«Илья Муромец» - гидроаэроплан

«Илья Муромец» - гидроаэроплан (ИМ-Б поплавковый). Это был первый экземпляр самолета «Илья Муромец» (заводский № 107), установленный по заказу морского ведомства на поплавковое шасси. Его четыре двигателя «Аргус» в 100 л. с. были заменены двумя двигателями «Сальмсон» в 200 л. с. (средние) и двумя двигателями «Аргус» по 115 л. с. (крайние).

Поплавков было три: два главных и третий хвостовой. Главные поплавки крепились под средними двигателями к специальным стойкам шасси на резиновых шнурах-амортизаторах. Шнуры были намотаны на поперечные стальные трубы, соединявшие крепления обоих поплавков, и на параллельные им трубы кабанов поплавков. Поплавки были короткие, безреданные, плоскодонные, с небольшим запасом плавучести (около 1,3) и по типу походили на поплавки самолета С-5а. Они были сделаны из фанеры на ясеневом каркасе и отличались простотой конструкции. Планер самолета остался прежним и конструкция его была усилена.

Первый полет продолжительностью 12 мин был совершен 14 мая 1914 г. Пилотируемый И. И. Сикорским и лейтенантом Г. И. Лавровым самолет успешно прошел испытания с полной нагрузкой. Мореходность была удовлетворительной, а управляемость на воде хорошей, чему благоприятствовала возможность пользоваться для разворотов работой двигателей любой стороны.

«Муромец» в этом варианте был принят морским ведомством. Это был крупнейший в мире гидросамолет вплоть до 1917 г.

Схема и конструкция самолета «Илья Муромец». Выпущенный вслед за «Русским витязем» большой четырехмоторный самолет Русско-Балтийского вагонного завода был назван «Ильей Муромцем», и это название стало именем собирательным для целого класса тяжелых самолетов, построенных этим заводом на протяжении 1914-1918 гг.

Самолет «Илья Муромец» был прямым развитием «Русокого витязя», причем без существенных изменений осталась только общая схема самолета и его коробка крыльев с установленными на нижнем крыле в ряд четырьмя двигателями. Фюзеляж был принципиально новый: впервые в мировой технике он был сделан сплошным, цельным без выступающей кабины, четырехгранного сечения, высотой более человеческого роста, без шпренгельных усилений. Передняя часть его была занята кабиной. "Илья Муромец" был прототипом всех дальнейших военных и гражданских самолетов, с фюзеляжем, заключающим кабину в обтекаемом корпусе.

Ряд улучшений в конструкции самолета позволил при тех же четырех двигателях «Аргус» в 100 л. с., что и в «Русском витязе», достичь значительно лучших результатов: вдвое больших массы нагрузки и потолка самолета. Площадь крыльев первого «Муромца» (182 м2) в полтора раза превышала площадь крыльев «Витязя», но масса пустого была лишь ненамного больше. Длина кабины 8,5 м, ширина 1,6 м, высота до 2 м.

Интересно, что к окончательной схеме самолета конструкторы пришли не сразу. Первоначально самолет имел между коробкой крыльев и оперением еще одно, среднее, крыло с кабанами для крепления его расчалок, а под фюзеляжем были сделаны дополнительные полозы («среднее шасси»). Сначала была установлена (по предложению К. К. Эрганта) даже целая бипланная коробка и в таком виде были сделаны первые подлеты. Однако дополнительные крылья себя не оправдали, грузоподъемность от этого не увеличивалась, и они были сняты.

От снятых средних крыльев осталась на фюзеляже площадка с перилами, на которой можно было стоять в полете.

Была первоначально и еще одна особенность в компоновке самолета. Учитывая военное назначение «Муромца» и предполагая использовать для его вооружения 37-мм пушку и два пулемета, конструкторы поставили на средних полозах шасси «орудийно-пулеметную площадку», расположив ее перед носом фюзеляжа, на метр ниже его, почти у самой земли на стоянке. Стрелок должен был вылезать на эту площадку из кабины во время полета. Площадка была ограждена перилами. В дальнейшем (после первой серии) она была упразднена. Схема всех «Муромцев» была в общем одинаковой - шестистоечный биплан очень большого размаха и удлинения (до 14 в верхнем крыле). Четыре внутренние стойки были попарно сближены и между парами их установлены двигатели, стоявшие совершенно открыто, без обтекателей. Ко всем двигателям был обеспечен доступ в полете, для чего по нижнему крылу шла фанерная дорожка с проволочными перилами. Было много примеров, когда это спасало самолет от вынужденной посадки. На нескольких самолетах четыре двигателя были поставлены в двух тандемах, а в нескольких случаях учебные «Муромцы» имели всего два двигателя. Конструкция всех "Муромцев" также была почти одинаковой для всех типов и серий.

Крылья были двухлонжеронные. Размах верхнего - от 24 до 34,5 м. нижнего - соответственно 17-27 м. Длина хорд - от 2,3 до 4,2 м. Общая поверхность крыльев в зависимости от их размеров - от 120 до 220 м2. Лонжероны размещались в среднем на 12 и 60% длины хорд. Толщина профиля крыльев составляла от 6% хорды в более узких, крыльях до 3,5% хорды в более широких. Профиль крыльев был построен примитивно. Верхний и нижний контуры их были параллельны от носка до заднего лонжерона и очерчены по дуге круга. От заднего лонжерона нижний контур профиля шел примерно по прямой линии к задней кромке. Носок профиля был очерчен полукругом. Стрелка профиля была 1/22-1/24.

Лонжероны были коробчатой конструкции. Высота их была 100 мм (иногда 90 мм), ширина 50 мм, толщина фанерных стенок 5 мм. Толщина полок менялась от 20 мм в центроплане до 14 мм на концах крыльев. Материал полок первоначально - импортные орегонская сосна и спрус, а позже - обычная сосна. В лонжеронах нижнего крыла под двигателями полки были изготовлены из дерева гикори. Лонжероны собирались на столярном клее и латунных шурупах. Иногда к двум лонжеронам добавлялся третий - за задним, к нему крепился элерон. Кресты расчалок были одиночные, расположенные на одном уровне, выполненные из 3-мм рояльной проволоки с тандерами.

Нервюры крыльев были простые и усиленные - с утолщенными полками и стенками, а иногда со сдвоенными стенками из 5-мм фанеры с очень большими продолговатыми отверстиями облегчения, полки - из сосновой рейки 6X20 мм с пазом глубиной 2-3 мм, в который входило ребро стенки. Сборка нервюр производилась на столярном клее и гвоздях. Шаг нервюр повсюду составлял 0,3 м. В целом конструкция крыльев была легкой.

Сечения стоек коробки крыльев - каплевидные, 120X40 мм, с уменьшением к концам до 90x30 мм. На последних типах «Муромца» эти размеры были больше. Стойки изготовлялись из сосны, клеились из двух половин и были полыми. Толщина материала стоек после фрезерования составляла 9 мм н центральных стойках (у двигателей) и 8 и 7 мм в остальных. Того же сечения были концевые подкосы верхнего крыла.

Расчалки коробки крыльев были сделаны из рояльной проволоки (3,5-3 мм) и почти все были парными - из двух проволок со вставленной между ними рейкой шириной 20 мм с обмоткой тесьмой на клее. Тандеры во всех расчалках ставились на нижних концах их. Смежная пара тандеров крепилась к промежуточному ушку, которое в свою очередь крепилось болтом к узлу-стаканчику в основаниях стоек. Второстепенные расчалки были одиночные, но наиболее нагруженные делались и тройными.

Крылья были сделаны разъемными по размаху. Верхнее состояло обычно из семи частей: центроплана, двух промежуточных частей на каждом полуразмахе и двух консолей; нижнее состояло из четырех частей. Узлы разъема были коробчатые, сварные, выполненные из мягкой стали (σв=40 кгс/мм2). Как и все другие узлы в самолете, они были очень простой и целесообразной конструкции. Многие узлы представляли собой простейшие плоские накладки. Сборка узлов с деревянными частями производилась на болтах с дюймовой резьбой. Наиболее крупные болты были конические с шестигранной головкой, под которой диаметр болта был 12-14 мм, а на конце 8 мм.

Конструкция фюзеляжа была расчалочной с полотняной обтяжкой хвостовой части и с фанерной (3 мм) обшивкой носовой части. Лобовая часть кабины была первоначально криволинейной, выклеенной из шпона, а в более поздних «Муромцах» - многогранной с одновременным увеличением поверхности остекления. Часть панелей остекления была открывающейся. Мидель фюзеляжа в последних типах «Муромца» достиг 2,5 м в высоту и 1,8 м в ширину. Объем кабины достиг 30 м3.

Каркас фюзеляжа состоял из четырех ясеневых лонжеронов сечением 50X50 мм в передней и средней частях (у хвоста до 35x35 мм). Стыковка кусков лонжеронов делалась на ус на столярном клее с обмоткой тесьмой. Поперечные элементы каркаса были изготовлены из сосны, расчалки - из рояльной проволоки, везде двойные. Кабина изнутри была обшита фанерой. Пол - из фанеры толщиной до 10 мм. В полу за сиденьем летчика было большое окно с толстым стеклом для прицельных устройств. В левом борту (или в обоих) за нижним крылом была входная отодвижная дверь. В поздних типах «Муромца» фюзеляж за коробкой крыльев был разъемным.

Горизонтальное оперение «Муромцев» было несущим и имело относительно очень большие размеры - до 30% от площади крыльев, что редко встречается в самолетостроении. Профиль стабилизатора с рулями высоты был подобен профилю крыльев, но тоньше. Стабилизатор - двухлонжеронный, лонжероны - коробчатые, шаг нервюр - 0,3 м, обод - сосновый. Стабилизатор делился на самостоятельные половины, крепившиеся к верхним лонжеронам фюзеляжа, четырехгранному кабану и к вершине пирамиды костыля. Расчалки - проволочные, одиночные. Рулей высоты обычно было три: средний главный и два боковых.

С появлением задней стрелковой точки боковые рули были широко разнесены по стабилизатору, увеличены в размерах и снабжены осевой компенсацией, а средний руль упразднен.

Элероны были только на верхнем крыле, на его консолях. Хорда их составляла 1-1,5 м (от заднего лонжерона). Рычаги рулей имели длину 0,4 м, а иногда к таким рычагам добавлялась специальная труба с расчалками длиной до 1,5 м.

Шасси «Муромцев» крепилось под средними двигателями и состояло из парных N-образных стоек с полозами, в пролетах которых на шарнирных колодках крепились попарно колеса на коротких осях с резиновой шнуровой амортизацией. Восемь колес были попарно обшиты кожей. Получались сдвоенные колеса с очень широким ободом. Шасси было неестественно низким, но у всех было убеждение, что непривычное для летчиков высокое шасси может быть причиной аварий при посадке из-за трудности определения расстояния до земли.

Костыль представлял собой ясеневый брус сечением на опоре 80 X 100 мм и длиной почти в рост человека. Верхний конец костыля прикручивался резиновым шнуром к поперечному раскосу фюзеляжа, а на нижнем была значительных размеров ложка. В первых «Муромцах» было два параллельных костыля меньших размеров.

Фюзеляж на стоянке занимал почти горизонтальное положение. В силу этого крылья были установлены под очень большим углом 8-9°. Положение самолета в полете было почти таким же, как и на земле. Угол установки горизонтального оперения был 5-6°. Поэтому даже при необычной схеме самолета с положением центра тяжести позади коробки крыльев в нем было положительное продольное V около 3° и самолет был устойчив.

Двигатели устанавливались на невысоких вертикальных фермах или на балках, состоявших из ясеневых полок и раскосов, иногда зашитых фанерой.
Бензобаки - латунные, цилиндрические, с заостренными обтекаемыми торцами - обычно подвешивались под верхним крылом. Носовые части их иногда служили в качестве маслобаков. Иногда бензобаки были плоские и помещались на фюзеляже.

Управление двигателями было раздельное и общее. Кроме рычагов управления газом каждого двигателя, был один общий рычаг "автолог" для одновременного управления всеми двигателями.

Управление самолетом - тросовое. Первоначально делалась штурвальная рама, позже - колонка. Управление всегда было одиночным. Считалось, что если пилот будет убит или ранен, его может сменить другой член экипажа, что впоследствии не раз случалось в боевой обстановке. Ножное управление - педали. Проводка управления - местами иногда сдвоенная.

Вся конструкция самолета, как и его схема, для 1913-1914 гг. должна быть признана передовой, производственно простой и целесообразной.