Геннадий Катышев - Авиаконструктор Игорь Иванович Сикорский 1889-1972
Поздней осенью 1931 г. ”Пан Америкен” начала эксплуатацию S-40 в Карибском бассейне. Вскоре были построены еще две амфибии. Все они летали на регулярных пассажирских линиях, пока не были вытеснены более современными машинами. Во время второй мировой войны S-40 использовались для тренировки экипажей дальних бомбардировщиков. Хотя было построено всего три S-40, они оставили после себя заметный след и стали очередной ступенькой в развитии авиации.
Лайнер, соединяющий континенты
В каждом авиаконструкторе живет мечта о прекрасной машине, которая еще будет создана, которая удивит своей красотой и великолепными характеристиками. После успешной работы над S-40 у Игоря Ивановича крепла уверенность, что можно построить более совершенную машину – летающую лодку, сделать еще один заметный шаг вперед. Накопленный личный опыт и последние достижения авиации позволяли более смело заглянуть в будущее и, как всегда, отойти от традиционного накатанного пути.
Условия ”Пан Америкен” были жесткие. Лодка должна совершать беспосадочные полеты на расстояние не менее 4000 км при встречном ветре до 50 км/ч на скорости, которая бы значительно превышала скорости летающих лодок того времени. Выполнения этих условий можно достигнуть установкой более мощных двигателей, уменьшением лобового сопротивления, совершенствованием аэродинамических форм. Также нужно более узкое и, следовательно, тяжелонагруженное крыло, удельная нагрузка которого в два раза превышала бы значения нагрузки применявшихся тогда крыльев. Это крыло хорошо в полете, но на взлете и посадке не позволяет держать малые скорости, что особо важно для летающих лодок. За разработку нового крыла, которое удовлетворяло бы всем требованиям, взялся Михаил Глухарев. Специально сконструированные зависающие закрылки смогли увеличить на взлете подъемную силу на 40%. При посадке закрылки отклонялись на 40° и обеспечивали посадочную скорость большой машины всего лишь 105 км/ч.
Скорость транспортного самолета – это тоже не самоцель. Рейсовая машина должна иметь и хорошую коммерческую отдачу, т.е. при минимальных эксплуатационных затратах максимальный вес полезного груза, перевезенный на возможно большее расстояние с возможно большей скоростью. Увеличение же скорости базируется в основном на увеличении мощности двигателей, что, в свою очередь, влечет за собой повышение расхода топлива, увеличение его запаса, т.е. лишний вес. Оптимизировать все эти параметры под конкретные цели, найти разумный компромисс между взаимоисключающими требованиями – это и есть основная задача конструктора. Каждая лошадиная сила двигателя, каждый литр топлива, каждый дециметр внутреннего объема самолета, каждая единица площади крыла и т.д. должны использоваться с максимальной отдачей.
Одной из важных проблем авиации всегда была проблема использования оптимальных воздушных винтов. Известно, что максимальную мощность двигатель развивает на максимальных оборотах. Ее можно получить на взлете при малом угле установки лопастей. Вот самолет взлетел, теперь уже обороты помеха – лишний расход топлива. С большим же шагом хорошо в полете, но с ним тяжело взлетать. Он значительно увеличивает взлетную дистанцию, а иногда и не позволяет взлететь перегруженной машине. Вот они взаимоисключающие требования! У автомобиля примерно так же. С места он трогается на первой скорости, передаточное число обеспечивает передачу на колеса максимального крутящего момента. По мере разгона передаточное число уменьшается. Теперь важна скорость автомобиля и минимальный километровый расход топлива. Уже на заре авиации, когда применялись винты только фиксированного шага, были идеи изменять шаг лопасти пропеллера, т.е. на взлете использовать малый шаг и максимальную мощность двигателя, а в полете устанавливать обороты в соответствии с выбранным режимом полета (например, обеспечивающий минимальный километровый расход топлива). Однако уровень техники того времени не позволял решить эту достаточно сложную инженерную задачу. Пока довольствовались, и то далеко не всегда, ступенчатым изменением шага. В зависимости от решаемой задачи подбирался наиболее подходящий шаг лопасти, который устанавливался на земле. В полете менять его уже было нельзя. В 1926 г. впервые был опробован экспериментальный механизм изменения шага в полете. Постепенно это новшество стало внедряться на практике.
При проектировании S-42 Сикорский постарался использовать новинки авиационной науки и техники. В частности, кроме тяжелонагруженного крыла с высокой степенью механизации были установлены на самолет сравнительно легкие, мощные и экономичные двигатели ”Пратт Уитни” по 750 л.с. (суммарная их мощность 3000 л.с.), использованы винты изменяемого шага. Двигатели располагались в крыле и были полностью закапотированы. В целом лодка имела облагороженные аэро- и гидродинамические формы. Ее макеты много раз продувались в трубах и испытывались в гидробассейне. Все эти принятые меры в сумме дали прекрасные результаты.
К концу 1933 г. постройка машины была завершена, однако пришлось ждать весны, пока с воды сойдет лед. Это время использовалось для доводки машины, проверки агрегатов и оборудования. Наконец наступил день первых испытаний. Грациозная машина легко заскользила по глади воды. Ее красивые формы привлекали внимание, от лодки трудно было отвести взгляд. В этот день были намечены только руление и пробежки. Борис Сергиевский выполнил первую часть программы. Все было нормально. Теперь нужно было определить разгонные характеристики, устойчивость и управляемость лодки на воде на скорости свыше 60 км/ч. На этот раз Игорь Иванович занял место второго пилота. Максимальный газ. Легко нагруженный самолет, влекомый тремя тысячами лошадиных сил, стал быстро разгоняться. Через несколько секунд он был уже в воздухе. Пилот быстро убрал газ – полет в этот день не был предусмотрен. Мгновения пребывания в воздухе напомнили конструктору о тех далеких и сладких секундах его первых полетов в Киеве. Теперь же огромная новая машина, плод долгих и тяжелых трудов, опять подвластна воле человека.
Первый полет был намечен на следующий день 29 марта 1934 г. В соответствии с правилами страхования, на борту в этот раз могли находиться только летчики-испытатели и два механика. Борис Сергиевский легко оторвал машину от воды. Игорь Иванович со стороны наблюдал триумф мысли своего коллектива, венец всех трудов.
Началась обычная испытательская работа. Снятые характеристики во многом оказались выше расчетных. Достигнутая скорость 300 км/ч была значительно выше контрактной. S-42 легко взлетал с максимальным взлетным весом более 13 т. 26 апреля 1934 г. был установлен мировой рекорд, подъема полезного груза для летающих лодок на высоту 2 тыс. м. Нагрузка составляла 7533 кг. В этом же полете была набрана высота 5тыс. м, а 17 мая груз в 5т поднят на высоту 6203 м. Стало ясно, что новая летающая лодка превосходит все известные лодки по скорости, потолку и радиусу действия. Было решено, не прерывая испытательной программы, подготовить серию мировых рекордов. Для этого подобрали 500-километровый маршрут (сумму расстояний между тремя поворотными пунктами) и на нем отрабатывали режимы полетов для установления мировых рекордов скорости по замкнутому маршруту в 1000 и 2000 км. По расчетам получалось, что в одном полете на 2000 км (при четырехкратном облете 500-километрового маршрута) можно установить восемь мировых рекордов.
Завершая программу испытаний, Борис Сергиевский подготовил отчет. В нем фигурировали следующие характеристики S-42:
максимальный взлетный вес – 13600 кг
максимальная скорость 300 км/ч
крейсерская скорость – 257 км/ч
время разбега 25-30 с
дальность полета
с полезной нагрузкой 3000 кг – 2 тыс. км
с полезной нагрузкой 700 кг – 5 тыс. км
скороподъемность у воды
при 4 работающих двигателях – 5 м/с
при 3 работающих двигателях- 2 м/с
Полет на установление мировых рекордов наметили на 1 августа 1934 г. Экипаж состоял из летчика-испытателя компании Сикорского Бориса Сергиевского, шеф-пилота заказчика Эдвина Музыки и всем известного Чарльза Линдберга, советника ”Пан Америкен”.
Это было благодатное время для установления рекордов. Страна вышла из экономического кризиса, бурно развивалась авиация, набирало силу движение за превращение США в ведущую авиационную державу. Надо же так случиться, что перед вылетом в компанию Сикорского пришло письмо от президента Национальной аэронавтической ассоциации, в котором он призывал ширить работу по установлению мировых рекордов, с тем чтобы по их числу Америка смогла обогнать Францию.
Утром 1 августа спортивные комиссары опломбировали топливные и масляные баки, заверили груз в 2000 кг, установили свои бароспидографы и покинули самолет. Летающая лодка, оставляя за собой белый бурун, легко оторвалась от воды и легла на маршрут. Прошло восемь часов и после прохождения последнего пункта маршрута комиссары зафиксировали установление восьми мировых рекордов для летающих лодок: скорость 253,7 км/ ч на базе 1000 км с полезным грузом 0, 500, 1000 и 2000 кг и с тем же грузом скорость 253,4 км/ч на базе 2000 км.
