Почему рекорды скорости были установлены гидросамолетами в начале тридцатых годов?

Почти все 1930-е годы самые быстрые самолеты относились к категории гидросамолетов (в отличие от наземных самолетов, если использовать терминологию FAI ).

Предположительно, конструкторы двух категорий имели доступ к более или менее одинаковым технологиям (двигатели, материалы, аэродинамика и т. д.), учитывая большой интерес к предмету и доступное финансирование.

Если мы на секунду обратимся к Википедии за листингом рекордов , то увидим, что рекорд скорости гидросамолета, установленный в 1931 году, составляет 655,8 км/ч ( Supermarine S.6B ), а рекорд сухопутного самолета, установленный в 1935 году (через 4 года). ) составляет «всего» 567,1 км/ч ( Hughes H-1 Racer ).

Учитывая, как быстро развивались авиационные технологии в тот период, примечательно, что через четыре года после рекорда Supermarine самый быстрый наземный самолет все еще был значительно медленнее, чем самый быстрый гидросамолет.

Я ожидаю, что большие понтоны на гидросамолётах обеспечат большее сопротивление по сравнению с простым шасси, и, следовательно, по логике гидросамолет должен быть оштрафован и достигать более низких максимальных скоростей. При прочих равных.

Однако, поскольку разница в скорости настолько выражена, очевидно, что все не одинаково. Так какие же различия между двумя категориями (или их разработчиками и производителями), которые могут объяснить разницу в максимальной скорости?

Двигатель Supermarine S.6B: Rolls-Royce R, 2350 л.с. (1753 кВт), двигатель H-1 Racer: радиальный двигатель Pratt & Whitney R-1535, 700 л.с. (521 кВт). Так что, я думаю, этот вопрос сводится к тому, «Почему производители гидросамолетов решили поставить на свои самолеты более мощные двигатели».
В эпоху винтов с фиксированным шагом и технологии ограниченных закрылков гидросамолет мог иметь определенные эксплуатационные преимущества по сравнению с аэродромом, необходимым для поддержки наземного самолета с фиксированной конфигурацией, оптимизированной для сопоставимой скорости, в режимах взлета / посадки, где эта конфигурация не является оптимальной.
@DeepSpace Интересные наблюдения. Однако скорее возникает вопрос: «Почему производители наземных самолетов не использовали такие же мощные двигатели, как производители гидросамолетов?»
@ChrisStratton Спасибо за наблюдение. Ответ Питера Кемпфа идет в том же направлении, поэтому, я думаю, стоит углубиться в него.

Ответы (3)

Ответ: винты с фиксированным шагом.

До 1930-х годов гребные винты имели только фиксированный шаг. Из Википедии :

Первый практичный воздушный винт с регулируемым шагом для самолетов был представлен в 1932 году. Французская фирма Ratier впервые разработала воздушные винты с изменяемым шагом различных конструкций с 1928 года, полагаясь на специальный геликоидальный скат на шарикоподшипниках в основании лопастей для простоты эксплуатации.

Это означает, что все рекорды скорости были установлены с винтами фиксированного шага, которые необходимо было оптимизировать до максимальной расчетной скорости, чтобы получить от двигателей как можно больше тяги. В свою очередь, это означает, что большая часть лопасти винта застопорилась на малых оборотах, поэтому взлетная тяга была низкой. Для достижения высокой скорости требовалась большая нагрузка на крыло, а в сочетании с малой тягой взлетная длина такого самолета была за пределами длины аэродромов того времени.

Однако на воде максимальная длина поля близка к бесконечности. Да, сопротивление с поплавками особенно велико при переходе от плавучести к динамической подъемной силе («горб»), но это можно преодолеть, когда этот горб возникает на достаточно высокой скорости, чтобы гребной винт создавал достаточную тягу.

Это имеет большой смысл. Разве не было бы разумно использовать какую-то систему помощи при старте (катапульту? трос? ракетные ускорители?), чтобы быстро разогнать наземный самолет до скорости, необходимой для вывода винта из ступора? Или еще, чтобы взлететь в солончаке или что-то в этом роде?
@leftaroundabout: В Европе не так много солончаков, где в то время были установлены правила в отношении рекордных полетов. Точно не знаю, но подозреваю, что катапульты тоже нарушили бы правила.
Очень интересное рассуждение. Я понимаю проблемы сопротивления, пока понтоны все еще находятся в воде, но разве они не являются значительным источником сопротивления на высоте? В свете всех усилий, затраченных на оптимизацию фюзеляжа, можно ли предположить, что наличие понтонов вносит существенный вклад в общее сопротивление самолета?
Фотографии @Monolo с S6B говорят о том, что да, не так ли?
@Monolo: Да, поплавки и особенно острые края на их дне и ступенях действительно сильно способствовали сопротивлению. Именно поэтому итальянская компания Piaggio P.7 попыталась заменить их судами на подводных крыльях.
@Monolo: верхняя сторона поплавков служит местом для радиаторов. Они не были полностью бесполезными, когда самолет находился в воздухе.

Это может быть только частью истории, но Schneider Trophy был самым престижным воздушным трофеем той эпохи, и изначально он предназначался только для гидросамолетов. В книге «Мне больше никогда не повезет» знаменитый авиатор Джимми Дулиттл (описывая события 1925 года) сказал:

Гонка на Кубок Шнайдера, которая должна была состояться в Балтиморе через две недели после Пулитцеровской [авиационной гонки] , предназначалась только для гидросамолетов. Гонка впервые была проведена в 1913 году и спонсировалась Жаком П. Шнайдером , пилотом, сыном богатого французского промышленника. В то время это считалось самой важной международной воздушной гонкой и широко освещалось в прессе летающих стран мира.

Таким образом, в то время способом привлечь наибольшее внимание к вашему самолету или авиационным возможностям вашей страны было участие в самой известной воздушной гонке, в которой участвовали только гидросамолеты:

Из Вашингтона пришло известие, что мы можем попытаться установить или побить рекорды и совершить полеты по пересеченной местности, которые будут сочтены заслуживающими освещения в печати и создадут благоприятный имидж армейской воздушной службы .

Я уверен, что были задействованы и другие факторы, но известность и престиж кажутся двумя большими.

Согласно книге Берча Мэтьюза «Гонка с ветром: как воздушные гонки передовой авиации», «Шнайдер считал, что у гидросамолетов большое будущее, поскольку большая часть земли покрыта водой, которую можно было бы использовать для взлета больших, тяжелых самолетов. самолетов без необходимости строительства взлетно-посадочных полос». (Википедия) Я также где-то читал (но не могу вспомнить источник, извините), что еще одним аргументом было то, что большинство поселений, по крайней мере, в западном мире, строятся возле источников воды, поэтому гидросамолеты имели смысл, поскольку они могли использовать существующую инфраструктуру ( доки), а не строить новые взлетно-посадочные полосы.
Это настоящая причина.
@bjelleklang Что касается «существующей инфраструктуры», вот почему гидросамолеты были самыми популярными большими самолетами до Второй мировой войны, а колесные самолеты были самыми популярными после Второй мировой войны. Почти все важные аэропорты в Европе и большей части остального мира изначально строились как военные авиабазы, а это означало, что инфраструктура для гражданской авиации уже существовала в конце войны. Разумно предположить, что наземные аэропорты в любом случае были бы построены без войны, но это было основной причиной постепенных изменений.

Источника нет, но я чувствую, что это вопрос финансирования. Военно-воздушные силы не были независимым подразделением, а военно-морской флот быстрее инвестировал в авиацию и не делился с армией, и определенно имел больший бюджет, чем частные лица. Армия определенно отложила акцент на своих ВВС (исходя из опыта Риндлесбахера/Рикенбакера). Итак, опять же, никаких источников, кроме книг, таких как «Авиаторы», но я бы сказал, что финансирование ВМФ было выше, и авианосцы еще не воспринимались флотом в целом как доминирующая сила, которой они стали в первые годы Второй мировой войны. (отсюда и понтоны).

Возможно, вы захотите подробнее рассказать об Эдди Рикенбахере (если он тот, на кого ссылаются «опыты Рикенбахера»). Но, что более важно, поправьте меня, если я ошибаюсь: я чувствую, что этот ответ относится главным образом к американской ситуации, тогда как годы апогея гидросамолетов в 1930-е годы касаются также, и, возможно, главным образом, британских и итальянских самолетов, конструкторов и пилоты. Так что, возможно, ответ следует немного расширить, а также указать источник.
Отличный момент. Лучше всего удалить мой ответ? Хотел оставить как комментарий, но судя по всему я пока не могу комментировать авиационные вопросы, только отвечать...
Ни в коем случае в этом ответе вы не соизволите упомянуть, о какой стране вы говорите.
Почему рекорды скорости были установлены гидросамолетами в начале тридцатых годов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v