Алессандро Маркетти: секреты итальянского авиаконструктора

Инженер^[1]… В Италии это звучит гордо. Здесь до сих пор это звание не стесняются указывать на входной двери, а дипломы о высшем образовании помещают в рамочки и вывешивают над рабочим столом.

И для гордости есть причины. Мне приходилось иметь дело с итальянскими инженерами. Их конструкторский почерк часто отличается красотой и смелостью технических решений. И одновременно чувствуется невнимание к мелочам, явное нежелание технологически «шлифовать» удачную конструкцию.

Одним из ярчайших представителей итальянской инженерной школы был шеф-конструктор фирмы S.I.A.I. Алессандро Маркетти (Alessandro Marchetti). Алессандро родился 16 июня 1884 г. в Кори, недалеко от Рима. Его отец, Винченцо, был инженером, инженером был и его дед, Раффаэле. В 1908 г. Алессандро окончил инженерный факультет знаменитого университета La Sapienza в Риме, а в 1909 г. побывал на первых в Италии полётах Уилбура Райта.

Карло дель Прете, Артуро Феррарин и Алессандро Маркетти (в шляпе) после завершения рекордного полёта 3 июня 1928 г.

В мае 1911 г. Алессандро Маркетти при поддержке отца построил свой первый самолёт с мотором мощностью 30 л.с. Вскоре инженер поступил на работу конструктором в авиационное отделение итальянско-британской фирмы Vickers-Terni в Специи.

В 1921 г., опять при финансовой поддержке отца, Алессандро Маркетти приобрёл контрольный пакет акций компании S.I.A.I. (Societa Idrovolanti Alta Italia — Общество гидросамолётов северной Италии). Фирма, завод которой находился в Сесто Календе на озере Маджиоре, стала называться S.I.A.I.-Marchetti, а с 1924 г. — Savoia-Marchetti, по имени её основателя Умберто Савойя, а не в честь правящей савойской династии, как это часто считают. Тем не менее, когда в 1946 г. Италия стала республикой, «королевскую» приставку убрали, и компании вернули прежнее название S.I.A.I.-Marchetti. В 1983 г. она вошла в состав вертолётной фирмы Agusta, в свою очередь, поглощённой в 1997 г. концерном Alenia Aermacchi. До самой своей смерти в 1966 г. её бессменным главным конструктором был Алессандро Маркетти.

Маркетти создал более 60 типов самолётов, многие из которых выпускались в большом количестве, составляя основу итальянской авиации. Нередко они отличались в высшей степени оригинальными техническими решениями, например, знаменитые летающие лодки-катамараны S.55 и S.66, обладатели мировых рекордов дальности полёта S.64 и S.M.82, сверхскоростной гоночный поплавковый самолёт S.65 с тянущим и толкающим винтами, двухфюзеляжный истребитель S.M.92, пикирующий бомбардировщик с лежачим положением лётчика S.M.93. Но мы остановимся только на родственных по конструкции героях S.55 и S.66.

[the_ad id=»4986″]

Самолёты S.55 и S.66

Двухфюзеляжная летающая лодка S.55 настолько необычна на фоне современных ей классических бипланов, что вызывала сомнения сама возможность ее полёта. Основной заказчик, ВМС Италии, не проявил интереса к диковинной конструкции. Поэтому первыми поступили в эксплуатацию пассажирские машины. Первый полёт S.55 состоялся в августе 1923 г. Постепенно доверие к машине росло. Окончательно подтвердили правильность выбранной концепции успешные трансатлантические перелёты итальянца Франческо де Пинедо и бразильца Жоао Рибейро де Барроза. Пассажиры по достоинству оценили преимущества скоростного перемещения через океан, хотя в те годы не имели современных возможностей — к примеру, купить авиабилеты anytravel для комфортного передвижения по воздуху в любую точку мира, где есть аэропорт.

Алессандро Маркетти, насколько мне известно, не оставил воспоминаний. Тем интересней для инженера-конструктора попробовать «реконструировать» ход его мысли при создании гидроплана-катамарана.

Изначально назначение машины определялось как «гидросамолёт-торпедоносец открытого моря». Но классическая, однофюзеляжная летающая лодка неудобна для подвески тяжёлой длинной торпеды. Обычно для морских торпедоносцев использовалась схема поплавкового самолёта с подвеской торпеды между поплавками.^[2] Однако поплавковые гидросамолёты существенно уступают летающим лодкам в мореходности. Выход есть в увеличении поплавков настолько, что их высота превышает высоту волн, а размеры позволяют разместить в них основную часть полезной нагрузки.

Savoia-Marchetti S.55X в необычном ракурсе

Дополнительную мореходность и непотопляемость обеспечивает новинка того времени — свободнонесущее деревянное крыло толстого профиля, разделённое водонепроницаемыми фанерными переборками.

Увеличенные поплавки-лодки можно закрепить прямо под крылом без каких либо промежуточных стоек. Толстый профиль крыла позволяет разместить в нем кабину пилотов и топливные баки. Торпедное и бомбовое вооружение удобно помещается на внешней подвеске между поплавками, а грузовые отсеки или пассажирские помещения — в поплавках. Тандемная силовая установка устанавливается в наименее подверженном забрызгиванию месте — над центральной частью крыла. Кроме того, такое расположение мотогондолы облегчает обслуживание двигателей на плаву. Распределение нагрузки по размаху крыла уменьшает действующий не него изгибающий момент и позволяет повысить весовую отдачу конструкции. Поплавки большого объёма и низко расположенное толстое крыло, разделённое на водонепроницаемые отсеки, делают машину очень мореходной и непотопляемой. Сам Алессандро Маркетти называл S.55 океанским гидропланом. При такой схеме самолёта для размещения всех грузов достаточно свободных объёмов крыла и поплавков, дополнительный фюзеляж становится ненужным. Его заменяют лёгкие балки, служащие только для выноса хвостового оперения на расстояние, достаточное для создания необходимых управляющих моментов. При этом для увеличения эффективности рулей высоты и направления их устанавливают в струе винтов.

Таким образом, S.55 и её развитие, более крупная трёхмоторная пассажирская летающая лодка S.66, являясь с точки зрения аэродинамики двухфюзеляжными монопланами классической схемы, по конструктивно-силовой схеме представляют собой, фактически, поплавковое «летающее крыло» с вынесенным на балках хвостовым оперением с присущей этой схеме высокой весовой отдачей и достаточно высоким, если сравнивать с летающими лодками-бипланами, аэродинамическим качеством.

В схеме S.55 и S.66 заложен ещё один секрет, о котором, возможно, не догадывался даже сам конструктор. Обратите внимание на центральную часть крыла между двумя лодками. Крыло толстого профиля и большой хорды — около 6 м — расположено низко над водой, это стало возможно благодаря высокой остойчивости катамарана. Зазор между задней кромкой крыла и уровнем воды составляет всего около 1 м на стоянке и около 1,5 м при глиссировании на редане. В этих условиях при взлёте и посадке «Савойи» должен был существенно проявляться экранный эффект. График, приведённый в книге [1], свидетельствует, что подъёмная сила крыла при таком соотношении хорды крыла и высоты над опорной поверхностью может увеличиться примерно в полтора роза по сравнению с полётом на большой высоте. Несложный расчет показывает, что в этом случае, при характерной для S.55 нагрузке на крыло 60-70 кг/м², скорость отрыва от воды при взлёте и, соответственно, приводнения при посадке, меньше 70 км/ч. Проявлению экранного эффекта на центральной части крыла способствуют также лодки, играющие роль концевых шайб и верхняя тандемная мотоустановка, увеличивающая скорость потока над его верхней поверхностью. В какой-то мере аэродинамическая схема S.55 аналогична схеме экспериментального экранолета ВВА-14 другого гениального итальянца Роберто Бартини [2]. Можно ли предполагать, что Алессандро Маркетти учитывал этот эффект при проектировании своей лодки? Думаю, нет. Первые научные работы о влиянии экранного эффекта появились только в 20-30-е годы XX века. Здесь, скорее всего, мы имеем дело с интуитивно удачным решением.

Первым в истории авиации свободнонесущее крыло толстого профиля с внутренним ферменным каркасом применил Левассёр на своём, так и не взлетевшем, моноплане Levasseur I, построенном в 1903 г.

Первым летавшим самолётом с крылом такого типа был, вероятно, моноплан, который построил француз Pierre Barillon в 1909 г.

А первыми серийными свободнонесущими монопланами стали самолёты Юнкерса, в том числе, разведчик CL.I и истребитель D.I 1918-го года и, конечно, знаменитый Junkers F.13, появившийся в 1919 г. и построенный более — чем в 300 экземплярах — но у машин Юнкерса крыло было дюралевое, с дюралевой же обшивкой.

Однако, в 1919 г. начался и серийный выпуск свободнонесущих монопланов с толстым деревянным крылом. Первым таким самолётом стал пассажирский Fokker F.II (около 30 экземпляров), за ним, в 1920 г., к начали строить более совершенный Fokker F.III (51 экземпляр) — прим. редактора.

 

Savoia S.66

Лёгкость отрыва S.55 от воды отмечали летавшие на ней летчики, а о низкой скорости приводнения свидетельствует сохранившийся документальный фильм о перелёте эскадры Итало Бальбо в Чикаго. В одном из кадров хорошо видно «Савойю», плавно приводняющуюся на гладь озера Мичиган, и догоняющий её моторный катер. Конечно, такая особенность S.55 и S.66 не могла не способствовать их безопасной эксплуатации на взволнованной морской поверхности. Высокую мореходность S.55 наглядно продемонстрировал Франческо де Пинедо, когда его «Санта Мария» преодолела 200 миль по бурной Атлантике на буксире за рыболовным судном.

S.55 И DORNIER WAL

Эффективность аэродинамической и конструктивной схемы гидропланов Алессандро Маркетти, не имея протоколов летных испытаний и результатов продувок моделей, оценить трудно. Но если имеется близкий по размерности, массе, нагрузке на крыло и мощности силовой установки самолёт-аналог классической схемы, некоторые выводы сделать можно. К счастью, такой аналог имеется. Это известная летающая лодка Dornier Wal (Do J). Первый Do J поднялся в воздух в ноябре 1922 г., то есть, менее, чем за год до S.55. По массе, площади крыла, типу и мощности двигателей S.55 и Do J практически эквивалентны. Резко различаются только конструктивно-компоновочные схемы и материал — «Савойя» была практически полностью деревянной, а «Валь» — цельнометаллическим. Обе летающие лодки производились в Италии — «Савойя» в Сесто Календе, а«Валь» — в Морина-ди-Пиза (в Германии производить тяжёлые самолеты запрещал Версальский договор). Обе широко рекламировались, в том числе, путём установления мировых рекордов и участия в дальних перелётах. В 20-30 годы XX века эти гидропланы выпускались большими сериями на нескольких заводах и активно конкурировали на мировом рынке. Также почти одновременно появлялись их модифицированные варианты с новыми силовыми установками близкой мощности.

S.55X на взлете. Легкий отрыв S.55 от воды и плавное приводнение, а также исключительную мореходность отмечали все летавшие на ней пилоты

Технические характеристики летающих лодок Savoia—Marchetti S.55 (S.66) и Dornier Wal^[3]

Из сравнительной таблицы характеристик видно, что по нагрузке на крыло и весовой отдаче эти самолеты практически равноценны. Но по лётным характеристикам, таким как максимальная и крейсерская скорость, потолок, дальность полёта, гидропланы фирмы Savoia-Marchetti заметно превосходят Dornier аналогичной массы и с теми же двигателями (Isotta-Fraschini ASSO были лицензионными вариантами Lorraine-Dietrich). Это при прочих равных условиях можно объяснить только лучшей аэродинамикой, как общей, так и местной.^[4]

Известно, что самолёты Savoia-Marchetti в 20-30 годы имели отличную отделку внешних поверхностей. Использовавшиеся в советской морской авиации ближние разведчики S.62bis даже называли «гитарами» за лакированные и полированные борта [3].

Единственный сохранившийся до наших дней экземпляр S.55 — «Jahu» бразильского авиатора Жоао де Барроза

Качество отделки первых цельнометаллических самолётов было намного хуже. Зато они считались практически вечными по сравнению с деревянными. Последние Dornier Wal летали в Испании до 1950 г., в то время как все S.55 были списаны на рубеже 30-40 годов. До наших дней сохранился единственный S.55, который находится в авиационном музее в районе бразильского города Сан-Паулу. Это красная машина под собственным именем «Jahu», перелетевшая в 1928 г. Атлантику под управлением Жоао де Барроза.

Г. А. ДЬЯКОНОВ, канд. техн. наук, с.н.с. НИИ прикладной механики и электродинамики Московского Авиационного института

Литература

1. А.И. Маскалик и др. Крылатые суда России. История и современность. Судостроение, СПб., 2006.
2. Н.В. Якубович Самолеты Р.Л. Бартини. Русавиа, М., 2006.
3. С.А. Богатко. Особая группа НКВД. ФГУИПП «Янтарный сказ», Калининград, 2011.
4. Гидросамолёт «Савойя» С-55. Инструкция по эксплуатации. УВВС, 1933.
5. В. Э. Торенбик. Проектирование дозвуковых самолётов. Машиностроение, М.,1983.
6. Savoia-Marchetti S.55X. Delta, 1972.
7. В.Р. Котельников. Летающая лодка Дорнье «Валь». «Гангут», СПб, 1995.
8. Ю.В. Кузьмин. Первые морские торпедоносцы. Авиация и космонавтика №12 2010 г., стр. 35.
9. К. Stutzer. Die Deutschen Militarflugzeuge 1919-1934. E.S.Mitter & Sohn, 1994.

1. ит. ingegnere [↩]
2. Интересно, что первый в мире морской торпедоносец тоже был создан в Италии. Это был расчалочный двухпоплавковый моноплан конструкции Алессандро Гуйдони (Alessandro Guidone), см. источник [8] — прим. ред. [↩]
3. См. в источниках [6], стр. 14, [7], стр. 21, данные R4 — [9], стр. 200). [↩]
4. Отчасти большая скорость объясняется большей тяговооружённостью итальянских лодок — прим. ред. [↩]