Шасси или тележка аэроплана

Как известно, аэропланные крылья не могут поднять на воздух машину иначе, как если она движется относительно воздуха с большой скоростью. Поэтому каждый аэроплан должен двигаться с большой скоростью уже до того, как он отделится от земли. То же самое и при возвращении на землю. В самую последнюю секунду полета аппарат будет иметь еще довольно большую скорость, иначе крылья не могли бы держать его, и следовательно, он коснется земли, двигаясь вперед еще довольно быстро. Поэтому аэроплан должен иметь приспособление, позволяющее ему свободно катиться, до начала полета и после окончания его, по той поверхности, для которой приспособлена его тележка.

В настоящее время пользуются тремя типами тележки: для взлета с земли, со снега и с воды. Наиболее распространенной является земная. Она состоит, главным образом, из двух, четырех, а иногда и более колес на стальных спицах с довольно толстыми шинами, надуваемыми воздухом наподобие автомобильных. Ось колес прикрепляется к нижней раме аппарата, по большей части с помощью особых резиновых жгутов. Делается это, чтобы более смягчить толчки, возникающие при разбеге по неровной почве или, особенно, при грубом спуске на землю.

Рама, к которой крепятся эти резины, состоит обычно из прочных деревянных брусков или из стальных труб, подпирающих аэроплан, по большей части под места, где расположены мотор, бензиновый бак и сидение для летчика. Для взлета со снега обыкновенно колеса снимаются с своих осей, а на их место надеваются лыжи, более или менее широкие, в зависимости от того, придется ли взлетать с твердого или рыхлого снега. Приспособление для взлета с воды состоит из поплавков, т. е. пустотелых, по большей части деревянных ящиков такого размера, чтобы они могли легко поддержать на воде весь аэроплан. Обыкновенно делается два главных поплавка под крыльями и третий маленький сзади под концом хвоста. Аппараты, взлетающие с воды, называются гидроаэропланами. Кроме описанных выше поплавковых, существует еще один тип гидроаэропланов, называемый летающей лодкой. В последней корпус делается значительно ниже крыльев и по форме своей несколько напоминает плоскодонную лодку. Он делается непроницаемым для воды и поддерживает на воде весь аппарат. В этой лодке обычно помещается летчик и пассажиры. Мотор приходится помещать значительно выше, чтобы несколько отдалить от воды винт, т. к. он легко ломается, если зацепит за гребень волны. Все гидроаэропланы не особенно хорошо выдерживают волны, и в открытом море взлет и спуск в неспокойную погоду бывает труден и опасен. Приспособление для взлета с воды, т. е. поплавки или лодка, всегда тяжелее, чем колеса или лыжи, и дают большее вредное сопротивление, чем эти последние. Поэтому при одинаковом двигателе и нагрузке воздушные качества гидроаэроплана обычно несколько хуже, чем аэроплана на колесах или лыжах.

Наиболее характерной особенностью аэроплана, сравнительно с другими машинами, как например — паровозом, является его легкость. Называя легкими эти аппараты, весящие иногда по несколько сотен пудов, приходится учитывать их сравнительный вес. Аэроплан с двигателем в 300 лош. сил весит примерно столько, как автомобиль в 20-30 лош. сил. Сравнивая небольшой вес аппарата с громадной силой двигателя, легко понять, что для тех усилий, которые несут части аэроплана, они должны весить исключительно мало. Чтобы выработать способы, давшие возможность делать их такими легкими, потребовалось немало труда и усилий. В общем, легкость эта достигается тем, что каждую часть аппарата стараются делать точно такой прочности, какая необходима, без всякого излишка. Но чтобы это было возможным, необходимо сперва точно определить, с какой силой натягивается в полете каждая проволочка, какое усилие испытывает каждый брус, стойка и т. д. Все это достигается серьезным математическим расчетом. А затем, путем подсчетов и опытов определяют, какую толщину должна иметь каждая отдельная проволока, болт, брусок и т. д., чтобы все они имели необходимый запас прочности. Выражение это означает следующее. Допустим, что некоторая проволока натянута в полете так, как если бы к ней привесили груз в 5 пудов. Чтобы эта проволока не порвалась от случайно увеличившейся нагрузки, от какого-нибудь мелкого изъяна ржавчины и т. д., чтобы она вообще была надежна, надо ставить ее такой толщины, чтобы разрыв ее мог получиться лишь при нагрузке не в 5, а в 25 пудов. Таким образом, всякую проволоку, брусок, болт необходимо подобрать так, чтобы они могли разорваться или сломаться лишь при усилии в 5 раз большем, чем то, которое ими испытывается в полете. При таких условиях говорят, что аэроплан имеет запас прочности 5[ 47 ]. Казалось бы на первый взгляд, что в отношении прочности расчет аэроплана должен выполняться так же, как и расчет всякой другой машины или постройки, т. к. все они должны иметь определенный запас прочности. В действительности это не совсем так. Если при расчете какой-нибудь машины или постройки инженер не уверен в том, что он задал правильную толщину какой-нибудь балки, железной полосы и т. д., особенно во второстепенных частях, он просто берет эту часть в полтора-два раза толще, лишь бы она не была слабее, чем надо. А если эта часть окажется крепче, чем необходимо, — не беда. Иное дело в аэроплане. Каждая его часть, до самых небольших включительно, не должна быть ни слабее, ни прочнее, чем необходимо, т. к., если ее сделать прочнее, она окажется тяжелее, а лишний вес аэроплана ухудшает его качества. Поэтому расчет и выяснение необходимой толщины всякой части должны быть выполнены с исключительной точностью. Мне пришлось однажды соорудить специальную машину и произвести на ней множество опытов, чтобы выяснить, можно ли деревянные ребрышки на строящемся аэроплане сделать на 1/32 дюйма[ 48 ] тоньше, чем было вначале предположено. Проф. Г. А. Ботезат очень хорошо определяет эти особенности дела постройки аэропланов, указывая, что в этом деле, в отличие от многих других, инженер не может взять поправку на свое незнание и что аэроплан, по требуемой им точности расчета и выполнения, является самой сложной, но и самой красивой из современных машин.

Из того, что было сказано о постройке аэропланов, должно быть понятным, что для их изготовления ипользуются, по большей части, самыми лучшими и дорогими материалами. Железный прут и вдвое более тонкая проволока из хорошей прочной стали могут выдержать одинаковый груз. В большинстве земных построек проще взять дешевый железный прут, т. к. его толщина и вес ничему не помешают. В аэроплане надо поставить проволоку из самой лучшей стали, чтобы при той же прочности она была как можно тоньше. При этом она будет легче и кроме того, дает меньше вредного сопротивления. В таком же роде дело обстоит и с другими материалами. Как же получается то, что большая часть аэропланов до сих пор строится почти целиком из дерева? Казалось бы, что железо, а тем более сталь, гораздо прочнее всякого дерева? Однако это не совсем так. Чтобы судить о пригодности для постройки аэроплана и сравнивать между собою разные материалы, надо было поступать примерно таким образом. Брались бруски или трубки из различных материалов и подгонялись так, чтобы все они имели одинаковую длину и вес. Например, каждая стальная трубка и каждый деревянный брусок должны были иметь 1 аршин в длину и должны были весить один фунт. Понятно, что при таких условиях приходилось брать трубку с довольно тонкими стенками, а деревянные бруски выходили в виде более толстых сплошных палочек, причем дубовая и ясеневая получались тоньше, чем еловая[ 49 ]. Затем каждую такую палочку и трубку подпирали на концах, к середине привязывали небольшой ящик и начинали накладывать в него гири до тех пор, пока брусок не сломается. При этом точно замечали, какой наибольший вес он выдерживал до того, как сломался. Понятно, что если один брусок выдержал 200 фунтов, а другой — 300 фунтов, то можно определенно сказать, что второй брусок в таких условиях в полтора раза крепче первого. Много интересных опытов такого рода было произведено в Петроградском политехническом институте инженером В. А. Слесаревым. При этом оказалось, например, что брусок из русской ели был прочнее, чем почти все, что испытывалось, в том числе железные трубки. Подобными опытами и руководствуются строители, подбирая толщину, форму и качество материала для своих машин.