Экспериментальный самолет И.И. Махонина Mak.10 / Mak.101 (Франция)

Конструкция самолета основывается на ряде компромиссов. Рост прочности агрегатов ограничивается их массой, а крыло, способное обеспечить высокую скорость полета, ухудшает взлетно-посадочные характеристики. Одним из лучших решений подобных проблем аэродинамики является использование крыла изменяемой геометрии. В настоящее время стандартом таких конструкций является крыло изменяемой стреловидности. Тем не менее, ранее создавались и проверялись иные варианты изменения геометрии плоскости. Так, в конце двадцатых годов прошлого века конструктор Иван Махонин предложил оригинальное крыло с изменяемым размахом.

Инженер Иван Иванович Махонин родился в 1885 году в Санкт-Петербурге и долгое время жил и работал в России. Получив высшее техническое образование, он основал собственное конструкторское бюро и опробовал свои силы в нескольких областях техники гражданского и военного назначения. После Октябрьской революции И. Махонин продолжил работу и даже добился расположения новой власти. При содействии нового руководства страны были разработаны и реализованы несколько проектов железнодорожной техники. К примеру, три дизельных мотовоза разработки Махонина в течение длительного времени использовались Николаевской железной дорогой. Также был построен и испытан на линиях оригинальный электропоезд.


Самолет Mak.10 с минимальным размахом крыла. Фото Airwar.ru



В начале двадцатых годов И. Махонин предложил несколько проектов перспективной авиационной техники. В частности, был создан проект сверхкрупного дирижабля грузоподъемностью 60 тыс. пудов (960 т). Предполагалось, что такой воздушный корабль сможет перевозить до тысячи человек и различные грузы. Тем не менее, строительство уникальной машины не начиналось и даже не планировалось. Для достижения высочайших характеристик требовались технологии и материалы, которыми Советский Союз не располагал. Кроме того, возможности полноценного практического использования предлагаемой техники были предметом споров.

В связи с технологическими ограничениями конструктор был вынужден задуматься о смене места жительства. В 1921 году И. Махонин переехал во Францию. Следует отметить, что он сохранил все связи и, по мере сил и возможностей, продолжал сотрудничать со своими коллегами, оставшимися в Советском Союзе. Такое взаимодействие, в частности, проявлялось в регулярной публикации работ Махонина в советской профильной периодике.

На новом месте русский специалист продолжил работу над несколькими новыми проектами, а также основал свое собственное промышленное предприятие, которому предстояло проверять изобретения на практике. И. Махонин изучал тематику многоступенчатых ракет, альтернативных конструкций летательных аппаратов и т.д. Одним из первых относительно успешных проектов стало создание т.н. дистиллированного топлива, получаемого из угля. Производимое предприятием La Compagnie des Carburants Makhonine горючее в порядке эксперимента использовалось наземным транспортом и речными судами. Кроме того, со временем его «попробовали» и самолеты. Однако, несмотря на все успехи, в 1927 году выпускавший топливо завод был закрыт по соображениям экологии.


Консоли разведены на максимальный размах. Фото журнала Flight


Неудачное завершение топливного проекта заставило И. Махонина заняться иными разработками, а именно авиацией. Проявив свою тягу к оригинальным и необычным разработкам, конструктор решил создать перспективный самолет с изменяемой геометрией крыла. Нестандартная конструкция позволяла улучшить характеристики техники на разных этапах и режимах полета. Тем не менее, интересное решение существующей проблемы было связано с применением некоторых оригинальных особенностей конструкции, отличавшихся большой сложностью.

В основе проекта, получившего обозначение Mak.10, лежала идея изменения основных параметров крыла непосредственно в полете. Предполагалось, что на взлете и посадке самолет будет использовать максимальный размах крыла, увеличивающий подъемную силу. За счет сокращения габаритов крыла появлялась возможность снизить сопротивление и повысить скорость полета. Изменение размаха крыла должно было осуществляться за счет его телескопической конструкции. Консоли планировалось поместить внутри центроплана и дать им возможность перемещения перпендикулярно фюзеляжу.

Разработка проекта Mak.10 была завершена в 1929 году. В силу разных причин строительство опытного самолета заметно затянулась. Прототип с крылом оригинальной конструкции был построен только в 1931 году. Следует отметить, что первый проект самолета с изменяемым размахом крыла имел некоторые недостатки. Из-за этого после проведения некоторых испытаний И. Махонину пришлось начать доработку существующего самолета. Через несколько лет это привело к появлению обновленного проекта Mak.101.


Схема работы консолей. Рисунок журнала Flight


С точки зрения конструкции экспериментальная машина Mak.10 представляла собой среднеплан нормальной аэродинамический схемы с неубираемым шасси и хвостовым оперением стандартной конструкции. Одновременно с этим в проекте предусматривались некоторые необычные особенности. Помимо нестандартного крыла с возможностью изменения геометрии следует отметить компоновку фюзеляжа с заметным смещением пилотской кабины к хвосту.

Mak.10 получил фюзеляж большого удлинения, имевший веретенообразную форму. Носовая часть фюзеляжа имела несколько откидных металлических деталей, выполнявших функции капота двигателя. Характерный вид самолету придавали три выколотки на капоте, внутри которых находились различные агрегаты двигателя. Позади моторамы на днище корпуса находился блок радиаторов, выполненный в виде характерного полукруглого выступа. Средняя часть фюзеляжа, соединенная с центропланом вмещала устройства, необходимые для управления работой крыла. Позади этого отсека помещалась кабина пилота. Хвостовой обтекатель фюзеляжа для правильной балансировки вмещал минимум необходимых деталей.

К средней части фюзеляжа предлагалось крепить агрегаты центроплана и неподвижную часть крыла. Центроплан самолета был выполнен в виде прямого крыла необходимого размаха, внутри которого имелись крупные полости для размещения подвижных консолей. Такая конструкция крыла предъявляла особые требования к силовому набору, однако позволяла решить имеющиеся задачи. На силовых элементах крыла, имевших отверстия требуемых размеров, помещались направляющие для перемещения консолей. Также внутри крыла находились элементы тросовой системы изменения положения последних. Привод системы управления консолями осуществлялся механизмами, помещенными внутри фюзеляжа. Для прочного удержания консолей в правильном положении центроплан получил характерные законцовки с ровным внешним срезом.


Проекции самолета Mak.10. Рисунок Airwar.ru


Проектом Mak.10 предлагалась достаточно простая механизация крыла. Для управления в полете предлагалось использовать пару элеронов, помещенных на задней кромке неподвижной части крыла. При помощи тросовой проводки они соединялись с ручкой управления и обеспечивали управление по крену. Интересно, что в ходе дальнейшего развития своих идей И.И. Махонин предложил улучшенную конструкцию крыла, имеющую рули и на подвижной консоли.

Внутри неподвижной части крыла располагались консоли. Они представляли собой секции прямого крыла с требуемыми геометрическими параметрами. От центроплана консоли отличались уменьшенной шириной при схожем размахе. Консоли комплектовались скругленными законцовками. Механизация отсутствовала. Приводы консолей позволяли менять конфигурацию крыла как на земле, так и во время полета.

В хвостовой части фюзеляжа крепилось оперение. В его составе имелся среднерасположенный стабилизатор с небольшой стреловидностью передней кромки и закругленными концовками. Более трети хорды приходилось на подвижные рули высоты. Также проектом предусматривалось использование киля обтекаемой формы с рулем направления.

В проекте Mak.10 конструктор использовал бензиновый двигатель Lorraine 12Eb воздушного охлаждения мощностью 480 л.с. Это изделие строилось по W-образной схеме и оснащалось 12 цилиндрами. Двигатель помещался в носовой части фюзеляжа. Рядом с ним находились радиатор и часть топливных баков. Двигатель комплектовался двухлопастным воздушным винтом.


Вид сзади, консоли сведены. Фото Airwar.ru


Управлять машиной должен был экипаж из двух человек. Пилоты размещались тандемно в центральной и хвостовой части фюзеляжа. Передняя кабина находилась сразу за отсеком со специальным оборудованием. Полноценный фонарь проектом не предусматривался. Вместо него использовался трехсекционный козырек. Вторая кабина находилась за первой, причем люк для входа в нее располагался на гаргроте. При необходимости задняя кабина могла закрываться обтекателем.

Взлет и посадка должны были осуществляться при помощи трехточечного шасси с хвостовым костылем. Под центропланом помещались основные стойки шасси, оснащенные жесткими подкосами. Внутри крыла находились механизмы управления консолями, из-за чего шасси пришлось выполнить неубираемым. Для снижения сопротивления воздуха в полете стойки шасси получили обтекатели. В качестве дополнительной опоры использовался подпружиненный металлический костыль, не имеющий колеса.

Главным нововведением проекта И.И. Махонина было крыло изменяемого размаха. За счет перемещения консолей размах крыла мог меняться от 13 м при «втянутых» элементах крыла до 21 м при полностью выпущенных. Минимальная площадь крыла составляла 19 кв.м, максимальная – 33 кв.м. Максимальный взлетный вес машины определялся на уровне 5 т. Таким образом, при использовании взлетного положения крыла удельная нагрузка достигала 151 кг на кв.м. При уборке консолей этот параметр плавно вырастал до 263 кг/кв.м. Подобное изменение нагрузки на крыло позволяло рассчитывать на получение высоких летных данных при хороших взлетно-посадочных характеристиках.

Оригинальный проект заинтересовал потенциального заказчика в лице воздушного флота Франции, благодаря чему И.И. Махонину удалось получить финансовую поддержку и начать строительство опытного самолета. Выкатка первого Mak.10 из сборочного цеха состоялась в начале августа 1931 года. Вскоре машину вывели на наземные и летные испытания. В ходе проверок планировалось установить реальные характеристики необычной конструкции.


Обновленный прототип версии Mak.101 с "втянутыми" консолями. Фото Airwar.ru


11 августа опытный Mak.10 впервые поднялся в воздух. Дальнейшие испытания позволили проверить работу имеющихся механизмов и определить их потенциал. Механизмы успешно справлялись со своей работой и меняли положение консолей, соответствующим образом влияя на летные данные самолета. Одновременно с этим было установлено, что имеющийся двигатель имеет недостаточную мощность. Максимальная скорость при 480-сильном двигателе достигла только 300 км/ч. С точки зрения возможного практического использования техники такой двигатель выглядел не самым лучшим образом.

Испытания первого самолета с крылом изменяемого размаха продолжались в течение нескольких лет. К середине десятилетия И. Махонин принял решение об изменении проекта с учетом собранного опыта. Было предложено доработать часть агрегатов, заменить другие и создать некоторые новые. Прежде всего, планировалась замена существующего двигателя недостаточной мощности. Выбор новой силовой установки, в свою очередь, привел к переработке носовой части фюзеляжа.

Объем необходимых доработок был достаточно велик, из-за чего улучшенный проект получил новое обозначение. Второй вариант экспериментального самолета назывался Mak.101. При этом строительство второго опытного образца не планировалось. Самолет нового типа для испытаний планировалось подготовить путем ремонта и переоснащения существующей машины. Таким образом, в рамках двух проектов удалось обойтись всего одним опытным самолетом, что положительным образом сказалось на стоимости и трудоемкости всех работ.


Максимальный размах крыла. Фото Airwar.ru


В ходе перестройки самолет Mak.10 / Mak.101 лишился двигателя Lorraine 12Eb. Вместо него в носовой части фюзеляжа должен был монтироваться мотор Gnome-Rhône 14K Mistral Major, построенный по радиальной схеме с двухрядным расположением 14 цилиндров. Мощность такого двигателя достигала 800 л.с. Из-за установки нового двигателя фюзеляж лишился имеющегося капота. На мотораме появился конический обтекатель. Цилиндры прикрывались кольцевым обтекателем системы NACA, имеющим характерную сужающуюся переднюю часть.

Обтекатели основных стоек шасси посчитали излишними, из-за чего они были демонтированы. Теперь стойки шасси рамной конструкции ничем не прикрывались, однако и в таком случае не оказывали заметного негативного влияния на аэродинамику машины.

Самолет остался без задней кабины. Из хвостовой части фюзеляжа изъяли все ненужные агрегаты, а отверстие в гаргроте было заделано. Оставшаяся кабина летчика получила обновленный фонарь со сдвижной центральной частью. В отличие от первой версии проекта, теперь предлагалось использовать задний выгнутый блок остекления, улучшающий обзор.

Модернизация опытного самолета Mak.10 по улучшенному проекту Mak.101 завершилась в 1935 году. Вскоре машину вывели на испытания. В ходе проверок было установлено, что замена двигателя полностью себя оправдала. При помощи более мощного мотора самолет мог развивать скорость более 380 км/ч. Одновременно с этим сохранялись приемлемые взлетно-посадочные характеристики, связанные с возможностью увеличения площади крыла.


Вид на крыло Mak.101 снизу, видны направляющие для перемещения консоли. Фото Aviadejavu.ru


Испытания улучшенного прототипа продолжались в течение нескольких лет. Велись дополнительные проверки техники на различных режимах и осуществлялись некоторые незначительные доработки. Тем не менее, перспективы проекта оставались под вопросом. Необычный самолет, будучи воплощением необычных идей, представлял интерес с точки зрения науки и техники, однако практическое применение оригинальной конструкции крыла могло быть темой споров. Как следствие, до конца тридцатых годов никто не пожелал использовать идеи И.И. Махонина в своих новых проектах.

В середине 1940 года нацистская Германия оккупировала Францию. Вследствие этого немецкие специалисты получили возможность ознакомиться со всеми наработками французских коллег. Опытный самолет Mak.101 и его создатель не остались без внимания оккупантов. Конструктора и машину отправили на один из немецких полигонов, где планировалось провести новые испытания. По их результатам могло быть принято решение об использовании чужих идей в новых немецких проектах.

В течение некоторого времени продолжались новые испытания, на этот раз на немецком аэродроме. Тем не менее, они достаточно быстро завершились в связи с потерей испытываемой техники. К новому этапу проверок был привлечен французский летчик-испытатель, имевший опыт пилотирования Mak.10 / Mak.101. Не желая мириться с оккупацией своей страны и пытаясь помешать врагу, в одном из полетов он разбил опытный самолет. Строительство второго прототипа с целью продолжения испытаний немцы посчитали нецелесообразным. На этом история уникального проекта завершилась.


Mak.101 во время испытаний в Германии. Вскоре самолет будет уничтожен. Фото Aviadejavu.ru


Согласно некоторым другим источникам, опытный самолет с изменяемым размахом крыла был утрачен при иных обстоятельствах. По этой версии, после недолгих испытаний новые хозяева разочаровались в машине и отправили ее на хранение. Там она простояла некоторое время, пока не была уничтожена во время налета авиации союзников. Целью удара, по-видимому, были боевые самолеты и объекты аэродрома, однако бомбы уничтожили не только намеченные цели, но и единственный самолет необычной конструкции.

Оккупация Франции и последовавшие за ней события не позволяли И.И. Махонину продолжать работу над перспективными проектами авиационной техники. Вернуться к тематике летательных аппаратов с изменяемой геометрией крыла удалось только после победы над Германией. Конструктор учел опыт первых двух проектов и изменил идеи, лежавшие в их основе. Примененные доработки позволяли улучшить некоторые характеристики техники, а также упростить производство и эксплуатацию.

На основе обновленных идей вскоре был создан еще один проект экспериментального самолета под названием Mak.123. От предшественника он отличался некоторыми особенностями конструкции, в том числе системами управления основными параметрами крыла. Кроме того, появилась усовершенствованная механизация крыла. Mak.123 впервые взлетел в 1947 году и в дальнейшем подтвердил перспективы крыла изменяемой геометрии.


По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
http://aviadejavu.ru/
http://alternathistory.com/
https://ww2aircraft.net/
http://fai.org.ru/
https://google.ru/patents/US2550278
The Makhonine Way // Flight, May 13, 1932.
Автор: Рябов Кирилл


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 4

Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти
  1. sub307 24 ноября 2016 14:59
    То есть идея самолёта с изменяемой геометрией крыла "носилась в воздухе" уже достаточно давно.
    1. Vadivak 24 ноября 2016 15:38
      Цитата: sub307
      То есть идея самолёта с изменяемой геометрией крыла "носилась в воздухе" уже достаточно давно.

      Ну не совсем геометрией, скорее площадью, идея выкидного ножа, но актуальная особенно для короткого взлета и посадки.
      Был еще ИС-2 с убирающимся в полете нижним крылом
    2. svp67 24 ноября 2016 16:01
      Цитата: sub307
      То есть идея самолёта с изменяемой геометрией крыла "носилась в воздухе" уже достаточно давно.

      Конечно...
      Вот ее воплощение в СССР в теже годы:
      РК-И

      ЛИГ-7
Картина дня