Французские двигатели были установлены.
По паспорту — всё сходилось.
Мощность достаточная. Расчётная тяга — достаточная. Вес — в пределах допустимого.
А четырёхмоторный Илья Муромец упрямо не хотел отрываться от земли так, как должен был.
Да, он взлетел. Но тяжело. Разбег — слишком длинный.
Набор высоты — очень вялый. Запас тяги — минимальный.
По бумагам самолёт обязан был лететь лучше.
В реальности — не летел.
Первая мысль очевидна: моторы не дотягивают. Французские двигатели начала XX века часто выдавали мощность ниже заявленной. И на аэродроме это звучало просто:
— Мотор слабый.
Но Игорь Сикорский уже понимал: проблема глубже. И понимал он это не впервые. Похожие вопросы возникали ещё на его более ранней машине — S-6.
Проблема, которая не в моторе
S-6 в 1912 году был успешным самолётом.
Он выигрывал конкурсы.
Он показывал хорошие результаты.
Но при испытаниях выяснилось: при одинаковой мощности разные винты дают разную тягу. Иногда — ощутимо разную.
Мотор тот же. Обороты те же.
А разгон и набор высоты — разные.
Это означало одно: дело не только в двигателе.
В начале 1910-х годов винты проектировали в основном опытным путём. Их вырезали из дерева, меняли форму лопастей, экспериментировали с изгибом.
Теории практически не было.
И именно здесь в историю русской авиации вошёл Николай Жуковский.
Винт — это крыло
Жуковский сделал шаг, который сегодня кажется очевидным, а тогда был революционным:
он предложил рассматривать винт как вращающееся крыло.
Крыло создаёт подъёмную силу за счёт разности давлений.
Винт делает то же самое — только его лопасти движутся по кругу.
Из этой идеи вытекали два ключевых параметра, о которых раньше почти не думали математически.
Что такое шаг винта
Шаг винта — это расстояние, которое винт теоретически «пройдёт» вперёд за один оборот, если бы двигался в плотной среде, как шуруп в дереве.
Большой шаг — хорошо для скорости.
Малый шаг — хорошо для тяги на взлёте.
В начале XX века винты были фиксированного шага.
Никакой автоматики, никакого изменения в полёте.
Нужно было выбрать один шаг — и попасть точно.
Если шаг выбран неверно, мотор может работать на оборотах, но тяга окажется ниже расчётной.
Что такое крутка
Ещё важнее — так называемая крутка лопасти.
Дело в том, что кончик лопасти движется гораздо быстрее её основания.
Значит, относительная скорость набегающего воздуха по радиусу различается.
Чтобы угол атаки оставался оптимальным, лопасть должна быть повернута под разным углом вдоль своей длины.
У основания — больший угол. Ближе к концу — меньший.
Этот постепенный поворот и называется круткой.
Если её нет или она рассчитана неправильно — часть лопасти работает с неэффективным углом атаки.
Мотор крутит. Мощность есть. А тяга теряется.
Возвращаемся к «Илье Муромцу»
Для тяжёлой четырёхмоторной машины проблема усиливалась в разы.
Четыре винта — это четыре источника тяги.
Но если каждый из них работает с КПД ниже возможного, суммарная потеря становится критичной.
Теория Жуковского позволила:
- рассчитывать распределение углов по радиусу,
- выбирать шаг осмысленно,
- учитывать реальные режимы полёта,
- повышать коэффициент полезного действия винта.
Речь шла не о процентах «для красоты».
10–15% выигрыша эффективности для тяжёлой машины означали:
- короче разбег,
- выше потолок,
- безопаснее взлёт.
Самолёт, который «по паспорту должен», начинал соответствовать расчёту.
Почему это важнее, чем кажется
История не в том, что Жуковский приехал на аэродром и спас самолёт в последний момент.
История в другом.
Он изменил способ мышления.
До него, если самолёт не тянул, говорили:
— мотор плохой.
После него можно было сказать:
— давайте считать.
Это переход от ремесла к науке.
Что важно понимать
«Илья Муромец» взлетел. История тяжёлой многомоторной авиации началась.
Этого могло бы не случиться, либо случилось бы позже, если бы конструкторы решили, что проблема в мощности. И потери энергии были бы существенными.
Иногда не нужен новый двигатель. Иногда нужно понять нюансы работы механизма или системы.
Иногда достаточно изменить шаг.
И добавить правильную крутку.
И тогда то, что «должно было» взлететь, наконец отрывается от земли.
- А вы слышали об этой истории?
Как думаете, можно ли применить ее к современной авиации? Делитесь в комментариях.