Морские разведчики М-2, М-3 и М-4 конструкции Д.П. Григоровича

М-2

Россия, первый полет – 31 августа 1914 г.

 

М-2 («Морской второй») проект, морской разведчик – летающая лодка. К проектированию самолета Д.П. Григорович приступил в начале 1914 г. Он вел разработку с учетом опыта строительства самолета М-1 как его прямое развитие с сохранением компоновки, но со значительными улучшениями, которые Григорович разработал самостоятельно.

 

Размерность самолета была значительно увеличена и предприняты меры к значительному улучшению мореходности.

Общие особенности конструкции:

•  летающая лодка – полутораплан классической аэродинамической схемы;
•  конструкция каркаса деревянная, в основном из массива ясеня (полуфабрикаты – бруски, доски, рейки) и фанеры;
•  обшивка лодки и поплавков – фанера, остальное – полотно;
•  сборка всех агрегатов выполнялась в стапелях, очень простых, но надежно фиксирующих все установочные размеры основных силовых деталей;
•  сборка лодки впервые в России производилась килем вверх, что улучшило качество изготовления днища – самой ответственной ее части;
•  растяжки и тросы управления натягиваются тандерами, которые контрятся проволокой после проверки силы натяжения на звук («тон струны» должен быть высоким и ровным).

 

Силовая установка:

•  7-цилиндровый ротативный мотор воздушного охлаждения Клерже 7Z мощностью 80 л.с. установлен между крыльями;
•  воздушный винт двухлопастный толкающий;
•  мотор крепится через хвостовик своего неподвижного коленвала к листовой раме (т.н. «толь») на задней А-образной стойке «кабана» бипланной коробки крыльев, а вращающимся валом винта через подшипник – к раме, крепящейся за этой стойкой наклонно назад и состоящей из двух подкосов и двух продольных труб;
•  задние А-образные стойки «кабана», как более нагруженные, подкреплены четырьмя раскосами – двумя наклонными в продольной плоскости и двумя скрещивающимися в поперечной;
•  запуск мотора – заводной рукояткой, насаженной на вал, проходящий под валом крепления мотора и соединенный с его подвижным картером зубчатой передачей;
•  топливо подается под создаваемым над ним ручным насосом давлением из основного бака за сиденьем летчиков в фюзеляже в расходный бак под верхним крылом, откуда в мотор идет самотеком;
•  баки паянные латунные;
•  система дренажа – в расходном баке, через который выполняется и наддув основного.

 

Бипланная коробка крыльев:

•  бипланная коробка крыльев двухстоечная с незначительным выносом верхнего крыла (только за счет меньших хорд нижнего);
•  в средней части крылья соединяются между собой кабаном из двух A-образных стоек, соединенных продольными стержнями;
•  по консолям крылья соединяются между собой двумя парными II-образными стойками с каждой стороны от ПСС;
•  бипланная коробка крыльев крепится к фюзеляжу безмоментными узлами на четырех выступающих концах А-образных стоек «кабана» и подкосов мотоустановки, они имеют длину около 100 мм, причем передние стойки длиннее задних и крылья установлены с положительным углом заклинения по отношению к СГФ и ВЛ;
•  жесткость бипланной коробки крыльев и ее установки на фюзеляж обеспечена сложной системой растяжек, которые проложены в продольной и поперечной плоскостях и выходят и на верхнюю поверхность крыла с помощью шпренгелей;
•  верхнее и нижнее крылья состоят каждое из двух консолей и имеют одинаковые профиль, форму в плане за исключением вырезов под воздушный винт и конструкцию за исключением элеронов (только на верхнем крыле), отличаясь размерами (верхнее по размаху и хордам больше нижнего);
•  консоли крыльев стыкуются по лонжеронам надетыми на них трубами так, что между ними оставался зазор (на верхнем крыле он был небольшой и зашивался, а на нижнем был больше ширины фюзеляжа и был открытым);
•  консоли верхнего и нижнего крыльев имеют подобную трапециевидную форму с незначительным обратным сужением (т.е. корневые их хорды меньше концевых) и небольшой прямой стреловидностью по кромкам, за исключением задней кромки элеронов на верхнем крыле, хорды которых больше расширяются к законцовкам, углы в законцовках по передним кромкам скруглены, а по задним кромкам подрезаны;
•  вырез в верхнем крыле для обеспечения зазора с диском воздушного винта сделан с радиусами (на М-1 имел прямые углы);
•  профиль крыльев тонкий выпукло-вогнутый, отличался от примененного на М-1;
•  силовой набор консоли крыла состоит из двух лонжеронов, реек по ПК и законцовкам, силовых и нормальных нервюр, а также внутренних раскосов;
•  жесткость консолей крыла обеспечена внутренними растяжками, натянутыми в плоскости их хорд Х-образно;
•  нервюры крыльев установлены по потоку;
•  на консолях верхнего крыла от коревых нервюр и до нервюр, ограничивающих вырезы под элероны, пущены дополнительные стенки;
•  силовой набор элеронов состоит из лонжерона, продольной стенки, полных и неполных нервюр, а также раскосов;
•  ЗК крыльев (в т.ч. элеронов) мягкие (в шов верхней и нижней обшивок проложен тонкий канатик).

 

Фюзеляж:

•  фюзеляж лодочного типа с прямой хвостовой балкой, по конструкции полностью отличался от самолета М-1, будучи гораздо более совершенным;
•  лодка имеет один редан, расположенный примерно под прямым углом к СГФ, в носовой части слабокилеватая с острыми скулами, от кабины до редана форма днища сильно вогнутая, сечения хвостовой балки близки к треугольнику, обращенному основанием вверх;
•  верхняя палуба корпуса имеет незначительно выпуклые конические обводы, что улучшило его аэродинамику и обеспечило быстрое скатывание воды при захлестывании корпуса волной;
•  лодка собирается как единый агрегат на латунных винтах и свинцовых белилах, заменявших клей, некоторые места дополнительно промазывались «морским клеем» – раствором творога в нашатырном спирте, высоконагруженные места усилены кницами;
•  винтов от 10 до 15 тысяч штук (точное число определялось по месту и необходимости) и на их установку отвертками требовалась работа бригады в течении нескольких дней (забивать шурупы молотком было категорически запрещено);
•  силовой набор состоит из пяти продольных бимсов и трех в хвостовой частях, вертикальных и раскосных шпангоутов, а также работающей обшивки (в расчет прочности она не включалась, тем не менее воспринимала все нагрузки своими касательными напряжениями, значительно увеличивая прочность лодки, как это было в деревянных судах, например, шлюпках);
•  шпангоуты изготавливались из отдельных брусков – они заводились в стапель по его рубильникам, обрезались по месту и соединялись кницами;
•  в нижней части лодки у редана под прямым углом к ПСС установлена труба для монтажа лыжного шасси, см. ниже;
•  обшивка фанерная, переменной толщины;
•  внешняя поверхность лодки покрыта бесцветным лаком, внутренняя – олифой;
•  кабина экипажа открытая с размещением двух сидений бок о бок, что было удобно для прямого сообщения между летчиком и наблюдателем.

 

Оперение:

•  однокилевое, расположено на хвостовой части корпуса – лодки;
•  профиль ГО и ВО плоский по неподвижным частям и клиновидный по рулям, радиусы кромок определены трубами каркаса;
•  ГО состоит из стабилизатора и РВ, его относительная площадь по сравнению с самолетом М-1 увеличена;
•  ГО трапециевидной в плане формы с треугольным вырезом в РВ для обеспечения поворота РН;
•  каркас стабилизатора состоит из лонжерона, кромки, передний участок которой служит вспомогательным лонжероном, а концевые – нервюрами, а также нервюр, установленных по потоку;
•  РВ состоит из двух половин, объединенных общим главным лонжероном, остальной каркас каждого пера РВ свой – кромка, вспомогательный лонжерон и нервюры, пущенные по потоку;
•  ВО состоит из киля и РН;
•  нижняя часть киля до стабилизатора на виде в плане имеет прямоугольную форму, а верхняя – треугольника, причем его основание меньше хорды нижней части;
•  силовой набор киля состоит из главного лонжерона, кромки и двух нервюр – корневой и проходящей между прямоугольной и треугольной частями;
•  РН имеет на виде в плане имеет форму параллелограмма с сильно скругленным верхним задним углом;
•  силовой набор подобен РН;
•  киль крепится лонжеронами  к каркасу ХЧФ на безмоментных узлах (крепление их труб при этом работает на изгиб);
•  стабилизатор крепится лонжероном и кромкой к лонжерону и кромке киля в зоне его верхней нервюры и подкосами (по одному с каждой стороны от ПСС к хвостовой балке на безмоментных узлах (крепление труб лонжеронов при этом работает на изгиб);
•  жесткость установки оперения обеспечена растяжками и натяжением тросов управления, которые протянуты снаружи ХЧФ через шпренгели – один на передней кромке стабилизатора по ПСС и два на его главном заднем л-не.

 

Система управления:

•  состоит из трех независимых каналов управления (тангаж и крен с управлением РУС, а также рыскание с управлением педалями);
•  пост управления один – напротив левого кресла кабины;
•  проводка управления тросовая, почти вся проходит вне агрегатов самолета.

 

Взлетно-посадочные устройства:

•  под ХЧФ установлена «лопата» – пластина на шарнирах, которая отклоняется резиновым «буфером», который должен был смягчать качание лодки на волне;
•  поддерживающие поплавки имеют каплевидную форму на виде сбоку и переменное прямоугольное сечение;
•  силовой набор поплавков состоит из бимсов по скулам и шпангоутов;
•  поддерживающие поплавки крепятся к лонжеронам нижнего крыла каждый на четырех стержнях, образующих с их каркасом раму, жесткость которой обеспечена растяжками;
•  для полетов зимой с аэродромов со снежным или с ледовым покрытием предусмотрена установка съемного лыжного шасси, см. ниже.

 

Зимнее съемное лыжное шасси:

•  трехопорное, состоит из двух главных и хвостовой опор;
•  ООШ состоят из трубы, которая продевалась сквозь трубу большего диаметра в нижней части лодки у редана (см. конструкция  фюзеляжа), на которую шарнирно одевались две лыжи на длинных пирамидальных кронштейнах, лыжи уравновешивались шнурами, амортизации не было;
•  под хвостовой балкой устанавливалась третья малая лыжа подобно основным.

 

Самолет проектировался и строился на заводе «Первое российское товарищество воздухоплавания» в Санкт-Петербурге.

Проект был оценен положительно, и заводу ПРТВ С. Щетинина было заказано строительство пяти таких самолетов.

 

М-2 («Морской второй») экземпляр № 1, морской разведчик – летающая лодка. Самолет построен на заводе ПРТВ С. Щетинина в Санкт-Петербуге. Закончен по производству он был в середине августа 1914 г., когда уже шла Империалистическая война, и его испытаниям придавалось большое значение.

 

Первый полет на самолете с акватории Гребного порт 31 августа 1914 г. выполнил известный в то время летчик Петр Владимирович Евсюков, который летал во время Балканской войны 1912-1913 гг. в русском авиаотряде С. Щетинина.

 

В ходе испытаний самолет разбился, и летчик Евсюков погиб.

 

Несмотря на катастрофу первого экземпляра М-2, было решено достроить четыре контрактных самолета.

 

М-2 («Морской второй», Щ-2) экземпляр № 2, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца и сдан авиации Балтийского флота в конце 1914 г.

 

Списан зимой 1915-1916 гг. по износу.

 

 

М-2 («Морской второй», Щ-3 1-й с таким обозначением) экземпляр № 3, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца и сдан авиации Балтийского флота в конце 1914 г.

 

Списан зимой 1915-1916 гг. по износу.

 

М-2 («Морской второй») экземпляр № 4, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца в начале 1915 г.

 

Сдан авиации Черноморского флота и отправлен с завода 10 марта 1915 г.

 

На месте применения самолет получил бортовой номер «29» и использовался в боевых действиях на Черном море на протяжении 1915 г.

 

Дальнейшая судьба самолета не известна.

М-2 («Морской второй») экземпляр № 5, морской разведчик – летающая лодка. Построен заводом ПТРВ без существенных отличий от первого образца в начале 1915 г.

 

Сдан авиации Черноморского флота и отправлен с завода 10 марта 1915 г.

 

На месте применения самолет получил бортовой номер «29» и использовался в боевых действиях на Черном море на протяжении 1915 г.

 

В том же году был передан в Офицерскую летную школу в Севастополе. Далее, видимо, был списан по износу.

 

Всего построено 5 самолетов.

 

Летные данные самолета М-2 для 1915 г., когда началась его строевая эксплуатация, были уже недостаточны из-за слабого мотора. Также неудовлетворительной оказалась мореходность самолета и его стойкость к климатическим воздействиям, особенно, для условий Балтики.

 

Идея демпфера килевой качки («лопаты») оказалась неудачной.

 

Установка зимнего лыжного шасси сильно снижала летные данные и оно, по-видимому, широко не использовалось.

 

Основные недостатки конструкции были видны уже в середине 1914 г., когда самолет №1 строился, но было решено их исправлять на новом типе М-3, см. далее.

 

Тем не менее, принятые флотом четыре самолета довольно активно летали – сначала как разведчики, а потом как учебные самолеты.

 

 

 

М-3

Россия, первый полет – конец 1914 г.

 

М-3 («Морской третий», Щ-3, «Щетинин третий») проект и опытный, морской разведчик – летающая лодка. Проектирование начато Дмитрием Павловичем Григоровичем летом или осенью 1914 г., когда самолет М-2 строился или его испытания только начинались, но уже стали видны некоторые недостатки конструкции и слишком большая нагрузка на мощность.

 

Были внесены следующие отличия в конструкцию и комплектацию самолета:

• установлен звездообразный ротативный 9-цилиндровый мотор воздушного охлаждения «Моносупап-В» номинальной мощностью 100 л.с.;
• изменен профиль крыла;
• нижнее крыло крепилось на фюзеляж по переднему лонжерону на продолжении передних стоек «кабана» бипланной коробки, которые соединялись с ним спереди, а также на призматической ферме, зашитой фанерой, которая соединялась с передними подкосами мотоустановки (крепление его по заднему лонжерону не изменилось – на двух стержнях, являвшихся продолжением задних стоек «кабана»).

 

Самолет был построен заводом ПРТВ С. Щетинина сразу вслед за М-2 № 1 и одновременно с М-2 № 2 и 3 и совершил первый полет в конце 1914 г.

 

Испытания показали, что летные данные и мореходность не улучшились.

 

В последующих полетах сняли «лопату» – пластину на резиновом буфере под хвостовой частью фюзеляжа, служившую для гашения килевой качки, но после этого мореходность только ухудшилась – вероятно, из-за изменения центровки, т.к. свое назначение это устройство явно не выполняло.

 

Самолет на вооружение принят не был и в серию не запускался.

 

  

М-4

Россия, первый полет – конец 1914 г.

 

М-4 (Щ-4) проект и серийный, морской разведчик, летающая лодка. Вероятно, самолеты М-4 закладывались на заводе ПТВ С. Щетинина в Санкт-Петербурге как серия по чертежам М-3, но еще до окончания постройки их конструктор Дмитрий Павлович Григорович сделал в них новые изменения:

•  изменена центровка с тем, чтобы улучшить продольную устойчивость в движении по воде;
•  применен новый профиль крыльев;
•  по данным многих авторов размах верхнего крыла уменьшен на 60 мм, а размах нижнего и хорды крыльев значительно увеличены, что дало прирост площади на 4,4 кв.м, но это не подтверждается В.Б. Шавровым, который приводит фото самолета;
•  незначительно улучшена конструкция лодки;
•  стабилизатор был сделан переставным, см. ниже;
•  демпфер килевой качки под ХЧФ («лопата») не установлен.
•  изменена система крепления стабилизатора – узел навески по главному (заднему) лонжерону сделан шарнирным (1 степень свободы), под передней кромкой стабилизатора установлен винтовой подъемник (его нижний узел навески имеет 1 степень свободы, верхняя точка крепления – 3), растяжки оперения проложены так, что при перестановке силы натяжения не изменяются (крепления наконечников растяжек шарнирные);
•  тросы управления РВ проложены так, что при перестановке ГО их натяжение не меняется, угол отклонения РВ также остается тем, что задан текущим положением РУС по тангажу;
•  положение ГО в зависимости от особенностей самолета и предполагаемой центровки изменял механик на земле, вращая штурвальчик на подъемнике, который, поднимая или опуская переднюю кромку стабилизатора, изменяя угол его установки.

 

Взлетный вес по сравнению с М-2 по документам не изменился (870 кг), что может свидетельствовать о том, что взвешивание просто не проводили и на деле он был больше.

 

Самолет построен заводом ПРТВ в конце 1914 г. и тогда же выполнил первый полет (возможно, с лыжного шасси). Заводские испытания, проведенные в декабре 1914 – январе 1915 г. показали существенное улучшение мореходности, а также устойчивости и управляемости в полете, особенно на взлете и посадке. Пилотирование самолета упростилось и его стало возможно использовать и для обучения курсантов (хотя перед этим самолетом такая задача пока не ставилась).

 

По завершении I этапа испытаний в феврале 1915 г. потребовались лишь незначительные доработки самолета, которые свелись к обычному восстановительному ремонту, проводимому тогда на всех самолетах при смене сезона.

 

Государственные испытания на воде, проведенные весной 1915 г. в Севастополе летчиком-приемщиком Морского министерства, подтвердили улучшение летных данных, и заводу ПРТВ была оплачена постройка четырех самолетов М-4 (вероятно, включая проходивший испытания первый экземпляр). Два самолета были переданы авиации Черноморского Флота и два – Балтийского. Подробных сведений об их использовании нет, т.к. они мало отличались от крупносерийного типа М-5 и применялись одновременно.

 

 

 

Подробные тактико-технические данные самолетов смотрите в таблице ТТХ М-2, М-3 и М-4

 

Смысл использованных в статье и таблицах определений, понятий и сокращений можно узнать, открыв наш краткий словарь по авиации и ракетной технике

 

Список использованных источников:

1. Александров А.О. Воздушные суда Российского императорского флота 1894-1917 гг. Т. 1. Аппараты Щетинина и Григоровича. СПб, Б.С.К., - 1998 г.
2. Багратинов В.А. Крылья России. М., ЭКСМО, - 2005 г.
3. Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. М., "Машиностроение", -1986 г.
4. http://www.airwar.ru/enc/other1/m2grig.html