З попередніх сторінок цієї книги можна було бачити, що аероплан є тепер і, цілком ймовірно, залишиться найважливішим з приладів, що служать для пересування по повітрю.
Вказувалося також в загальному, як він зроблений. Тепер познайомимося з цим більш докладно і розберемося, з яких основних частин складається звичайний аероплан, для чого і яким чином вони служать. Аероплан, звичайно, складається з наступних частин:
1. Несуча поверхня або крила.
2. Гвинти-моторна група.
3. Корпус апарату або, як його називають, фюзеляж.
4. Органи управління.
5. Колеса, поплавці або лижі, т. Е. Все те пристосування, на якому літак стоїть і може вільно котитися по підходящої для цього поверхні. Все це іноді називають французьким словом шасі.
Плани або поверхню аероплана, складова його головну частину, від якої він і отримав свою назву, зазвичай робляться в такий спосіб. Кістяком служать міцні бруси, здебільшого два, до яких кріпляться порівняно тонкі дощечки на відстані близько полуаршіна одна від одної. Бруси, звані лонжеронами, проходять через всі крило поперек його руху. Тонкі дощечки, звані реберцями або нервюрами, прикріплюються до лонжеронам таким чином, що вони стоять точно у напрямку руху крила в повітрі під час польоту. Нервюри робляться не прямими, а більш-менш вигнутими, в залежності від форми, яку бажають надати крила. Передній і задній край крила робляться порівняно легкими, так як великих зусиль їм нести не доводиться. Все крило утворює, таким чином, цілу раму-решітку, яка вже обтягається полотном.
Матерія прибивається або пришивається до нервюрам і щільно прилягає до них, завдяки чому все крило зберігає необхідну форму. Правильність цієї форми або, як кажуть, профілю крила, дуже важлива для польоту. Нерідко траплялися випадки, коли літак ставав набагато гірше, іноді зовсім переставав літати від того, що крило кілька втрачало свою форму, кривилося і т. Д. Тому остов крила при всій його легкості треба робити таким, щоб він не міг гнутися; для цього нерідко користуються склеєні з декількох шарів деревом, нервюри роблять з дощечок, поставлених на ребро і т. д. Крім того, дуже важливо захистити від розтягування полотно на крилах. Для цієї мети його просочують після обтягування особливими лаками, які дозволяють йому залишатися добре натягнутим дуже довгий час, незважаючи на дощ, спеку і т. Д.
Аероплани робляться іноді з однією поверхнею, т. Е. До корпусу кріпляться праворуч і ліворуч по одному крилу. Дуже часто зустрічаються апарати з двома поверхнями, розташованими одна над іншою. Іноді навіть до 3-х поверхонь розташовують одна над іншою. Перший зі згаданих типів називається монопланом, другий - біпланом, третій - трипланах. Аеропланів з великим числом поверхонь не будують. Крило найкраще працює, якщо по сусідству від нього немає іншого крила. Тому моноплан крило працює краще за всіх. Однак в будівництві два менших крила, розташованих одне над іншим і з'єднаних стійками і дротами, виходять настільки легше і зручніше, ніж одне велике крило, так що цей тип аероплана і є зараз найбільш поширеним.
Зрозуміло, що чим більше і важче аероплан, тим більшими повинні бути крила, які його підтримують в повітрі. На кожен квадратний метр поверхні доводиться, звичайно, від 30 до 45 кілограмів підйомної сили, т. Е. На кожен квадратний аршин - від одного до півтора пудів.
Так називається весь механізм, що призводить аероплан в рух, тобто двигун з усіма його приладдям і повітряний гвинт. В даний час застосовуються виключно бензинові мотори. Залежно від типу і призначення, аероплан двигуни робляться найрізноманітнішої потужності - від 10 до 700 лош. сил, вагою від 2? до 6 фунтів на силу. Заради простоти і легкості майже у всіх аеропланах гвинт насаджується прямо на вісь мотора. Передача сили з мотора на вісь гвинта за допомогою зубчаток, ланцюгів і т. Д. Іноді застосовувалася різними будівельниками, але хороших результатів отримано не було.
При всіх своїх хороших якостях бензіномоторамі володіє і багатьма недоліками. Видається їм сильний шум в аероплан двигунах так і не вдалося знищити. Крім того, в сенсі плавності ходу і відсутність струсів, він дуже поступається парову машину і особливо турбіні. Тому багато винахідників зайняті розробкою нових типів двигунів. Однак справа ця настільки складне і нове, що протягом довгих років, а скоріше десятиліть, літати доведеться напевно з бензиновими двигунами.
Повітряний гвинт - ця необхідна частина кожного аероплана - відноситься до числа найбільш вироблених і закінчених. Гвинти, що будуються тепер, працюють в загальному добре, т. Е. Майже без втрати дають, за рахунок роботи двигуна, силу, тягне апарат вперед. В даний час гвинти робляться майже виключно з дерева, склеєної в кілька шарів. Дерев'яні гвинти досить міцні, але іноді від часу і вогкості кілька коробляться і в цьому випадку стають непридатними. Тому багато хто тепер намагаються створити гвинт з якої-небудь маси або зробити його порожнистим металевим.
Корпус апарату - фюзеляж
Так називається довгаста середня частина аероплана. У ній розташовуються сидіння для пілота і для пасажирів. У головній частині розташовується зазвичай двигун. На кінці ззаду кріпляться керма. Корпус апарату робиться зазвичай з дерев'яних брусків, що йдуть уздовж, з'єднаних поперечними і розтягнутих сталевими дротами. Зовні корпус обтягається полотном і лакується, як крила. Він дуже міцно повинен бути з'єднаний з крилами, причому в аероплані виходить Слідкуйте за рівновагою та керованість, коли невелика частина корпусу з мотором залишається попереду крил.
Для управління літаком служать наступні його частини:
Вертикальний кермо або кермо напряму служить для повертання апарату вправо і вліво; діє абсолютно так само, як кермо човна. Він з'єднаний тросами з особливими педалями; льотчик повертає його, а отже, і весь апарат, натискаючи сильніше однієї або іншою ногою.
Горизонтальний кермо або кермо висоти служить для того, щоб нахилити аероплан передньою частиною донизу або навпаки, т. Е. Змусити весь аероплан йти донизу або ж змусити його підніматися догори. В руках льотчика є зазвичай колесо на рухомій рамі. Штовхаючи це колесо від себе, він змушує машину знижуватися. Притягаючи його до себе, він досягає зворотного, т. Е. Апарат починає забирати висоту. Кермо напряму і кермо висоти розташовані на кінці фюзеляжу. Крім них, на кінцях крил робляться так звані крильця бічної стійкості або елерони. Вони служать для того, щоб нахиляти на праву або на ліву сторону весь аероплан, а ще частіше для того, щоб вирівняти його, якщо він сам чомусь нахилиться. Діють вони таким чином, що, коли праве крило йде вниз, ліве йде вгору, і навпаки. Приводяться в рух льотчиком шляхом повертання колеса, про який згадувалося вище.
Шасі або візок аероплана
Як відомо, аероплан крила не можуть підняти в повітря машину інакше, як якщо вона рухається щодо повітря з великою швидкістю. Тому кожен літак повинен рухатися з великою швидкістю вже до того, як він відокремиться від землі. Те ж саме і при поверненні на землю. В останню секунду польоту апарат буде мати ще досить велику швидкість, інакше крила не могли б тримати його, і отже, він торкнеться землі, рухаючись вперед ще досить швидко. Тому аероплан повинен мати пристосування, що дозволяє йому вільно котитися, до початку польоту і після закінчення його, по тій поверхні, для якої пристосована його візок.
В даний час користуються трьома типами візки: для зльоту з землі, з снігу і з води. Найбільш поширеною є земна. Вона складається, головним чином, з двох, чотирьох, а іноді і більше коліс на сталевих спицях з досить товстими шинами, надувати повітрям на зразок автомобільних. Ось коліс прикріплюється до нижньої рамі апарату, здебільшого за допомогою особливих гумових джгутів. Робиться це, щоб більше пом'якшити поштовхи, що виникають при розбігу по нерівній грунті або, особливо, при грубому спуску на землю.
Рама, до якої кріпляться ці гуми, складається зазвичай з міцних дерев'яних брусків або зі сталевих труб, що підпирають аероплан, здебільшого під місця, де розташовані мотор, бензиновий бак і сидіння для льотчика. Для зльоту з снігу звичайно колеса знімаються з своїх осей, а на їх місце надягають лижі, більш-менш широкі, в залежності від того, чи доведеться злітати з твердого або пухкого снігу. Пристосування для зльоту з води складається з поплавців, т. Е. Пустотілих, здебільшого дерев'яних ящиків такого розміру, щоб вони могли легко підтримати на воді весь аероплан. Звичайно робиться два головних поплавка під крилами і третій маленький ззаду під кінцем хвоста. Апарати, що злітають з води, називаються гідроаеропланах. Крім описаних вище поплавцевих, існує ще один тип гідроаеропланах, званий літаючої човном. В останній корпус робиться значно нижче крил і за формою своєї дещо нагадує плоскодонну човен. Він робиться непроникним для води і підтримує на воді весь апарат. У цьому човні зазвичай поміщається льотчик і пасажири. Мотор доводиться поміщати значно вище, щоб кілька віддалити від води гвинт, т. К. Він легко ламається, якщо зачепить за гребінь хвилі. Все гідроаероплан не дуже добре витримують хвилі, і в відкритому морі зліт і спуск в неспокійну погоду буває важкий і небезпечний. Пристосування для зльоту з води, т. Е. Поплавці або човен, завжди важче, ніж колеса або лижі, і дають більше шкідливий опір, ніж ці останні. Тому при однаковому двигуні і навантаженні повітряні якості гідроаероплан зазвичай дещо гірше, ніж аероплана на колесах або лижах.
Найбільш характерною особливістю аероплана, порівняно з іншими машинами, як наприклад - паровозом, є його легкість. Називаючи легкими ці апарати, що важать іноді по кілька сотень пудів, доводиться враховувати їх порівняльний вага. Аероплан з двигуном в 300 лош. сил важить приблизно стільки, як автомобіль в 20-30 лош. сил. Порівнюючи невелику вагу апарату з величезною силою двигуна, легко зрозуміти, що для тих зусиль, які несуть частини аероплана, вони повинні важити виключно мало. Щоб виробити способи, що дали можливість робити їх такими легкими, потрібно немало праці і зусиль. Загалом, легкість ця досягається тим, що кожну частину апарату намагаються робити точно такий міцності, яка необхідна, без всякого надлишку. Але щоб це було можливим, необхідно спершу точно визначити, з якою силою натягується в польоті кожна зволікання, яке зусилля відчуває кожен брус, стійка і т. Д. Все це досягається серйозним математичним розрахунком. А потім, шляхом підрахунків і дослідів визначають, яку товщину повинна мати кожна окрема дріт, болт, брусок і т. Д. Щоб всі вони мали необхідний запас міцності. Вираз це означає наступне. Припустимо, що деяка дріт натягнута в польоті так, як якщо б до неї повісили вантаж в 5 пудів. Щоб цей дріт не порвалася від випадково збільшилася навантаження, від якого-небудь дрібного вади іржі і т. Д. Щоб вона взагалі була надійна, треба ставити її такої товщини, щоб розрив її міг вийти лише при навантаженні не в 5, а в 25 пудів . Таким чином, будь-яку дріт, брусок, болт необхідно підібрати так, щоб вони могли розірватися або зламатися лише при зусиллі в 5 разів більше, ніж те, яке ними випробовується в польоті. При таких умовах говорять, що аероплан має запас міцності 5 [47]. Здавалося б на перший погляд, що стосовно міцності розрахунок аероплана повинні бути встановлені таким же, як і розрахунок всякої іншої машини або споруди, т. К. Все вони повинні мати певний запас міцності. Насправді це не зовсім так. Якщо при розрахунку будь-якої машини або споруди інженер не впевнений в тому, що він поставив правильну товщину який-небудь балки, залізної смуги і т. Д. Особливо в другорядних частинах, він просто бере цю частину в півтора-два рази товще, лише б вона не була слабшою, ніж треба. А якщо ця частина виявиться міцнішим, ніж необхідно, - не біда. Інша справа в аероплані. Кожна його частина, до найменших включно, не повинна бути ні слабкіше, ні міцніше, ніж необхідно, т. К. Якщо її зробити міцніше, вона виявиться важче, а зайву вагу аероплана погіршує його якості. Тому розрахунок і з'ясування необхідної товщини всякої частини повинні бути виконані з винятковою точністю. Мені довелося одного разу спорудити спеціальну машину і зробити на ній безліч дослідів, щоб з'ясувати, чи можна дерев'яні реберця на споруджуваному аероплані зробити на 1/32 дюйма [48] тонше, ніж було спочатку припущено. Проф. Г. А. Ботезату дуже добре визначає ці особливості справи споруди аеропланів, вказуючи, що в цій справі, на відміну від багатьох інших, інженер не може взяти поправку на своє незнання і що аероплан, по необхідної їм точності розрахунку і виконання, є найскладнішою , але і найкрасивішою з сучасних машин.
Примітки:
1 фут = 0,305 м. (Прим. Ред.)
Залежно від швидкості, сили двигуна і т. Д. Аероплани будуються тепер з запасом міцності від 4 до 7. (Прим. Авт.)