Авиация и космонавтика 2003 11 - [2]
Стрела прогиба профиля составляла 1/23 длины хорды.
Испытания планера проходили осенью 1900 г. в уединенном местечке Китти Хоук на побережье Атлантического океана. Мягкая песчаная почва и постоянно дующие ветры делали его очень удобным для полетов. Аппарат с человеком на борту должен был запускаться на привязи, как воздушный змей. Благодаря такому методу испытаний братья Райт надеялись получить хорошую практику в управлении, не подвергая себя при этом опасности.
Однако этим планам не дано было осуществиться Подъемная сила крыла оказалась значительно меньше, чем ожидалось, и силы ветра было недостаточно, чтобы поднять человека в воздух. Поэтому аппарат испытывался почти всегда беспилотно, управляемый с земли Непродолжительные полеты с человеком удавались только при планирующих спусках с возвышенностей после предварительного разбега навстречу ветру. Так как пилот лежал на крыле и поэтому не мог участвовать в разбеге, планер разгоняли до скорости отрыва два ассистента, поддерживающие аппарат за крыло.
Из-за недостаточной подъемной силы крыла общее время нахождения братьев Райт в полете за «полевой сезон» 1900 г. составило всего около 2 минут. Этого было, конечно, слишком мало, чтобы сделать окончательные выводы об особенностях летательного аппарата и приобрести необходимые навыки пилотирования Поэтому в 1901 г Райты построили новый планер, больших размеров. Площадь его крыла равнялась 27 м 2 , размах – 6,7 м, вес – 45 кг. Кривизна профиля была увеличена до 1/12. Система управления осталась той же, за исключением того, что перекашивание крыла осуществлялось теперь не отклонением ручки, а перемещением вбок деревянной рамки, управляемой движением бедер лежавшего на крыле человека.
Испытания нового планера начались в Китти Хоук в июле 1901 г. На этот раз аппарат испытывался только в свободном полете. Как и при экспериментах предыдущего года, достигнутые результаты были намного хуже ожидаемых. Угол снижения в полете составлял 10-13° вместо 3° по расчетам. Кроме того выявился ряд серьезных недостатков в управлении. Одним из них была малоэффективность, а иногда и реверс действия переднерасположенного руля высоты. Кок выяснилось, это было вызвано аномальным перемещением центра давления крыла сильно изогнутого профиля на малых углах атаки (назад, по мере уменьшения угла атаки). Данный дефект удалось устранить уменьшением кривизны профиля.
У Райт в полете на планере образца 1901 г.
Иногда случались аварии, но благодаря небольшой высоте полетов и мягкой песчаной почве все оканчивалось благополучно
Третий, самый удачный планер братьев Райт
Другим труднообъяснимым явлением была обратная реакция планера на перекашивание крыла. «Мы обнаружили, – писал У Райт О. Шанюту в августе 1901 г., – что наш аппарат ни при каких обстоятельствах не поворачивает в сторону опущенного крыла. Этот очень неожиданный результат опрокидывает все наши теории о методе выполнения разворотов». В данном случае братья Райт впервые столкнулись с хорошо известным сейчас эффектом неблагоприятного момента рыскания при отклонении элеронов или перекашивании крыла. Он объясняется возникновением на конце крыла с увеличенным местным углом атаки дополнительного аэродинамического сопротивления, стремящегося развернуть аппарат в нежелательном направлении.
За время опытов 1901 г. Райты, поочередно пилотируя планер, выполнили несколько сотен полетов! Максимальная дальность планирования составила 118 м Однако изобретатели были еще далеки от окончательного успеха. Несмотря на все меры, принятые для улучшения планирующих свойств и управляемости планера, летательный аппарат 1901 г. не обладал заметными преимуществами перед балансирными планерами прежних лет.
Первый по-настоящему удачный планер был создан братьями Райт в 1902 г. Его постройке предшествовали интенсивные исследования профилей и формы крыла в сконструированной ими же аэродинамической трубе. Это позволило сделать ряд усовершенствований, повысивших аэродинамическое качество нового летательного аппарата. Важнейшим из них было применение крыла значительно большего удлинения (6,4 вместо 3, как на планерах 1900 и 1901 гг.), а также изменение профиля крыла. В результате аэродинамическое качество возросло примерно в полтора раза.
Большое значение имело и усовершенствование системы бокового управления. Убедившись в невозможности контролировать направление полета только с помощью перекашивания крыла, Райты установили на новом планере за крылом вертикальное оперение. Первоначально оно было неподвижным и состояло из двух плоскостей, расположенных параллельно друг другу. Вскоре, однако, выяснилось, что эта мера не устраняет нежелательный момент рыскания при перекашивании. Поднятое крыло по-прежнему противодействовало повороту, усиливался крен и возникала реальная опасность неуправляемого скольжения; в одном из полетов О. Райт потерпел из-за этого аварию.
Выход был найден в замене неподвижного вертикального стабилизатора подвижным, кинематически связанным с системой перекашивания крыла так, что руль направления автоматически поворачивался в сторону крена. Благодаря этому скомпенсировалась разница в сопротивлении опущенного и поднятого крыла и появилась возможность совершать правильные развороты с креном. Данное техническое решение было запатентовано братьями Райт в марте 1903 г.
