Крылья Сикорского

ЛАЙНЕР, СОЕДИНЯЮЩИЙ КОНТИНЕНТЫ

Б каждом авиаконструкторе живет мечта о прекрасной машине, которая еще будет создана, которая удивит своей красотой и великолепными характеристиками. После успешной работы над S-40 у Игоря Ивановича крепла уверенность, что можно построить более совершенную машину - летающую лодку, сделать еще один заметный шаг вперед. Накопленный личный опыт и последние достижения авиации позволяли более смело заглянуть в будущее и, как всегда, отойти от традиционного накатанного пути.

Условия «Пан Америкен» были жесткие. Лодка должна совершать беспосадочные полеты на расстояние не менее 4000 км при встречном ветре до 50 км/ч на скорости, которая бы значительно превышала скорости летающих лодок того времени. Выполнения этих условий можно достигнуть установкой более мощных двигателей, уменьшением лобового сопротивления, совершенствованием аэродинамических форм. Также нужно более узкое и, следовательно, тяжело нагруженное крыло, удельная нагрузка которого в два раза превышала бы значения нагрузки применявшихся тогда крыльев. Это крыло хорошо в полете, но на взлете и посадке не позволяет держать малые скорости, что особенно важно для летающих лодок. За разработку нового крыла, которое удовлетворяло бы всем требованиям, взялся Михаил Глухарев. Специально сконструированные зависающие закрылки смогли увеличить на взлете подъемную силу на 40%. При посадке закрылки отклонялись на 40 градусов и обеспечивали посадочную скорость большой машины всего лишь 105 км/ч, хотя по конструктивным особенностям лодка допускала посадочную скорость до 130 км/ч, разумеется, при соответствующей квалификации пилотов.

Скорость транспортного самолета - это тоже не самоцель. Рейсовая машина должна иметь и хорошую коммерческую отдачу, т.е. при минимальных эксплуатационных затратах максимальный вес полезного груза, перевезенный на возможно большее расстояние с возможно большей скоростью. Увеличение же скорости базируется в основном на увеличении мощности двигателей, что, в свою очередь, влечет за собой повышение расхода топлива, увеличение его запаса, т.е. лишний вес. Оптимизировать все эти параметры под конкретные цели, найти разумный компромисс между взаимоисключающими требованиями - это и есть основная задача конструктора. Каждая лошадиная сила мощности двигателя, каждый литр топлива, каждый дециметр внутреннего объема самолета, каждая единица площади крыла и т. д. должны использоваться с максимальной отдачей.

Одной из важных проблем авиации всегда была проблема использования оптимальных воздушных винтов. Известно, что максимальную мощность двигатель развивает на максимальных оборотах. Ее можно получить на взлете при малом угле установки лопастей. Вот самолет взлетел, теперь уже обороты помеха - лишний расход топлива. С большим же шагом хорошо в полете, но с ним тяжело взлетать. Он значительно увеличивает взлетную дистанцию, а иногда и не позволяет взлететь перегруженной машине. Вот они взаимоисключающие требования! У автомобиля примерно так же. С места он трогается на первой скорости, передаточное число обеспечивает передачу на колеса максимального крутящего момента. По мере разгона передаточное число уменьшается. Теперь важны скорость автомобиля и минимальный километровый расход топлива. Уже на заре авиации, когда применялись винты только фиксированного шага, были идеи изменять шаг лопасти пропеллера, т.е. на взлете использовать малый шаг и максимальную мощность двигателя, а в полете устанавливать обороты в соответствии с выбранным режимом полета (например, обеспечивающий минимальный километровый расход топлива). Однако уровень техники того времени не позволял решить эту достаточно сложную инженерную задачу. Пока довольствовались, и то далеко не всегда, ступенчатым изменением шага. В зависимости от решаемой задачи подбирался наиболее подходящий шаг лопасти, который устанавливался на земле. В полете менять его уже было нельзя. В 1926 г. впервые был опробован экспериментальный механизм изменения шага в полете. Постепенно это новшество стало внедряться на практике.

При проектировании S-42 Сикорский постарался использовать новинки авиационной науки и техники. В частности, кроме тяжелонагруженного крыла с высокой степенью механизации были установлены на самолет сравнительно легкие, мощные и экономичные двигатели «Пратт Уитни» по 750 л. с. (суммарная их мощность 3000 л. с), использованы винты изменяемого шага. Двигатели располагались в крыле и были полностью закапотированы. В целом лодка имела облагороженные аэро- и гидродинамические формы. Ее макеты много раз продувались в трубах и испытывались в гидробассейне. Все эти принятые меры в сумме дали прекрасные результаты.

К концу 1933 г. постройка машины была завершена, однако пришлось ждать весны, пока с воды сойдет лед. Это время использовалось для доводки машины, проверки агрегатов и оборудования. Наконец наступил день первых испытаний. Грациозная машина легко заскользила по глади воды. Ее красивые формы привлекли внимание, от лодки трудно было отвести взгляд. В этот день были намечены только руление и пробежки. Борис Сергиевский выполнил первую часть программы. Все было нормально. Теперь нужно было определить разгонные характеристики, устойчивость и управляемость лодки на воде на скорости свыше 60 км/ч. На этот раз Игорь Иванович занял место второго пилота. Максимальный газ. Легко нагруженный самолет, влекомый тремя тысячами лошадиных сил стал быстро разгоняться. Через несколько секунд он был уже в воздухе. Пилот быстро убрал газ - полет в этот день не был предусмотрен. Мгновения пребывания в воздухе напомнили конструктору о тех далеких и сладких секундах его первых полетов в Киеве. Теперь же огромная новая машина, плод долгих и тяжелых трудов, опять подвластна воле человека.

Первый полет был намечен на следующий день - 29 марта 1934 г. В соответствии с правилами страхования на борту в этот раз могли находиться только летчики-испытатели и два механике. Борис Сергиевский легко оторвал машину от воды. Игорь Иванович со стороны наблюдал триумф мысли своего коллектива, венец всех трудов.

Началась обычная испытательская работа. Снятые характеристики во многом оказались выше расчетных. Достигнутая скорость 300 км/ч была значительно выше контрактной. S-42 легко взлетал с максимальным взлетным весом. 26 апреля 1934 г. был установлен мировой рекорд подъема полезного груза для летающих лодок на высоту 2 тыс.м. Нагрузка составляла 7533 кг. В этом же полете была набрана высота 5 тыс.м, а 17 мая груз в 5 т поднят на высоту 6203 м. Стало ясно, что новая летающая лодка превосходит все известные лодки по скорости, потолку и радиусу действия. Было решено, не прерывая испытательной программы, подготовить серию мировых рекордов. Для этого подобрали 500-километровый маршрут (сумму расстояний между тремя поворотными пунктами) и на нем отрабатывали режимы полетов для установления мировых рекордов скорости по замкнутому маршруту в 1000 и 2000 км. По расчетам получалось, что в одном полете на 2000 км (при четырехкратном облете 500-километрового маршрута) можно установить восемь мировых рекордов.

Завершая программу испытаний, Борис Сергиевский подготовил отчет. В нем фигурировали следующие характеристики S-42:

максимальный взлетный вес - 13600 кг;

максимальная скорость - 300 км/ч;

крейсерская скорость - 257 км/ч;

время разбега - 25 - 30 с;

дальность полета с полезной нагрузкой 3000 кг - 2 тыс.км;

дальность полета с полезной нагрузкой 700 кг - 5 тыс.км;

скороподъемность у воды при 4 работающих двигателях - 5 м/с;

скороподъемность у зоды при 3 работающих двигателях - 2 м/с .

Полет на установление мировых рекордов наметили на 1 августа 1934 г. Экипаж состоял из летчика-испытателя компании Сикорского Бориса Сергиевского, шеф-пилота заказчика Эдвина Музыки и всем известного Чарльза Линдберга, советника «Пан Америкен».

Это было благодатное время для установления рекордов. Страна вышла из экономического кризиса, бурно развивалась авиация, набирало силу движение за превращение США в ведущую авиационную державу. Надо же так случиться, что перед вылетом в компанию Сикорского пришло письмо от президента Национальной аэронавтической ассоциации, в котором он призывал ширить работу по установлению мировых рекордов, с тем чтобы по их числу Америка смогла обогнать Францию.

Утром 1 августа спортивные коммисары опломбировали топливные и масляные баки, заверили груз в 2000 кг, установили свои бароспидографы и покинули самолет. Летающая лодка, оставляя за собой белый бурун, легко оторвалась от воды и легла на маршрут. Прошло восемь часов, и после прохождения последнего пункта маршрута комиссары зафиксировали установление восьми мировы* рекордов для летающих лодок: скорость 253,7 км/ч на базе 1000 км с полезным грузом 0,500, 1000 и 2000 кг и с тем же грузом скорость 253,4 км/ч на базе 2000 км.

В компании понимали юмор. Немедленно был отправлен ответ президенту Национальной аэронавтиче-ской ассоциации, в котором сообщалось, что его письмо было получено утром 1 августа, а в течение дня, учитывая пожелания президента, самолет компании установил восемь мировых рекордов скорости. С учетом ранее установленных вклад S-42 составляет 10 рекордов. Теперь США имеют 17 мировых рекордов, а Франция только 16. Далее любезно сообщалось, что компания весьма рада так быстро откликнуться на просьбу президента ассоциации.

Осенью 1934 г. самолет был официально передан заказчику, который с ним открыл линию США - Аргентина. Лодка могла перевозить 32 пассажира в длительном полете и до 40 на коротких маршрутах. Во время первого полета на вновь открытой линии в Рио-де Жа-нейро по существующей традиции самолет был окрещен и получил название «Бразильский клипер».

Вообще-то S-42 проектировался для полетов через Атлантику с посадками на Бермудских и Азорских островах (так называемые «прыжки по камням»). Однако Англия, предполагаемый конечный пункт маршрута, не дала согласия на открытие этой линии. Сказались соображения престижа. По ее мнению, линия могла существовать только на паритетных началах, а у англичан подобной машины пока не было.

В ноябре 1934 г. И. И. Сикорский был приглашен в Лондон выступить перед Королевским, аэронавтиче-ским обществом. Его доклад назывался «Разработка и характеристики летающей лодки дальнего действия на примере S-42». Англичан покорила скромность Игоря Ивановича, его понимание юмора, а достигнутые успехи в конструировании летающих лодок просто ошеломили. Один из английских специалистов, выступивший с заключительным словом, отметил, что по сравнению с аналогичными английскими лодками S-42 имеет крейсерскую скорость выше на 85 км/ч, а с одним остановленным двигателем - на 32 км/ч больше, чем английские лодки со всеми работающими моторами. S-42 способна нести полезную нагрузку на 300 кг больше, и топлива ей хватает на 850 км дальше. Особенно специалистов поразило крыло с высокой удельной нагрузкой. Это, они считали, было большим достижением в самолетостроении. Но самым интересным из всех новшеств специалисты отмечали конструкцию закрылков, которые проложили дорогу давно желаемой комбинации высоких скоростей полета и низкой посадочной скорости. Было также отмечено, что летающая лодка Сикорского в противовес общепринятой точке зрения имеет лучшую коммерческую отдачу, чем сухопутный самолет. Весовая отдача составляла 42% (Боинг-247Д и ДС-3 имели 33%). В целом, как единодушно отмечали специалисты, S-42 являл собой значительный шаг вперед в развитии мировой авиации. Президент общества знаменитый лорд Мур-Брабазон, один из основателей британской авиации, в своем заключительном слове выразил сожаление, что такой замечательный конструктор не является англичанином.

В апреле 1935 г. был готов второй S-42. По просьбе заказчика машина была несколько модифицирована. Теперь дальность ее полета превышала 5 тыс.км. 17 апреля 1935 г. S-42, названный «Пан Америкен Клипер», совершил беспосадочный перелет Сан-Франциско - Гонолулу, правда, без коммерческой нагрузки. Это было по тому времени выдающимся достижением. Вскоре открылась и самая протяженная в мире линия через океан: Сан-Франциско - Новая Зеландия. После появления в 1935 г. на линии Сан-Франциско - Манила М-130 «Чайна Клипер» S-42 использовались на маршрутах от Манилы в пункты Юго-Восточной Азии (Кантон, Шанхай, Гонконг), что дало возможность «Пан Америкен» связать США с Дальним Востоком (правда, для американцев это был уже дальний Запад). Всего было построено 10 S-42. Для машин такого класса того времени, когда они строились на стапелях штучно, как морские корабли, это достаточно большая серия. Ведь каждая машина стоила 242 тыс.долларов, что по курсу 1987 г. составляет 3,5 млн. долларов.

В июле 1937 г. после разрешения всех «престижных» проблем с Англией на S-42 началась коммерческая эксплуатация атлантических линий из США через Ньюфаундленд в Англию и через Бермудские и Азорские острова в Португалию.

После триумфального S-42 компанией Сикорского были построены еще два типа: S-43 и S-44. S-43 - двухмоторная амфибия. Ее первый полет состоялся 1 июня 1935 г. С экипажем в три человека машина могла перевозить 15 - 18 пассажиров. В апреле 1936 г. S-43 установила четыре мировых рекорда высоты по классу амфибий. Была достигнута высота 7620 м. Самолетами заинтересовались. 17 амфибий приобрели ВМС США, а 16 - «Пан Америкен». Всего было построено 53 S-43. Две машины купил СССР. В это время в США находились две наших делегации во главе с А. Н. Туполевым от промышленности и И.Ф.Петровым от военного ведомства. Это был известный ведущий инженер и летчик-испытатель, в будущем генерал. Например, ввод в строй ТБ-3 была его работа. До сих пор в авиационном мире ходит такая байка. После вынужденной посадки его легкий самолет был совершенно разбит и ремонту не подлежал. По счастливой случайности пилот отделался только ушибами. Выбравшись из-под обломков, он смог добраться до ближайшей почты и, скрашивая печальные результаты, дал на завод такую ободряющую телеграмму «Высылайте запчастя. Фюзеляж и плоскостя. Я живой, вполне здоров. Всем привет. Иван Петров». Делегация отметила теплый прием, оказанный Сикорским. Он показал завод, ознакомил с работой КБ, организовал торжественный обед в честь встречи. На обеде зашел разговор о возможном возвращении Сикорского на родину. Однако в семье конструктора утверждают, что Игорь Иванович никому и никогда не давал ни малейшего повода усомниться в его отношении к большевикам.

Купленные S-43 с успехом использовал Севморпуть. Эти самолеты также участвовали в поисках пропавшего экипажа Леваневского при его попытке перелететь в Америку через Северный полюс. Летавший на S-43 известный полярный летчик А. Н. Грацианский высоко отзывался о летно-технических характеристиках амфибии. Этот самолет даже снимался в известном фильме «Волга-Волга», где по замыслу его создателей должен был служить символом успешного развития советской авиации. Амфибии использовались по всему миру от Арктики до Антарктики. Сбылось предвидение И. И. Сикорского о широком применении авиации в освоении просторов планеты.

S-44 - четырехмоторная летающая лодка со свободнонесущим крылом. Первый полет ее состоялся 13 августа 1937 г. Самолет, создававшийся для конкурса и получивший название с Летающий дредноут», был приобретен ВМС США и эксплуатировался как экспериментальный патрульный бомбардировщик. Делая S-44 для военного ведомства, Сикорский уже, видимо, тогда начал сомневаться в перспективности использования пассажирских летающих лодок на линиях большой протяженности.

На конкурсе фирма Сикорского проиграла «Консолидейтед Эркрафт», и ВМС сделали заказ на производство летающих лодок «Коронадо». S-44 так и остался в одном экземпляре. Это был для Сикорсксго первый звонок, знаменующий конец одного и начало другого этапа удивительной судьбы. А пока между ними возник небольшой и малоприятный антракт.