Teknisk Tidskrift haft.31, 4 aug.1934
Технический Журнал №31, 4 Августа 1934 г.
К.Г.Молин, инженер
ПРАКТИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА

.....................................................................

   Два так называемых цикложира — точнее, их проекты — были опубликованы в последние годы, и нам стоит рассмотреть вкратце некоторые признаки этого типа летательных аппаратов.
   Их принципы сами по себе не новость, так как проекты цикложиров — или "гребных машин", если пользоваться термином Рорбаха — появились еще в конце 18 века. В течение 19 века они также время от времени появлялись, а начиная с 1920 года в патентной документации появилось по меньшей мере семь разных проектов. Два наиболее многообещающих проекта: один из них создан шведско-французским инженером Страндгреном совместно с компанией "Лиоре и Оливье", а другой разработан всемирно известным немецким авиаконструктором Рорбахом.
   Патент Страндгрена получен в 1924 году, и одна машина, похоже, уже построена и проходит испытания на заводе. Однако некоторые подробности ее принципов не опубликованы, поэтому придется вкратце изложить расчеты Рорбаха, машина которого также находится в постройке. Само имя Рорбаха, одного из талантливых авиаконструкторов, обещает, что его работа основана на твердой почве, и его машина, пусть не сразу, получится совершенной во всех отношениях. Однако, кроме того, его расчеты прошли проверки в Германской Лаборатории Полета и в NACA, и были признаны верными.
   Как должен выглядеть цикложир Рорбаха, следует из рис.11, который, конечно, не точен в деталях, но все же дает неплохое представление о принципах. Примерно там же, где расположены крылья у высокоплана, находится вал, выходящий на обе стороны фюзеляжа, и вокруг вала вращаются — как лопасти колесного парохода — три длинных, узких крыла. Вал приводится в движение через дифференциальную трансмиссию от мотора — или нескольких моторов, если позаботиться о безопасности — расположенного в фюзеляже. Каждое маленькое крыло крепится к центральному валу при помощи набора стоек.
   У цикложиров, как и у автожиров, должны варьироваться углы атаки для компенсации разницы скоростей и воздушных потоков. Эти вариации угла атаки рассчитаны так, что и подъемная, и тянущая силы создаются в течение большей части оборота. Принципы этого следуют из рис.12. Направление вращения таково, что в верхней части оборота крылья движутся по направлению полета. Скорость вращения крыльев примерно в полтора раза больше максимальной скорости машины, и примерно в два раза — нормальной скорости. Максимальная скорость вращения роторов 420 об/мин., что соответствует периферийной скорости 80 м/с. Минимальная допустимая скорость вращения, при которой машина еще удерживается в воздухе — 270 об/мин.
   На рис.12 изображены четыре положения одной из лопастей, меняющей угол атаки так же, как в горизонтальном полете с нормальной скоростью. Во всех положениях лопасть создает силу, направленную вперед, и почти во всех — кроме заднего положения — силу, направленную вверх. Таким образом, вращающиеся крылья создают и подъемную силу, и тягу; следовательно, не нужен пропеллер для горизонтального движения.
   Конструкция органов управления углом атаки пока неизвестна, но, вероятно, применен метод, при котором внутри вала ротора расположен кулачковый вал, который в свою очередь управляет штангами-толкателями, расположенными внутри обтекаемых стоек, соединяющих крылья и вал ротора. В любом случае это приспособление управляется рулевыми рычагами так, что в результате достигается изменение системы ротора. Таким образом, цикложиры могут двигаться в любом направлении. Двигаться наклонно вверх и наклонно вниз, вертикально вверх и вертикально вниз, и даже назад. Если моторы уменьшили обороты или остановились, роторы автоматически отключаются от них и авторотируют, при этом машина, как и автожир, может наклонно планировать или снижаться вертикально. Все эти маневры выполняются при помощи обычной колонки управления со штурвалом. Боковое движение получаются посредством того, что роторам благдаря дифференциальной трансмиссии придается разная скорость вращения, одновременно с этим колебательные движения лопастей изменяются соответствующим образом. Тогда из роторов создает большую тягу, чем другой. Таким образом, руль направления не нужен, но, возможно, это первый тип машин, подходящих для упрощения курсовой стабилизации при помощи одного руля направления. — Управление креном машины достигается путем внесения соответствующей разницы в подъемные силы двух роторов.
   Движение роторов, конечно, будет влиять на устойчивость фюзеляжа, но, согласно расчетам, его отклонения не превысят 12°. Если считать положение фюзеляжа в горизонтальном полете с максимальной скоростью нейтральным, то при максимально быстром вертикальном подъеме нос приподнимется на 6°; при снижении поведение будет обратным. Считается, что пассажирам во время полета не будет страшно.
   Что касается чувствительности к аэродинамическим нагрузкам, то цикложиры, как и автожиры, сравнительно хороши. Нормальные аэродинамические силы достигают лишь 12% от центробежных, максимальные, по расчетам, не более 18-20%. Поэтому считается, что риск перегрузить крыльевую систему при резких маневрах отсутствует. — Зато цикложиры не могут быть столь же малочувствительны к порывам ветра, завихрениям и т.п., как автожиры, ведь у цикложира крыльевая система управляется жестко, и он не может избежать передачи толчков фюзеляжу. — С другой стороны, цикложир можно без особого риска перегружать, но, конечно, его летные характеристики ухудшатся. Расчетные летные качества представлены ниже.
   Цикложир Рорбаха имеет длину 8.6 м, высоту 4.3 м, размах 10 м. Лопасти имеют удлинение 14 и длину 4.4 м. Мощность — 240 л.с., возможно, от двух моторов. Расчетный вес пустого — 680 кг, полезная нагрузка (включая трех человек) — 270 кг, следовательно, взлетный вес — 950 кг.
   С этим весом максимальная скорость 200 км/ч, крейсерская скорость при оборотах 75% — 170 км/ч, минимальная скорость 0 км/ч, максимальная скорость при полете назад — 30 км/ч. Потолок — 4500 м при горизонтальном полете и 500 м при вертикальном наборе высоты. Дальность полета — 400 км с пассажирами и 700 км без пассажиров.
   С перегрузом 250 кг, то есть со взлетным весом 1200 кг, придется отказаться от вертикального набора высоты и неподвижного висения без потери высоты. Минимальная скорость становится равна 21 км/ч, максимальная — 190 км/ч, потолок — 2700 м. Дальность полета — 1050 км с двумя пассажирами и 1550 км без пассажиров.
   Нагрузки на мощность: для возможности вертикального набора высоты — 4 кг/л.с., для минимальной скорости 27 км/ч — 8 кг/л.с., и для минимальной скорости 54 км/ч — 10.8 кг/л.с. — КПД роторной системы оказался заметно выше, чем у пропеллера; несмотря на потери в трансмиссии от мотора к валу ротора, его КПД — около 85%, что на 15% больше, чем у пропеллера.
   Во время исследований, которые проводились в NACA по проекту Платта, был создан эскиз аппарата со взлетным весом 1360 кг (3000 фунтов) и мотором в 300 л.с., а также вычислена скороподъемность — 210 м/мин при вертикальном наборе высоты и 460 м/мин при полете с движением вперед; последняя цифра примерно на 30% больше, чем может показать самолет с той же нагрузкой на мощность.
   О машине Страндгрена до сих пор известно лишь несколько расчетов, касающихся аэродинамического качества. Принципы работы роторов те же, что и в цикложире Рорбаха, хотя Страндгрен, видимо, начал эксперименты существенно раньше. Однако только в прошлом году он наконец начал постройку машины.
   Эксперименты с моделями проводились с 1924, сначала в аэродинамической лаборатории в Сен-Сире и впоследствии с "Лиоре и Оливье", где проводились даже полноразмерные эксперименты. Большую часть расходов взяло на себя Франко-Скандинавское Общество (Societe d'Expansion Franco-Scandinave).
   Внешний вид экспериментальной машины можно представить по рис.13; похоже, ее трудно назвать обтекаемой. Роторы имеют диаметр 6 м и состоят из пяти крыльев каждый. Каждое крыло имеет размах 245 см, хорду 40.8 см и толщину 3.8 см. Они выполнены из дюралюминия, вес каждого — 5 кг. — Двигатель "Клерже" на 130 л.с. расположен в фюзеляже. Расчетный взлетный вес — около 600 кг.
   При 120 оборотах в минуту роторы создают подъемную силу 800 кгс. Несмотря на некоторые проблемы, они прошли испытание на 180 об/мин.
   Принцип работы ротора Страндгрена, похоже, во всех основных деталях соответствует тому, что известно в сообщениях о проекте Рорбаха.

....................................................................