Авиация и время 2014 03 - [5]
Начав свою карьеру как инженер-судостроитель в компании Vickers (с 1927 г. она называлась Vickers-Armstrong, далее по тексту просто «Виккерс»), он в 1913 г. перешел в ее авиационное подразделение, где бессменно проработал до 1971 г. Его несомненным достижением стало применение «геодезических» пространственных конструкций при разработке каркаса жесткого дирижабля R100, построенного в 1930 г.
После того, как «Виккерс» утратил интерес к дирижаблям, Уоллис снова вернулся в самолетостроительное подразделение компании Vickers-Armstrong Aviation Works в Уэйбридже, где при проектировании фюзеляжа и крыльев активно продвигал использование «геодезических» конструкций. Главным конструктором этого подразделения в тот момент был Реджинальд Пирсон (Reginald Kirshaw Pierson), а Барнс Уоллис получил пост главного инженера.
Еще проектируя дирижабли, Уоллис сделал вывод, что можно получить обтекаемую форму конструкции, нагрузки в которой будут нести элементы, расположенные вдоль геодезических линий или кратчайших линий, соединяющих две точки на поверхности округлого тела. Если требуемая форма – цилиндрический или конический фюзеляж самолета, то геодезическая линия вычерчивается как спираль вокруг этого тела. Вычерчивая вторую спираль, вьющуюся в противоположном направлении, можно получить большое количество точек пересечения. Если вдоль геодезических линий расположить конструкционные элементы с узлами крепления в точках пересечения, то будут восприниматься действующие на фюзеляж перерезывающие и крутящие усилия. В результате образуется прочная и легкая конструкция, не имеющая внутренних растяжек. Такова была суть идеи Уоллиса.
Безусловно, фюзеляж не мог быть строго цилиндрическим, коническим или сферическим,требовалась организация в нем вырезов под фонарь кабины, бомболюк и т.п. Тем не менее, большинство поверхностей самолета имели двойную кривизну, и для них вполне можно было построить геодезические линии. Что же касается крыла и оперения, то применение такой конструкции в свободнонесущем крыле сводилось к тому, что изгиб и перерезывающая сила в нем полностью воспринимались лонжеронами, крутящий момент – «геодезической» решеткой, состоящей из жестких элементов. Решетка, обтягивалась полотняной обшивкой, образуя наружную поверхность крыла. Количество нервюр при этом было минимальным, только для обеспечения установки кронштейнов навески моторов, механизации, шасси и т.п. Таким образом внутри крыла появлялись большие отсеки, в которых можно было разместить топливные баки.
Однако «геодезическая» конструкция, выгодная в весовом и компоновочном отношении, имела и существенный недостаток. Она плохо подходила для скоростных самолетов с большой нагрузкой на крыло, так как в полете полотно отдувалось и искажало профиль крыла. Это и стало причиной отказа от дальнейшего применения «геодезии» в самолетостроении. Но в начале 1930-х годов нагрузки на крыло были низкие, а скорости самолетов невысокие. Поэтому Уоллис с энтузиазмом пробивал свою идею. Однако претворение теории в практику потребовало одобрения совета директоров компании.
Первый прототип «Веллингтона» в полете
Первый прототип «Веллингтона» существенно отличался от серийного бомбардировщика
Первым практическим результатом «геодезических» изысканий Уоллиса стал одномоторный цельнометаллический средний бомбардировщик Wellesley (фирменное обозначение «Тип 246»). Он поднялся в воздух в 1935 г., был «растиражирован» в 177 экземплярах и состоял на вооружении с 1937 по 1942 г. Благодаря легкой и прочной конструкции, позволившей применить крыло большого удлинения, самолет отличался значительным потолком – до 9900 м и приличной дальностью – до 4020 км с бомбовой нагрузкой 454 кг. Демонстрацией его возможностей стал беспосадочный перелет из египетской Исмаилии в австралийский Дарвин, состоявшийся в ноябре 1938 г., в котором приняли участие три специально доработанных «Уэлсли». До конечного пункта маршрута добрались два из них, преодолевшие 11518 км за 48 ч и превзошедшие рекорде 10148 км, который принадлежал советскому АНТ-25. Однако «Уэлсли» обладал максимальной скоростью всего 300 км/ч, что уже в конце 1930-х годов ставило его в разряд тихоходных машин. Особой популярностью у экипажей он не пользовался и боевой славы не снискал.
«Уэлсли» дал опыт, пригодившийся в работах над новым двухмоторным бомбардировщиком. Его история началась в 1932 г., когда британское Министерство авиации сформулировало задание В.9/32 на скоростной бомбардировщик-моноплан, призванный заменить устаревший биплан Sidestrand разработки фирмы Boulton Paul. Новый самолет должен был иметь размах крыла не более 23,34 м, экипаж из четырех человек и бомбовую нагрузку 680 кг при дальности 970 км. Максимальная дальность на высоте 4570 м с половинной нагрузкой должна была составлять 2012 км, а максимальная скорость – не меньше 306 км/ч. Задание поначалу включало ограничение: в соответствии с предложениями Женевской конференции по разоружению масса пустого самолета не должна была превышать 3000 кг. Это ограничение сняли в июне 1934 г., но оно наложило отпечаток на ранние этапы проекта.
