В 1925 году Великобритания выставила для участия в проходивших в Балтиморе
шнейдеровских гонках Supermarine S 4. Этот самолет был совершенно новым очень
чистым среднепланом, спроектированным Р. Дж. Митчеллом. Свободнонесущее крыло
Supermarine S 4 имело опередившую свое время конструкцию. Не до конца изученная
конструкция, вероятно, послужила источником флаттера, вследствие чего самолет
разбился непосредственно перед гонкой. Гонка была выиграна лейтенантом армии США
Джеймсом Дулитлом на Curtis R3C-2. Британцы решили не участвовать в гонках 1926
года на том основании, что не было достаточно времени для разработки нового
самолета. Однако итальянцы опровергли это созданием совершенно нового самолета
Macchi M.39, подчинившись приказу Муссолини "выиграть любой ценой". Выполнив
приказ Муссолини итальянцы помешали США получить навсегда кубок Шнейдера, т.е.
выиграть гонки три раза подряд.
В рамках подготовки к гонке 1927 года в Великобритании были разработаны новые
машины - Short Crusader, Gloster IV и Supermarine S 5. Последний самолет был
дальнейшим развитием S-4; основными изменениями были подкосное крыло вместо
свободнонесущего, опускание крыла (низкоплан вместо среднеплана), изменение
поверхности радиаторов и установка двигателя Napier Lion с увеличенной до 875
л.с мощностью.
Для 1927 года самолет S.5 являлся верхом совершенства. Реджинальд Митчелл, сделал
практически новый самолет. Во-первых, он изменил конструктивно-силовую схему
своего нового моноплана. Митчелл был одним из первых конструкторов, которые
столкнулись с проблемой флаттера. Решить ее в середине 20-х годов было
невозможно (окончательно проблема флаттера была решена только после окончания
второй мировой войны). Единственно возможным выходом оказался отказ от
свободнонесущего крыла и возврат к расчалочной конструкции. При этом был выбран
тип самолета-моноплана с низкорасположенным крылом. В этом случае обратные
расчалки можно было крепить непосредственно к фюзеляжу, исключив специальную
стойку над ним, а несущие расчалки - к поплавкам. Схема низкоплана позволила
также несколько улучшить обзор пилоту и уменьшить посадочную скорость, так как
крыло теперь было ближе к земле, и на посадке сказывался эффект воздушной
подушки. Кроме того, Митчелл вложил в S.5 все новейшие достижения аэродинамики.
Самолет "вылизывался" буквально до мелочей. Так, несмотря на то, что на S.5
стоял тот же двигатель, что и на гоночном биплане "Глостер" IV, Митчеллу удалось
довести площадь миделева сечения фюзеляжа до 0,48 м2. Значительно была уменьшена
и площадь миделева сечения поплавков, которая составила всего 0,295 м2 (у
самолета S.4 она была равна 0,342 м2). При этом сопротивление поплавков
снизилось на 11%. И даже профилированным расчалкам, на основании продувок в
аэродинамической трубе, было придано новое чечевицеобразное сечение, позволившее
несколько снизить сопротивление не только при нормальном направлении воздушного
потока, но и при обдуве сбоку.
Несколько слов необходимо сказать и о двигателе самолетов "Глостер" IV и S.5. К
этому времени фирма Нэпир достигла в области создания гоночных двигателей
больших успехов. Так, в 1919 году конструкторами фирмы был создан двигатель
мощностью 485 л.с. при 2100 оборотах в минуту. Степень сжатия этого двигателя
составляла 5,3- В 1924 году специальные гоночные двигатели "Лайон" VI со
степенью сжатия 7 имели мощность 615 л.с. при частоте вращения 2600 об/мин, а в
1925 году эти показатели для двигателя "Лайон" VII со степенью сжатия 8
составляли уже 680 л.с. при 2600 об/мин.
И вот, в 1927 году новые английские гидросамолеты были оснащены новейшими
двигателями "Лайон" VIIB мощностью 875 л.с. при частоте вращения 3500 об/мин.
Причем эти двигатели оснащались редуктором, который уменьшал обороты воздушного
винта до 2400 об/мин, но увеличивал передаваемую на него мощность. Кстати, на
одном из представленных на гонки 1927 года самолетов S.5 был установлен
двигатель без редуктора с непосредственной передачей мощности на винт.
Несмотря на увеличение мощности, поперечное сечение двигателя все время
уменьшалось за счет того, что цилиндры с каждым разом выполняли все более
углубленными в картер, шатуны делали короче, степень сжатия все время
увеличивали и на "Лайоне" VIIВ и ее довели до К). Увеличению степени сжатия
способствовало и применение нового горючего, состоящего на 75% из бензина и на
25% из бензола. Кроме того, в топливо добавлялось в качестве антидетонатора
0,22% тетраэтила свинца. Магнето и карбюраторы были спрятаны за двигатель, что
дополнительно высвободило пространство между рядами цилиндров.
На самолете S.5 топливо для двигателя размещалось в стальном отсеке правого
поплавка. Бензин из топливного отсека подавался в двигатель специальной помпой.
Во время гонок, при прохождении виражей, когда центробежные силы затрудняют
перекачку топлива, питание двигателя осуществлялось самотеком из небольшого
вспомогательного бачка, расположенного в фюзеляже. Во время полета по прямой бензопомпа не только подавала топливо в двигатель, но и успевала накачать его во
вспомогательный бачок.
Масляный бак системы смазки двигателя был установлен в киле хвостового оперения,
где он охлаждался струей воздуха от винта. Кроме того масло охлаждалось, проходя
по пути в мотор по специальным маслопроводам, расположенным по всей длине
боковых поверхностей фюзеляжа, образующих своеобразный гофр, придающий самолету
очень характерные очертания.
Бак с водой для охлаждения двигателя размещался над фюзеляжем в обтекателе за
средним блоком мотора. Горячая вода отводилась по трубопроводу в заднюю кромку
крыла и, разделяясь там, проходила по радиаторам, укрепленным на верхней и
нижней поверхности крыла, а затем, уже охлажденная, по трубопроводу в передней
кромке крыла шла в двигатель. Крыльевые радиаторы представляли собой как бы две
металлические пластины, разделенные тончайшим слоем воды. Верхняя поверхность
радиатора была гофрированная. Она полировалась и являлась несущей, составляя
одно целое с остальной обшивкой крыла.
Конструкция каркаса крыла самолета S.5 была деревянной, а фюзеляж и поплавки
-дюралевыми, причем обшивка поплавков подвергалась электролитической обработке
во избежание коррозии.
В то же самое время, когда Королевские ВВС взяли на себя организацию британской
команды, американское правительство отказалось от поддержки своей собственной.
От лица Америки вызов был брошен Алом Уилльямсом (Al Williams), но технические
проблемы и неудовлетворительные характеристики помешали ему доставить свой
самолет в Венецию. Одновременно с этим итальянцы доработали Macchi M.39,
превратив его в M.52 - новую машину, имевшую двигатель большей мощности и
немного стреловидное крыло.
Британская команда прибыла в Венецию раньше итальянцев, желавших сохранить тайну
до последнего момента. Как только позволила погода, британцы приступили к летные
испытаниям их собранных самолетов. S-5 и Gloster IV летали удовлетворительно, но
из-за реверса троса управления элерона Crusader разбился во время своего первого
взлета. К счастью, пилот смог спастись, отделавшись, правда, очень тяжелыми
ушибами.
Первая гонка была запланирована на воскресенье 25 сентября, но из-за плохих
погодных условий была отложена до понедельника. Отсрочка вызвала возбуждение,
которое стало еще более интенсивным, и в понедельник 200000 зрителей переполнили
пляж Лидо. Кинкед (Kinkead) на Gloster IVB с редукторным двигателем взлетел
первым. Из-за плохого обзора из самолета для выполнения полета по трассе он был
вынужден лететь низко.
Де Бернарди взлетел следующим и после первого круга его скорость в 275 миль/ч
(442,475 км/ч) была на 9 миль/ч (14,481 км/ч) выше, чем у Кинкеда. Уэбстер
(Webster) на S-5 с редукторным двигателем последовал за де Бернарди и его время
на первом круге точно соответствовало времени итальянца. Гонка обещала быть
невыносимо тесной. Гуаццетти (Guazzetti), Уорсли (Worsley) и Феррарин (Ferrarin)
взлетели с интервалом вслед за Уэбстером. Однако два Macchi M.52 с
форсированными двигателями были исключены из гонок, когда из машины Феррарина
показались огонь и облака дыма, а из машины де Бернарди сошла со второго круга.
Третий Macchi M.52 продолжал идти хорошо, но отставал от британских машин.
Кинкед был на втором круге быстрее, чем оба S-5, но вскоре после этого ему
пришлось притормозить из-за проблем с обтекателем. Вибрации от поврежденного
обтекателя во временем могли привести к разрушению двигателя, и Gloster IVB
сошел с дистанции после пятого круга. Оказалось, что на самолете было опасно
лететь.
Два S-5 продолжили круг со скоростью, неизменно большей чем у Гуаццетти, пока
последний не был ослеплен бензином из пробитого топливопровода. Macchi M.52 чуть
было не попал в Excelsior Palace Hotel, но благополучно приземлился в лагуне.
Когда Уэбстер пересек финишную линию, он был поражен, увидев, что его истекшее
время полёта составило всего 46 минут вместо собственных расчетов в 51 минуту.
Поэтому он предположил, что он ошибся с числом кругов и к ужасу британской
команды отправился в свой восьмой круг с запасом топлива, рассчитанным только на
семь кругов. Уэбстер благополучно приземлился с остатком топлива в семь галлонов
(31,823 л) и со средней скоростью 281,65 миль/ч (453,175 км/ч), побив при этом
абсолютный мировой рекорд скорости. Средняя скорость Уорсли была 273,01 миль/ч
(439,273 км/ч).
Вскоре после гонки де Бернарди вновь установил мировой рекорд скорости, развив
на Macchi 296,94 миль/ч (477,776 км/ч). В попытке побить этот рекорд 12 марта
1928 года Килкед на S-5 в совершенно неподходящих погодных условиях вылетел из
Калшота. В то время как корабли выстраивались на мерной линии, самолет нырнул
прямо в море. Де Бернарди вновь поднял планку, развив 318,57 миль/ч (512,579
км/ч), однако флайт-лейтенант Д. д'Арси-Грейг (Flt Lt D. d'Arcy Greig) 4 ноября
1928 года на S-5 незначительно превзошел этот рекорд.
Наконец, на гонках 1929 года Supermarine S 5 снова был поднят в небо
д'Арси-Грейгом в качестве дублера новых S 6. Он успешно завершил гонку, заняв
третье место и в захватывающем поединке победив итальянскую машину-дублер Macchi
M.52R.
Техническое описание S.5
Фюзеляж самолёта был цельнометаллическим, в основном из дюралюминия, и имел
полумонококовую конструкцию. Он состоял из 32 расположенных близко друг к другу
шпангоутов, отформованных из U-образного профиля гладкой стороной наружу, к
которым крепилась обшивка фюзеляжа. Шпангоуты крепились к лонжеронам фюзеляжа.
Передняя часть состояла из ковшевидной моторамы, являвшейся продолжением силовых
элементов фюзеляжа, усиленной в местах крепления двигателя перекрёстными
подкосами. В задней части этой конструкции находилась главная рама с креплением
для лонжеронов крыла, передних стоек поплавков и расчалок, изолирующая
двигательный отсек от кабины пилота.
Полумонококовая конструкция позволила уменьшить сечение фюзеляжа до минимума.
Пилот сидел практически на полу, и его плечи касались выреза в верхней части
кабины. Для очистки кабины пилота от выхлопа и горячего воздуха, идущего от
двигателя, на фюзеляже сделали специальные воздухозаборники для свежего воздуха.
Хвост представлял собой одно целое с фюзеляжем, со слегка усиленной рамой под
крепления рулей и лонжеронов стабилизатора. В наиболее нагруженных местах
применялась тройная обшивка, способная выдержать нагрузку 18g.
Дюралюминий, анодированный для лучшей устойчивости к воздействию коррозии,
использовался и в конструкции поплавков, за исключением топливных баков,
изготовленных из стали и выполненных в виде интегральной конструкции в составе
поплавка. Поплавки однореданного типа, по конструкции были схожими с корпусами
летающих лодок Supermarine, т.е. имели центральный продольный киль и скулы из
пересекающихся рам, закреплённых спереди и сзади с помощью стрингеров.
Крыло S.5 было выполнено из дерева, имело симметричный профиль средней толщины и
состояло из 2 половин двухлонжеронного типа, нервюры выполнялись из трёхслойной
фанеры с широкими фланцами, предназначенными для фиксации винтами крыльевых
радиаторов (в дополнение к обшивке из трёхслойной же фанеры толщиной 3/32
дюйма). От узла крепления проволочных расчалок на заднем лонжероне диагональный
силовой элемент шёл к переднему лонжерону, для усиления жёсткости крыла на
кручение, что уменьшало опасность возникновения флаттера. Вильчатые концы
проволочных расчалок были полностью утоплены в крыло, на верхней и нижней
поверхности которого имелись выполненные заподлицо технологические лючки для
осмотра и регулировки. Расчалки выполнялись из профилированной проволоки,
верхняя часть фюзеляжа служила для стабилизации всей системы расчалок крыла и
поплавков.
Крыльевые радиаторы устанавливались поверх выполненной из трёхслойной фанеры
обшивки крыла и крепились к ней с помощью винтов. Система охлаждения двигателя
была весьма своеобразной: горячая вода, пройдя сквозь двигатель, собиралась в
переднем бачке, расположенном позади центрального ряда цилиндров мотора Napier.
Затем по патрубкам вода распределялась вдоль задней кромки радиаторов
(расположенных на верхней и нижней поверхности крыла), откуда текла, охлаждаясь,
к передней кромке радиатора, и по патрубкам возвращалась в двигатель.
Радиаторы покрывали верхнюю и нижнюю поверхность крыла почти целиком. Каждый
радиатор состоял из секций шириной 8,5 дюймов, изготовленных из медных листов,
согнутых по форме крыла, и соединённых вместе. Верхний лист, обтекаемый
воздухом, был гладким, а нижний – гофрированным, что позволяло сформировать
каналы для воды. Патрубки подходили к передней и задней кромкам радиатора, что
позволяло создать единую направляющую систему и менять каждую секцию радиатора
по отдельности, не снимая его целиком. Передний водяной бак разместили под
обтекателем, позади центрального блока цилиндров.
Маслорадиатор представлял собой конструкцию длиной 11 футов из стальных
гофрированных листов, установленную вдоль фюзеляжа слева и справа. Масло из
двигателя проходило через один радиатор к фильтру, откуда попадало в бак
(расположенный позади пилота), а из бака через второй радиатор поступало в
двигатель. На двигателях с редуктором дополнительное охлаждение редуктора
обеспечивалось за счёт прорезей в капоте двигателя над блоками цилиндров.
Киль, стабилизатор, рули высоты и направления имели типовую деревянную
конструкцию и обшивались фанерой. Все тяги и качалки (кроме качалок элеронов)
были полностью закрыты (не выступали в поток), особое внимание уделялось
уменьшению образования вихрей. Даже крышки капота мотора Лайон (Lion) были
подогнаны так, чтобы не портить плавные обводы фюзеляжа, что хорошо заметно на
фотографиях спереди S.5. Мидель фюзеляжа составлял 5,9 квадратных фута, что было
минимальным значением, когда-либо достигнутым на гоночных самолётах этого
класса.
Как уже отмечалось выше, стальной топливный бак разместили в правом поплавке.
Такое расположение бака сместило центр тяжести самолёта вниз, что улучшило его
устойчивость на воде и воздухе, а так же компенсировало разворачивающий момент
от воздушного винта во время разбега и в некоторой степени в полёте. При таком
расположении в прямолинейном полёте топливному насосу хватало мощности для
питания двигателя, но при резких поворотах начиналось топливное голодание, и
пришлось сделать дополнительный расходный бачок в фюзеляже, под обтекателем
правого ряда цилиндров сразу за двигателем. При поворотах топливо поступало в
двигатель из этого бачка, а сам бачок наполнялся топливом во время
прямолинейного полёта с помощью основного топливного насоса. Общий запас топлива
составлял 55 галлонов.
Окраска самолётов N219 и N220 состояла из синего (ультрамарин) фюзеляжа,
подводной части поплавков и киля, и серебристых крыльев, горизонтального
оперения, верхней части фюзеляжа и обтекателей рядов цилиндров двигателя. Судя
по всему, разбившийся при попытке установить рекорд скорости N221 не имел
броской окраски и обозначений, и скорее всего, оставался в цветах материалов, из
которых был изготовлен, либо был серебристым. Не исключено, что перед попыткой
побития рекорда его отполировали.
довоенная авиация
S.5
ЛТХ
Виктор Бакурский. Самые быстрые самолеты
Уголок неба. 2023
