я

За 40 лет до Можайского

henson-project-1843.jpg

Ровно 175 лет назад, 29 сентября 1842 года англичанин Уильям Хенсон получил патент на первый в мире детальный проект аэроплана с механическим двигателем для воздушных грузопассажирских перевозок.

Летательный аппарат, который Хенсон назвал "воздушной каретой" (Aerial Carriage), представлял собой довольно крупный моноплан с прямоугольным крылом размахом 30 метров. Жесткость крылу придавали расчалки, прикрепленные к шпренгельным стойкам. Каркас выполнялся из дерева, обшивка - из полотна, а гибкая задняя кромка - из бечевки. Каждая плоскость была разборной для удобства наземной транспортировки и состояла из трех частей.

Вблизи фюзеляжной гондолы, в вырезах у задней кромки крыла вращались два больших шестилопастных пропеллера, также состоявшие из деревянных каркасов и полотняной обшивки лопастей. Винты приводились в движение одноцилиндровой паровой машиной, с которой они были связаны ременными передачами.

За крылом на горизонтальном шарнире крепился стабилизатор, напоминавший по форме птичий хвост и одновременно служивший рулем высоты. Руль направления отсутствовал, так как Хенсон предполагал, что направление движения можно будет менять раздельной регулировкой оборотов винтов.

В принципе, конструкция получилась вполне продуманной и работоспособной. Самолет подобной схемы мог летать, если бы не одно "но". Существовавшие в те времена паровые двигатели были слишком тяжелыми и маломощными. Таким образом, проект Хенсона изначально оказался мертворожденным.

Не зная об этом, изобретатель попытался организовать сбор средств на постройку аэроплана. Он зарегистрировал "Акционерное общество воздушного транспорта", начав рекламную кампанию и торговлю акциями. Но публика отнеслась к затее скептически, акции почти никто не покупал. Не сумев собрать необходимую сумму, Хенсон был вынужден объявить себя банкротом. После этого он разочаровался в авиации и уехал в Америку, забросив свои разработки. Однако дело продолжил его помощник, механик Джон Стрингфеллоу.

В 1848 году Стрингфеллоу построил уменьшенный в 10 раз беспилотный аналог аэроплана Хенсона, внеся в проект ряд изменений, в частности, изменив форму крыла и оперения. Беспилотник был оснащен легкой и компактной паровой машиной, разработанной Хенсоном и усовершенствованной Стрингфеллоу. Однако ее мощности не хватало для самостоятельного взлета модели.

Будучи запущенной с рук, она могла лишь летать со снижением, как планер, при этом дальность полета не превышала 20-30 метров. Тяги винтов не хватало даже для устойчивого горизонтального полета. Стало ясно, что для летательного аппарата тяжелее воздуха необходима гораздо более легкая и мощная силовая установка.

Тем не менее, Стрингфеллоу еще несколько лет продолжал свои эксперименты, поочередно построив модели бипланной и трипланной схемы, также оснащенные паровыми двигателями. За счет меньшей нагрузки на площадь несущих поверхностей они летали лучше моноплана, но взлетать и набирать высоту не могли.

Интересно сравнить проект Хенсона с родившимся спустя 40 лет проектом самолета Можайского. Кое в чем "карета" Хенсона оказалась даже более совершенной. В частности, она имела крыло большего удлинения, обладавшее лучшим аэродинамическим качеством.

К тому же, крыло было не плоским, как у Можайского, а имело плоско-выпуклый аэродинамический профиль, обеспечивающий более высокую подъемную силу. Следовательно, при равной энерговооруженности аппарат Хенсона имел бы больше шансов взлететь. Впрочем, это лишь теория, поскольку, как уже сказано, тогдашние силовые установки подобных шансов не давали. Проект "воздушной кареты" намного опередил свое время.

На заставке - рисунок аэроплана Хенсона без обшивки крыла и оперения.

william-henson-john-stringfellow.jpg

Уильям Хенсон и Джон Стрингфеллоу.

Henson-engine.jpg

Паровая машина Хенсона-Стрингфеллоу и ее котел без кожуха. Котел работал на жидком топливе, что было редкостью в середине XIX века.

90745524.jpg

Фотография и схема первой летающей модели Стрингфеллоу, испытанной в 1848 году.

90746287.jpg

90779676.jpg

Последующие модели Стрингфеллоу бипланной и трипланной схемы.
promo vikond65 may 20, 14:54 26
Buy for 40 tokens
На сайте издательства "Пятый Рим" открыт заказ на мою книжку, которая в начале июня поступила в продажу. Там же можно скачать демку - первые 28 страниц. Приглашаю всех открыть ссылку. https://5rim.ru/product/velikaya-paragayskaya-voyna/
Спасибо!
Все непонятное пока более-менее гуглится, но, если что, я вас спрошу, можно?
Интересно, если построить точную реплику, но с современным движком - полетит или нет?
Полетит, однозначно. Но из-за отсутствия системы управления креном полет будет очень неустойчивым и, скорее всего, закончится аварией, т.к. парировать крен нечем. Собственно, этим страдали все проекты самолетов, разработанные до братьев Райт.

Edited at 2017-09-29 08:52 pm (UTC)
Мне нравится мнение, что основную работу совершили все-таки планеристы. То есть начинать следовало с планеров, как Лилиенталь. Что в этом глубокий смысл.
Лилиенталя, скорее, можно назвать дельтапланеристом. У него же простейшие балансирные планеры без органов управления.
Лилиенталь не был единственным. Но был первым, показал пример того, что можно начать исследовать. Братьям Райт, скажем, помог Октав Шанют, они и сами строили планеры, а только потом самолет. Этот путь выглядит правильным, последовательным.
Лилиенталь был далеко не единственным, балансирные планеры строили и другие, например, тот же Шанют. Но братья Райт работали по другому принципу. Их планеры управлялись не изменением положения тела пилота, а изменением геометрии самого планера, то есть - аэродинамическими рулями и гошированием.
А теперь прочтите то, что я писал. Возразите тому, что я писал.

Я не о способе управления и различиях. Да, у планеров и самолетов есть общее.
Я, собственно, уже возразил. Про Лилиенталя и прочих "дельтапланеристов" 19 века нельзя сказать, что они проделали основную работу в создании самолета. Их путь в этом деле был тупиковым.
Сами братья так не считали. Путь Лилиенталя привел от балансирных планеров к развитию системы управления. Притом что управление - относительно простая задача, понятная. Судами же управляли.

Сложности были с устойчивостью. Тут множество трудных для быстрого понимания проблем. Их и разрешали долго.

Но главное: научиться летать. Испытатель уже летчик. Ну и исключить недоразумения до первых попыток.
/////////Сами братья так не считали. Путь Лилиенталя привел от балансирных планеров к развитию системы управления.

Путь Лилиенталя не вел к созданию аэродинамических систем управления, поскольку он этим вообще не занимался.

//////////Притом что управление - относительно простая задача, понятная. Судами же управляли.

Может, она и простая, однако, до системы управления креном почему-то до братьев Райт никто не додумался.
Насколько я знаю — у него были и варианты с управлением: конец крыла поворачивался вокруг вертикальной оси, делая крыло несколько короче. Райты даже пробовали позаимствовать эту схему, но чем-то она им не понравилась, сделали по-своему.

Вот, собственно — слева лилиенталевский вариант, справа райтовский:

Первый раз слышу, что у лилиенталевских планеров поворачивались концы крыла. У того, что висит в музее Жуковского, ничего не поворачивается. На фотографиях, которых довольно много, тоже ничего подобного не видно. А нарисовать можно что угодно.
Схему управления с "поджатием" крыльев использовали Адер и Уайтхэд, но у Адера не прокатило, а с Уайтхэдом вообще непонятно - летал ли на самом деле его "аэромобиль".
Поворачивались в проектах. Этот, вроде, не летал. Вообще, элерон изобретен задолго до, а применен впервые в 1902.
Дык, и Хенсон в Британии не на пустом месте возник. Был там до него Джордж Кейли, создатель концепции современного самолета (когда каждый элемент компоновки несет свою специальную функцию и не служит для 10-ти вещей сразу). Он и статьи опубликовал и планёры построил. и даже подлёты были на этих планёрах.
Меня привлекает проблема, что если моторный самолет создан в точности тогда, когда появилась технология - мотор с удовлетворительной удельной массой, то планер-то могли сделать хоть древние китайцы. А нету. Не верю в планер да Винчи.

Что мешало? Самолетики были, а планеристов не было.
а что планёр мог тогда дать с практической точки зрения? из точки А в Б не попадешь. Вещь непрактичная и сложная. Стремились то к длительному полету. Потом ведь их стали строить главным образом как исследовательские аппараты.
Для удовольствия, конечно. Лилиенталь хотел летать, а не проектировал самолет. Он изучал полет. В то же время появились аэродинамические трубы и карусели для аэродинамических замеров. Это для флота и артиллерии, правда.

Воздушные шары появились все-таки задолго до дирижаблей. И какое-то применение нашли - воздушное наблюдение. Даже двигатели какие никакие, но были - пороховые ракеты. Могли изобрести парашюты. И даже применение найти.

С другой стороны, я могу что-то важное упускать. Ну, вроде связи стекольного дела и развития химии: пока не было герметичной стеклянной, желательно прозрачной посуды, химия почти не развивалась. О газах даже представление не составилось - виды воздуха. Я далеко пример взял, конечно, но и затык непонятный, вроде.
Вчера пришло на ум, что стоит исследовать прогресс в ткачестве. Тогда же паруса из хлопка вытесняли льняные. Не буквально, но до этого подходил бы только дорогой шелк. Вроде.
Что касается мотора, то паровые самолеты Максима и Адера в принципе могли летать, удельной мощности хватало, но их создателям не удалось решить проблему устойчивости и управляемости в полете.
Самолет Максима великоват для начала. Испытывался не намного раньше Flyer.

Ну и мотор Райт значительно легче паровых машин, а Flyer не так чтоб имел запасы. Наоборот, еле летал поначалу.
///////////Самолет Максима великоват для начала.

Дв, он гораздо больше "Флаера", но на нем стоял 180-сильный движок, а на "Флаере" - всего лишь десятисильный.

///////////Ну и мотор Райт значительно легче паровых машин

Наоборот. Двигатель "Флаера" имел удельную мощность 5,1 кг/л.с. А паровой двигатель Адера с котлом и конденсатором - всего 3,25 кг/л.с. Двигатель Максима - 3,6 кг/л.с.
Паровики тогда уже довели до совершенства, а ДВС были еще тяжелыми и примитивными.
Нет, не так, разумеется. Первому самолету не требовалась и сотня л.с. С ростом размеров удельные показатели улучшаются, конечно. Хотя я бы исследовал эти силовые установки целиком.
Смотря каких размеров самолет. Машина Максима после установки дополнительных несущих поверхностей могла летать, что она и продемонстрировала в одном из испытаний. Проблема была в другом: едва оторвавшись от земли, она становилась неустойчивой и неуправляемой. И эту проблему Максим, несмотря на весь свой инженерный талант, решить не смог, а Райты - смогли.
Не каких размеров, а первый. Которым придется управлять одному человеку.

В 20-е годы самолет Максима обязательно бы полетел. Вроде, Кертисс даже грозил построить его реплику. Но для доводки такого проекта явно требуется больше опыта полетов и проектов.

И да, главные сложности в устойчивости. Управление особо и не надо, если гипотетически, испытывать на огромном поле. Соляное озеро подошло бы. Но без устойчивости не поможет.
Вот и хотелось бы определить, что за предпосылки, какие и к когда "созрели".