже и конструкцию за исключением элеронов (только на верхнем крыле), отличаясь размерами (верхнее по размаху и хордам больше нижнего);
- консоли верхнего и нижнего крыльев имеют подобную трапециевидную форму с незначительным обратным сужением (т.е. корневые их хорды меньше концевых) и небольшой прямой стреловидностью по кромкам;
- консоли крыльев стыкуются по лонжеронам надетыми на них трубами так, что между ними оставался зазор (на верхнем крыле он был небольшой и зашивался, а на нижнем был чуть уже ширины фюзеляжа и был открытым);
- вырез в верхнем крыле для обеспечения зазора с диском воздушного винта сделан под прямыми углами;
- консоли верхнего и нижнего крыльев имеют прямоугольную форму;
- силовой набор консоли крыла состоит из двух лонжеронов, реек по ПК и законцовкам, силовых и нормальных нервюр, а также внутренних раскосов;
- нервюры крыльев установлены по потоку;
- жесткость консолей крыла обеспечена внутренними растяжками, натянутыми в плоскости их хорд Х-образно;
- силовой набор элеронов состоит из лонжерона, продольной стенки, полных и неполных нервюр, а также раскосов;
- задние кромки крыльев (в т.ч. элеронов) мягкие, образованы пущенными по концам их нервюр тонкими канатиками, к которым пришиты полотнища обшивки.
***
Фюзеляж:
- фюзеляж лодочного типа с прямой хвостовой балкой – на прототипе она была изогнута вверх, что удаляло оперение от воды, но делать такую конструкцию было сложно и трудоемко;
- кили лодки сделаны так, что на виде сбоку напоминает деформированную и сильно вытянутую «каплю» с переменным прямоугольным сечением по всей длине до задней кромки крыльев;
- между килями редан сделан, но не такой, как на прототипе – в его зоне днище сало вогнутым, что улучшило его гидродинамику, высота редана по бортам стала 200 мм, а по оси – 80 мм, достоверных сведений о сечении хвостовой балки нет;
- в сравнении с прототипом корпус лодки укорочен на 1 м;
- днище лодки в носовой части оставлено плоским, как и на прототипе, но переход к ее «верхней палубе» сделан в виде широкой прямой на виде в плане «губы» с постоянным радиусом (был сужающимся и с острыми гранями), что улучшило и аэродинамику, и удобство размещения летчика-наблюдателя, который перестал мешать пилоту работать педалями;
- по скулам носовой части лодки сделаны гребни округлого сечения, играющие роль килей, как и на прототипе, но размеры их и форма изменены;
- лодка собирается как единый агрегат;
- силовой набор состоит из четырех продольных бимсов, вертикальных и раскосных шпангоутов и работающей обшивки (в расчет прочности она не включалась, но тем не менее воспринимала все нагрузки своими касательными напряжениями, значительно увеличивая прочность лодки, как это было в деревянных судах, например, шлюпках);
- обшивка фанерная, переменной толщины;
- сборка каркаса и обшивки – на свинцовых белилах вместо клея и латунных шурупах, высоконагруженные места усилены кницами;
- внешняя поверхность лодки покрыта бесцветным лаком, внутренняя – олифой;
- кабина экипажа открытая, в ее передней части располагался летчик, который при необходимости мог сдвинуться влево и справа от него мог сесть курсант, за ними между лонжеронами крыльев было место летнаба;
- над головой летнаба укреплена согнутая дугой металлическая пластина, которая защищает его от капель смазки, стекающих с хвостовика мотора и его заводной рукоятки.
Примечание: в источнике [Петров Г.Ф. Гидросамолеты и экранопланы России. 1910-1999. М., РУСАВИА, - 2000 г.] дан рисунок самолета М-1 с видимым уступом редана лодки и изогнутой вверх хвостовой балкой фюзеляжа, но приведенный там же снимок самолета этого не подтверждает.
***
Оперение:
- однокилевое, расположено на хвостовой части корпуса – лодки на усиленной растяжками высокой раме из стальных труб для удаления от поверхности воды;
- профиль горизонтального (ГО) и вертикального оперения (ВО) плоский по неподвижным частям и клиновидный по рулям, радиусы кромок определены трубами каркаса;
- ГО трапециевидной в плане формы со скругленными углами;
- ГО состоит из стабилизатора и руля высоты (РВ), его относительная площадь по сравнению с прототипом увеличена, что упростило управление самолетом;
- ГО переставное, его нейтраль выбрана со значительным положительным углом относительно СГФ (для того, чтобы ГО тоже создавало подъемную силу, что было неправильно, т.к. ухудшало устойчивость самолета, которая не восстанавливалась после воздействия воздушных порывов «автоматически», как если бы это было при отрицательном угле установки ГО);
- каркас стабилизатора состоит из лонжерона, кромки, передний участок которой служит вспомогательным лонжероном, а концевые – нервюрами, а также нервюр, установленных по потоку;
- РВ состоит из двух половин, объединенных общим главным лонжероном, остальной каркас каждого пера РВ свой – кромка, вспомогательный лонжерон и нервюры, пущенные по потоку;
- ВО состоит из киля и руля направления (РН), тогда как на прототипе он был цельноповоротным в виде половины овала, причем закругленная часть выступала вперед за ось навески, играя роль рогового компенсатора;
- киль в виде четверти деформированного эллипса установлен на своих лонжеронах на каркасе фюзеляжа над стабилизатором так, что между ним и хвостовой балкой был большой проем;
- задняя кромка киля по его главному лонжерону вертикальная, передняя – дуговая по зашитой части и прямая наклонная по свободной части под стабилизатором;
- силовой набор киля состоит из двух лонжеронов (задний основной, передний является и передней кромкой), а также одной нервюры из стальных труб;
- РН на виде в плане имеет форму параллелограмма, роговой компенсации не имеет, усилия на рычагах управления при этом остались нормальные;
- силовой набор РН состоит из лонжерона, кромки и двух нервюр из стальных труб;
- стабилизатор крепится своим задним лонжероном к заднему лонжерону киля шарнирно, под его передним лонжероном установлен простейший винтовой подъемник, которым регулируется угол его установки в зависимости от центровки, кроме того, по своему главному лонжерону стабилизатор крепится к каркасу подкосами (по одному с каждой стороны от ПСС) в виде перевернутой литеры V так, что верхний узел подкоса является шарниром с 1 степенью свободы для обеспечения перестановки ГО;
- жесткость оперения обеспечена растяжками и натяжением тросов управления, которые протянуты так, что их натяжение не меняется при перестановке ГО.
***
Система управления:
- состоит из трех независимых каналов управления (тангаж и крен с управлением от РУС, а также рыскание с управлением педалями), а также из системы перестановки стабилизатора;
- пост управления один – напротив левого кресла кабины, состоит из ручки управления самолетом (по др. данным – штурвала), педалей и бокового штурвала (по др. данным рычага) перестановки стабилизатора;
- проводка управления тросовая, почти вся проходит вне агрегатов самолета.
Взлетно-посадочные устройства:
- под ХЧФ установлена «лопата» – пластина на шарнирах с резиновым «буфером», отклоняемая под ударами волн – она должна была смягчать качание лодки на неспокойной воде;
- поддерживающие поплавки имеют каплевидную форму на виде сбоку и переменное прямоугольное сечение;
- силовой набор поплавков состоит из бимсов по скулам и шпангоутов;
- поддерживающие поплавки крепятся к лонжеронам нижнего крыла каждый на четырех стержнях, образующих с их каркасом раму, жесткость которой обеспечена растяжками.
***
Вооружение и оборудование:
- по каждому борту самолета был установлен один бомбодержатель, на котором бомба подвешивалась вертикально стабилизатором вниз;
- сброс бомбы выполнялся с места летчика механическим рассоединением замка;
- летнаб мог брать ручной фотоаппарат типа «Пате»;
- на самолете установлены два (по др. данным – один) ацетиленовых фонаря с коническими светоотражателями и защитными стеклами для полетов ночью (но не известно, пользовались ли ими хотя бы для испытаний в ночных полетах, но проверка на земле произведена была).
Несмотря на отсутствие летных испытаний, видимо уже в это время самолет был отправлен на авиастанцию Балтийского Флота в Либаве (Курляндская губерния России, ныне Лиепая, ныне запад Латвии, побережье Балтийского моря), благодаря чему виновник аварии самолета «Доннэ-Левек» к-н Александров смог избежать наказания за происшествие. Он уплатил Щетинину за самолет «символическую» сумму 400 р.
14 (1 по ст. ст.) июня 1914 г. в Либаве первый полет на самолете М-1 выполнил военный пилот лейтенант Илья Ильич Кульнев. Взлетел самолет легко, несмотря на значительную волну, набрал высоту 300 м, развернулся, набрал еще 300 м высоты, сделал там ряд маневров, выключил мотор и точно спланировал на посадку. Полет продолжался 32 мин.
Отчет Кульнева: «Аппарат не из лучших, но, во всяком случае, не хуже поплавковых. Слабовата мореходность» (цит. по книге [Григорьев А.Б. Альбатросы. Из истории гидроавиации. М., «Машиностроение», - 1989 г.].
19 (6 по ст. ст.) июня 1914 г. в Либаве самолет М-1 был сдан Балтфлоту под обозначением Щ-1 («Щетинин-1») и в тот же день принят в казну.
Самолет был приписан к авиастанции №2 Кильконд на о. Эзель в Балтийском море (в то время – Лифляндская губерния России). Он числился боевым (ближним морским разведчиком), но использовался в основном как учебно-тренировочный повышенной летной и боевой подготовки тех прибывавших к этому месту службы летчиков и летчиков-наблюдателей, у которых предыдущий опыт полетов на гидропланах был пока недостаточен. Также интерес представляли проведенные на нем опыты по установке осветительного оборудования и вооружения, что в дальнейшем пригодилось в разработке Григоровичем последующих конструкций летающих лодок, но сделано им было уже совсем не так – с учетом недостатков, выявленных в испытаниях М-1.
15 (2 по ст. ст.) декабря 1914 г. на авиастанции №2 Кильконд на о. Эзель самолет Щ-1 разбит в аварии военным летчиком лейтенантом А.А. Тучковым. Самолет не ремонтировался ввиду нецелесообразности этого и был списан.
Тактико-технические данные самолета Григорович М-1 (Щ-1) смотрите в таблице по этой ссылке
Всего построено 1
С этого самолета началась деятельность в авиации известного русского и советского авиаконструктора Дмитрия Павловича Григоровича. Хотя машина осталась в единственном экземпляре, да ее и не собирались строить серийно, однако она положила начало большому семейству летающих лодок, которые служили около десяти лет – срок в те времена немалый.
Этот раздел Справочника был впервые опубликован на сайте Наука и Техника, здесь дан с существенными уточнениями и дополнениями.
Смысл использованных в статье и таблицах определений, понятий и сокращений можно узнать, открыв наш краткий словарь по авиации и ракетной технике
Список использованных источников:
1. Александров А.О. Воздушные суда Российского императорского флота 1894-1917 гг. Т. 1. Аппараты Щетинина и Григоровича. СПб, Б.С.К., - 1998 г.
2. Багратинов В.А. Крылья России. М., ЭКСМО, - 2005 г.
3. Григорьев А.Б. Альбатросы. Из истории гидроавиации. М., «Машиностроение», - 1989 г.
4. Петров Г.Ф. Гидросамолеты и экранопланы России. 1910-1999. М., РУСАВИА, - 2000 г.
5. Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. М., "Машиностроение", -1986 г.
Послесловие не в тему: а теперь я как обычно предлагаю Вам, уважаемый читатель, переключить свое внимание и открыть замечательный канал Кот-ученый. Там каждый найдет то, что он ищет – разумное, доброе, вечное. Ну и, конечно, интересное!