История русской авиации. Лебедь-гранд (Л-14)
Во все времена создание двухмоторных самолетов было связано с решением специфических задач, которые начинались с компоновки, когда моторы были привязаны к крыльям (крылу) и располагались, имея разнос по размаху, что позволяет винтам свободно вращаться. Задача установления рекордов скорости для самолетов, в которых реализовывалась данная схема, ставилась крайне редко, поскольку имелось высокое лобовое сопротивление. Как правило, под два двигателя проектировали средние и легкие бомбардировщики, а также пассажирские, фюзеляжные объемы которых были предназначены для целевых нагрузок. В этом они были предпочтительнее одномоторных.
Чаще всего двухмоторные истребители являлись самолетами некоего промежуточного класса находящиеся между легкими боевыми самолетами, которые обладают маневренностью и высокой скоростью и тяжелыми, более тихоходными и статичными. Они применялись в качестве многоцелевых, будучи составляющим звеном среди многих летательных аппаратов, которые призваны для выполнения различных боевых задач. Как показывает история боевых действий, это являлось целесообразным для всех действующей армии.
Двухмоторный самолет разработанный инженером-изобретателем Леонидом Дементьевичем Колпаковым-Мирошниченко "Лебедь-Гранд" (по нумерации завода – Л-14), не являлся исключением данного правила, так как с самого начала его задумывали как средний бомбардировщик дальний разведчик, и даже большой истребитель.
К началу постройки – октябрь 1915 г. – самолет "Лебедь-Гранд" считали самым передовым среди других двухмоторных самолетов. Его строили на протяжении 1916-1917 годов на заводе русского авиаконструктора и летчика Владимира Александровича Лебедева, что находился неподалеку от Петрограда.
Данное предприятие основали в 1914 году. Его основной специализацией был выпуск одномоторных воздушных разведчиков, которых Лебедев выпускал в значительных количествах и более, чем кто-либо другой из отечественных производителей авиатехники, снабжая ими фронт.
"Лебедь-Гранд" был совершеннее других аналогичных машин: "Русский Витязь", РБВЗ-С-18 и РБВЗ-С-19 (производство Руссо-Балт), "Анатра ДЕ" и "Анадва", (произведенных на заводе Анатры).
За время мировой войны автор проекта самолета Колпаков разрабатывал различные варианты подвижных пулеметных установок. Механизмы его разработки, в которых реализовали различные принципы подвижности, имели широкие углы обстрела, вплоть до ведения огня из зенитного положения. Практически все турельные, шкворневые и дуговые механизмы его конструкции были удачными и, что важно, компактными. Так, самой известной и наиболее применяемой была установка, имеющая сферически-подвижную стрелковую точку на двух секторальных шестернях. Ее называли штанговой установкой, которая была наиболее удобной в эксплуатации и самой легкой среди механизмов других систем. Л.Д. Колпаков как разработчик стрелковых установок работал на заводе Лебедева по договорам. Колпаков кроме названных работ занимался конструированием самолетов. На том же предприятии Лебедевым было спроектировано и построено два самолета.
Первым созданным самолетов был двухместный разведчик Колпаков-1 (К-1), оснащенный трофейным однорядным двигателем "Австро-Даймлер" (мощность 110 л.с.). По схеме К-1 был нормальный полутораплан, имеющий подвижную управляемую бипланную коробку, которая в полете и на земле могла изменять угол установки крыльев до 7°. Летом 1916 года на летных испытаниях данный самолет постигла участь практически всех аппаратов, имеющих переменный угол установки крыльев. Во время первого взлета с поднятыми крыльями он начал круто набирать высоту, а при падении был разрушен. В связи с этим приняли решение о прекращении работ в данной области. Во время инцидента летчик М.Ф. Госповский не пострадал, самолет ремонту не подлежал.
В сентябре 14-го года, после начала войны, Колпаков обратился в военное ведомство и предложил создать боевой аэроплан, который был предназначен для выполнения воздушной дальней разведки, бомбардирования военных объектов и войск противника. Руководство ведомства к данной идее отнеслось положительно и после согласования с авиационным отделом тонкости сформулировало задание. Будущий "Летающий крейсер" согласно заданию должен был иметь "скорость около 150-160 километров в час, высоту порядка 4-5 тыс. метров, при бомбовой нагрузке от 550 до 600 кг...".
Ответ на предложение изобретателя пришел лишь в начале следующего года, и им совместно со специалистами завода Лебедева был разработан проект аэроплана, который представили заказчику и утвердили весной 15-го года. Основные расчетные весовые характеристики и геометрические параметры, принятые в проекте оказались настолько близкими к реальности, что не изменились до окончания постройки "Лебедя-14". Все отклонения оказались несущественными и были вынужденными. Первоначальная ориентация на пару двигателей каждый мощностью 150 лошадиных сил (отмечалось в задании) стало причиной того что для самолета были выбраны доступные двигатели "Бенц". Под данную силовую установку были рассчитаны рабочий проект, выпущен ознакомительный альбом и тактическая (смотровая) модель. После того как были приняты представленные документы, носившие рекламный характер а не практический, выяснилось, что трофейные моторы не всегда могут быть доведены до необходимой мощности так как для них отсутствовали формуляры, инструкции и другая эксплуатационная документация. Имевшиеся двигатели были неодинаково или не совсем исправны, был необходим ремонт и длительная довода. Больше 140 лошадиных сил мощности они не могли дать. Начавшиеся поставки союзников задачу оснащения крейсера необходимой силовой группой упростили. Французской фирмой "Сальмсон" были предложены стационарные звездообразные моторы, имеющие воздушное охлаждение необходимой мощности. Именно их выбрали для самолета. Двигатели "Бенц" хотели поставить между внутренними стойками бипланной коробки. Для устройства подмоторного крепежа стойки была бы получена форма ромба при общих точках опоры на нижнем и верхнем крыльях. Двигатели должны были устанавливаться на подмоторные горизонтальные брусья, лежащие посередине высоты стоек. После замены моторов Колпаковым было принято решение об устройстве двух обтекаемых мотогондол, которые объединяют все системы и агрегаты винтомоторных групп. Каждую мотогондолу собирали из тянущего двухлопастного винта (d=2,9 метра), начинаясь с его кока, двигателя "Сальмсон", установленного в миделевом сечении гондолы и смонтированного на передних Y-образных стойках бипланной коробки. В центральный отсек каждой гондолы установили топливный бак объемом 420 литров бензина, который от двигателя был отделен противопожарной перегородкой. Внутри хвостовых обтекателей поместили еще по одному 45-литровому баку для моторного масла. Хвостовые опоры крепления каждой мотогондолы, которые лежат в плоскости задних лонжеронных крыльев, были V-образной формы и составлялись из алюминиевых труб каплевидного сечения, аналогично стойкам Y-образной формы, на которых висели двигатели. На конструкцию аэроплана для передачи силы тяги ВМГ к переднему лонжерону нижнего крыла прикрепили два подкоса. Передний подкос, который работает на растяжение, шел от первого шпангоута гондолы, по оси которого заделан люнет для удлиненного вала, который передает обороты на пропеллер. Задний подкос, работающий на сжатие, разгружал хвостовое крепление гондолы, то есть Y-образную стойку крыла, которая работала на изгиб при даче газа. Таким образом, наиболее нагруженными точками конструкции являлись узлы переднего лонжерона нижнего крыла, к которым подходили и крепились передние стержни стоек шасси (снизу), внутри крыла устанавливалась усиленная нервюра. В связи с этим, в центральную часть нижнего крыла установили усиленные элементы конструкции, выполненные более мощными (за счет добавления стальных накладок, фитингов и уголков), чем в остальных регулярных зонах по размаху. По рекомендации профессора Тимошенко, центральную клетку бипланной коробки оснастили дополнительным усилением диагональных растяжек. Между стойками все пролеты также расчалили стальными лентами по диагоналям. Концевые вылеты верхнего крыла поддерживались подкосами от нижних заделок крайних вертикальных стоек и подкреплялись контрподкосами. Конструкция крыла – деревянное имеющее полотняную обтяжку. Элероны имелись лишь на верхнем крыле. Двухколесное шасси имело опорные стойки, которые устанавливались в плоскости мотогондолы под нижним крылом на расстоянии 2150 мм от оси самолета. Между полувилками пневматиков и днищем фюзеляжа устанавливались Y-образные подкосы, которые качались в корпусе вокруг шарниров заделки во время движения аппарата по неровному грунту. Многовитковые резиновые амортизаторы большой мощности, стягивающие задние и передние стержни стоек шасси, позволяли перемещаться колесам в пределах от 220 до 250 мм при осадке. Ход за счет обжатия пневматиков являлся незначительным, поэтому нерасчетным. Колеса (размером 900x120 миллиметров) имели ободы, изготовленные из гнутого ясеня и легкие алюминиевые колпаки (6х3 миллиметра), закрывающие спицы каждого колеса с двух сторон и прикреплялись к ободам при помощи 8-и винтов. Хвостовое оперение: киль, стабилизатор и рули, имевшие нарочито округлые формы задних и передних кромок, включая осевую компенсацию руля.
Фюзеляж самолета состоял из двух монококовых частей выполненных из дерев (в России впервые использовали данную схему для крупных самолетов). Его передняя часть имела наружные обводы с двойной кривизной, каркас составляли семь шпангоутов и набор стрингеров, из которых четыре были усилены, выполняя функцию лонжеронов. Пол в кабинах летчика и переднего стрелка был постлан на паре нижних продольных брусьях. Пол в области рабочего места аэрофотографа был приопущен для большего удобства при проведении воздушной фотосъемки через бортовые иллюминаторы. Заднюю часть фюзеляжа также исполнили в виде монококовой конструкции которая при помощи фланцевого стыка соединялась с головной частью фюзеляжа. Она набиралась из десяти шпангоутов и разновеликих стрингеров. Кабина заднего стрелка была устроена у стыкового фланца. Свои места члены экипажа занимали, используя открытые проемы. Фотограф имел еще и нижний аварийный люк, применявшийся в качестве окна для ручного бомбометания. Вооружение самолета "Лебедь-Гранд" – три пулемета. Один из проектных вариантов предусматривал установку 37-миллиметровой пушки и двух пулеметов. Управление рулевыми поверхностями хвоста и элеронами – тросовое. Прокладка силовых коммуникаций была сделана внутри фюзеляжа и обшивки крыльев.
В целом, конструкцию аэроплана тщательно продумали и добротно выполнили во время производства. "Лебедь-Гранд" имел хорошую аэродинамику и полноценное вооружение, будучи ярко выраженным дальним разведчиком или средним бомбардировщиком, в зависимости от боевой нагрузки, назначения и вариантов целевого оснащения.
Однако самолету не удалось проявить себя ни в одном из боевых качеств, предписанных создателями и заказчиками на стадии проектирования.
Постройку аппарата начали в середине 1916 г. и она продолжалась до второй половины следующего года. Начавшиеся летные испытания не удалось довести до конца, однако, удалось выяснить, что центровка машины являлась неудовлетворительной. Естественно самолет на вооружение армии не приняли. Недостатки, имевшиеся в конструкции, можно было устранить, но поскольку Военное ведомство к машинам большого тоннажа относилось отрицательно "Лебедь-Гранд" не довели до серийного производства. Кроме того, события в Петрограде и политические события в России, не дали возможности совершенствовать авиационную технику. Всеобщий крах, обрушившийся на Российскую империю, выбил авиацию "как класс" на 7 лет, пока в 23-24-х годах не начали появляться первые низкопробные любительские авиетки. Первые крупносерийные самолеты, достойные всеобщего уважения, в стране начали появляться лишь спустя 10-12 лет.
"Большой истребитель" Колпакова-Мирошниченко стал своего рода "Лебединой песней" дореволюционной российской авиации.
Сам конструктор о себе заявил лишь спустя несколько лет. Колпаков-Мирошниченко в 1926 году создал легкий бомбардировщик ЛБ-2ЛД. Данный самолет проходил летные испытания, однако не получил дальнейшего развития так как появился ТБ-1 Туполева. Самолёт Туполева во многом напоминал большой истребитель "Лебедь-Гранд".
Летно-тактические характеристики "Лебедь-Гранд":
Год выпуска 1917;
Заводское обозначение – Л-14;
Силовая установка – 2х"Сальмсон";
Мощность максимальная – 2x150 л. с.;
Скорость максимальная – 140 км/ч;
Потолок практический – 4000 м;
Продолжительность полета – 4-5 ч;
Площадь крыльев – 91,5 м2;
Взлетный вес – 3170 кг;
Вес пустого самолета – 2210 кг;
Полезная нагрузка – 960 кг;
Удельная нагрузка на крыло – 34,8 кг/м2;
Удельная нагрузка на мощность – 10,6 кг/л.с.;
Весовая отдача – 30,2 %.
Чаще всего двухмоторные истребители являлись самолетами некоего промежуточного класса находящиеся между легкими боевыми самолетами, которые обладают маневренностью и высокой скоростью и тяжелыми, более тихоходными и статичными. Они применялись в качестве многоцелевых, будучи составляющим звеном среди многих летательных аппаратов, которые призваны для выполнения различных боевых задач. Как показывает история боевых действий, это являлось целесообразным для всех действующей армии.
Двухмоторный самолет разработанный инженером-изобретателем Леонидом Дементьевичем Колпаковым-Мирошниченко "Лебедь-Гранд" (по нумерации завода – Л-14), не являлся исключением данного правила, так как с самого начала его задумывали как средний бомбардировщик дальний разведчик, и даже большой истребитель.
К началу постройки – октябрь 1915 г. – самолет "Лебедь-Гранд" считали самым передовым среди других двухмоторных самолетов. Его строили на протяжении 1916-1917 годов на заводе русского авиаконструктора и летчика Владимира Александровича Лебедева, что находился неподалеку от Петрограда.
Данное предприятие основали в 1914 году. Его основной специализацией был выпуск одномоторных воздушных разведчиков, которых Лебедев выпускал в значительных количествах и более, чем кто-либо другой из отечественных производителей авиатехники, снабжая ими фронт.
"Лебедь-Гранд" был совершеннее других аналогичных машин: "Русский Витязь", РБВЗ-С-18 и РБВЗ-С-19 (производство Руссо-Балт), "Анатра ДЕ" и "Анадва", (произведенных на заводе Анатры).
За время мировой войны автор проекта самолета Колпаков разрабатывал различные варианты подвижных пулеметных установок. Механизмы его разработки, в которых реализовали различные принципы подвижности, имели широкие углы обстрела, вплоть до ведения огня из зенитного положения. Практически все турельные, шкворневые и дуговые механизмы его конструкции были удачными и, что важно, компактными. Так, самой известной и наиболее применяемой была установка, имеющая сферически-подвижную стрелковую точку на двух секторальных шестернях. Ее называли штанговой установкой, которая была наиболее удобной в эксплуатации и самой легкой среди механизмов других систем. Л.Д. Колпаков как разработчик стрелковых установок работал на заводе Лебедева по договорам. Колпаков кроме названных работ занимался конструированием самолетов. На том же предприятии Лебедевым было спроектировано и построено два самолета.
Первым созданным самолетов был двухместный разведчик Колпаков-1 (К-1), оснащенный трофейным однорядным двигателем "Австро-Даймлер" (мощность 110 л.с.). По схеме К-1 был нормальный полутораплан, имеющий подвижную управляемую бипланную коробку, которая в полете и на земле могла изменять угол установки крыльев до 7°. Летом 1916 года на летных испытаниях данный самолет постигла участь практически всех аппаратов, имеющих переменный угол установки крыльев. Во время первого взлета с поднятыми крыльями он начал круто набирать высоту, а при падении был разрушен. В связи с этим приняли решение о прекращении работ в данной области. Во время инцидента летчик М.Ф. Госповский не пострадал, самолет ремонту не подлежал.
В сентябре 14-го года, после начала войны, Колпаков обратился в военное ведомство и предложил создать боевой аэроплан, который был предназначен для выполнения воздушной дальней разведки, бомбардирования военных объектов и войск противника. Руководство ведомства к данной идее отнеслось положительно и после согласования с авиационным отделом тонкости сформулировало задание. Будущий "Летающий крейсер" согласно заданию должен был иметь "скорость около 150-160 километров в час, высоту порядка 4-5 тыс. метров, при бомбовой нагрузке от 550 до 600 кг...".
Ответ на предложение изобретателя пришел лишь в начале следующего года, и им совместно со специалистами завода Лебедева был разработан проект аэроплана, который представили заказчику и утвердили весной 15-го года. Основные расчетные весовые характеристики и геометрические параметры, принятые в проекте оказались настолько близкими к реальности, что не изменились до окончания постройки "Лебедя-14". Все отклонения оказались несущественными и были вынужденными. Первоначальная ориентация на пару двигателей каждый мощностью 150 лошадиных сил (отмечалось в задании) стало причиной того что для самолета были выбраны доступные двигатели "Бенц". Под данную силовую установку были рассчитаны рабочий проект, выпущен ознакомительный альбом и тактическая (смотровая) модель. После того как были приняты представленные документы, носившие рекламный характер а не практический, выяснилось, что трофейные моторы не всегда могут быть доведены до необходимой мощности так как для них отсутствовали формуляры, инструкции и другая эксплуатационная документация. Имевшиеся двигатели были неодинаково или не совсем исправны, был необходим ремонт и длительная довода. Больше 140 лошадиных сил мощности они не могли дать. Начавшиеся поставки союзников задачу оснащения крейсера необходимой силовой группой упростили. Французской фирмой "Сальмсон" были предложены стационарные звездообразные моторы, имеющие воздушное охлаждение необходимой мощности. Именно их выбрали для самолета. Двигатели "Бенц" хотели поставить между внутренними стойками бипланной коробки. Для устройства подмоторного крепежа стойки была бы получена форма ромба при общих точках опоры на нижнем и верхнем крыльях. Двигатели должны были устанавливаться на подмоторные горизонтальные брусья, лежащие посередине высоты стоек. После замены моторов Колпаковым было принято решение об устройстве двух обтекаемых мотогондол, которые объединяют все системы и агрегаты винтомоторных групп. Каждую мотогондолу собирали из тянущего двухлопастного винта (d=2,9 метра), начинаясь с его кока, двигателя "Сальмсон", установленного в миделевом сечении гондолы и смонтированного на передних Y-образных стойках бипланной коробки. В центральный отсек каждой гондолы установили топливный бак объемом 420 литров бензина, который от двигателя был отделен противопожарной перегородкой. Внутри хвостовых обтекателей поместили еще по одному 45-литровому баку для моторного масла. Хвостовые опоры крепления каждой мотогондолы, которые лежат в плоскости задних лонжеронных крыльев, были V-образной формы и составлялись из алюминиевых труб каплевидного сечения, аналогично стойкам Y-образной формы, на которых висели двигатели. На конструкцию аэроплана для передачи силы тяги ВМГ к переднему лонжерону нижнего крыла прикрепили два подкоса. Передний подкос, который работает на растяжение, шел от первого шпангоута гондолы, по оси которого заделан люнет для удлиненного вала, который передает обороты на пропеллер. Задний подкос, работающий на сжатие, разгружал хвостовое крепление гондолы, то есть Y-образную стойку крыла, которая работала на изгиб при даче газа. Таким образом, наиболее нагруженными точками конструкции являлись узлы переднего лонжерона нижнего крыла, к которым подходили и крепились передние стержни стоек шасси (снизу), внутри крыла устанавливалась усиленная нервюра. В связи с этим, в центральную часть нижнего крыла установили усиленные элементы конструкции, выполненные более мощными (за счет добавления стальных накладок, фитингов и уголков), чем в остальных регулярных зонах по размаху. По рекомендации профессора Тимошенко, центральную клетку бипланной коробки оснастили дополнительным усилением диагональных растяжек. Между стойками все пролеты также расчалили стальными лентами по диагоналям. Концевые вылеты верхнего крыла поддерживались подкосами от нижних заделок крайних вертикальных стоек и подкреплялись контрподкосами. Конструкция крыла – деревянное имеющее полотняную обтяжку. Элероны имелись лишь на верхнем крыле. Двухколесное шасси имело опорные стойки, которые устанавливались в плоскости мотогондолы под нижним крылом на расстоянии 2150 мм от оси самолета. Между полувилками пневматиков и днищем фюзеляжа устанавливались Y-образные подкосы, которые качались в корпусе вокруг шарниров заделки во время движения аппарата по неровному грунту. Многовитковые резиновые амортизаторы большой мощности, стягивающие задние и передние стержни стоек шасси, позволяли перемещаться колесам в пределах от 220 до 250 мм при осадке. Ход за счет обжатия пневматиков являлся незначительным, поэтому нерасчетным. Колеса (размером 900x120 миллиметров) имели ободы, изготовленные из гнутого ясеня и легкие алюминиевые колпаки (6х3 миллиметра), закрывающие спицы каждого колеса с двух сторон и прикреплялись к ободам при помощи 8-и винтов. Хвостовое оперение: киль, стабилизатор и рули, имевшие нарочито округлые формы задних и передних кромок, включая осевую компенсацию руля.
Фюзеляж самолета состоял из двух монококовых частей выполненных из дерев (в России впервые использовали данную схему для крупных самолетов). Его передняя часть имела наружные обводы с двойной кривизной, каркас составляли семь шпангоутов и набор стрингеров, из которых четыре были усилены, выполняя функцию лонжеронов. Пол в кабинах летчика и переднего стрелка был постлан на паре нижних продольных брусьях. Пол в области рабочего места аэрофотографа был приопущен для большего удобства при проведении воздушной фотосъемки через бортовые иллюминаторы. Заднюю часть фюзеляжа также исполнили в виде монококовой конструкции которая при помощи фланцевого стыка соединялась с головной частью фюзеляжа. Она набиралась из десяти шпангоутов и разновеликих стрингеров. Кабина заднего стрелка была устроена у стыкового фланца. Свои места члены экипажа занимали, используя открытые проемы. Фотограф имел еще и нижний аварийный люк, применявшийся в качестве окна для ручного бомбометания. Вооружение самолета "Лебедь-Гранд" – три пулемета. Один из проектных вариантов предусматривал установку 37-миллиметровой пушки и двух пулеметов. Управление рулевыми поверхностями хвоста и элеронами – тросовое. Прокладка силовых коммуникаций была сделана внутри фюзеляжа и обшивки крыльев.
В целом, конструкцию аэроплана тщательно продумали и добротно выполнили во время производства. "Лебедь-Гранд" имел хорошую аэродинамику и полноценное вооружение, будучи ярко выраженным дальним разведчиком или средним бомбардировщиком, в зависимости от боевой нагрузки, назначения и вариантов целевого оснащения.
Однако самолету не удалось проявить себя ни в одном из боевых качеств, предписанных создателями и заказчиками на стадии проектирования.
Постройку аппарата начали в середине 1916 г. и она продолжалась до второй половины следующего года. Начавшиеся летные испытания не удалось довести до конца, однако, удалось выяснить, что центровка машины являлась неудовлетворительной. Естественно самолет на вооружение армии не приняли. Недостатки, имевшиеся в конструкции, можно было устранить, но поскольку Военное ведомство к машинам большого тоннажа относилось отрицательно "Лебедь-Гранд" не довели до серийного производства. Кроме того, события в Петрограде и политические события в России, не дали возможности совершенствовать авиационную технику. Всеобщий крах, обрушившийся на Российскую империю, выбил авиацию "как класс" на 7 лет, пока в 23-24-х годах не начали появляться первые низкопробные любительские авиетки. Первые крупносерийные самолеты, достойные всеобщего уважения, в стране начали появляться лишь спустя 10-12 лет.
"Большой истребитель" Колпакова-Мирошниченко стал своего рода "Лебединой песней" дореволюционной российской авиации.
Сам конструктор о себе заявил лишь спустя несколько лет. Колпаков-Мирошниченко в 1926 году создал легкий бомбардировщик ЛБ-2ЛД. Данный самолет проходил летные испытания, однако не получил дальнейшего развития так как появился ТБ-1 Туполева. Самолёт Туполева во многом напоминал большой истребитель "Лебедь-Гранд".
Летно-тактические характеристики "Лебедь-Гранд":
Год выпуска 1917;
Заводское обозначение – Л-14;
Силовая установка – 2х"Сальмсон";
Мощность максимальная – 2x150 л. с.;
Скорость максимальная – 140 км/ч;
Потолок практический – 4000 м;
Продолжительность полета – 4-5 ч;
Площадь крыльев – 91,5 м2;
Взлетный вес – 3170 кг;
Вес пустого самолета – 2210 кг;
Полезная нагрузка – 960 кг;
Удельная нагрузка на крыло – 34,8 кг/м2;
Удельная нагрузка на мощность – 10,6 кг/л.с.;
Весовая отдача – 30,2 %.
По материалам статьи Ивнамина Султанова, журнал "Техника и вооружение"
Информация