Летательные аппараты нетрадиционных схем

Глава 8 Шасси

Нетрадиционная схема шасси способна придать летательному аппарату довольно необычный облик. Нетрадиционное шасси часто является результатом принципиального отхода от традиционных схем собственно летательного аппарата, который требует столь же существенного отхода от классических схем создания взлетно-посадочных устройств. В некоторых случаях вполне традиционные летательные аппараты оснащались необычным шасси для обеспечения способности выполнять некоторые специальные задачи.

В середине 1930-х гг. многие новые летательные аппараты считались необычными уже из-за того, что они оснащались трехопорным шасси с расположением основных опор за центром масс, а носового колеса перед ним (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Самолет Кертисса (1910 г.) с толкающим винтом и общепринятым в те годы трехколесным шасси с носовой опорой

Многие не знали (или же забыли), что трехопорное шасси с носовым колесом широко использовалось до начала первой мировой войны, после чего эта схема практически исчезла из практики самолетостроения вследствие специфических военных требований к летно-техническим характеристикам самолетов. Дополнительное колесо вызывало увеличение массы конструкции и аэродинамического сопротивления самолета, а также затрудняло рулежку и эксплуатацию летательного аппарата на земле. Выгоды от повышения безопасности взлета и посадки боевых самолетов считались не столь существенными, так как военные летчики были привычны к обращению со «строптивыми» самолетами.

Требования военного времени привели к появлению схем самолетов, которые после войны стали стандартными. Понадобилось более 20 лет для того, чтобы авиационные специалисты окончательно убедились в целесообразности весовых затрат на создание трехопорного шасси ради повышения безопасности взлета и посадки, а также повышения эксплуатационных характеристик на земле. Термин «традиционное шасси» до сих пор относится к схеме с размещением двух опор основного шасси впереди и хвостового колеса сзади. Однако сейчас этот термин уже не отражает существующих реальностей — практически все серийные гражданские и военные самолеты оснащены трехопорным шасси с носовым колесом.

Важным достоинством трехопорного шасси является существенное снижение склонности аппарата к капотированию при посадочном пробеге, так как колеса основного шасси располагаются за центром масс. Кроме того, горизонтальное положение фюзеляжа существенно улучшает обзор из кабины экипажа при рулежке. На таком самолете можно более резко тормозить без риска перевернуться через нос.

Существенным недостатком трехопорной схемы шасси в прошлом являлось то, что носовое колесо не было управляемым. Однако в период до первой мировой войны это не имело большого значения, поскольку самолеты практически не выполняли рулежку на аэродроме; они обыкновенно буксировались к месту начала разбега или в ангар после посадочного пробега. С 1930-х гг. в практике авиастроения начинают появляться носовые опоры с разворотом (управлением) носового колеса. Одним из преимуществ, которое использовалось с начала первой мировой войны вплоть до широкого внедрения хвостовых колес, была относительная простота управления самолетом при рулежке на земле за счет резкого повышения оборотов двигателя. Кроме того, хвостовая опора (костыль) служила эффективным средством торможения при пробеге самолетов на травяных аэродромах.

Интересно отмстить, что с помощью набора дополнительных деталей шасси в некоторых случаях обеспечивалась возможность преобразования самолета с хвостовой опорой в самолет с трехопорным шасси с носовым колесом. В частности, в 1950 1951 гг. самолет РА-20 «Пейсер» фирмы «Пайпер» выпускался с хвостовым колесом. но была предусмотрена возможность оснащения этого самолета и трехопорным шасси. Последняя схема стала столь популярной, что самолеты с традиционным шасси полностью исчезли из серийного производства. С другой стороны, некоторые летчики, предпочитающие более «послушные» самолеты, часто переоборудуют модели с трехопорным шасси с носовым колесом, устанавливая хвостовую опору (для такого переоборудования имеются специальные комплекты деталей).

Изменение схемы шасси для самолетов одной модели является достаточно распространенным конструкторским приемом, поэтому ниже описано лишь несколько таких примеров.

Перед первой мировой войной одной из наиболее популярных схем шасси являлась четырех колесная схема, аналогичная автомобильной. В те годы представлялось, что отсутствие тормозов и механизмов управления поворотом не является существенным недостатком.

Наиболее характерным примером такой схемы является шасси, которое использовалось на французских бипланах с толкающим винтом «Вуазен», которые в период 1914-1917 гг. применялись в качестве бомбардировщиков, а затем как учебно-тренировочные самолеты. Были построены согни таких машин; в частности, вооруженные силы США в 1918 г. закупили партию самолетов «Вуазен» модели VIII с двигателем мощностью 220 л. с. (161,7 кВт). На рис. 8.2 показан «Вуазен» V.

Рис. 8.2. Французский самолет «Вуазен» (1914 г.) с неуправляемым четырехколесным шасси.

Перед первой мировой войной несколько авиационных конструкторов, включая Вуазена, пытались применить велосипедную схему шасси, в которой два основных колеса располагаются тандемом (одно за другим). Для удерживания машины в горизонтальном положении на стоянке или при движении с малой скоростью под крыльями предусмотрены вспомогательные опоры костыли или дополнительные колеса. Эта схема, хотя и оказалась работоспособной, широкого распространения не по лучила вплоть до 1947 г. (см. следующий раздел).

Показанный на рис. 8.3 опытный вариант самолета «Вуазен» оснащен радиальным двигателем водяного охлаждения мощностью 230 л. с. (169 кВт) фирмы «Кантон-Уин».

Рис 8.3. Экспериментальный «Вуазен» (1915 г.) с велосипедным шасси и поддерживающими костылями на крыльях.

Этот самолет снабжен толкающим винтом. Одиночная нижняя хвостовая балка располагается достаточно низко для обеспечения возможности размещения воздушного винта, а верхняя балка разделена на две части в районе между крылом и оперением. В действительности на самолете устанавливались два задних колеса для восприятия большей части массы самолета, но они располагались столь близко, что не обеспечивали устойчивости, характерной для трехопорной схемы. Поэтому были необходимы вспомогательные опоры под крыльями. Пара задних колес находилась позади центра масс, но на очень небольшом расстоянии, что облегчало эксплуатацию самолета при взлете и посадке.

Созданный в 1947 г. самолет В-47 фирмы «Боинг» оснащен шасси, схема которого на первый взгляд кажется аналогичной велосипедному шасси Вуазена 1914 г. (если не считать таких технических усовершенствований, как управляемые носовые колеса, наличие тормозной системы и системы уборки-выпуска шасси, а также использования колесных вспомогательных опор). Однако шасси В-47 обладало и принципиальным отличием от «Вуазена» 1914 г.

Значительные размеры бомбового отсека у В-47 сделали невозможным размещение задних колес (двух колес на одной стойке, которые все же не исключали необходимости вспомогательных опор для обеспечения боковой устойчивости) достаточно близко к центру масс самолета, что позволило бы легко изменять положение машины в пространстве в процессе взлета и посадки. Вследствие этого конструкторы самолета были вынуждены сделать так, чтобы стояночный угол являлся в то же время оптимальным углом атаки для выполнения взлета и посадки (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Американский бомбардировщик В-47 фирмы «Боинг» (1947 г.) с велосипедной схемой шасси и поддерживающими опорами.

Поскольку остановка такого тяжелого самолета (взлетная масса 89800 кг, посадочная масса 45360 кг) на существующих бетонных ВПП представляла собой довольно сложную проблему, было предусмотрено дополнительное средство торможения - парашют. Тормозной парашют был разработан в Германии во время войны. Как только самолет касался ВПП, тормозной парашют выбрасывался из расположенного в хвостовой части контейнера и раскрывался (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Для уменьшения пробега бомбардировщика В-47 и других тяжелых военных самолетов использовались тормозные парашюты.

Вскоре тормозные парашюты нашли широкое применение, но В-47 является первым серийным самолетом, в котором тормозной парашют предусматривался с самого начала проектирования. После того, как был накоплен достаточный опыт эксплуатации В-47 с тормозным парашютом, стала применяться усовершенствованная схема посадки, по которой тормозной парашют выпускался за несколько секунд до того, как самолет касался колесами поверхности ВПП.

На протяжении ряда лет один класс летательных аппаратов прекрасно обходился вообще без шасси. Это — планеры. В 1920-е гг. даже самые крупные планеры были достаточно легкими. Взлет таких планеров осуществлялся при помощи резиновой стартовой ленты со склонов возвышенностей, а затем такие планеры буксировались либо за самолетами, либо посредством лебедки. Для взлета и посадки на грунтовых аэродромах планеры оснащались одиночной лыжей, которая обычно устанавливалась под носовой частью. Для перемещения по земле планеры буксировались автомобилями, а иногда их просто переносили на руках.

По мере того, как планеры становились крупнее и тяжелее, проблема перемещения этих аппаратов по земле все более осложнялась. Кроме того, для лыжного шасси характерна высокая степень износа, и разворот на земле аппарата с таким шасси затруднен. Эту проблему позволяет решить колесное шасси. Постоянные колеса на планере нежелательны с точки зрения увеличения массы аппарата и его аэродинамического сопротивления. Поэтому на планерах часто использовали сбрасываемые после взлета двухколесные тележки (рис. 8.6).

Рис. 8.6. Для взлета некоторых тяжелых планеров использовалось шасси, которое после отрыва от земли сбрасывалось для снижения аэродинамического сопротивления. Посадка таких планеров осуществлялась на посадочную лыжу. На снимке показан немецкий планер «Вайе» (1939 г.), принадлежащий автору этой книги.

Посадка такого планера осуществлялась с помощью посадочной лыжи. Эта система успешно применялась на ракетном немецком перехватчике Me. 163 времен второй мировой войны. Эта же схема шасси сохранилась на некоторых немецких планерах 1950-х гг. В последние годы проблема минимизации массы планеров не стоит столь остро, как ранее, поэтому на современных летательных аппаратах этого типа устанавливают убирающееся шасси и даже отказываются от применения посадочной лыжи, которая ведет к ухудшению аэродинамики.

Несколько другая взлетная тележка применялась на созданном в 1943 г. немецком двухдвигательном реактивном бомбардировщике Аг.234 «Арадо». Для посадки этого самолета применялось лыжное шасси. На первый взгляд, тележка напоминала планерные и сбрасывалась после взлета (рис. 8.7).

Рис. 8.7. Опытные варианты немецкого самолета периода второй мировой войны Аг234 «Арадо» взлетали с трехколесной тележки, а приземлялись на посадочную лыжу. На снимке показан экспериментальный Ar234-V6.

Однако ввиду большой массы самолета эта тележка представляла собой довольно внушительную конструкцию. В тех случаях, когда тележка сбрасывалась со слишком большой высоты, она разрушалась при ударе о землю. Поэтому самолет стал оснащаться более тяжелой тележкой, которая при взлете не отрывалась от земли после достижения взлетной скорости самолет просто отделялся от тележки, как от стартовой платформы.

Шасси являлось уникальной конструктивной особенностью этого самолета. «Арадо» был первым в мире специально спроектированным реактивным бомбардировщиком. Самолет имел минимальные размеры, а его экипаж состоял из одного летчика, так что для размещения традиционного колесного шасси в убранном положении просто не осталось свободных объемов. В нижней части фюзеляжа устанавливалась мощная убирающаяся лыжа, а под гондолами двигателей размещались меньшие по размерам лыжи. Эта схема шасси продемонстрировала свою работоспособность, но, по-видимому, никто всерьез не учитывал возможных сложностей с транспортировкой самолета после посадки. Предполагалось, что эти самолеты (а их было построено несколько десятков) будут устанавливаться на тележку с помощью специального подъемного устройства и буксироваться на ней в ангары. Самолет не был способен выполнять рулежку, используя тягу собственных двигателей.

Тем не менее, когда в процессе реальной эксплуатации встали проблемы с рулежкой, конструкцию самолета пришлось усовершенствовать. У новой модели 234В фюзеляж был расширен для размещения колесного трехопорного шасси. Приведенные ниже цифры относятся к серийному самолету 234В, а на рис. 8.7 покатан один ит ранних вариантов серии «Л» - четырехдвигательный экспериментальный самолет 234V-6 (буква V в немецкой классификации обозначала «экспериментальный»).

Когда потребовались более тяжелые тренировочные планеры, дополнительная масса колесного шасси перестала быть значительным недостатком. В планерной технике стала распространяться схема шасси с одиночным колесом под фюзеляжем в районе центра масс (рис. 8.8, американский планер общего назначения «Швейцер» 1-19).

Рис 8.8. Американский планер «Швейцер» 1-19 (1946 г.) с одиночной колесной опорой, расположенной под фюзеляжем, и дополнительными опорами под законцовками крыла.

Центр масс пустого планера находится позади колеса, и планер при этом покоится на основном колесе и хвостовой опоре. Когда летчик находится в планере и центр масс оказывается перед колесом, планер опирается на колесо и носовую опору. Поэтому летчику приходилось осторожно выбираться из такого планера, который может с удивительной легкостью опрокинуться на хвост.

Для предотвращения аварии планеров, оснащенных столь неустойчивым шасси, необходимо уделять большое внимание аэродинамике крыльев планера. При движении планера против даже легкого ветра крылья большого удлинения создают достаточную для взаимной балансировки правой и левой консолей подъемную силу. При взлете таких планеров техник наземной службы придерживает законцовку крыла и подаст сигнал экипажу буксировщика. В процессе набора планером угла атаки крыло планера находится в горизонтальном положении, после чего этот техник пробегает еще несколько шагов и отпускает законцовку.

При выполнении посадки против ветра большинство планеров сохраняет горизонтальное положение крыла практически до полной остановки, после чего одна из законцовок (обычно оснащенных небольшим костылем-опорой) медленно опускается на землю. При учебной подготовке курсантов иногда используются упражнения на земле, в ходе которых требуется «пилотировать» стоящий на земле планер (в направлении против ветра), поддерживая крыло в линии горизонта или покачивая им с помощью органов управления. Такие занятия показаны на рис. 8.9 (планер-двухместный TG-1A «Франкфорт»).

Рис. 8.9. Длинные крылья большинства планеров позволяют им балансировать на одиночном посадочном колесе или лыже, сохраняя крыло в горизонтальном положении при движении против ветра. На снимке автор книги инструктирует курсанта, сидящего в неподвижном планере TG-1A «Синема» фирмы «Франфорт».

Следует сказать, что бывшие военные учебно-тренировочные планеры TG-1, TG-2, TG-3 «Швейцер» и TG-4 «Лейстер-Кауфман» оставались основным техническим средством американского планерного движения вплоть до 1960-х гг.

Один из вариантов одноколесного шасси был разработан в 1924 г. авиационно-инженерным отделением Вооруженных Сил США. В целях снижения массы и аэродинамического сопротивления был разработан наземный эквивалент традиционного для морской авиации однопоплавкового шасси. Одиночное колесо основной опоры располагалось в нормальном переднем положении, а под законцовками крыла были установлены небольшие поддерживающие колесные опоры (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Самолет ТА-5 фирмы «Дейтон-Райт» с одноколесной основной опорой по оси симметрии самолета и вспомогательными колесными опорами под крылом.

В отличие от морских самолетов с шасси аналогичной схемы, которые на стоянке находятся в горизонтальном положении, ТА-5 стоял на земле, высоко задрав нос.

Хотя размах крыла у ТА-5 соответствует обычным планерам, удельная нагрузка на крыло этого самолета существенно выше. Поэтому при малых скоростях (при рулежке на земле) крыло самолета само по себе не устанавливалось в горизонт.

Эта идея вскоре была оставлена; впоследствии к ней несколько раз возвращались, впрочем, столь же безуспешно.

Фирма «Дейтон-Райт эрплейн компани» получила от ВВС США заказ на постройку самолетов ТА-5 (Т - тренировочный, А - с двигателем воздушного охлаждения, модель 5), но примерно в это же время была поглощена недавно созданной «Консолидейтед эркрафт компани». Новое руководство переделало ТА-5 в РТ-3 (очень популярный тренировочный самолет с тандемным размещением летчика-инструктора и курсанта, для сухопутной авиации) и NY-3 (для морской авиации).

Еще во времена первой мировой войны появилась настоятельная потребность применения авиационной техники с малоподготовленных аэродромов. Один из способов решения этой проблемы пользуется особой популярностью среди разработчиков. Это использование гусениц, установленных на нескольких колесах шасси самолета. Показанный на рис. 8.11 самолет РА-18 «Супер Каб» фирмы «Пайпер», в экспериментальных целях оснащенный в 1950-е гг. гусеничным шасси, является одним из ряда примеров этого рода.

Рис. 8.11. Американский самолет РА-18 «Супер Каб» фирмы «Пайпер», оснащенный гусеничным шасси.

Самолет был снабжен четырьмя колесами большого диаметра со спицами. Посредством траверсы колеса соединялись с осями стандартного для самолетов этого типа шасси. На передних колесах устанавливались тормозные колодки; на задних они отсутствовали. Результаты испытаний показали, что «Каб» с гусеничным шасси способен выполнять посадку на малоподготовленные площадки и тормозиться при пробеге более быстро, чем самолеты с колесным шасси. В то же время рулежка самолета на земле была затруднена.

РА-18 «Супер Каб», разработанный в 1950 г., является результатом усовершенствования знаменитого самолета J-3, созданного в 1937 г. Самолет оснащался двигателем 0-235 мощностью 108 л. с. (79,4 кВт), созданным фирмой «Лайкоминг», вместо ранее использовавшегося двигателя мощностью 65 л. с. (47,7 кВт). Фирма «Пайпер» выпускала эти самолеты вплоть до 1982 г. В последнее время на самолеты устанавливались двигатели «Лайкоминг» 0-320 мощностью 150 л. с. (110 кВт).

Различные средства обеспечения нормальной эксплуатации с малоподготовленных ВПП так и не оказались удовлетворительными для использования на военных самолетах, особенно оснащенных убирающимся шасси. Во время второй мировой войны и после нее более или менее успешно проблему взлета и посадки решали с помощью укладывания на малоподготовленные полосы связанных между собой металлических решеток.

Этот подход неудобен для самолетов бомбардировочной авиации, поэтому эксперименты с гусеничным шасси продолжались и после войны. На рис. 8.12 показан бомбардировщик В-50В фирмы «Боинг» — послевоенный вариант знаменитого В-29.

Рис. 8.12. Самолет В-50В фирмы «Боинг» (1949 г.), оснащенный гусеничным шасси.

Основным конструкционным материалом этого самолета стал алюминиевый сплав 75ST (вместо 24ST на В-29); кроме того, были установлены более мощные двигатели и более высокое вертикальное оперение. Один из самолетов В-50В на непродолжительное время был оснащен гусеничным шасси (такие эксперименты, впрочем, проводились на многих боевых самолетах ВВС США). В отличие от ранее использовавшихся вариантов конструктивных схем, гусеницы В-50 устанавливались не на спаренные большие колеса, а на маленькие, аналогичные применяемым на танках и тракторах.

После проведения многочисленных экспериментов с шасси повышенной проходимости для многоколесных легких самолетов стало ясно, что наилучшим является шасси с тандемными колесами без всяких гусениц вообще. Показанное на рис. 8.13 шасси этого типа для самолета РА-11 «Каб» фирмы «Пайпер» было создано Аргом Унтейкером из г. Портленд (шт. Орегон) в 1949 г.

Рис. 813. РА-11 «Каб» фирмы «Пайпер», оснащенный четырьмя стандартными авиационными колесами, попарно объединенными в тележки, способные вращаться на осях серийного шасси.

В этом шасси были применены стандартные для РА-11 пневматики, установленные тандемными парами по бортам фюзеляжа. Снижение удельного давления на грунт позволило самолету не проваливаться при рулежке по грунту с низкой удельной прочностью. Шарнирная подвеска колес каждой пары позволяла «отслеживать» неровности ВПП при движении. Некоторое увеличение массы конструкции и аэродинамического сопротивления для самолетов данного класса не является критичным, однако то, что самолет при рулежке не мог выполнять резкие развороты, было признано серьезным недостатком. Например, невозможно было затормозить и развернуться практически на месте вокруг заторможенного колеса.

Несколько иной подход к оснащению самолета гусеничным шасси был реализован на немецком транспортно-десантном самолете Аг.232В «Арадо» (1941 г.). На этом самолете устанавливалось традиционное трехопорное колесное шасси, которое использовалось для взлета и посадки с подготовленных ВПП. В случае необходимости посадки на грубые ВПП вступали в действие расположенные двумя рядами под фюзеляжем в районе центра масс 22 маленьких колеса, которые не убирались в полете. При выполнении такой посадки основное шасси частично убиралось, так, чтобы все колеса находились на одном уровне (рис. 8.14).

Рис. 8.14. «Арадо» Аг234В со стандартным убирающимся трехопорным шасси и двадцатью двумя дополнительными малоразмерными колесами, установленными в районе центра масс самолета на нижней части короткого фюзеляжа.

При этом практически все колеса вступали в контакт с поверхностью, а довольно большая база шасси позволяла самолету успешно перекатываться через неровности грунта.

Исходный вариант самолета Аг.232А оснащался двумя двигателями «Брамо Фатнир» мощностью 1200 л. с. (880 кВт). Серийные машины были тяжелее и на них устанавливались четыре двигателя. На рисунке показан серийный Аг.232В.

Еще один способ обеспечения взлета и посадки самолетов при использовании малоподготовленных ВПП был разработан промысловиками Аляски и Канады. На стандартное шасси устанавливались увеличенные широкопрофильные пневматики низкого давления, получившие название «пневматиков для тундры». Такую замену осуществить очень легко, причем это не приводит к ухудшению рулежных характеристик самолета на земле.

На рис. 8.15 показан РА-12 «Супер Крузер» фирмы «Пайпер».

Рис. 815. РА-18 «Супер Крузер» фирмы «Пайпер» с переразмеренными пневматиками, предназначенными для эксплуатации в условиях Аляски

Самолет является увеличенным вариантом самолета «Каб», который обычно имеет пневматики размером 200х100 мм. Показанный на рисунке самолет снабжен пневматиками 736х330х127 мм. Этот самолет интересен наличием законцовок типа «Бустер», изготовленных из стеклопластика и служащих для снижения посадочной скорости и длины разбега (законцовки несколько увеличивают размах крыла и его площадь, снижают нагрузку на крыло и уменьшают влияние концевых вихрей).

Способность вертолетов взлетать и садиться вертикально обусловила возможность применения на этих летательных аппаратах схем шасси, отличных по конструкции от самолетных. На некоторых вертолетах, тем не менее, устанавливаются шасси самолетного типа для обеспечения взлета с разбегом (что требует меньшей мощности силовой установки, чем при вертикальном взлете) и рулежки. Так как небольшие вертолеты общего назначения могу г садиться непосредственно на стояночные площадки, необходимость использования шасси на них отсутствует. Многие вертолеты этого типа снабжаются полозковым шасси и небольшими колесами, которые выпускаются вручную при необходимости закатить вертолет в ангар (рис. 8.16).

Рис. 8.16. Вертолет авиации ВМС США HUL-1 (фирмы «Белл») с полозковым шасси. Небольшие колеса можно опускать для транспортировки вертолета на земле.

На некоторых вертолетах в качестве шасси применяются наполненные воздухом баллоны из прорезиненного материала, которые служат мягкими амортизаторами при наземной эксплуатации или поплавками для водной поверхности (рис. 8.17). Так как вертолет способен взлетать вертикально, без разбега по водной поверхности до достижения взлетной скорости, нет надобности в поплавках сложной профилированной конструкции.

Рис. 8.17. Полицейский вертолет «модель 47» фирмы «Белл» с надувными баллонами из прорезиненной ткани.

Самолеты, способные использовать для взлета и посадки водную поверхность, начали создаваться практически параллельно с самолетами наземного базирования. Первыми морскими самолетами были наземные самолеты, у которых вместо шасси устанавливались поплавки. Отдельным направлением развития морских самолетов являются летающие лодки, которые характеризуются наличием плавучего фюзеляжа.

На протяжении истории авиации было реализовано много разнообразных схем поплавков и их комбинаций, но наибольшую популярность получили две. Первая состоит в использовании большого центрального поплавка и двух меньших стабилизирующих поплавков под законцовками крыла (рис. 8.18).

Рис. 8.18. Схема поплавкового шасси с одним основным и двумя поддерживающими поплавками была наиболее распространенной в ВМС США с 1911 г. и до того времени, когда в 1962 г. поплавковые гидросамолеты окончательно исчезли из эксплуатации. На снимке самолет SОC-3 «Сигнал» фирмы «Кертисс», базировавшийся на крейсерах.

Вторая из наиболее распространенных схем основана на применении двух поплавков данного размера, которые устанавливаются параллельно, обеспечивая устойчивость машины на воде, аналогично тому, как это обеспечивается колесами шасси на земле (рис. 8.19).

Рис. 8.19. Самолет «Ласком 8Е». Схема со сдвоенными поплавками широко используется на гражданских самолетах, а также на тяжелых морских гидросамолетах (в последнем случае под фюзеляжем обычно размещается тяжелая торпеда).

Однопоплавковая схема шире использовалась на небольших военных гидросамолетах; двухпоплавковая схема, обеспечивающая лучшие устойчивость и рулежные характеристики на воде, является стандартной для гражданских машин. Следует отметить, что ни один гражданский самолет с однопоплавковым шасси не получил полного сертификата летной годности в США.

Главным недостатком установки поплавков па обычный наземный самолет являемся увеличение массы и аэродинамического сопротивления, что ведет к снижению массы полезной нагрузки и летно-технических характеристик. Это та цена, которую приходится заплатить за удовольствие эксплуатировать самолет с водной поверхности. На некоторых гидросамолетах и особенно на летающих лодках сопротивление стабилизирующих поплавков несколько снижается путем их частичной уборки в крыло.

Гражданские и военные морские самолеты строятся до настоящего времени, но в весьма ограниченном количестве. Морские самолеты стали вытесняться во время второй мировой войны, когда появились возможности организации ВПП в таких районах, которые ранее были досягаемы только для гидросамолетов. С другой стороны, разработка высоконадежных наземных самолетов дальнего действия, обладающих высокими летно-техническими характеристиками, привела к практически полному исчезновению тяжелых патрульных летающих лодок бомбардировщиков. Подобным же образом появление трансатлантических лайнеров наземного базирования привело к концу эры тяжелых пассажирских летающих лодок практически сразу посте окончания второй мировой войны.

Дополнительная установка колес на летающую лодку или гидросамолет, оснащенный поплавками, является лишь средством повышения универсальности аппарата ценой увеличения массы конструкции и снижения летно-технических характеристик. Само по себе присутствие колес на морском самолете не делает его необычным.

• Амфибия Ленинга

Вплоть до 1924 г. большинство амфибий представляло собой либо летающие лодки, либо поплавковые гидросамолеты, на которые устанавливались дополнительные колеса. Первый в США дипломированный авиационный конструктор, Гровер Ленинг, выступил с несколько иной идеей. Он улучшил аэродинамику традиционного однопоплавкового гидросамолета, придвинув поплавок ближе к фюзеляжу, после чего «зашил» полости. Таким путем был получен глубокий и вместительный корпус (рис. 8.20).

Рис. 8.20. Самолет СОА-1 (1924 г.) Г. Ленинга с поплавком стандартного однопоплавкового биплана, объединенным с фюзеляжем, и убирающимся в полете шасси.

Ленингу удалось осуществить это благодаря разработке ВВС США «перевернутой» модели знаменитого двигателя «Либерти» мощностью 400 л. с. (644 кВт). Наличие такого двигателя позволило поднять ось воздушного винта существенно выше обычного положения, что в сочетании с четырехлопастным винтом малого диаметра сделало систему достаточно эффективной. Подъем поплавка приблизил нижнее крыло самолета к воде, что позволило конструктору установить стабилизирующие поплавки непосредственно на крыле, исключив обычные в таких случаях расчалки и подкосы.

Зная, что профессионально консервативные летчики не будут расположены доверять необычной па вид машине, Ленинг использовал средства из арсенала прикладной психологии. На своем самолете он применил крылья самой что ни на есть традиционной формы, поэтому вид из кабины экипажа был привычным. Это сработало, и амфибии Ленинга стали широко закупаться ВВС, ВМС и гражданскими организациями. Базовый вариант самолета был построен фирмой «Грумман» и в серийном производстве имел обозначение JF/J2F (J — общего назначения, F - Грумман). Этот самолет выпускался почти до конца второй мировой войны.

• Лыжи

При эксплуатации самолета с обледенелых или заснеженных ВПП естественно использовать вместо колес лыжи. Для повышения универсальности аппарата и обеспечения возможности смешанной эксплуатации со снежных и грунтовых полос широкое применение нашли комбинированные колесно-лыжные схемы шасси. В конструкциях этого типа колесо пропускается через отверстие в центральной части лыжи для эксплуатации с грунта, а лыжа может опускаться вниз в случае использования снежных полос.

К числу недостатков лыжного шасси следует отнести отсутствие тормозов, поэтому при рулежке невозможно выполнение крутых разворотов. Кроме того, крайне затруднена остановка самолета при посадке на полосу, имеющую попутный наклон вниз.

Вскоре после окончания второй мировой войны были проведены эксперименты по применению гидролыж в качестве средства снижения сопротивления корпуса летающих лодок при взлете. Гидролыжи использовались также в модификациях некоторых транспортных самолетов ВВС США из амфибий (рис. 8.21).

Рис. 8.21. Сухопутный транспортный самолет YC-125E фирмы «Чейз». Убирающиеся водные лыжи использовались для модификации самолета в летающую лодку. Обычное шасси было сохранено, что делало этот самолет амфибией.

Для решения этой задачи фюзеляжи самолетов были сделаны водонепроницаемыми, но так как исходные конструкции не обладали эффективными с точки зрения гидродинамики формами «днища», для создания требуемых глиссирующих поверхностей применялись убирающиеся гидролыжи. Эти самолеты так никогда и не строились серийно.

Подводные крылья, ориентированные вдоль поперечной (а не продольной, как гидролыжи) оси, служили средством улучшения взлетных характеристик гидросамолетов, начиная с 1920-х гг., однако без заметного успеха. Во время и сразу после окончания первой мировой войны некоторые традиционные военные наземные самолеты были оснащены гидрокрыльями, установленными непосредственно перед традиционным шасси для предотвращения переворачивания через нос в процессе вынужденной посадки на водную поверхность (рис. 8.22).

Рис. 8.22. Самолет авиации ВМС США VE-7 фирмы «Воут». Вплоть до начала 1920-х гг. сухопутные самолеты, которые по тем или иным причинам могли часто эксплуатироваться над водной поверхностью, оснащались водными лыжами, установленными перед колесами шасси, для предотвращения капотирования при вынужденном приводнении; над колесами обычно устанавливались надувные поплавки.