главная довоенная авиация легкая авиация
   HF-1/2
       
Разработчик: Farman
Страна: Франция
Первый полет: 1909
Тип: Легкий самолет
  ЛТХ     Доп. информация
   


В начале 1909 года Анри Фарман построил новый биплан HF-1, который представляет собою улучшение аэроплана Вуазена. На этом аэроплане Анри Фарман совершил 3 ноября 1909 года рекордный на продолжительность полет - оставаясь в воздухе 4 часа 17 минут 35 секунд и пройдя при этом 222 км.  

"Взглянув" на конструкцию самолетов "Вуазен" практическим взглядом, Анри Фарман решил устранить прогрессивное введение Вуазена - гондолу, в пользу простоты, технологичности и обзора, и заменил ее короткой "грузовой рамой", состоящей из двух больших дубовых брусков, для поглощенеия вибраций мотора, на которых впереди разместил совершенно открытое сиденье пилота, а за ним маленькую табуреточку для пассажира, баки и двигатель. По сути дела новшество Фармана заключалось в том, что он применил в своем самолете хорошо зарекомендовавшие себя старые элементы - снова вернулся к передней ферме планера Вуазена образца 1905 года (Кстати, наглядный пример первостепенной важности для конструктора - изучать историю конструкций.).

Кроме того, Фарман увеличил площадь переднего руля высоты до 4 м кв., выдвинул его вперед, так что расстояние от оси руля до передней кромки крыла составило 3365 мм, и удлиннил заднюю ферму, несколько уменьшив размах стабилизатора.

Перечислим достоинства, которыми стала обладать такая новая компоновка:  

  1.  Улучшилось продольное демпфирование аэроплана за счет увеличения плеч горизонтальных оперений и площади переднего руля высоты, тем самым увеличив устойчивость по перегрузке. Относительно управляемости здесь трудно что либо сказать, так как одновременно с увеличением плеча и площади переднего руля, площадь хвостовой коробки хоть и уменьшена по сравнению с "Вуазеном-Фарманом -1" на 5%, но плечо увеличено на 1,5 м, что составляет ~135 %, поэтому очевидно, что реакция самолета на движения рулями , если была увеличена, то незначительно, при повышении устойчивости.  
  2. Появилась большая возможность посредством принятия небольшого балласта значительно изменять положение Ц.Т. аэроплана.  
  3. Повышение уровня расположения руля высоты позволило его использовать как прибор положения горизонта. По рекомендациям пилотов, нужно было держать передний руль высоты несколько выше горизонта и выравнивать аппарат, придерживая ребро руля параллельно горизонту.  
  4. Благодаря приданию аэроплану более симметричной формы в плане, уменьшается возможность срыва в штопор при парашютировании.  
  5. С увеличением размаха, передний руль высоты оказывает еще большее положительное влияние на обтекание корневой части крыла при околокритических углах атаки. Правда благоприятная интерференция реализуется в ограниченном диапазоне углов переднего горизонтального оперения и установки его относительно хорды крыла, причем наивыгоднейшие с точки зрения повышения несущих свойств углы могут быть нулевыми или отрицательными - как раз положение переднего руля высоты при переходе с критических углов атаки в пикирование.

Теперь перечислим недостатки:  

  1. Смещает фокус самолета вперед, что уменьшает чстойчивость по углу атаки.  
  2. Придает громоздкость конструкции. Первоначально на самолете стоял все тот-же "Антуанетт" в 50 л.с..  

Но с появлением, ставшего впоследствии очень популярным, мотора "Гном", Фарман сразу же поставил его на самолет, одновременно введя задний руль высоты, по конструкции аналогичный элеронам, лишь на 200 мм их длиннее, соединенный с передним рулем накрест идущими тягами. Для того чтобы руль высоты не задевал за рули направления, расположенные на двух крайних задних стойках, Фарман заменил их одним, посредине хвостовой коробки. Находясь в центре потока от винта, такой руль естественно был эффективен, хотя на коротких Фарманах образца 1909 года, лучше привились двойные рули направления на крайних задних стойках, видимо дававшие не худший результат за счет сохраненного плеча (Разница в длине коротких и длинных Фарманов составляла 1,5 м, путем изменения только длины хвостовой коробки, что как раз равно расстоянию между передними и задними стойками хвостовой коробки.), большего удлинения, трапециевидной форме в плане (что сейчас считается наиболее выгодной для оперения сверхлегких самолетов) и большого диаметра винта аэроплана, создававшего значительную зону обдува. Но такие рули, несколько ограничивающие действие заднего, а следовательно и переднего руля высоты, возможно было применять только на коротких Фарманах, поскольку на длинных, продольная управляемость бы сильно ухудшилась, и без того вялого на реакцию рулей самолета за счет сильной задемпфированности, и не возможно стало бы летать не только в атмосферную болтанку, но и в слабый ветерок. Кроме того, если на "длинном" Фармане поставить традиционные двойные рули направления на задних стойках, или поставить там один, центральный, то увеличилась бы задемпфированность в путевом направлении, продлив реакцию на действие вертикальными рулями.

Консоли переднего руля высоты были ликвидированы, поскольку в сочитании с задним, в них отпала необходимость. Центровка самолета по предварительным расчетам составляла 61,5% САХ. Центровка, при которой самолет обладал нейтральной устойчивостью по перегрузке - 94% САХ. Положение фокуса - 32 % САХ.Этот самолет Фарман назвал "Фарман-2" (HF-2).

Для 1910 года такой аэроплан считался уже устаревшим, и именно его Ефимов привез в Одессу с тем, чтобы совершить первый настоящий полет на самолете в России, и потом продать его Ксидиасу. Естественно, для Анри Фармана выгоднее было продавать устаревшие самолеты, и при том, большие по размеру, для лучшего впечатления ничего не сведущего покупателя. Именно этот самолет, а не "Фарман-4", как пишут во многих литературных источниках, стал первым в России пригодным для управляемых полетов летательным аппаратом тяжелее воздуха, совершившим полет (8 марта 1910 года.). Именно этот самолет, а не "Фарман-4" приобрел Уточкин, и гастролировал по городам России. Только в декабре 1910 года Уточкин переделал его вместе с А.А. Камом в "Фарман-4" гоночного типа. Вероятно для более "товарного" вида в сочетании со стремлением к упрощению конструкции, на "Фармане-2", продаваемом Ксидиасу заднего руля высоты не имелось, и передний руль, соответственно являлся рулем от "Фармана-1" размахом и площадью 4 м и м кв. соответственно.

Саму схему шасси, Фарман значительно упростил по сравнению с "Вуазеном" с конструктивной точки зрения, введя одновременно тормаза - полозья, и увеличил общуюю прочность. Хоть подвеска шасси плучилась более громоздкой с введением четырех основных колес на двух отдельных осях и расширением колеи, сопротивление его мало изменилось по сравнению с "Вуазеном" за счет применения чечевицеобразного сечения стоек и более чистой схемы, кроме того, в сочетании с общей ферменной схемой самолета, шасси придавало ему конструктивную законченность. Чтобы нагрузка от боковых ударов воспринималась непосредственно самой нагруженной частью самолета - грузовой рамой с пилотами, горючим и мотором, от полозов помимо вертикальных стоек были пущены подкосы к узлам соединения центральных стоек крыла. Задние консоли шасси авиатор сильно удлиннил, подражая Райтам, и предполагая что в таком виде, соприкасаясь с землей, они послужат лучшим тормазом при пробеге.

Конструктивно-силовая схема самолетов "Фарман-1 и -2"

Интересной особенностью самолета является то, что продольные стержни передней и задней фермы в коробке крыла жестких продольных связей на разрыв не имеют. Эту функцию выполняет материя обшивки крыла!, и диагональные растяжки из стальной проволоки в плоскости крыла и между передними и задними стойками. В верхнем крыле, непосредственно к стаканчикам передних брусков (или стержней) крепятся все перечисленные расчалки, а стаканчики задних брусков имеют отдельные болты крепления, поэтому при растягивающих усилиях, создаваемых верхними продольными брусками, сила растяжения расчалок передается не непосредственно на задний продольный брус, а через задний лонжерон, который плохо воспринимает поперечную нагрузку. Кручение лонжерона при этом воспринимается в первую очередь материей, изгибающимся усилием заднего продольного бруса и расчалками в плоскости верхних и нижних лонжеронов и в плоскости ряда стоек. Происходит это следующим образом:  поскольку кручение возникает только от расчалок, то для пояснения, материю условно удалим, тогда сила P и сила P', состоящая из проекций от усилий в расчалках в плоскости крыла, и в плоскости ряда стоек, будут создавать момент, закручивающий лонжерон. А сила F от упора торца стойки и F' - состоящая из проекций от усилий в расчалках в плоскости верхних и нижних лонжеронов и в плоскости рядов стоек станут препятствовать кручению.

В нижнем крыле, относительно растяжения передних и задних продольных брусков происходит аналогичная картина, только расчалки в плоскости рядов стоек крепятся сверху лонжерона. Поэтому, если рассматривать работу расчалок в растяжении коробки крыла нижними продольными брусками передней и задней фермы, то растяжение расчалки в плоскости ряда стоек будет заменять изгибное усилие продольного бруска задней фермы и участие несущих расчалок. Брусок передней фермы будет натягивать только нижние расчалки. Не смотря на то, что расчалка в плоскости ряда стоек не крепится здесь непосредственно к стаканчику бруска передней фермы, узел не ослабляется, поскольку внизу к этому стаканчику прикрепляются расчалки шасси, и таким образом снизу нижнего крыла получается точно такая же картина крепления, как в верхнем.

Наиболее характерна работа расчалок в плоскости верхних и нижних передних лонжеронов и между рядом стоек, направленная на препятствие кручения лонжерона в месте нижней боковой расчалки, идущей к переднему рулю высоты от верхней грани лонжерона, создающей вместе с расчалками в плоскости крыла, прикрепленными, как обычно, к нижней грани лонжерона, крутящий момент. Здесь в "Фармане-2" поставлены не коробчатые, а тавровые нервюры, исключающие возможность участия матерчатой обшивки в препятствии кручению лонжерона.

Проволока - везде 2 мм, только только горизонтальные расчалки передней и задней ферм - 3 мм. Тендера применялись медные, со стальными ушками.

В целом же, по конструкции это был тот же "Вуазен". Этот тип сохранялся вплоть до "Фармана-6". Помещаем чертежи нижнего узла крепления передней фермы к коробке крыла, нижнего переднего узла крепления средней стойки коробки крыла , заднего узла соединения стойки и подкоса шасси, чертежи крепления оси шасси , чертеж руля направления  и чертеж грузовой рамы этого самолета.  




 ЛТХ:
Модификация   HF-1
Размах крыла, м   10.80
Длина самолета,м   13.45
Высота самолета,м   3.48
Площадь крыла,м2   42.00
Масса, кг  
  пустого самолета   320
  максимальная взлетная   550
Тип двигателя   1 ПД Vivinus
Мощность, л.с.   1 х 50
Максимальная скорость, км/ч   60
Практическая дальность, км  
Практический потолок, м  
Экипаж, чел   1


 Доп. информация :

 



 

Список источников:

Первые самолеты Фармана
Aviafrance. Un siecle d'aviation francaise. Farman HF-1


Уголок неба. 2004  (Страница:     Дата модификации: )



 

  Реклама: