Удивительные "бесхвостки". Грань между фантастикой и реальностью.
Удивительные самолеты Александра Липпиша
Очень большое значение для авиационной промышленности и развития самолетов, выполненных по схеме «бесхвостка», имели работы немецкого авиаконструктора Александра Липпиша. Липпиш уделял много времени исследованиям в области обеспечения продольной балансировки «бесхвостки» со стреловидным крылом и пришел к выводам о том, что для повышения несущих свойств крыла и уменьшения крутящих нагрузок на него необходимо полностью отказаться от геометрической отрицательной крутки крыла, заменив ее аэродинамической. Свои идеи конструктор смог подтвердить созданными им экспериментальными планерами и самолетами.
Здесь следует сделать небольшое отступление и рассказать читателю, что же представляет собой схема «бесхвостка». Бесхвостка – это аэродинамическая схема, при которой у самолета нет отдельных плоскостей горизонтального управления, а применяются только те плоскости, которые смонтированы на задней кромке крыла. Данные плоскости носят название элевонов и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Данная схема получила определенное распространение после появления сверхзвуковой авиации и дельтовидных и треугольных крыльев малого удлинения. Представителями этой самолетной схемы были оба летавших сверхзвуковых пассажирских лайнера – Ту-144 и «Конкорд».
Авиаконструктор Александр Липпиш родился 2 ноября 1894 года в Мюнхене. Позднее он говорил о том, что зарождению его интереса к авиации и небу во многом помог демонстрационный полет летательного аппарата на Темпельхофском поле, который был проведен в сентябре 1909 года Орвиллом Райтом. Помогла ему, как ни странно, и Первая мировая война, так как несмотря на произведенное полетом Райта впечатление, Александр Липпиш готовился поступать в художественную школу, собираясь повторить путь своего отца. Однако с 1915 по 1918 годы Липпиш вынужден был прослужить в немецкой армии. Здесь на войне ему представилась возможность совершить полеты на самолетах в качестве воздушного картографа и фотографа.
Как результат этого – тяга к небу, которая осталась с ним на всю жизнь. Уже в 1921 году он проектирует и строит собственный планер, выполненный по схеме «бесхвостка». Первый планер получает достаточно прозаичное имя «Александр Липпиш – 1». Благодаря своей достаточно необычной планировке данный летательный аппарат являл собой значительный шаг вперед по сравнению с распространенными на тот момент классическими планерами. Невзирая на свои достаточно хорошие характеристики (маневренность, скорость, управляемость), данный планер так и не стал рекордным. Однако в процессе работы над ним Липпиш обзавелся необходимым опытом для дальнейшей работы, который в будущем позволил авиаконструктору стать одним из самых авторитетных специалистов по схеме «бесхвостка».
Эти работы были только началом в длительной исследовательской деятельности конструктора в области аэродинамики. Впоследствии они нашли воплощение в полусотне различных проектов созданных Липпишем в 20-30-х годах прошлого века. Благодаря росту своей репутации Александр Липпиш был назначен директором Rhön-Rossitten Gesellschaft (RRG). Так в Германии называлась специальная исследовательская группа, работавшая над созданием планеров.
Результатом работы Александра Липпиша в RRG стал целый ряд летательных аппаратов созданных по схеме «летающее крыло». Данные модели получили обозначение Storch I - Storch IX и были созданы в период между 1927 и 1933 годами. Планер «Шторх-1» представлял собой одноместный верхнеплан, имеющий стреловидное крыло. На концах крыла снизу были установлены вертикальные кили. Продольное и поперечное управление осуществлялось элевонами. Испытания данного планера наглядно продемонстрировали тот факт, что его управляемость и боковая устойчивость были недостаточными. Помимо этого, кили, которые находились под крылом, при отклонении вызывали пикирующий момент, а также часто ломались при совершении посадки.
Для устранения всех этих недостатков планер подвергся существенным доработкам: вертикальные кили перенесены наверх, была ликвидирована S-образность крыла, («Шторх-2»), увеличена площадь килей («Шторх-3»). По мнению Александра Липпиша, значительное улучшение боковой управляемости самолета было получено в результате устранения стреловидности оси вращения элевонов, что было реализовано на модели «Шторх-4». Испытания этой модели дали хорошие результаты. Планер больше не терял управляемости и устойчивости во всех режимах выполнения полета, обладая при этом хорошими планирующими свойствами.
В 1929 году данный планер был переоборудован в легкий одномоторный самолет «Шторх-5», оснащенный толкающим винтом. При этом из-за малой мощности двигателя от шасси пришлось отказаться, взлет осуществлялся по-планерному, при помощи амортизатора. Хотя проекты планеров «Шторх» не привлекли к себе внимания правительства или частных лиц, тем не менее, именно в это самое время самолет Александра Липпиша Ente (в переводе с немецкого – утка) стал первым в мире пилотируемым ракетным аппаратом. Свой первый успешный полет он совершил в 1928 году. Ente буксировался обычным самолетом с поршневым двигателем, а после отделения от самолета-буксировщика у него включался собственный ракетный двигатель.
Благодаря опыту, который Липпиш получил, работая над серией Storch, он решил сосредоточить свои усилия на постройке самолетов с треугольным крылом. Данный интерес стал причиной появления 5-ти самолетов, которые получили обозначение Delta I – Delta V и был построены в промежутке с 1931 по 1939 год. В 1933 году RGG была переименована в Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug – «Немецкий институт планирующего полета» (DFS). Соответственно с этим Delta IV и Delta V получили новые названия DFS 39 и DFS 40.
В начале 1939 года Министерство Авиации Рейха направило Липпиша и его команду на работу на завод Мессершмитт. Им предстояло принять участие в создании высокоскоростных истребителей, оснащенных ракетными двигателями, созданными Гельмутом Вальтером. Уже на предприятии команда Липпиша достаточно быстро провела адаптацию своей недавней разработки DFS 194 к полетам с ракетным двигателем. Первый экземпляр данного самолета выполнил успешный полет уже в начале 1940 года. Впоследствии потомки данной машины преобразились в Мессершмитт Ме.163 «Комета».
Однако достаточно на тот момент технически инновационная «Комета» не смогла показать себя, как эффективный вид вооружения, а трения между руководством Мессершмитт и Липпишем усиливались. В 1943 году Александр Липпеш был переведен на другую работу в Вену на предприятие Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW), где полностью сконцентрировал свое внимание на проблемах высокоскоростного полета. В том же 1943 году в Гейдельбергском университетете он был удостоен степени доктора технических наук.
Исследования в аэродинамической трубе, которые Липпиш провел еще в 1939 году, позволили сделать предположение о том, что крыло треугольной формы, будет оптимальным выбором для совершения сверхзвуковых полетов. Тогда же он приступил к работам над созданием сверхзвукового истребителя, оснащенного прямоточным воздушно-реактивным двигателем, который получил название Lippisch P.13a. Однако до конца Второй мировой войны данный самолет так и не продвинулся далее опытного образца – планера DM-1, который был захвачен армией США.
Как и многие видные немецкие ученые Александр Липпиш после окончания войны был доставлен в США в рамках специальной операции «Скрепка», целью которой был поиск и транспортировка в штаты видных немецких ученых и военных специалистов. Достижения в области создания воздушно-реактивных двигателей сделали возможным применение идей Липпиша на практике. В частности компания Convair проявила интерес к предложенной Липпишем гибридной модели самолета F-92. Там же в США Липпиш увлекся идеями создания самолетов, обладающих экранным эффектом.
Александр Липпиш умер в начале 1976 года в местечке Сидар-Рапидс. Среди оставленных им чертежей и бумаг нашлось немало летательных аппаратов и концептов, которые выглядели очень фантастически. Однако XX век многих научил тому, что судить – где грань между смелой конструкторской мыслью и фантастикой – достаточно трудно и не всегда уместно.
Здесь следует сделать небольшое отступление и рассказать читателю, что же представляет собой схема «бесхвостка». Бесхвостка – это аэродинамическая схема, при которой у самолета нет отдельных плоскостей горизонтального управления, а применяются только те плоскости, которые смонтированы на задней кромке крыла. Данные плоскости носят название элевонов и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Данная схема получила определенное распространение после появления сверхзвуковой авиации и дельтовидных и треугольных крыльев малого удлинения. Представителями этой самолетной схемы были оба летавших сверхзвуковых пассажирских лайнера – Ту-144 и «Конкорд».
Авиаконструктор Александр Липпиш родился 2 ноября 1894 года в Мюнхене. Позднее он говорил о том, что зарождению его интереса к авиации и небу во многом помог демонстрационный полет летательного аппарата на Темпельхофском поле, который был проведен в сентябре 1909 года Орвиллом Райтом. Помогла ему, как ни странно, и Первая мировая война, так как несмотря на произведенное полетом Райта впечатление, Александр Липпиш готовился поступать в художественную школу, собираясь повторить путь своего отца. Однако с 1915 по 1918 годы Липпиш вынужден был прослужить в немецкой армии. Здесь на войне ему представилась возможность совершить полеты на самолетах в качестве воздушного картографа и фотографа.
Планер Delta V (DFS 40)
Как результат этого – тяга к небу, которая осталась с ним на всю жизнь. Уже в 1921 году он проектирует и строит собственный планер, выполненный по схеме «бесхвостка». Первый планер получает достаточно прозаичное имя «Александр Липпиш – 1». Благодаря своей достаточно необычной планировке данный летательный аппарат являл собой значительный шаг вперед по сравнению с распространенными на тот момент классическими планерами. Невзирая на свои достаточно хорошие характеристики (маневренность, скорость, управляемость), данный планер так и не стал рекордным. Однако в процессе работы над ним Липпиш обзавелся необходимым опытом для дальнейшей работы, который в будущем позволил авиаконструктору стать одним из самых авторитетных специалистов по схеме «бесхвостка».
Эти работы были только началом в длительной исследовательской деятельности конструктора в области аэродинамики. Впоследствии они нашли воплощение в полусотне различных проектов созданных Липпишем в 20-30-х годах прошлого века. Благодаря росту своей репутации Александр Липпиш был назначен директором Rhön-Rossitten Gesellschaft (RRG). Так в Германии называлась специальная исследовательская группа, работавшая над созданием планеров.
Результатом работы Александра Липпиша в RRG стал целый ряд летательных аппаратов созданных по схеме «летающее крыло». Данные модели получили обозначение Storch I - Storch IX и были созданы в период между 1927 и 1933 годами. Планер «Шторх-1» представлял собой одноместный верхнеплан, имеющий стреловидное крыло. На концах крыла снизу были установлены вертикальные кили. Продольное и поперечное управление осуществлялось элевонами. Испытания данного планера наглядно продемонстрировали тот факт, что его управляемость и боковая устойчивость были недостаточными. Помимо этого, кили, которые находились под крылом, при отклонении вызывали пикирующий момент, а также часто ломались при совершении посадки.
DFS 194
Для устранения всех этих недостатков планер подвергся существенным доработкам: вертикальные кили перенесены наверх, была ликвидирована S-образность крыла, («Шторх-2»), увеличена площадь килей («Шторх-3»). По мнению Александра Липпиша, значительное улучшение боковой управляемости самолета было получено в результате устранения стреловидности оси вращения элевонов, что было реализовано на модели «Шторх-4». Испытания этой модели дали хорошие результаты. Планер больше не терял управляемости и устойчивости во всех режимах выполнения полета, обладая при этом хорошими планирующими свойствами.
В 1929 году данный планер был переоборудован в легкий одномоторный самолет «Шторх-5», оснащенный толкающим винтом. При этом из-за малой мощности двигателя от шасси пришлось отказаться, взлет осуществлялся по-планерному, при помощи амортизатора. Хотя проекты планеров «Шторх» не привлекли к себе внимания правительства или частных лиц, тем не менее, именно в это самое время самолет Александра Липпиша Ente (в переводе с немецкого – утка) стал первым в мире пилотируемым ракетным аппаратом. Свой первый успешный полет он совершил в 1928 году. Ente буксировался обычным самолетом с поршневым двигателем, а после отделения от самолета-буксировщика у него включался собственный ракетный двигатель.
Благодаря опыту, который Липпиш получил, работая над серией Storch, он решил сосредоточить свои усилия на постройке самолетов с треугольным крылом. Данный интерес стал причиной появления 5-ти самолетов, которые получили обозначение Delta I – Delta V и был построены в промежутке с 1931 по 1939 год. В 1933 году RGG была переименована в Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug – «Немецкий институт планирующего полета» (DFS). Соответственно с этим Delta IV и Delta V получили новые названия DFS 39 и DFS 40.
Lippisch P.13a
В начале 1939 года Министерство Авиации Рейха направило Липпиша и его команду на работу на завод Мессершмитт. Им предстояло принять участие в создании высокоскоростных истребителей, оснащенных ракетными двигателями, созданными Гельмутом Вальтером. Уже на предприятии команда Липпиша достаточно быстро провела адаптацию своей недавней разработки DFS 194 к полетам с ракетным двигателем. Первый экземпляр данного самолета выполнил успешный полет уже в начале 1940 года. Впоследствии потомки данной машины преобразились в Мессершмитт Ме.163 «Комета».
Однако достаточно на тот момент технически инновационная «Комета» не смогла показать себя, как эффективный вид вооружения, а трения между руководством Мессершмитт и Липпишем усиливались. В 1943 году Александр Липпеш был переведен на другую работу в Вену на предприятие Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW), где полностью сконцентрировал свое внимание на проблемах высокоскоростного полета. В том же 1943 году в Гейдельбергском университетете он был удостоен степени доктора технических наук.
Исследования в аэродинамической трубе, которые Липпиш провел еще в 1939 году, позволили сделать предположение о том, что крыло треугольной формы, будет оптимальным выбором для совершения сверхзвуковых полетов. Тогда же он приступил к работам над созданием сверхзвукового истребителя, оснащенного прямоточным воздушно-реактивным двигателем, который получил название Lippisch P.13a. Однако до конца Второй мировой войны данный самолет так и не продвинулся далее опытного образца – планера DM-1, который был захвачен армией США.
Convair F-92
Как и многие видные немецкие ученые Александр Липпиш после окончания войны был доставлен в США в рамках специальной операции «Скрепка», целью которой был поиск и транспортировка в штаты видных немецких ученых и военных специалистов. Достижения в области создания воздушно-реактивных двигателей сделали возможным применение идей Липпиша на практике. В частности компания Convair проявила интерес к предложенной Липпишем гибридной модели самолета F-92. Там же в США Липпиш увлекся идеями создания самолетов, обладающих экранным эффектом.
Александр Липпиш умер в начале 1976 года в местечке Сидар-Рапидс. Среди оставленных им чертежей и бумаг нашлось немало летательных аппаратов и концептов, которые выглядели очень фантастически. Однако XX век многих научил тому, что судить – где грань между смелой конструкторской мыслью и фантастикой – достаточно трудно и не всегда уместно.