С-19 был первым автожиром, строившимся небольшой серией. Диаметр его ротора составлял 10,36 м, а взлетный вес — 635 кг. Первые автожиры этого типа летали уже летом 1930 г. В официальном отчете по испытаниям автожира, приобретенного министерством авиации Англии, указывалось, что его характеристики в горизонтальном полете и скороподъемность были ниже, чем у С-19 Мк I. Кроме того, отмечались трудности посадки при порывистом, особенно боковом, ветре. Когда лопасти еще продолжали вращаться, существовала опасность опрокидывания автожира. Однако ла Сьерва был не согласен с этими выводами и считал, что пилоты Фарнборо недостаточно хорошо освоили автожир. Тем не менее тогда С-19 Мк III не получил сертификата летной годности.
13 февраля 1930 г. ла Сьерва снова выступал в Королевском авиационном обществе в Лондоне. Это был своего рода отчет о результатах проделанной работы в период после его последнего выступления в октябре 1925 г. За это время он проделал огромную работу по отработке автожира, подвел теоретическую базу и наметил пути дальнейшего развития. В своем выступлении он отметил, что автожир уже является летательным аппаратом, который можно применять на практике, и что существующие автожиры могут по своим характеристикам приближаться к "эквивалентным" самолетам. Ла Сьерва имел в виду, что самолет, "эквивалентный" автожиру, имеет тот же самый вес и мощность двигателя и, кроме того, то же самое вредное сопротивление. Он привел сравнительные данные. Максимальная горизонтальная скорость автожира лишь на 5—10 % меньше. Правда, в скороподъемности автожир значительно уступал самолету — на 20 %, зато угол набора высоты был на 50 % больше, что является значительным преимуществом для преодоления различных препятствий при взлетах. Также большим преимуществом автожира была минимальная горизонтальная скорость, при которой возможен полет, — в три раза меньше самолетной. Характеристики посадки вообще сравниваться не могут: пробег автожира в штиль составлял несколько метров.
Затем ла Сьерва описал свои последние автожиры и ряд доработок, которые существенно улучшали характеристики машин. Затронув аэродинамические аспекты, он отметил, что реальные автожиры имеют лучшие соотношения подъемной силы к сопротивлению и подъемной силы к тяге винта, чем данные, полученные теоретически. Этим он хотел подчеркнуть сложность проблемы аэродинамики автожира и необходимость дальнейшего совершенствования теории. Одновременно ла Сьерва утверждал, что автожир имеет лучшие показатели на минимальных и максимальных скоростях. В доказательство он привел кривые потребной мощности для самолета и автожира. Никто теперь не сомневался в преимуществах автожира на малых скоростях, но к заявлению о том, что автожир может быть быстрее "эквивалентного" самолета, присутствующие отнеслись скептически. Однако изобретатель твердо отстаивал свои выводы. Он считал, что в первую очередь надо значительно уменьшить вредное сопротивление автожира, поэтому ла Сьерва обратился за помощью к авиаконструкторам, которые уже имели большой опыт в совершенствовании аэродинамических форм самолета.
Другим критическим замечанием в адрес автожира было ограничение скорости полета при приближении скорости конца лопасти к скорости звука. Автожир с соотношением скорости конца лопасти к максимальной скорости полета 1,5 должен столкнуться с этой проблемой уже при скорости полета в 480 км/ч. Ла Сьерва парировал это замечание тем, что такие скорости намного выше тех, на которых будут использоваться автожиры на практике.
В своем выступлении изобретатель также коснулся вопроса вертикального снижения автожира, которое на практике никогда не имело места, поскольку центр тяжести у него находился впереди оси ротора. Это было сделано для того, чтобы автожир даже, при отказе двигателя имел поступательную скорость и чтобы самолетные органы управления сохраняли свою эффективность. Теперь творческая мысль изобретателя шла дальше — к упразднению самолетных органов.
Оценивая пути развития автожира в ближайшем будущем, ла Сьерва наметил два направления развития: автожир-самолет и автожир-вертолет. Первый должен был достигать высоких скоростей, не теряя присущих автожиру качеств. Второй, с низким соотношением вес/мощность, — выполнять то, что ожидалось от несуществующего практического вертолета.
Как правило, одной из основных задач авиаинженеров является скорейшая отработка всех элементов конструкции в экспериментальных полетах, чтобы потом с меньшими проблемами выпустить в серию летательный аппарат для его практического использования.
Автожир РСА-2 Питкерна. Первый автожир с раскруткой ротора от механического привода
Гарольд Питкерн понимал, что для развития автожира в Америке наступили не самые лучшие времена: капиталистический мир потряс экономический кризис. Но тем не менее Питкерн не сдавался. Основным экспериментальным автожиром был РСА-1В. На нем шла отработка нового ротора и других элементов конструкций. В апреле 1930 г. началась постройка РСА-2, который имел ряд новшеств, в том числе механический стартер. Ферма фюзеляжа была сварена из стальных труб. Двигатель на новый автожир поставили тот же самый, что и на РСА-1В, т. е. мощностью 224 л. с. Число мест было прежнее. Испытания начались летом, в конце августа РСА-1В, РСА-2 и С-19 Мк III уже участвовали в национальных воздушных гонках. Конечно, они не могли претендовать на призовые места, но зато привлекли к себе большое внимание. Это-то и было нужно. А на воздушном параде 8 сентября 1930 г. в г. Нью-Арке РСА-1В даже летел впереди строя из 30 самолетов.
В воскресенье 26 октября 1930 г. "Нью-Йорк тайме" поместила серию фотографий с воздуха, сделанных с автожиров, и снимки автожиров РСА-1В и РСА-2 на фоне небоскребов. А знаменитая кинофирма "Пара-маунт" сняла фильм о полете двух автожиров над городом. 30 октября "Питкерн эркрафт" официально объявила о начале серийного производства РСА-2, предназначенных для продажи.
11 ноября 1930 г. нью-йоркский порт стал ареной большого шоу. В порт медленно входил трансатлантический лайнер "Бремен". Вдруг в воздухе появились автожиры. Четверка их строем прошла вдоль борта лайнера, на фюзеляжах можно было прочитать: "Добро пожаловать, ла Сьерва!". Машины маневрировали на малой высоте, зависали над лайнером и так сопровождали его до причала, где гостя ждал Питкерн. Этот бизнесмен знал толк в рекламе. Ла Сьерва сам впервые видел сразу четверку автожиров в воздухе, ему было чем гордиться. Прошло всего лишь семь лет с момента первого полета, а автожир уже шагнул на много ступенек вверх, уже завоевывал небо за океаном. Конечно, это были минуты радости, удовлетворения своим трудом, они заслоняли те невзгоды и разочарования, которые неизбежно сопровождают всех первопроходцев.
Этот визит ла Сьервы был непродолжительным. Он уладил все срочные дела с компаньоном, дал ряд рекомендаций инженерам фирмы и сам познакомился с новыми американскими автожирами. Среди новинок был механический стартер. Питкерн считал, что механическая раскрутка ротора перед стартом более эффективна, чем дефлекторная. Стартер несколько утяжелял машину, но зато автожир приобретал лучшие взлетные характеристики.
В начале декабря ла Сьерва отплыл в Европу. С 10 по 23 декабря в Париже проходил первый конгресс по безопасности полетов с участием 42 стран, и надо было использовать этот случай для демонстрации свойств автожира.
Глава 4Золотая пора автожиров
Ла Сьерва понимал, что для улучшения характеристик автожира нужно совершенствовать ротор. Основную часть работы по исследованию этой проблемы он провел в конце 1930 — начале 1931 г. В то время ла Сьерва разрабатывал метод графического расчета характеристик любой комбинации ротора и крыла, а также занимался теорией автожира на режиме вертикального снижения. Теоретические исследования показывали, что симметричные профили (например, "Гёттинген-429") имели низкое аэродинамическое качество. В своей новой теории ла Сьерва дал более точное определение того, что он называл "числом качества" профиля лопасти для автожира, и с этой точки зрения исследовал около десяти профилей. Это привело его к выбору профиля RAF-34 для нового ротора. Но чтобы получить хорошие, по его мнению, результаты с этим профилем, нужно было использовать ротор с малым отношением площади лопастей к площади диска. Это можно было получить на трехлопастном роторе.
Подобный ротор ла Сьерва пытался использовать на C-6D в 1927 г., но вынужден был тогда отказаться от него из-за сложности осуществления межлопастных связей. Теперь же эта проблема в целом была решена, так как начиная с С-19 Мк НА (промежуточный вариант) использовались фрикционные демпферы колебаний лопасти в плоскости вращения (барабан со стальным и пробковыми пластинами, которые чередовались между собой). Одновременно ла Сьерва ввел ограничители свеса лопастей, что позволило отказаться от поддерживающих тросов. Такой трехлопастный свободнонесущий ротор ставился на С-19 Мк III и С-19 Мк IVP, С-19 Мк IVP был доработанным вариантом С-19 Мк III. Он имел приспособление для раскрутки ротора с приводом от двигателя и обычное монопланное оперение. С применением механического стартера можно было отказаться от бипланного оперения коробчатого типа, которое имело значительно большее аэродинамическое сопротивление, чем монопланное.
Вот некоторые сравнительные данные этих автожиров и автожира С-24, над которым конструкторское бюро ла Сьервы тогда работало [7, р. 206; 9, с. 92]:
С января 1931 г. "Питкерн — Сьерва аутожайро компани оф Америка" стала называться "Аутожайро компани оф Америка". Это было сделано для того, чтобы имя Питкерна не фигурировало в названиях двух фирм одновременно: по продаже лицензий и по производству автожиров. К тому времени, кроме фирм Питкерна и Келлета, обладателем лицензии на постройку автожира стала третья фирма — "Буль эркрафт компани". Она начала проектировать автожир с мотором, расположенным позади кабины экипажа, и с толкающим винтом.