Но в то время осуществить задуманное не удалось – идеи Рихарда Кноллера слишком уж опередили свое время, а может наоборот – отстали от него, ведь нечто подобное делали до него многие другие и неизменно неудачно. Рихард Кноллер умел их выдвигать и убеждать всех в своей правоте, но сам не мог правильно соотнести свои мысли с реальными возможностями.
Фото: http://alternathistory.com/opytnye-istrebiteli-knoller-70-01-02-avstro-vengriya/
Австро-Венгрия, первый полет – 23.11.17 г
Кноллер «Доппельдеккер» (Knoller Doppeldecker, D, D I, Knoller 70) проект, истребитель.
Проектирование начато Рихардом Кноллером в середине 1917 г. и не опиралось на его предыдущие конструкции. Оно велось не на его фирме, а на базе Авиационного арсенала Императорских и Королевских ВВС Австро-Венгрии (Flars) в Асперне (Aspern, в то время – восточное предместье Вены, штабной аэродром, ремонтная база, место показа авиатехники руководству ВС и страны, иностранным делегациям) и Фишаменде (Fischamend Markt, Нижняя Австрия, южнее Вены, научная, основная ремонтная и вспомогательная испытательная база).
Основной идеей самолета был «гибкий» профиль верхнего крыла – с набором скорости под действием аэродинамических сил и моментов его кривизна должна была уменьшаться, что дало бы снижение сопротивления в меньшей мере, чем подъемной силы, и аэродинамическое качество самолета росло бы. Это было проверено продувкой модели крыла в АДТ и подтвердилось.
Общие особенности конструкции:
- самолет представлял собой одностоечной полутораплан классической аэродинамической схемы;
- каркас планера деревянный;
- стойки бипланной коробки крыльев и шасси из стальных труб кругового или каплевидного сечения в деревянных обтекателях;
- все растяжки бипланной коробки крыльев и тросы системы управления после установки натягиваются тандерами с контролем на звук или по стреле прогиба, одновременно с чем производится нивелировка самолета и регулировка системы управления.
Силовая установка:
- в НЧФ установлен один мотор Hiero 6H (максимальная продолжительная мощность 230 л.с., кратковременная на границе высотности – 240 л.с.) с двухлопастным тянущим воздушным винтом Jarray;
- мотор закрыт обтекаемым капотом за исключением части цилиндров (1-й весь открыт, 6-й – только головка);
- на винт установлен кок;
- радиатор охлаждения мотора поверхностного типа, установлен в центроплане верхнего крыла со смещением вправо;
- основной топливный бак установлен за мотором в нижней части НЧФ;
- расходный топливный бак установлен в центроплане верхнего крыла со смещением вправо от ПСС;
- выхлопная система состоит из 6 отдельных патрубков, выводящих отработанные газы влево.
Бипланная коробка крыльев:
- бипланная коробка крыльев одностоечная, имеет положительный вынос по передней кромке, но хорда верхнего крыла значительно больше нижнего и выступает дальше назад;
- крылья набраны тонкими выпукло-вогнутыми профилями, имеют прямоугольную в плане форму со скругленными углами и вырезами в коневой части для улучшения обзора;
- верхнее крыло состоит из центроплана и двух ОЧК;
- нижнее крыло состоит из двух ОЧК;
- каркас всех частей крыльев деревянный, состоит из двух лонжеронов, нервюр, носков (только на верхних ОЧК), пластин усилений на концах верхних ОЧК в местах подсоединения тросов управления по крену и кромочных профилей (по всему контуру кроме задних кромок верхних ОЧК;
- обшивка всех частей крыльев полотняная, в залонжеронной зоне верхних ОЧК – только с верхней стороны;
- ОЧК верхнего крыла имеет «гибкую заднюю кромку» (см. выше) – сечение нервюр уменьшаются, полотнища обшивок пришиты к канату, пущенному по концам нервюр;
- в каркасе центроплана есть усиления под установку радиатора;
- верхнее крыло установлено над фюзеляжем на «кабане» из двух I-образных стоек с каждой стороны от ПСС, передние стойки связаны с диагональными раскосами бипланной коробки крыльев;
- нижнее крыло крепится к ферме фюзеляжа непосредственно;
- крылья соединяются между собой по консольным частям одной одиночной I-образной стойкой с каждой стороны от ПСС, она идет от заднего л-на нижнего крыла к переднему л-ну верхнего крыла;
- от нижних бимсов фермы фюзеляжа в местах их соединения с передними стержнями ООШ и задними л-нами нижних ОЧК идут жесткие диагональные раскосы к л-нам верхних ОЧК и соединяются с ними по нервюре, к которой крепятся межкрыльевые стойки;
- жесткость бипланной коробки крыльев обеспечена этими диагональными раскосами и стержнями, связывающими их с «кабаном», внешних растяжек нет;
- элеронов нет, управление по крену – перекосом концов верхнего крыла (это был один из последних военных самолетов с управлением по крену «гошированием», дальше этот способ применялся почти исключительно на легких спортивных самолетах и планерах).
Фюзеляж:
- фюзеляж имеет переменное сечение, круглое по шп. № 1, далее переходящее в пятиугольное в нижней и скругленное в верхней части с плоскими остальными гранями, сходящееся к хвосту в вертикальный отрезок, образованный концевой вертикальной трубой;
- каркас фюзеляжа ферменный деревянный, обшивка фанерная;
- каркас фюзеляжа состоит из бимсов, полных и частичных шпангоутов, местных усилений, а также концевой трубы, а также моторамы и окантовки кабины;
- кабина открытая, ветрового козырька и заголовника нет;
- в нижней части левого борта фюзеляжа на бимсе сделана ступенька для удобства входа в кабину и выхода из нее.
Оперение:
- оперение однокилевое, установлено на ХЧФ, состоит из ГО и ВО;
- ГО самолета пятиугольной в плане формы с вырезом в РВ для обеспечения хода РН, свободнонесущее, состоит из стабилизатора и РВ;
- профиль ГО плоско-выпуклый по стабилизатору (выпуклой стороной вверх, чтобы на основных режимах полета его подъемная сила с подъемной силой крыльев складывалась, а не вычиталась – это также была важная идея конструкции Р. Кноллера) и ромбовидный по РН;
- каркас стабилизатора и РН состоит из лонжеронов, кромок и нервюр из стальных труб, обшивка – полотно;
- ВО состоит из киля пятиугольной в плане формы и РН с роговой компенсацией и криволинейной ЗК;
- конструкция агрегатов ВО такая же, как и ВО;
- стабилизатор и киль свободнонесущие крепятся лонжеронами к каркасу фюзеляжа моментными узлами.
Чертеж: Petr Kolmann // L+K listopad 2011 // http://alternathistory.com/opytnye-istrebiteli-knoller-70-01-02-avstro-vengriya/
Система управления самолетом:
- включает независимые каналы тангажа, крена и курса;
- управление по тангажу и крену – от РУС, по курсу – педалями;
- проводка смешанная, проложена под обшивкой так, что только концы ее каналов тангажа и курса выходят в поток к качалкам на рулевых поверхностях, а тяги и тросы гоширования верхнего крыла все внутренние.
Шасси:
- трехопорное с хвостовым костылем;
- ООШ состоят из двух V-образных стоек, траверсы, установленной на резиново-шнуровой амортизации оси с двумя колесами и обтекателя между стойками, который закрывает траверсу;
- материал стоек и траверсы ООШ – стальные трубы (на стойках – овального сечения);
- жесткость ООШ обеспечена тросовыми растяжками, включенными в единую силовую схему с раскосами бипланной коробки крыльев и силовым набором фюзеляжа;
- костыль рычажного типа установлен на надстройке под ХЧФ и имеет резиново-шнуровую амортизацию.
Вооружение:
- два синхронных пулемета Шварцлозе M.16 калибра 8,0 мм установлены на НЧФ;
- пулеметы, устройства подачи лент и отвода гильз и звеньев установлены под кожухами так, что пилот может перезаряжать их рукой.
По расчету самолет должен был иметь скорость 240 км/ч – значительно выше любого самолета выпуска 1917 г.
Поскольку самолет формально считался разработкой Flars, а ВВС находящейся в глубоком финансовом кризисе Австро-Венгрии остро нуждались в истребителях собственной конструкции и постройки, использующих отечественные комплектующие, проект быстро получил одобрение.
Было решено строить два летных образца самолета, которым были присвоены регистрационные номера ВВС 70.01 и 70.02.
Хотя к тому времени принятые на вооружение самолеты Р. Кноллера (его конструкции и выпускаемые по лицензиям с изменениями) имели стандартные обозначения В I и B II (биплан – разведчик) и С I (вооруженный биплан – разведчик), этому самолету обозначение присвоено официально не было. В документах он именовался номером, реже «биплан Кноллера» (Knoller Doppeldecker), Кноллер D или D I.
Кноллер «Доппельдеккер» (Knoller Doppeldecker, D, D I, Knoller 70, рег. № 70.01) 1-й опытный, истребитель.
Постройка начата в мастерских Flars в Асперне в середине 1917 г. и шла одновременно с проектированием и была закончена в последнюю декаду ноября 1917 г. Вооружение установлено не было.
23 ноября 1917 г. года летчик-испытатель Flars К. Кригер (Karl Kriger) выполнил на самолете первый полет. Не известно, подтвердились ли расчетные данные, но был выявлен ряд серьезных недостатков, главный из которых проистекал из гибкой конструкции верхнего крыла и способа управления по крену гошированием: периодически (и непредсказуемо) возникала обратная реакция по крену и самолет переходил в неуправляемый режим. Эффективность управления по крену даже при отсутствии обратной реакции оказалась недостаточна.
Хотя обычно управление быстро восстанавливалось и аварий не было, но оставалось крайне неудобным. Такой самолет в строевую эксплуатацию передан быть не мог.
К началу 1918 г. на вооружение ВВС Венгрии уже поступили истребители собственной конструкции Феникс D I, Авиатик – Берг D I, Авиатик – Берг D II, и они потребности ВВС Австро-Венгрии в самолетах такого класса частично удовлетворили.
Испытания самолета шли очень долго и вяло, полеты проводились редко и не регулярно, без определения четкого плана и сроков работ.
20 июня 1918 г. самолет был поврежден на рулении (как было записано в акте, из-за ошибки летчика) и отправлен на ремонт в мастерские ВВС Fruba (Flugzeug Reparatur und Bau Anstalt, Вена).
Ремонт был совмещен с доработкой по типу строящегося 2-го опытного самолета, направленной на устранение недостатков:
- установлен 4-лопастный Х-образный воздушный винт Jarray (2-лопастный не мог снять всю мощность мотора, и недодавал тяги);
- на законцовках верхнего крыла были сделаны элероны, имеющие коническую крутку (средняя линия их профиля в корневой части совпадала с профилем крыла, а в концевой отгибалась вверх;
- по задней кромке верхних ОЧК пушена рейка вместо каната для повышения жесткости и др.
Фото: http://alternathistory.com/opytnye-istrebiteli-knoller-70-01-02-avstro-vengriya/
В конце августа 1918 г. испытания отремонтированного самолета возобновились, но как и прежде шли медленно и с перерывами, руководство Flars и ВВС интереса к самолету больше не проявляло и не пыталось работы ускорить. Полеты показали, что управляемость самолета не улучшилась.
Продолжительно, причина неудачи крылась не только в неудачной конструкции верхнего крыла, которая была главной идеей самолета, но и в неправильной установке горизонтального оперения с несущим профилем выпуклой стороной вверх. При такой установке оно не могло обеспечить автоматическое восстановление статической устойчивости по тангажу на больших углах атаки, характерных для резкого набора высоты, виража и посадки. Кроме того, развиваемый им момент по тангажу был недостаточен для выполнения энергичных маневров и в вертикальной, и в горизонтальной плоскости. Предпочтительно было установить симметричный профиль ГО, ставший к тому времени общепринятым.
Не известно, удалось ли хотя бы полностью снять летные характеристики на этом самолете.
Кноллер «Доппельдеккер» (Knoller Doppeldecker, D, D I, Knoller 70, рег. № 70.02) 2-й опытный, истребитель.
Самолет строился в мастерских Flars, также участвовали ремонтные мастерские ВВС Fruba.
По конструкции соответствовал доработанному самолету № 70.01, но эти доработки на нем делались раньше, в ходе его постройки весной-летом 1918 г.
В сентябре 1918 г. постройка самолета без установки вооружения была закончена, и в том же месяце он выполнил первый полет. Хотя Кноллеру был выдан предварительный заказ на 9 серийных самолетов установочной серии и машине по некоторым сведениям было даже присвоено официальное обозначение ВВС Knoller D I, на испытаниях она не показала улучшения управляемости и на вооружение принята не была.
Как и первый самолет, борт 70.02 в полетах аварий не имел, но это можно объяснить только их низкой интенсивностью и талантом испытателей.
Заложенные в конструкцию самолет идеи гибкого профиля крыла и установки ГО с направлением подъемной силы на нем вверх на самом деле тогда новыми давно уже не были. Так делались многие первые аэропланы до 1911…1914 гг. и к тому времени от этого отказались повсеместно по причине тех же недостатков, с которыми столкнулся на своем самолете Рихард Кноллер.
В его рассуждениях была доля здравого смысла, но ожидаемые им преимущества удалось использовать много позже.
Горизонтальное оперение с положительной подъемной силой стало использоваться на серийных боевых самолетах IV поколения, первый из которых, General Dynamics YF-16A (США), совершил первый полет 20 января 1974 г. Они отличаются отрицательной статической устойчивостью, а их динамическая устойчивость обеспечивается ЭДСУ с цифровой вычислительной машиной, которая вырабатывает соответствующие режиму полета дополнительные команды управления. Такая схема с разной степенью статической неустойчивости применяется на большинстве истребителей IV и V поколений.
Гибкость профиля и «подстройка под режим полета» была испытана на экспериментальном самолете General Dynamics F-111 AFTI с «адаптивным крылом» в начале 1980-х гг., а 29 апреля 1999 г. совершил первый полет российский корабельный учебно-боевой (ударный) самолет Су-33КУБ. Но и в них управление профилем крыла в зависимости от режима полета осуществляла ЭВМ.
Естественно, в начале ХХ века получить ожидаемые преимущества от этих решений было невозможно, но Рихард Кноллер не обратил внимания на отрицательный опыт своих предшественников, что обрекло его проект на провал.
Об других австрийских истребителях читайте в выпуске Авиакаталога № 134 на страницах журнала «Наука и Техника»
Смысл использованных в статье и таблицах определений, понятий и сокращений можно узнать, открыв наш краткий словарь по авиации и ракетной технике
Подробные тактико-технические данные самолета смотрите в таблице Knoller Doppeldecker Data
Список использованных источников во всех разделах Справочника о самолетах, описываемых в Авиакаталоге, будет дан по завершении публикации всего цикла
