Россия, первый полет самолета М-2 – 13 сентября (31 августа по ст. стилю) 1914 г.
С.Г. Мороз
Справочник
Решительным шагом к преодолению зависимости от заграницы в деле снабжения отечественного флота гидросамолетами стала их самостоятельная разработка по предложению и под руководством выдающегося русского авиаконструктора Дмитрия Павловича Григоровича. Это было накануне войны с Германией, обстановка была напряженная и требовала срочного наращивания сил в том числе и морской авиации. Хотя финансовое положение пока у правительства опасений не вызывало, но постоянная трата гигантских сумм на закупку за границей техники, которую можно было бы делать самостоятельно, была, по меньшей мере, решением невыгодным, не соответствующим национальным интересам и ставящим страну в случае затруднения поставок в трудное положение.
К тому времени отечественных разработок морских самолетов было немного, из которых летающих лодки пока было только две, и обе – в единственном экземпляре. Наши тогдашние союзники по Антанте и американские в этом направлении ушли далеко вперед, и в самой возможности разработать самостоятельно и выпускать серийно аппараты такого класса на крепком мировом уровне уверенности не было. Однако попытка была сделана.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Самолет М-2
М-2 («Морской второй») проект, морской разведчик – летающая лодка.
В начале 1914 г. управляющий заводом «Первого Российского Товарищества Воздухоплавания» (ПРТВ, он же – «Щетинин и Ко.» или «Гамаюн») в Санкт-Петербурге (с 31 августа 1914 г. – Петроград) Дмитрий Павлович Григорович предложил руководству заняться разработкой и постройкой гидросамолетов, нужда в которых ощущалась, а отечественных серийных образцов не было и удовлетворялись потребности зарождающегося Императорского Флота России за счет закупок во Франции и в Америке за валюту. Владелец предприятия С.С. Щетинин инициативу поддержал, ожидая на большие заказы в т.ч. и от отечественного Морского ведомства на волне роста международной напряженности.
К разработке гидросамолета М-2 Д.П. Григорович приступил немедленно после одобрения его предложения, что было сделано, по-видимому, просто устно на совещании у владельца предприятия С.С. Щетинина.
При разработке этого самолета выпускалась полноценная конструкторская документация не путем обмера «прототипа», а заново с учетом опыта строительства самолета М-1. Хот речь о копировании М-1 не шла, новый проект делался как прямое развитие этого аппарата с сохранением компоновки и применяемых материалов, но с перепроверкой и со значительными улучшениями всех узлов и агрегатов и с разработкой новой технологии производства, что Григорович делал самостоятельно.
Размерность самолета М-2 в сравнении с М-1 значительно увеличена и предприняты меры к существенному улучшению мореходности – насколько это позволяло водоизмещение лодки и мощность ее двигателя.
***
Общие особенности конструкции, применяемые материалы и технологии:
- как и М-1, проект М-2 разработан как летающая лодка – полутораплан классической аэродинамической схемы;
- конструкция каркаса деревянная, в основном из массива ясеня (полуфабрикаты – бруски, доски, рейки с предварительной пропиткой антисептиком и просушкой на вытяжке или в штабеле) и фанеры, применение металла – ограниченное, см. ниже;
- все стойки установки мотора, бипланной коробки крыльев, оперения и поддерживающих поплавков – стальные тонкостенные трубы круглого и сплющенного сечения;
- для моторамы (см. ниже) использована листовая сталь;
- для местных усилений использованы кницы из фанеры или низкоуглеродистой легированной стали;
- для растяжек и проводки управления использованы тонкие стальные канаты с предварительным их промасливанием;
- сборка деревянных деталей – на клею с креплением латунными гвоздями и самонарезающим винтами, металлических в местах со слабым и средним уровнем нагрузки – на заклепках, в сильно нагруженных местах (установка мотора, стыковые узлы крупных агрегатов) и соединения деревянных деталей с металлическими – на болтах (для лодки подробнее см. ниже);
- полотняная обшивка везде крепится к каркасу водостойкими нитками вне стапеля, при пропитке обшивки эмалитом он укрепляет и швы;
- сборка всех агрегатов выполняется в стапелях, очень простых, но надежно фиксирующих все установочные размеры основных силовых деталей;
- сборка лодки впервые в России производится килем вверх, что улучшило качество изготовления днища – самой ответственной ее части;
- обшивка лодки и поддерживающих поплавков – фанера, остальное – полотно на нитролаке эмалит, который давал натяжку и сравнительно хорошую устойчивость к воздействию воды (при необходимости замены обшивки не реже одного раза в сезон);
- растяжки и тросы управления натягиваются тандерами, которые контрятся проволокой после проверки силы натяжения на звук («тон струны» должен быть высоким и ровным);
- в конструкции самолета этого самолета и последующих были предусмотрены такелажные узлы для подъема его краном и швартовки.
***
Силовая установка:
- 7-цилиндровый ротативный мотор воздушного охлаждения Клерже 7Z мощностью 80 л.с. (производства французской фирмы Clerget-Blin et Cie.) установлен между крыльями;
- регулирование мощности выполняется поворотом дроссельной заслонки карбюратора установленным на праом борту кабины рычагом через тросовую поводку (по др. данным – одним тросом в боуденовской проводке);
- воздушный винт двухлопастный толкающий – обычный для того времени деревянный;
- двигатель крепится к бипланной коробке крыльев через хвостовик своего неподвижного коленчатого вала к листовой раме (т.н. «толь») на задней А-образной стойке «кабана» бипланной коробки крыльев, а вращающимся валом винта через подшипник – к раме, крепящейся за этой стойкой наклонно назад и состоящей из двух подкосов и двух продольных труб;
- задние А-образные стойки «кабана», как более нагруженные, подкреплены четырьмя раскосами – двумя наклонными в продольной плоскости и двумя скрещивающимися в поперечной;
- запуск мотора – заводной рукояткой, насаженной на вал, проходящий под валом крепления мотора и соединенный с его подвижным картером зубчатой передачей;
- топливная система состоит из основного бака с заливной горловиной и сливным краном, расходного бака, соединительных шлангов, насоса, перекрывного крана и раматуры, обратных клапанов нет;
- топливо подается под создаваемым над ним ручным насосом давлением из основного бака за сиденьем летчиков в фюзеляже в расходный бак под верхним крылом, откуда в мотор идет самотеком;
- баки паянные латунные;
- система наддува т дренажа – в расходном баке, через который выполняется и наддув, и дренаж основного.
***
Бипланная коробка крыльев:
- бипланная коробка крыльев двухстоечная с незначительным выносом верхнего крыла (только за счет меньших хорд нижнего);
- профиль крыльев тонкий выпукло-вогнутый, отличался от примененного на М-1, углы установки крыльев положительные одинаковые (что не совсем рационально), чем у нижнего, поперечное V не предусмотрено;
- консоли верхнего и нижнего крыльев имеют подобную трапециевидную форму, отличаясь размерами (верхнее по размаху и хордам больше нижнего), они импеют незначительное обратное сужение (т.е. корневые их хорды меньше концевых) и небольшую прямую стреловидность по кромкам, которая увеличивается по задней кромке элеронов на верхнем крыле, хорды которых больше расширяются к законцовкам, углы в законцовках по передним кромкам скруглены, а по задним кромкам подрезаны;
- вырез в верхнем крыле для обеспечения зазора с диском воздушного винта сделан с радиусами (на М-1 имел прямые углы);
- верхнее и нижнее крылья состоят каждое из двух консолей и имеют подобную конструкцию за исключением размеров и установки элеронов (только на верхнем крыле);
- силовой набор консоли крыла состоит из двух лонжеронов, стенки за задним л-ном, реек по передним кромкам и законцовкам, силовых и нормальных нервюр, а также внутренних раскосов, верхнее крыло отличается тем, что стенка идет только между вырезами под воздушный винт и элероны, где хвостики нервюр укорочены – такая конструкция осталась и в дальнейшем на всех одномоторных летающих лодках Григоровича с деревянным планером;
- все лонжероны, стенки и нервюры балочные, их пояса изготовлены из реек, а стенки – из фанеры, причем отверстия облегчения круглой формы сделаны только в рядовых нервюрах (которых в каркасе большинство);
- лонжероны и стенки консолей крыльев установлены параллельно их передним кромкам;
- нервюры крыльев и элеронов установлены по потоку;
- задние кромки (ЗК) консолей крыльев и элеронов мягкие, образованы тонкими канатиками, пущенными по законцовкам нервюр, к которым пришиваются полотнища обшивок;
- 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;
- элероны навешиваются к задним лонжеронам верхнего крыла на простейших петлях;
- консоли крыльев (верхние – уже с навешенными элеронами) стыкуются между собой по лонжеронам надетыми на них трубами так, что между ними остается зазор (на верхнем крыле он был небольшой и зашивался, а на нижнем был больше ширины фюзеляжа и был открытым);
- в средней части крылья соединяются между собой кабаном из двух A-образных стоек, соединенных продольными стержнями;
- по консолям крылья соединяются между собой двумя парными (II-образными) стойками с каждой стороны от плоскости симметрии самолета (ПСС);
- бипланная коробка крыльев крепится к фюзеляжу безмоментными узлами на четырех выступающих вниз под нижнее крыло концах А-образных стоек «кабана» и подкосов мотоустановки, которые имеют длину около 100 мм, причем передние стойки длиннее задних и крылья установлены с положительным углом заклинения по отношению к строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) и ватерлинии лодки (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 верхнего крыла с помощью шпренгелей, установленных на высоких стойках в виде перевернутой буквы V – они должны были работать на восприятие возникающих на верхнем крыле и на бипланной коробке в целом изгибающих и крутящих моментов ;
- растяжки бипланной коробки (как и оперения) крепятся своими отогнутыми в нужном направлении вильчатыми или ушковыми наконечниками к проушинам фигурно вырезанных стальных пластин («пауков»), которые ставятся на деревянный каркас на болтах, в те «пауки», к которым крепятся еще и стойки бипланной коробки крыльев, вварены проушины из стальных листов и для них.
***
Фюзеляж:
- лодочного типа с прямой хвостовой балкой, по конструкции полностью отличался от самолета М-1, будучи гораздо более совершенным;
- лодка имеет один редан, расположенный примерно под прямым углом к СГФ, днище в носовой части слабокилеватое с острыми скулами, от кабины до редана форма его сильно вогнутая, дальше сечения хвостовой балки близки к треугольнику, обращенному основанием вверх;
- верхняя палуба корпуса имеет незначительно выпуклые конические обводы, что улучшило его аэродинамику и обеспечило быстрое скатывание воды при захлестывании корпуса волной;
- лодка собирается как единый агрегат на латунных винтах и свинцовых белилах, заменявших клей, некоторые места дополнительно промазывались «морским клеем» – раствором творога в нашатырном спирте, высоконагруженные места усилены кницами;
- винтов от 10 до 15 тысяч штук (точное число определялось по месту и необходимости) и на их установку отвертками требовалась работа бригады в течение нескольких дней (забивать шурупы молотком для ускорения дела категорически запрещено);
- силовой набор лодки состоит из пяти продольных бимсов и трех в хвостовой частях, вертикальных и раскосных шпангоутов, а также работающей обшивки (в расчет прочности она не включалась, тем не менее воспринимала все нагрузки своими касательными напряжениями, значительно увеличивая прочность лодки, как это было в деревянных судах, например, шлюпках);
- шпангоуты изготавливались из отдельных брусков – они заводились в стапель по его рубильникам, обрезались по месту и соединялись кницами;
- в нижней части лодки у редана под прямым углом к ПСС установлена труба для монтажа лыжного шасси, см. ниже;
- обшивка фанерная, переменной толщины в зависимости от нагрузок в данном месте;
- внешняя поверхность лодки покрыта бесцветным лаком, внутренняя – олифой для защиты от сырости;
- кабина экипажа открытая с размещением двух сидений бок о бок, что было удобно для прямого сообщения между летчиком и наблюдателем, ветровой козырек и заголовник не предусмотрены.
***
Оперение:
- однокилевое, расположено на хвостовой части корпуса – лодки;
- профиль горизонтального и вертикального оперения (ГО и ВО) плоский по неподвижным частям и клиновидный по рулям, радиусы кромок определены трубами каркаса;
- ГО трапециевидной в плане формы с треугольным вырезом в РВ для обеспечения поворота РН;
- ГО состоит из стабилизатора и руля высоты (РВ), его относительная площадь по сравнению с самолетом М-1 увеличена;
- 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);
- нижняя часть киля до стабилизатора на виде в плане имеет прямоугольную форму, а верхняя – треугольника, причем его основание меньше хорды нижней части;
- силовой набор киля состоит из главного лонжерона, кромки и двух нервюр – корневой и проходящей между прямоугольной и треугольной частями;
- РН имеет на виде в плане имеет форму параллелограмма с сильно скругленным верхним задним углом;
- силовой набор подобен РН;
- киль крепится лонжеронами к каркасу ХЧФ на безмоментных узлах (крепление их труб при этом работает на изгиб);
- стабилизатор крепится лонжероном и кромкой к лонжерону и кромке киля в зоне его верхней нервюры и подкосами (по одному с каждой стороны от ПСС к хвостовой балке на безмоментных узлах (крепление труб лонжеронов при этом работает на изгиб);
- жесткость установки оперения обеспечена растяжками и натяжением тросов управления, которые протянуты снаружи ХЧФ через шпренгели – один на передней кромке стабилизатора по ПСС и два на его главном заднем л-не.
***
Система управления:
- состоит из трех независимых каналов – тангажа и крена путем отклонения РВ и элеронов ручкой управления самолетом (РУС), а также рыскания с управлением РН педалями;
- пост управления один – напротив левого кресла кабины;
- проводка управления тросовая, почти вся проходит вне агрегатов самолета.
***
Взлетно-посадочные устройства:
- под ХЧФ установлена «лопата» – пластина на шарнирах, которая отклоняется без участия пилота резиновым «буфером», который должен был смягчать качание лодки на волне;
- поддерживающие поплавки имеют каплевидную форму на виде сбоку и переменное прямоугольное сечение;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- 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;
- для полетов зимой с аэродромов со снежным или с ледовым покрытием предусмотрена установка съемного лыжного шасси, см. ниже.
***
Зимнее съемное лыжное шасси:
- трехопорное, состоит из двух главных и хвостовой опор;
- ООШ состоят из трубы, которая продевалась сквозь трубу большего диаметра в нижней части лодки у редана (см. конструкция фюзеляжа), на которую шарнирно одевались две лыжи на длинных пирамидальных кронштейнах, лыжи уравновешивались шнурами, амортизации не было;
- под хвостовой балкой устанавливалась третья малая лыжа подобно основным.
В первой половине лета 1914 г. проект представлен собранной на заводе ПРТВ комиссии, состоящей, по-видимому только из руководства предприятия и прикрепленного к заводу летчика-приемщика Военного ведомства, которые оценили его положительно, и заводу заказано строительство пяти таких самолетов.
***
М-2 («Морской второй») экземпляр № 1, морской разведчик – летающая лодка.
Самолет построен на заводе ПРТВ С. Щетинина в Петрограде.
Закончен по производству в середине августа 1914 г., когда уже шла Империалистическая война, и его испытаниям придавалось большое значение.
Первый полет на самолете с акватории Гребного порт 13 сентября (31 августа по старому стилю) 1914 г. выполнил известный в то время летчик Петр Владимирович Евсюков, который летал во время Балканской войны 1912-1913 гг. в русском авиаотряде С. Щетинина. Этот полет закончился катастрофой – самолет разбился, а летчик Евсюков погиб.
Несмотря на катастрофу первого экземпляра М-2, было решено достроить четыре контрактных самолета.
Фото: http://spb-tombs-walkeru.narod.ru/sm_prav/evsyukov.htm
***
М-2 («Морской второй», Щ-2) экземпляр № 2, морской разведчик – летающая лодка.
Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца и сдан авиации Балтийского флота в конце 1914 г.
Списан зимой 1915-1916 гг. по износу.
***
М-2 («Морской второй», Щ-3 1-й с таким обозначением) экземпляр № 3, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца и сдан авиации Балтийского флота в конце 1914 г.
Списан зимой 1915-1916 гг. по износу.
***
М-2 («Морской второй») экземпляр № 4, морской разведчик – летающая лодка.
Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца в начале 1915 г.
Сдан авиации Черноморского флота и отправлен с завода 10 марта 1915 г.
На месте применения самолет получил бортовой номер «29» и использовался в боевых действиях на Черном море на протяжении 1915 г.
Дальнейшая судьба самолета не известна.
***
М-2 («Морской второй») экземпляр № 5, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца в начале 1915 г.
Сдан авиации Черноморского флота и отправлен с завода 10 марта 1915 г.
На месте применения самолет получил бортовой номер «30» и использовался в боевых действиях на Черном море на протяжении 1915 г.
В том же году был передан в Офицерскую летную школу в Севастополе. Далее, видимо, был списан по износу.
Всего построено 5 самолетов.
Летные данные самолета М-2 для 1915 г., когда началась его строевая эксплуатация, были уже недостаточны – в основном, из-за слабого мотора, но и профиль крыльев не обеспечивал достаточного аэродинамического качества. Также неудовлетворительной оказалась мореходность самолета и его стойкость к климатическим воздействиям, особенно, для условий Балтики.
Идея демпфера килевой качки («лопаты») оказалась неудачной.
Установка зимнего лыжного шасси сильно снижала летные данные и оно, по-видимому, широко оно не использовалось, но необходимость в нем была – и не только там, где море замерзало, но и из-за обычного ухудшения погоды, снижения температуры воды и воздуха, делавших такие полеты очень трудными.
Основные недостатки конструкции были видны уже в середине 1914 г., когда самолет №1 строился, но было решено их исправлять на новом типе М-3, см. далее.
Тем не менее, принятые флотом четыре самолета довольно активно летали – сначала как разведчики, а потом как учебные самолеты.
Перекур. Прежде чем пойти дальше, предлагаю отдохнуть, не предаваясь вредным привычкам, а проведя время в интересной беседе на канале Кот-ученый. Например, о мавританских красотах испанской Кордовы и ее истории
***
Самолет М-3
первый полет – конец 1914 г.
М-3 («Морской третий», Щ-3, «Щетинин третий») проект и опытный, морской разведчик – летающая лодка.
Разработка начата Дмитрием Павловичем Григоровичем на заводе ПРТВ С.С. Щетинина летом или осенью 1914 г., когда самолет М-2 строился или вскоре после его катастрофы в первом полете, когда было решено достраивать остальные заказанные аппараты в том же виде, что и первый, но уже стали видны некоторые недостатки конструкции и слишком большая нагрузка на мощность.
Были внесены следующие отличия в конструкцию и комплектацию самолета:
- установлен звездообразный ротативный 9-цилиндровый мотор воздушного охлаждения Гном «Моносупап-В» номинальной мощностью 100 л.с.;
- мощность двигателя регулировалась выключением зажигания части цилиндров, соответственно не установлен рычаг управления двигателем и его проводка;
- изменен профиль крыльев, на который пало подозрение, что он и есть причина катастрофы;
- нижнее крыло установлено на фюзеляж по переднему лонжерону на продолжении передних стоек «кабана» бипланной коробки, которые соединялись с ним спереди, а также на призматической ферме, зашитой фанерой, которая соединялась с передними подкосами мотоустановки (крепление его по заднему лонжерону не изменилось – на двух стержнях, являвшихся продолжением задних стоек «кабана»).
Опытный самолет построен заводом ПРТВ сразу вслед за М-2 №1 и одновременно с М-2 №№2 и 3 и совершил первый полет в конце 1914 г.
Испытания показали, что летные данные и мореходность не улучшились, при этом по воде самолет двигался неустойчиво.
В последующих полетах сняли «лопату» – пластину на резиновом буфере под хвостовой частью фюзеляжа, служившую для гашения килевой качки, но после этого устойчивость только ухудшилась – вероятно, из-за изменения центровки. Хотя свое назначение это устройство явно не выполняло, его снятие в данном случае показало, что причина не в его неудовлетворительной работе, только лишь таким простым способом недостаток устранен быть не может и в чертежи следует вносить более значительные изменения.
Самолет на вооружение принят не и в серию не запускался.
Всего построено 1
***
Самолет М-4
первый полет – конец 1914 г.
М-4 (Щ-4) проект и серийный, морской разведчик, летающая лодка.
Вероятно, самолеты М-4 закладывались на заводе ПТВ С. Щетинина в Петрограде как серия по чертежам М-3, но, поскольку М-3 на вооружение принят не был, еще до окончания их постройки их конструктор Дмитрий Павлович Григорович ввел в них новые доработки:
- изменена центровка с тем, чтобы улучшить продольную устойчивость в движении по воде;
- применен новый профиль крыльев;
- размах верхнего крыла уменьшен на 60 мм, а размах нижнего и хорды крыльев значительно увеличены, что дало прирост площади на 4,4 кв.м;
- незначительно изменена конструкция лодки – прежде всего, в направлении его упрощения, в частности, уменьшена килеватость;
- несмотря на отрицательный опыт предыдущих испытаний в проекте самолета демпфер килевой качки под ХЧФ («лопата») был предусмотрен;
- для обеспечения нормальной управляемости при различных центровках стабилизатор спроектирован переставным, см. ниже;
- для обеспечения перестановки узел навески стабилизатора по главному (заднему) лонжерону сделан шарнирным с осью, параллельной лонжерону, (одна вращательная степень свободы), под передней кромкой стабилизатора установлен винтовой подъемник преобразует свое вращение в поступательное движение штока (его нижний узел навески имеет одну поступательную и одну вращательную степень свободы), а верхняя точка крепления подъемника имеет две вращательные и одну поступательную степени свободы, растяжки оперения проложены так, что при перестановке силы натяжения не изменяются (крепления наконечников растяжек шарнирные);
- тросы управления РВ проложены так, что при перестановке ГО их натяжение не меняется, угол отклонения РВ также остается тем, что задан текущим положением РУС управления по тангажу;
- положение ГО в зависимости от особенностей самолета и предполагаемой центровки механик устанавливает (т.е. изменяет при необходимости) на земле, вращая штурвальчик на подъемнике, который, поднимая или опуская переднюю кромку стабилизатора, изменяя угол его установки, перестановка стабилизатора в полете не предусмотрена.
***
Взлетный вес по сравнению с М-2 по документам не изменился (870 кг), что может свидетельствовать о том, что взвешивание просто не проводили и на деле он был больше.
Самолет построен заводом ПРТВ в конце 1914 г. и тогда же выполнил первый полет (возможно, на лыжном шасси).
Вероятно, по ходу испытаний демпфер продольной качки был снят.
Заводские испытания, проведенные в декабре 1914 – январе 1915 г. показали существенное улучшение мореходности, а также устойчивости и управляемости в полете, особенно на взлете и посадке. Пилотирование самолета упростилось и его стало возможно использовать и для обучения курсантов (хотя перед этим самолетом такая задача пока не ставилась).
По завершении I этапа испытаний в феврале 1915 г. потребовались лишь незначительные доработки самолета, которые свелись к обычному восстановительному ремонту, проводимому тогда на всех самолетах при смене сезона.
Государственные испытания на воде, проведенные весной 1915 г. в Севастополе летчиком-приемщиком Морского министерства, подтвердили улучшение летных данных, и заводу ПРТВ была оплачена постройка четырех самолетов М-4 (вероятно, включая проходивший испытания первый экземпляр).
В середине 1915 г. два самолета М-4 переданы авиации Черноморского Флота и два – Балтийского. Подробных сведений об их использовании нет, т.к. в то время не был налажен учет типов летающих лодок отечественной разработки – они числились как «самолеты ПРТВ» или «самолеты Щетинина», как и машины крупносерийного типа М-5 и применялись с ними одновременно.
Всего построено 4
***
Самолет М-5
первый полет – март 1915 г.
Проект и головной самолет
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») проект, летающая лодка – морской разведчик.
Разработку самолета Дмитрий Павлович Григорович начал на заводе «Первое Российское Товарищество Воздухоплавания» (ПРТВ, «Гамаюн») С.С. Щетинина в Петрограде в конце 1914 г., опираясь на имеющийся опыт постройки и испытаний самолетов М-2, М-3 и М-4. Основой был взят последний тип, на котором в ходе занявший около полугода работы удалось добиться значительного улучшения мореходности, а также устойчивости и управляемости самолета как при движении по воде, так и в полете.
Особенности конструкции самолета М-5 и его отличия от типа М-4 приведены ниже.
***
Общие особенности конструкции, применяемые материалы и технологии:
- все – такое же, как в предыдущих проектах, конструкция каркаса деревянная, в основном из массива ясеня (полуфабрикаты – бруски, доски, рейки) и фанеры, за исключением каркаса киля и всех рулевых поверхностей оперения и киля, которые сваривались из стальных труб сечением 30х28 мм для лонжеронов и 20х18 мм для кромок (толщины стенок – 1 мм), за исключением указанного ниже;
- каркас элеронов, киль, РН и РВ изготовлен из тонкостенных стальных труб с наружным диаметром 30 мм (стабилизатор остался деревянным).
***
Силовая установка:
- в основном такая же, как на самолете М-4, 9-цилиндровый ротативный мотор воздушного охлаждения Гном «Моносупап-В» мощностью 100 л.с. установлен между крыльями подобно самолету М-4;
- воздушный винт двухлопастный толкающий деревянный (вероятнее всего, в проекте предусмотрен французский Шавье «Интеграл», который выпускался и в России);
- мотор крепится через хвостовик своего неподвижного коленвала к задним А-образным стойкам «кабана» бипланной коробки крыльев, а вращающимся валом винта через подшипник – к раме, крепящейся за этой стойкой наклонно назад и состоящей из двух подкосов и двух продольных труб;
- запуск мотора – заводной рукояткой, насаженной на вал, проходящий под валом крепления мотора и соединенный с его подвижным картером зубчатой передачей;
- топливо подается насосом из основного бака за сиденьем летчиков в фюзеляже в расходный бак под верхним крылом, откуда в мотор идет самотеком;
- баки паянные латунные;
- система дренажа – в расходном баке, через который выполняется и наддув основного.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
***
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Бипланная коробка крыльев:
- трехстоечная (не считая центрального «кабана», внешние стойки наклоннные) с незначительным выносом верхнего крыла (только за счет меньших хорд нижнего);
- профили крыльев, как и на предыдущих самолетах Григоровича, тонкие выпукло-вогнутые, однако снова новые – он отличался от примененного на всех предыдущих летающих лодках Григоровича, толщина его на базовом крыле между вырезом под винт и элеронами 4%, в зоне выреза относительная толщина больше, а по законцовкам – наоборот меньше;
- углы установки крыльев положительные одинаковые;
- поперечного V на нижнем крыле и на основной части верхнего нет, но путем подбора длин внешних стоек и растяжек концевым частям верхнего крыла придан положительный угол поперечного V (при этом лонжероны и стенки по-прежнему делались прямыми, они легко изгибались при сборке, не трескаясь), этим самолет сделан устойчивее при выполнении виражей, проще и безопаснее в пилотировании, что было важно при использовании его в учебных целях;
- как и на предыдущих летающих лодках Григоровича, консоли верхнего и нижнего крыльев имеют подобную трапециевидную форму с незначительным обратным сужением и небольшой прямой стреловидностью по кромкам, за исключением вырезов под воздушный винт и зоны элеронов (они – только на верхнем крыле), хорды которых больше расширяются к законцовкам, углы в законцовках по передним кромкам скруглены, а по задним кромкам подрезаны;
- вырезы в верхнем для обеспечения зазора с диском воздушного винта и нижнем крыльях сделаны с радиусами (на М-2 вырез был только в верхнем крыле и несколько отличался размерами);
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- верхнее и нижнее крылья состоят каждое из двух консолей, которые имеют подобную конструкцию за исключением указанных выше мест;
- силовой набор консоли крыла подобен предыдущим летающим лодкам Григоровича и состоит из двух лонжеронов, реек по ПК и законцовкам, нервюр, а также внутренних раскосов;
- лонжероны и стенки консолей расположены параллельно кромкам, в средней части между консолями представляют собой брусья квадратного сечения, в консольных частях – двутавры (в местах установки элеронов – тавры), состоящие из фанерных стенок с отверстиями облегчения и поясов из широких ясеневых реек, стенки – двутаврового сечения;
- обшивка и задние кромки крыльев – такие же, как на предыдущих самолетах Григоровича, швы между верхними и нижними полотнищами обшивок сделаны по тонким канатикам, пущенным по хвостикам нервюр;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- нервюры крыльев установлены по потоку, состоят из носовых, средних (межлонжеронных) и концевых частей, которые в свою очередь изготовлены из фанерных стенок толщиной 5 мм с круглыми отверстиями облегчения и поясов из ясеневых реек сечением 5х20 мм (высота х ширина);
- 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 меньше ширины фюзеляжа и был открытым);
- в средней части крылья соединяются между собой кабаном из двух A-образных стоек, соединенных продольными стержнями;
- жесткость консолей крыла обеспечена внутренними растяжками, натянутыми в плоскости их хорд Х-образно, их крепления – как на предыдущих самолетах Григоровича;
- по консолям крылья соединяются между собой двумя парными II-образными стойками с каждой стороны от ПСС и двумя парными II-образными подкосами по законцовкам консолей;
- бипланная коробка крыльев в сборе крепится к фюзеляжу безмоментными узлами на четырех концах А-образных стоек «кабана» и подкосов мотоустановки так, что трубчатые концы лонжеронов нижних консолей ложатся непосредственно на верхнюю обшивку средней части лодки, при этом они не смыкаются друг с другом, а изгибающий момент воспринимает пространственная рама, состоящая из силовых шпангоутов лодки, стоек «кабана» и бипланной коробки в целом;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- 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, однако, в отличие от предыдущих самолетов, для них сделаны четыре легких коротких одиночных стойки над верхним крылом вместо двух высоких и тяжелых в виде перевернутой буквы V, соответственно изменена и прокладка шпренгельных растяжек, которые теперь стали значительно короче и идут только вдоль нервюр, работая исключительно на восприятие крутящего момента на концах крыла от сил на элеронах;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- на консолях верхнего крыла от коревых нервюр и до нервюр, ограничивающих вырезы под элероны, пущены дополнительные стенки;
- силовой набор элеронов состоит из лонжерона, продольной стенки, полных и неполных нервюр, а также раскосов.
***
Фюзеляж:
- фюзеляж лодочного типа сделан подобно самолету М-4, но его строительная высота в средней части увеличена примерно на 100 мм, а тонкая его хвостовая оконечность ее балки отогнута вверх, чтобы отдалить оперение от воды;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- лодка в носовой части слабокилеватая с острыми скулами, от кабины до редана форма днища вогнутая, как на М-4, но менее выраженно;
- лодка имеет один редан, расположенный примерно под прямым углом к СГФ, в носовой части, его высота по сравнению с М-4 уменьшена до 70 мм по ПСС и 140 мм по бортам;
- хвостовая часть сразу за реданом плоская, но дальше также слабокилеватая;
- верхняя палуба корпуса имеет незначительно выпуклые конические обводы, что улучшило его аэродинамику и обеспечило быстрое скатывание воды при захлестывании корпуса волной;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- силовой набор состоит из пяти продольных бимсов и также пяти в хвостовой частях, вертикальных и раскосных шпангоутов, а также работающей обшивки (в расчет прочности она не включалась, тем не менее, воспринимала все нагрузки своими касательными напряжениями, значительно увеличивая прочность лодки, как это было в деревянных судах, например, шлюпках);
- толщина фанеры обшивки лодки 3 мм по палубе и бортам, 5 или 6 мм, по днищу 10 мм;
- шпангоуты изготавливаются из отдельных брусков – они заводятся в стапель по его рубильникам, обрезаются по месту и соединяются кницами;
- в нижней части лодки у редана под прямым углом к ПСС установлена труба для монтажа лыжного шасси по типу самолета М-2;
- лодка собирается как единый агрегат;
- сборка каркаса и обшивки – на свинцовых белилах вместо клея и латунных винтах, высоконагруженные места усилены кницами;
- стыки промазываются свинцовыми белилами и «морским клеем» (см. конструкция самолета М-2), а в наиболее нагруженных прокладывалась лента из медной фольги толщиной 0,3 мм;
- винтов было от 10 до 15 тысяч штук (точное число определялось по месту и необходимости) и на их установку отвертками требовалась работа бригады в течении нескольких дней (забивать винты молотком было категорически запрещено);
- внешняя поверхность лодки покрыта бесцветным лаком, внутренняя – олифой;
- кабина экипажа открытая с размещением двух сидений бок о бок, что было удобно для прямого сообщения между летчиком и наблюдателем.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
***
Оперение:
- однокилевое, расположено на хвостовой части корпуса – лодки;
- профиль ГО и ВО плоский по неподвижным частям и клиновидный по рулям, радиусы кромок определены трубами и рейками каркаса;
- ГО состоит из стабилизатора и РВ, его относительная площадь по сравнению с самолетом М-1 увеличена;
- ГО трапециевидной в плане формы с треугольным вырезом в РВ для обеспечения поворота РН;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- каркас стабилизатора деревянный, 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 РН;
- каркас киля треугольной в плане формы состоит из вертикального главного лонжерона по его задней кромке, вертикального вспомогательного лонжерона, находящегося под передней кромкой стабилизатора (его верхняя часть выступает за обвод киля и служит шпренгелем для растяжек оперения, косой передней кромки, двух прямых и трех косых нервюр;
- каркас киля зашит полотняной обшивкой частично, так что он имеет вид треугольника, вертикальное основание которого является осью навески РН, а вершина обращена вперед и находится на уровне передней кромки стабилизатора (таким образом, между килем и ХЧФ есть большой незашитый проем, который также имеет треугольную форму, он снижает воздействие боковой волны на устойчивость движения лодки по воде);
- РН на виде в плане имеет форму деформированного параллелограмма с сильно скругленным верхним задним углом;
- силовой набор РН состоит из главного и вспомогательного лонжеронов, шести пущенных по потоку нервюр и кромки;
- киль крепится лонжеронами к каркасу ХЧФ на безмоментных узлах (крепление их труб при этом работает на изгиб);
- стабилизатор крепится шарнирно передней кромкой к переднему лонжерону киля в зоне его верхней нервюры и задним лонжероном к винтовому подъемнику, который изменял угол его установки, а по консольным частям заднего лонжерона подкосами (по одному с каждой стороны от ПСС к хвостовой балке на безмоментных шарнирных узлах;
- жесткость установки оперения обеспечена растяжками и натяжением тросов управления, которые протянуты снаружи ХЧФ через шпренгели – один на передней кромке стабилизатора по ПСС и два на его главном заднем л-не;
- растяжки и тросы управления РВ и РН протянуты так, что при перестановке стабилизатора (делается при необходимости перед полетом механиком) их перенатяжка не требуется.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
***
Система управления:
- состоит из трех независимых каналов управления (тангаж и крен с управлением РУС, а также рыскание с управлением педалями);
- пост управления один – напротив левого кресла кабины;
- проводка управления смешанная с преобладанием тросовых участков (тяги только у поста управления), которые почти все проходят вне агрегатов самолета;
- управление элеронами дифференциальное – благодаря подбору формы секторов элероны отклоняются вверх на меньший угол, чем вниз, что сделано для выравнивания управляющих моментов на левом и правом полукрыле (при равных углах отклонения на примененном аэродинамическом профиле добавочная сила на отклоненном вверх элероне получается больше, чем вниз).
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
***
Взлетно-посадочные устройства:
- 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;
- для полетов зимой с аэродромов со снежным или с ледовым покрытием предусмотрена установка съемного лыжного шасси по типу примененного на самолете М-2.
Проект был одобрен, и в начале 1915 г. завод ПРТВ приступил к строительству сразу малой серии таких самолетов.
***
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») опытный (головной), летающая лодка – морской ближний разведчик.
Самолет был заложен, видимо, как 5-й экземпляр типа М-4, но еще до окончательной сборки его начали переделывать по новым чертежам типа М-5.
Самолет совершил первый полет в марте 1915 г. и показал дальнейшее улучшение устойчивости и управляемости по сравнению с типом М-4 и был принят в эксплуатацию.
12 апреля 1915 г. этот самолет М-5, по-видимому, еще не завершивший испытаний, совершил первый боевой вылет.
Самолет М-5 был принят на вооружение Морской Авиации Императорского Флота России в апреле 1915 г. и завод ПРТВ получил заказ на его крупносерийный выпуск.
30 июня 1916 г. из Франции и Великобритании с просьбой прислать чертежи и фото самолетов М-5 и М-9 для ознакомления и внедрения сделанных на них усовершенствований в конструкции французских и английских летающих лодок, что и было сделано.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
***
Физкульт-минутка – как обычно у нас с позитивным каналом Деревянные лошадки. Дерево как материал годится во всем – от велосипедов до самолетов! Просто, практично, красиво!
***
Серийный выпуск самолета М-5
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») серийный завода ПРТВ, летающая лодка – морской разведчик, бомбардировщик и учебный самолет. Серийный выпуск самолета М-5 на заводе ПРТВ был начат весной 1915 г. Отпускная цена самолета М-5 без мотора была установлена 10500 р.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
За 1915 г. было выпущено несколько десятков (а возможно, и более сотни – точное число не известно) самолетов, в 1916-1917 гг. выпуск их продолжился, несмотря на внедрение в серийное производство более мощного гидросамолета М-9, который был существенно дороже (18000 руб. без двигателя, оборудования и вооружения – в 1,7 раза больше, чем М-5).
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Для исправления выявляемых дефектов, упрощения конструкции и приспособления ее к производству военного времени, когда возникала нехватка некоторых материалов, а также для расширения области применения летающих лодок М-5 в конструкцию и комплектацию серийных образцов вносились существенные изменения, в т.ч.:
- на многих серийных самолетах стойки бипланной коробки деревянные (пустотелые, собранные на клею и стяжках из двух половин с продольными канавками) вместо стальных из труб сплюснутого сечения с обжатыми наконечниками, такие стойки крепятся к «паукам» навески растяжек не через проушины, а вставляясь в трубки соответствующего размера, которые вварены в основания «пауков», после чего в них совместно делается отверстие и проштыривается болом;
- на части самолетов в корневой части передних кромок нижних крыльев сделаны подкрепленные гнутыми фанерными носками небольшие округлые вырезы между передним лонжероном и носком 2-й нервюры, чтобы эти места не повреждались обувью при входе в кабину и выходе из нее;
- на части самолетов выпуска 1916-1917 гг. сделаны жесткие задние кромки крыльев и элеронов – вместо канатиков по концам нервюр пущены рейки;
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
- на части самолетов (а возможно, и на всех с 1916 г.) на бортах фюзеляжа у кабины установлены стальные кнехты для их швартовки и подъема краном для облегчения подъема на борт судна или на пристань без слипа;
- по ходу выпуска перестали устанавливать механизм подъема стабилизатора, в связи с чем изменена конструкция его самого и крепления;
- вместо свинцовых белил для проклейки швов стали применять цинковые (но с разрешением использовать и свинцовые);
- на небольшой части самолетов ставили пулемет (обычно – неподвижный Виккерс Mk. I калибра 7,69 мм английского или французского производства) на ограниченно подвижной установке напротив места летнаба справа от ПСС;
- на небольшой части самолетов по правому борту на месте летнаба ставили работающую в телеграфном режиме от аккумулятора радиостанцию с выпускной антенной с грузиком;
- вместо покрытия бесцветным лаком самолет стали красить защитным (оливково-зеленым) цветом сверху и с боков и голубым снизу и др.
***
К концу 1915 г., особенно на Балтике, где действовали немецкие гидросамолеты, самолеты М-5 перестали отвечать требованиям и их начали передавать в летные школы. Тем не менее, владелец завода ПРТВ С.С. Щеинин выпуск М-5 продолжал, даже когда в серию пошел более совершенный самолет М-9. При этом он отказывался вводить усовершенствования, предлагаемые Д.П. Григоровичем и А.Н. Седельниковым, т.к. это требовало капвложений и было не выгодно, т.к. уменьшало прибыль. С другой стороны необходимо признать, что большинство этих нововведений и не вело к улучшению летных данных М-5.
Недостатком М-5 на всем протяжении его серийного производства было низкое качество сборки, чем отличались и другие самолеты завода ПРТВ.
К началу 1917 г. начался дефицит материалов, комплектующих, инструмента, электроэнергии и топлива всех видов, что резко затормозило работу предприятия и сдачу самолетов М-5 в частности, т.к. основными считались М-9. Хотя производство М-5 продолжалось, летом 1917 г. приемка готовой продукции практически прекратилась, а затем вообще начался открытый саботаж.
До прекращения работы, завод ПРТВ построил менее 300 самолетов М-5, из которых было облетано и сдано, вероятно, немногим более 250, а остальные остались на территории предприятия и постепенно оказались разукомплектованы или пришли в негодность и требовали ремонта и замены отдельных частей и агрегатов, что делалось уже в советское время на заводе ГАЗ-3, см. ниже.
Руководство заводом ПРТВ к середине 1917 г. было нарушено, тем не менее, задел готовой полностью или частично продукции удалось сохранить в т.ч. и благодаря усилиям управляющего заводом Д.П. Григоровича.
1 июня 1917 г. из-за постоянных споров со Щетининым и другими совладельцами завода на почве их нежелания вносить улучшения в конструкцию строящихся самолетов, Д.П. Григорович уволился и предпринял попытку организовать собственное производство летающих лодок в Петрограде, но безуспешно.
В 1919 г. предприятие вошло в состав «Русско-Балтийского воздухоплавательного завода» (РБВЗ, объединенное предприятие чаще всего именовалось «Авиабалт»), и было национализировано, но вскоре производство на этом заводе было закрыто, а задел продукции был передан на завод «Красный летчик».
***
М-5 («Морской-5», «Морской пятый») серийный «Петроградского Государственного авиационного завода» – ГАЗ № 3, летающая лодка – морской разведчик и учебный самолет.
Выпуск возобновлен в 1919 г. из задела, найденного на национализированном в 1918 г. заводе «Гамаюн» (ПРТВ) и на производстве, организованном в 1917 г. Д.П. Григоровичем.
Производство самолета М-5 было по сути штучным, и хотя продолжалось до 1923 г., было сдано всего несколько десятков штук.
***
Модификации самолета М-5 по силовой установке
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») с мотором Рон 9J серийный завода ПРТВ, летающая лодка – морской разведчик. Для улучшения боевых качеств самолета М-5 на 5 машинах в порядке общего серийного выпуска был установлен более мощный ротативный 9-цилиндровый мотор Рон 9J (110 л.с.).
Хотя нагрузка на мощность снижалась, но из-за роста взлетного веса полетные углы атаки также увеличивались, что повышало аэродинамическое сопротивление, и достичь роста скорости не удалось.
Кроме того, из-за роста тяги мотора, вектор которой был приложен значительно выше центра тяжести самолета, возникал несбалансированный ГО пикирующий момент, затруднявший пилотирование самолета.
Эти недостатки, а также дефицит моторов Рон 9J в России (они не производились по лицензии, а ввозились из Франции) не позволили внедрить доработку в большую серию.
***
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») с мотором Рон 9Jb серийный завода ПРТВ, летающая лодка – морской разведчик. Для улучшения боевых качеств самолета М-5 на 5 машинах в порядке общего серийного выпуска был установлен более мощный мотор Рон 9Jb (120 л.с.).
Нагрузка на мощность по сравнению с самолетом с мотором Рон 9J еще более снизилась, вес мотора был таким же, как у Le Rhone 9J (порядка 147 кг), а возможно и меньше Но несбалансированный ГО пикирующий момент из-за дальнейшего повышения тяги вырос настолько, что теперь приходилось увеличивать угол атаки из-за него. Пилотирование самолета стало еще более сложным.
Эти недостатки, а также дефицит моторов Рон 9Jb в России (они не производились по лицензии, а ввозились из Франции) не позволили внедрить доработку в большую серию.
***
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») с мотором Клерже 9В серийный завода ПРТВ, летающая лодка – морской разведчик. Для улучшения боевых качеств самолета М-5 как минимум на одном самолете в порядке общего серийного выпуска был установлен более мощный мотор Клерже 9В (130 л.с.).
Т.к. мотор Клерже 9В был на 55 кг тяжелее изначально установленного Гном «Моносупап-В», прирост мощности не дал снижения нагрузки на мощность, которая наоборот существенно выросла.
Из-за роста взлетного веса полетные углы атаки также увеличивались, что повышало аэродинамическое сопротивление, и достичь роста скорости не удалось.
Кроме того, из-за роста тяги мотора, вектор которой был приложен значительно выше центра тяжести самолета, возникал несбалансированный ГО пикирующий момент, затруднявший пилотирование самолета настолько, что оно уже становилось трудным и для летчика высокой квалификации.
Эти недостатки не позволили внедрить доработку в большую серию.
Модификации самолета М-5 по планеру
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») с уменьшенными крыльями опытный завода ПРТВ, летающая лодка – морской разведчик. Для улучшения боевых качеств самолета М-5 (прежде всего, скорости) на одном самолете М-5 в производстве была установлена новая бипланная коробка крыла – одностоечная с укороченным размахом. Самолет был испытан, показав нормальные летные свойства, за исключением того, что реактивный момент от работающей ВМГ чувствуется гораздо сильнее, чем на серийном М-5 из-за меньших размеров и веса самолета.
На серии М-5 доработка не внедрялась, т.к. к тому времени самолеты этого типа использовались исключительно как учебные, заказчик повышения их скорости не требовал, настаивая (и то безрезультатно) на улучшении качества сборки и прочности серийных М-5.
Но опыт создания модификации гидросамолета М-5 с повышенной нагрузкой на крыло был использован в проектировании «скоростной летающей лодки» М-11, имевшей истребительную модификацию.
***
М-5 («Морской-5», «Морской пятый», ЩМ-5, «Щетинин М-5») с улучшенной прочностью и водостойкостью корпуса опытный завода ПРТВ, летающая лодка – учебный самолет. Модификация была предпринята в ответ на жалобы из летных школ на недостаточную прочность лодки для обучения курсантов – были часты поломки ее днища при грубой посадке. Редан был сделан «пружинящим» на четырех резиновых буферах, как отдельный агрегат, его можно было легко снять при поломке и заменить, не ремонтируя.
Новый корпус с днищем из двух слоев 4-мм фанеры с проклейкой перкаля на аэролаке между ними был спроектирован на заводе ПРТВ А.Н. Седельниковым. Он был прочнее серийного корпуса из 10-мм фанеры.
Корпус был изготовлен летом 1916 г., но доработка в серию не была внедрена. По данным В.Б. Шаврова «…Щетинин распорядился эту лодку спрятать и никому о ней не говорить, чтобы летные школы брали обычные лодки и побольше ломали их, обеспечивая заводу-монополисту выгодные заказы. Конструктору же было указано на неуместность его стараний».
***
Всего было построено около 300 летающих лодок М-5, включая опытные, в т.ч. порядка 250 в 1915-1917 г. до революции на заводе ПРТВ («Гамаюн») и 50 – в 1919 – 1923 гг. на заводе ГАЗ-3. Вероятно, не все они были сданы заказчику.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Строевая эксплуатация самолетов М-5
12 апреля 1915 г. проходящая испытания на Балтике опытная летающая лодка – морской ближний разведчик М-5 совершила первый боевой вылет. К тому времени аппарат был формально принят на вооружение, но, по-видимому, еще не завершил всех испытаний.
В начале лета 1915 г. на Черном Море (прежде всего в Баку в Офицерской школе морских летчиков) и на Балтике первые самолеты М-5 поступили в распоряжение Морской авиации Императорского Флота России, но немедленно к боевому их использованию не приступили, а на полученных самолетах начали выполнять учебные полеты для подготовки курсантов и переучивания на летающие лодки строевых пилотов, которые раньше такого опыта не имели. Однако следующие полгода активных действий самолеты этого типа не предпринимали, за исключением отдельных эпизодов.
28 (15 по старому стилю) июля 1915 г. в Рижском заливе Балтийского моря экипаж летающей лодки Григорович М-5 Морской авиации Императорского Флота России в составе летчика мичмана А.Н. Прокофьева-Северского и летчика-наблюдателя и бортмеханика Блинова атаковал немецкий эсминец. Летнаб сбрасывал бомбы калибра 4 кг по одной вручную по одной и обе упали близко от кормы судна, которое вело зенитный огонь. Немцы оказались удачливее – бомбы им вреда не причинили, но русский гидроплан был поврежден и был вынужден садиться в воду. Если бы летнаб Блинов сбросил в воду взведенную бомбу у него в руках, все бы обошлось, но от толчка при касании воды она взорвалась и он погиб, а летчик был ранен в ногу. Мичману А.Н. Прокофьеву-Северскому ногу ампутировали, но он вернулся в строй и летал с протезом – став, возможно, первым в истории авиации летчиком-инвалидом.
24 января (6 февраля по н.с.) 1916 г. на Черном море Морская авиация Императорского Флота России впервые в своих действиях использовала гидроавиатранспорты для удара по береговой базе противника – порта Зонгулдак в Турции. В точку развертывания у турецкого побережья под прикрытием линкора «Императрица Мария», крейсера «Кагул» и эсминцев были выведены ГАТ «Николай I» и Александр I». На спуск на воду с борта ГАТ 14 летающих лодок Григорович М-5 было затрачено 40 минут. К цели вышли 11 самолетов, из которых пять бомбили самое крупное из обнаруженных там судов – по докладам летчиков водоизмещением 7000 т. Чтобы избежать поражения зенитным огнем, бомбы сбрасывались с высоты 1500 м и единственного попадания бомбой калибра 30 кг добился экипаж М-5 №32 – судно легло на грунт. По данным разведки это оказался транспорт «Ирмингард» водоизмещением 4211 т, который уже 13 февраля по н.с. турки уже подняли и поставили в ремонт.
Также самолеты М-5 проводили полеты с борта ГАТ «Алмаз».
Хотя при проектировании самолета специальных мер для обеспечения его базирования на судах предпринято поначалу не было, для подъема на борт судна и для его швартовки там использовались штатные такелажные и швартовочные узлы. В то же время для сравнительно небольших по размеру российских ГАТ было бы крайне желательно ввести складывание консолей крыльев, как это уже делалось на некоторых английских гидросамолетах, но такое усовершенствование потребовало бы полной переделки бипланной коробки и системы управления элеронами.
Наиболее широко летающие лодки М-5 применялись как машины учебно-тренировочные и именно на них был подготовлен первый широкий слой российских, а затем и советских морских летчиков, многие из которых оставили свой след в авиации, причем не только как пилоты и командиры, но и как авиаконструкторы. Среди последних можно вспомнить оставшегося в России после гражданской войны В.Л. Корвин-Кербера и эмигрировавшего в США А.Н. Прокофьева-Северского.
Самолеты М-5 применялись и в гражданской войне 1918 – 1920 гг.
С 30 июля 1918 г. в России базировавшиеся в Баку самолеты М-5 и М-9 Рабоче-Крестьянского Красного Военного Флота включились в непосредственную оборону города, ведя фоторазведку, бомбардировку, корректировку артогня, и даже воздушные бои. Самолеты М-5 и М-9 были в этой длившейся 45 дней операции основными – они сбросили 6 т бомб и 160 кг стрел. Перед лицом превосходящих сил интервентов город Баку удержать не удалось, и самолеты пришлось сжечь.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
1 сентября 1919 г. на российско-турецкой границе у горы Шабан-Даг турецкие войска сбили летающую лодку Григорович М-5, предположительно принадлежавшую Морской авиации РКК ВМФ РСФСР. Самолет атаковал населенный пункт, в котором находилось вооруженное формирование, накануне совершившее набег на нашу территорию. Сбитый гидроплан упал на жилой дом и два авиатора погибли.
Как боевой самолет – разведчик М-5 оказался непригоден уже к концу 1915 г., и хотя в таком качестве он применялся и далее, была поставлена задача сделать ему замену. В ответ на требование был сделан более мощный самолет М-9, который на флоте появился весной 1916 г.
5 апреля (23 марта по ст. ст.) 1917 г. в России в Севастополе командующий Черноморским Флотом России адмирал А.В. Колчак направил в Петербург доклад о состоянии дел в морской авиации, в котором отмечал, что летающие лодки М-5 и М-9 поступают с завода «Гамаюн» с многочисленными недостатками по размещению вооружения и качеству изготовления, а их моторы не обеспечивают достаточных летных данных. Но никаких мер во исправление создавшегося положения ни владелец завода С.С. Щетинин, ни Морское ведомство не предприняли, хотя конструкторы Григорович и Седельников их предлагали.
Но как учебный самолет, М-5 был чрезвычайно удачен благодаря хорошей устойчивости и управляемости и применялся в этом качестве до середины 1920-х гг.
В СССР летная эксплуатация самолета М-5 была прекращена в 1927 г.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
В плане эксплуатации М-5 был не сложнее любого другого одномоторного самолета такой размерности, но труднее сухопутных, что связано с обеспечением полетов с воды. Но в сравнении с другими гидропланами он был даже легче в силу меньшего веса и способности выходить на покрытый деревом слип гидроаэродрома самостоятельно на двигателе – особенно это было ценно в холодную погоду.
Полеты на гидропланах М-5 выполнялись в большинстве случаев днем в простых метеоуслових (ограничения по силе ветра и высоте волны были весьма жесткими.
Полеты ночью (в основном, тренировочные) производились при свете луны только в ПМУ, но серийные самолеты не имели никакого оборудования для этого (требовались аэронавигационные огни, освещение кабины), что было недостатком самолета.
***
Самолет М-5 был в полете устойчив и в пилотировании прост, но грубых ошибок не прощал. Так 18 (5 по старому стилю) марта 1916 г. в России у острова Нарген на Каспии потерпела аварию летающая лодка Григорович М-5 Бакинского отделения Офицерской школы летчиков Морской авиации Императорского флота России. Летчик-инструктор мичман Горяинов принимал экзамен у курсантов подпоручика Миккоева и охотника 1-го разряда Антоненко. На высоте 1200 м, продолжая набор и разворачиваясь, самолет неожиданно перешел в неуправляемое падение. Чудом все трое авиаторов отделались лишь легкими ранениями. Оба курсанта сдали экзамен и закончили обучение, но инструктора Горяинова от летной работы отстранили. Расследование показало, что набор высоты выполнялся по слишком крутой траектории. Возникшее скольжение летчик Горяинов пытался погасить, выключив мотор, дав правую педаль полностью вперед и взяв РУС полностью на себя, что привело к входу в спираль с малым углом наклона. После неуправляемого снижения с 1200 до 20-30 м Горяинов вывел М-5 в горизонт, но, не имея скорости, спарашютировал на водную поверхность. Аэроплан был разбит, но с него удалось снять многие ценные части, включая мотор. Они были использованы для ремонта других самолетов.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Недостатки управляемости самолета М-5 были связаны с отсутствием поперечного V на основной части крыльев, из-за чего при вираже возникали непроизвольные скольжение на крыло и раскачка по курсу, а также с неправильным выбором диффепренциальности отклонения элеронов – пытаясь выровнять управляющие моменты при их отклонении на противоположных консолях вверх и вниз, конструктор и этого не достиг (что второстепенно), и не учел фактор более интенсивного срыва потока на элероне, отклоненном вниз. Из-за этого на виражах и спиралях при отклонении элеронов на большие углы срыв потока более интенсивно развивался на том крыле, на котором для заданного пилотом крена подъемная сила должна была расти, но с развитием срыва падала и на больших углах атаки вместо крена самолет попадал в сваливание с возможностью перехода в штопор.
Значительное число летных происшествий с самолетами М-5 случилось из-за отказов, поломок и пожаров двигателя. 27 апреля 1916 г. в России произошла катастрофа летающей лодки Григорович М-5, на которой летчик Морской авиации Императорского флота России Н.Я. Цывинский с летнабом выполняли тренировочный полет. На высоте 350 м предположительно из-за поломки коленвала разрушился картер ротативного мотора, разлетевшиеся осколки которого повредили воздушный винт и проводку управления. Неуправляемый аппарат упал в воду и утонул вместе с экипажем.
Мотор Гном «Моносупап» В не имел РУД, мощность регулировалась выключением зажигания части цилиндров, что было значительным его недостатком. В цилиндры с отключенными свечами топливо продолжало поступать и выбрасываться через клапан несгоревшим, т.е. расходовалось непроизводительно и перевод мотора на малый газ его расход не уменьшал. И если оно попадало в подкапотное пространство, которое плохо вентилируется, то при включении заглушенных свечей мог возникать пожар.
Отказ зажигания на запуске из-за образования льда в карбюраторе был общим дефектом для всех моторов Gnome Monosoupape, это устранялось прокруткой мотора рукояткой или винтом.
Главными недостатками планера М-5 были слабая прочность лодки, что как раз и проявлялось при обучении курсантов при жестких посадках, но, как правило, не вело к тяжелым летным происшествиям. Слабыми местами были деревянные межкрыльевые стойки, при разрушении которых на жесткой посадке крыло «падало» назад, вырез кабины и изогнутая часть хвостовой балки.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
Также часто разрушался стабилизатор, причем не только получив непосредственный удар, но и при деформации и разрушении фюзеляжа он страдал от нештатного натяжения растяжек, тогда как киль обычно такое выдерживал. Также мало было нареканий на прочность установки мотора.
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School
В эксплуатации самолетов М-5 проявилась с самого начала недостаточной влагостойкость планера – при напитывании влагой он быстро набирал вес, и скорость от этого падала, но на устойчивость и управляемость это влияло мало. Бороться с этим было необходимо регулярной перетяжкой полотняной обшивки, просушкой, ремонтом и перекраской ее и деревянных частей.
Слабая устойчивость к плохой походе и, особенно, к резкому ее ухудшению, была общей проблемой для самолетов тех лет, и М-5 не был исключением.
***
Так 9 января 1917 г. (27 декабря 1916 г. по старому стилю) в России в Каспийском море произошла катастрофа летающей лодки Григорович М-5 Бакинского отделения Офицерской школы летчиков Морской авиации Императорского флота России. Летчик-инструктор А.П. Быков и курсант Головкин попали на высоте 40 м в мощный порыв ветра, который перевернул самолет, который упал в воду. Летчик-инструктор погиб в кабине, а курсант скончался в госпитале от травм.
***
3 июля (20 июня по ст. ст.) 1916 г. в России в г. Баку у кинотеатра «Феномен» произошла авиакатастрофа. Летчик прапорщик А.А. Горячев с механиком рядовым Левченко самовольно вылетели на гидросамолете Григорович М-5 борт № 1 Бакинского отделения Офицерской школы летчиков Морской авиации Императорского флота России, при свежем северном ветре и дожде Горячев заложил вираж на очень малой высоте над городом, самолет вошел в скольжение на крыло, рухнул на ограждавшую бульвар решетку и фонарный столб. От удара взорвался бензобак и оба авиатора обгорели – Горячев умер на месте, а Левченко – по дороге в больницу. Это был типичный пример воздушного хулиганства с закономерно печальным итогом.
***
28 (15 по ст. ст.), по др. данным 19 сентября (2 октября по ст. ст.) 1916 г. в России в Финском заливе Балтики произошла катастрофа летающей лодки Григорович М-5 с заводским номером 666. Самолет Офицерской школы летчиков Морской авиации Императорского флота России выполнял тренировочный полет и его вел летчик унтер-офицер Г. Петер. Машина попала в полосу плохой погоды – ветер и волна свыше 3 баллов превышали допустимые ограничения. Как выяснилось, руководитель полетов знал о плохой погоде, но вылет не отменил. Петер, который 26 июня этого года уже был в аварии на гидросамолете М-9, не справился с управлением, М-5 упал в воду и утонул вместе с пилотом.
***
Летающая лодка М-5 стала первым российским гидросамолетом, который по сочетанию своих летных и эксплуатационных свойств достиг уровня совершенства, сравнимого с мировым, и во время своего появления был одним из лучших в своем классе. Хотя быстрое развитие боевой авиации и прежде всего появление самолетов-истребителей сделало его устаревшим уже к 1916 г., М-5 оставался необходим как учебная машина и выпускался до 1923 г. Значение проекта М-5 также в том, что он стал основой для дальнейших разработок в этом направлении.
***
Листая таблицы по этой ссылке, смотрите следующие справочные данные:
Тактико-технические данные летающих лодок конструкции Д.П. Григоровича М-2, М-3, М-4 и М-5
Выпуск самолетов М-1, М-2, М-3, М-4 и М-5 конструкции Д.П. Григоровича
Летные происшествия (потери) самолетов М-5 - примеры
***
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. Егоров С. На разведку – в мор // «Моделист-Конструктор» №9, - 1985 г.
5. Петров Г.Ф. Гидросамолеты и экранопланы России. 1910-1999. М., РУСАВИА, - 2000 г.
6. Самолетостроение в СССР. 1917 – 1945 гг. Под ред. академика Г.С. Бюшгенса и др. Кн. 1. Жуковский, ЦАГИ, - 1992 г.
7. Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. М., "Машиностроение", -1986 г.
8. Родионов И. Хронология авиации // http://www.airforce.ru/history/chronology/
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!
Фото: В.Л. Корвин-Кербер // https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aviation_Officer%27s_School