На рис. 1.52 показан английский четырехмоторный пассажирский самолет Хенхти Пейдж НР.42 "Ганнибал". Он совершил первый полет в 1930 г. В соответствии с английскими традициями в самолетостроении это был биплан, с каркасом из металлических труб и полотняной обшивкой. Особенностью самолета являлась конструктивная схема коробки крыльев с жесткими раскосами вместо обычных вертикальных стоек и диагональных расчалок. Как на Фоккер F-32, двигатели располагались по два в тандем на каждом крыле, с тянущим и толкающим пропеллерами. Это сделали для того, чтобы уменьшить неустойчивость аппарата при отказе одного из моторов и снизить общее лобовое сопротивление в полете.
Рис.1.52. Хендди Пейдж "Ганнибал"
Стремясь привлечь пассажиров, конструкторы уделили много внимания повышению комфорта. HР.42 имел две просторные пассажирские кабины: впервые были приняты меры по снижению шума – пассажирские отсеки имели двойную обшивку со звукопоглощающей прокладкой между стенками. На дальних линиях самолет брал на борт 24 пассажира, на коротких маршрутах (в Европе) – 38 [5, с. 459].
Разновидностью HP.42 был четырехмоторный самолет "Сцилла", отличающийся расположением двигателей (рис. 1.53).
Итак, за 10-15 послевоенных лет пассажирское самолетостроение прошло несколько стадий:
– первые мирные годы – попытки применения военных самолетов периода первой мировой войны для пассажирских перевозок;
– первая половина 20-х годов – создание первых специализированных пассажирских самолетов с 1-2 моторами;
– вторая половина 20-х годов – распространение трехмоторных пассажирских самолетов с одним двигателем в носу фюзеляжа и двумя – на крыльях;
– конец 20-х – начало 30-х годов – появление четырехмоторных самолетов с увеличенными пассажировместимостью и дальностью полета.
Пассажирская авиация была первой областью, в которой началось широкое применение самолетов-монопланов. Однако они не смогли полностью вытеснить бипланы. В период, когда крейсерская скорость полетов была всего 150-200 км/ч. аэродинамические преимущества свободнонесущего монопланного крыла еще не могли заметно проявить себя. Как показывает расчет, 10-местный двухмоторный пассажирский самолет-моноплан весил бы на 190 кг больше, чем такой же по характеристикам самолет с бипланным крылом [4, с. 44-45]. К тому же бипланы были хорошо освоены в производстве, считались более надежными, и, что тоже немаловажно, были привычны для глаза потенциального пассажира.
Совершенствование летных качеств пассажирских самолетов, повышение уровня комфорта, демонстрационные перелеты – все это способствовало росту доверия к новому виду транспорта. За послевоенное десятилетие объем пассажироперевозок возрос в десятки раз. Если в 1919 г. услугами авиации воспользовалось только около 5000 человек, то в 1929 г. на самолетах было перевезено 434 тыс. пассажиров [27, с. 1001. До середины 20-х годов в гражданской авиации лидировала Франция, затем ее опередила Германия. С 1927 г. на первое место по воздушным перевозкам вышли США. Самыми распространенными типами пассажирских самолетов были одно- и трехмоторные "Юнкерсы" и "Фоккеры", и одномоторные самолеты французской фирмы "Латекоэр".
Рис. 1.53. Хендли Пейдж "Сцилла" на аэродроме в Ле Бурже
Таблица 1.5. Характеристики пассажирских самолетов 1919- 1931 гг.
Крупнейшими авиакомпаниями мира в начале 30-х годов являлись "Империал Эрвейз" в Англии, "Люфтганза" в Германии, "Латекозр" во Франции, "Пан Америкен" в США. Первыми советскими организациями, занимавшимися воздушными перевозками, были "Добролет", "Укрвоздухпуть", "Закавна" и смешанное советско- германское общество "Дерулюфт".
По мере повышения мощности и надежности авиадвигателей, увеличения пасса- жировместимости самолетов, роста интенсивности воздушных перевозок себестоимость воздушного транспорта снижалась. За период 20-х годов стоимость одного пассажиро-киломстра уменьшилась на 75-80 %.
Металлическое самолетостроение
Со второй половины XIX века в транспортном машиностроении начался процесс вытеснения дерева металлом. Сначала появились металлические суда, затем металл стали использовать в конструкции корпусов автомобилей, вагонов и других наземных транспортных средств. Преимущества металла заключались в однородности его
физико-механических свойств, удобстве применения машинных методов производства, более продолжительном сроке службы. В отличие от древесины металл не подвержен гниению, его вес не изменяется с увеличением влажности воздуха. Он не горюч, не расщепляется при ударах; металлические детали могут иметь практически любую форму и размер.
Несмотря на все указанные достоинства металла как конструкционного материала, самолеты в начале нашего века делали из дерева и полотна. Правда, в 1910- 1912 гг. было несколько попыток построить цельнометаллический летательный аппарат (самолет Рейснера в Германии; моноплан "Тюбавион" французских конструкторов Понша и Примара), но ни один из этих самолетов не поднялся в воздух [14. с. 232]. Сталь, составлявшая основу конструкции этих аппаратов, оказалась слишком тяжелым материалом, и маломощные двигатели тех лет не могли преодолеть силу земного притяжения.
Первые успешные цельнометаллические самолеты появились в Германии в годы первой мировой войны. Это были истребители и штурмовики конструкции Г. Юнкерса с монопланным крылом. К появлению таких машин имелся ряд предпосылок. Во-первых, незадолго до начала войны немецкий ученый А. Вильм создал сплав дюралюмин на основе алюминия, меди, магния и марганца, который превосходил по прочности чистый алюминий в 4-5 раз и был в 3 раза легче, чем сталь. В начале 1910-х годов металлургический завод в Дюрене, Германия, приступил к промышленному выпуску нового сплава (отсюда и происходит его название). Во-вторых, в Германии уже до войны имелся опыт применения металла на летательных аппаратах – дирижаблях Ф. Цеппелина жесткой конструкции. Наконец, в-третьих, недостаток качественной древесины для массового выпуска самолетов во время войны 1914- 1918 гг. заставил конструкторов искать замену дереву.
Самолеты Юнкерса поступили в производство в конце войны и не оказали заметного влияния на ход военных действий. Тем не менее их появление знаменовало собой начало скачка в развитии схемы самолетов. Применение металла позволило отказаться от традиционных стоек и расчалок и установить на самолете свободнонесушее крыло. Из-за гофрированности обшивки (это было сделано во избежание потери устойчивости тонкой металлической поверхности при изгибе крыла) и общих грубых форм самолетов они не обладали заметными аэродинамическими преимуществами перед обычными деревянными бипланами, но, в принципе, разработанная Юнкерсом конструкция была очень перспективной.
Появление пассажирской авиации послужило новым стимулом к развитию металлического самолетостроения. "Жизнь" самолетов в годы войны была короткой из-за больших потерь в воздушных боях. Однако самолеты гражданской авиации должны были эксплуатироваться многие годы. Долговечность деревянной конструкции ограничивалась склонностью этою материала к набуханию под действием влаги и к гниению. Еще быстрее выходило из строя полотно, которым обтягивали крыло и фюзеляж: в результате перепадов влажности и температуры оно деформировалось, провисало, теряло прочность, и через 2-3 года самолет требовалось обтягивать заново. Различные лаки и краски лишь отчасти помогали замедлить разрушающее воздействие атмосферы.
Металлический самолет был свободен от указанных недостатков. Правда, имелась другая проблема – коррозия металла, в частности дюралюминия. Однако в результате интенсивных исследований металлургов эту задачу удалось разрешить: в середине 20-х годов в США был разработан надежный способ защиты дюралевых деталей от коррозии путем покрытия их тонким слоем чистого алюминия – так называемое плакирование. Новый устойчивый к коррозии сплав получил название"альклэд" [22, с. 102; 28, с. 273].
Таким образом, долговечность цельнометаллических самолетов оказалась намного больше, чем самолетов деревянной конструкции. Отсутствие необходимости в частых профилактических осмотрах и ремонтах конструкции удешевляло стоимость эксплуатации, что позволяло компенсировать большую в полтора-два раза стоимость изготовления самолета из металла.
Первыми послевоенными металлическими самолетами были пассажирские машины фирмы "Юнкерс". Как уже отмечалось в предыдущим разделе, в 1919 г. появился одномоторный F-13, который и по аэродинамической схеме (свободнонесущий моноплан), и по конструкции коренным образом отличался от других самолетов. На рис. 1.54 показано устройство планера самолета Юнкерса. Крыло было образовано пространственной фермой из 10 дюралевых труб, соединенных раскосами.
