Столетняя история «летающего крыла»

В том же 1922 г. Арну основал авиастроительную компанию "Авиационное общество Симплекс". В качестве летчика-испытателя он пригласил французского аса Жоржа Мэдона, который в годы войны одержал в воздухе 41 победу.

Первым самолетом новоиспеченной компании был бесхвостый гоночный моноплан "Симплекс-Арну". Он предназначался для участия в воздушных гонках 1922 года на приз Дейтш де ля Мер — наиболее престижных в то время состязаниях на скорость полета. В создании самолета Арну помогал инженер Кармье. Двигатель водяного охлаждения мощностью 300 л.с. должен был, по расчетам, обеспечить самолету скорость 380 км/ч.^[5]

"Симплекс-Арну" был выполнен целиком из дерева. Для того, чтобы свести сопротивление машины к минимуму, конструкторы применили свободнонесущее крыло с гладкой фанерной обшивкой, обтекаемый фюзеляж плавно переходил в небольшой вертикальный киль с рулем направления. Новшеством было использование симметричного профиля крыла. Такой профиль обладал небольшим коэффициентом подъемной силы, но зато создавал меньшее лобовое сопротивление. К тому же на небольших углах атаки он имел постоянное положение центра давления, что должно было способствовать устойчивости самолета. Продольная балансировка в этом случае достигалась небольшим отклонением вверх элевонов, занимавших, как и на других самолетах Арну, всю заднюю кромку крыла.

Недостатком машины был очень плохой обзор из кабины: смотреть вниз летчику мешало широкое крыло, а впереди все загораживал радиатор цилиндрической формы. Но, учитывая специфическое назначение самолета и высокое мастерство летчика, на это решили не обращать внимания.

Ж.Мэдон около гоночного моноплана Арну. Недостатком самолета был плохой обзор из кабины из-за расположенного впереди большого бочкообразного радиатора.

Последняя "бесхвостка " Рене Арну.

Это было ошибкой. 24 сентября 1922 г., всего за 6 дней до начала состязаний, Мэдон, опробуя самолет, не смог правильно рассчитать посадку. От удара шасси сломалось, и машина опрокинулась. На этот раз летчик почти не пострадал, но об участии в состязаниях, конечно, не могло идти и речи.

Две тяжелые аварии за один год нанесли урон репутации конструктора. Чтобы спасти положение, в 1923 г. Арну построил еще один самолет, наподобие биплана 1921 г. Это был модифицированный под "бесхвостку" самолет Анрио HD-14 с укороченным вдвое фюзеляжем и большим килем за кабиной. Подвижные поверхности на верхнем крыле могли перемещаться только на очень небольшой угол и служили исключительно для регулировки продольной балансировки в полете, элевоны располагались на нижнем крыле.

Самолет проходил испытания, летал на нем Ж.Мэдон. Скорее всего, пробные полеты не дали положительных результатов, так как вскоре компания "Симплекс" прекратила свое существование. Мэдон покинул Арну и поступил на военную службу. Он погиб в 1924 г. во время показательных полетов в Бизерте (Тунис), когда у его самолета на малой высоте отказал двигатель.

Гоночный "Арну-Симплекс" был не единственной "бесхвосткой", предназначавшейся для участия в состязаниях 1922 г. Два французских инженера Жорж-Мари Ландверлен и Жорж Беррер в одном из цехов фирмы Анрио строили еще более необычный с полет. По схеме он представлял собой как бы самолет Данна наоборот. Крыло имело отрицательную стреловидность, а для продольной балансировки применялась положительная крутка (угол установки профилей увеличивается к концам крыла). Благодаря такой форме появлялась возможность разделить органы управления на элероны, установленные на концах крыла вблизи поперечной оси, проходящей через центр тяжести самолета, и рули высоты у основания крыла, позади центра тяжести. Другим преимуществом этой схемы была большая подъемная сила крыла по сравнению с крылом обычной стреловидности, так как из условия продольного равновесия балансировочная сила на концах крыла направлена вверх. Это было весьма существенно — в крыле стоял симметричный профиль с невысоким коэффициентом подъемной силы. Аэродинамические испытания модели показали, что при углах атаки до 10° самолет должен обладать удовлетворительной устойчивостью.^[6]

Машину оснастили чрезвычайно мощным по тем временам 700-сильным двигателем Фиат А-14. Лететь на ней вызвался известнейший французский ас Шарль Нунжессер. Но закончить самолет к началу состязаний не успели, и больше о нем в печати не упоминалось. Можно предположить, что после аварии Мэдона на "Арну-Симплекс" Ландверлен и Беррен не рискнули испытать свой самолет.

Мотопланер Ш.Фовеля AV-2. Из-за заметного влияния тяги винта на продольную устойчивость аппарата пилотировать его было сложно.

Более счастливая судьба была уготована "бесхвосткам" Шарля Фовеля. Их создатель родился во Франции в 1905 г., в 1924 г. стал военным летчиком. Вскоре он заинтересовался планеризмом и решил построить мотопланер собственной конструкции. Выбор пал на схему "бесхвостка". Сделано это было, очевидно, не без влияния Рене Арну, который консультировал Фовеля при разработке последним в 1929 г. патентной заявки на аппарат.

Из-за постоянных передислокаций части, в которой служил Фовель, осуществить задуманное удалось только в 1933 г. Свой мотопланер AV-2 летчик построил в городе Шаторуа с помощью товарищей по истребительной эскадрильи. Так же, как "бесхвостки" Арну, AV-2 имел крыло с нестреловидной осью. Но если Арну применял на своих самолетах крыло с постоянной хордой, то Фовель предпочел сделать его сужающимся, придав крылу очертания вытянутого в стороны ромба.

Биплан Арну, 1921 г.

AV-2

Симплекс-Арну

AV-10

Ландверлен-Беррер

AV-36

S-образный профиль стоял в центральной части крыла, на концах применялся обычный профиль.

Ромбовидная форма давала целый ряд преимуществ: стреловидность передней кромки улучшала обзор из кабины, а благодаря обратной стреловидности задней кромки имелась возможность сделать раздельные руль высоты и элероны, как на самолете Ландверлена и Беррера. Кроме того, вследствие большей длины корневой хорды самолет становился менее чувствительным к изменениям центровки — недостаток, от которого страдали все самолеты конструкции Арну.^[7] Крыло с большим сужением давало также выигрыш в весе по сравнению с прямым, так как равнодействующая аэродинамических сил у ромбовидного крыла находится ближе к продольной оси самолета и вызывает меньший изгибающий момент.

Основной негативной особенностью крыла с сужением является большая вероятность срыва потока на концах. Чтобы сделать это явление менее опасным, Фовель применил элероны необычно большой длины — в полразмаха крыла.

Для путевой устойчивости служили два киля на задней части крыла. Понимая, что из-за малого расстояния от центра тяжести эффективность обычных рулей направления за килями будет мала, Фовель решил применить вместо них аэродинамические тормоза на концах крыла. Они действовали одновременно с элеронами, что облегчало выполнение поворотов. Руль высоты состоял из двух расположенных одна за другой секций. Такая конструкция позволяла более плавно изменять кривизну задней части профиля центроплана. Над крылом на стойках конструктор установил двухцилиндровый двигатель воздушного охлаждения АВС "Скорпион".