Замкнутое крыло как основа конструкции кольцеплана

Если обратиться к Викисловарю, то там мы найдем следующее определение: самолет вертикального взлета с крылом в виде кольца. Да, сегодня мы расскажем о такой необычной авиационной технике как кольцеплан. Наверное, мало кому знакомо такое название, не говоря уже о самой конструкции.


Все дело в том, что долгие десятилетия все попытки создания летательных аппаратов с замкнутым контуром крыла неизменно заканчивались неудачей. Однако, по прошествию времени, появлялись новые проекты с учетом прежних ошибок.


Фактически все началось 17 декабря 1903 года, когда в воздух поднялась летательная конструкция братьев Райт. Конечно, она была с привычной сегодня, так сказать, классической конструкцией крыла. Тем не менее именно этот факт успешного взлета подвиг инженерную мысль на изобретение самолетов с различными конфигурациями крыльев.

Замкнутое крыло как более эффективное решение

Уже на заре XX века изобретателям хотелось затмить успех «Флайер-1». Вот только для этого надо было придумать что-то свое, более оригинальное и перспективное. Так Луи Блерио всего 3 года спустя после триумфа братьев Райт, представил образец самолета «Блерио-III».



В своих инженерных экспериментах Луи применил любимый русский принцип – «метод тыка». Взяв за основу обычный биплан, конструктор просто соединил окончания крыльев, образовав кольцо. Такой же метод он использовал и для хвостового оперения. Получившийся в результате аппарат был назван гидропланом, потому что предполагался его взлет с водной поверхности. Желаемое не стало действительным, было лишь несколько случаев буксировки «Блерио-III» способом, напоминающем запуск воздушного змея. Со временем просчеты Блерио были четко обозначены:

✅ грузное хвостовое оперение
✅ ошибки в расчете контура крыла
✅ неверное распределение массы

Несмотря на отрицательный опыт, история кольцепланов стартовала и в будущие десятилетия к такой конструкции инженеры обращались еще не раз. Ведь аэродинамика у этого необычного самолета сильно отличается от его классических коллег. Вот только извлечь из этого пользу получилось далеко не сразу.

Еще одним французом, попытавшимся создать свой кольцеплан, стал М. Живодан. Прошло 3 года со времени неудачной попытки Блерио, и его земляк попытался исправить ситуацию. Аэроплан, который был спроектирован на фабрике Velmorel, вызвал настоящий ажиотаж в СМИ того времени. Писали и о новом веке в воздухоплавании, и о перспективе кольцеобразных фигур, выполнявших роль крыльев летательного аппарата. Все с нетерпением ждали, когда лайнер с 2,4-метровым пропеллером и 40-сильным двигателем сможеТ оторваться от земли. Но – не дождались. То ли 80-киллограмовый двигатель был слишком слаб, то ли вновь проявились конструктивные помарки.

На следующий год эстафету подхватили американцы. Амбициозным жителям свободной страны казалось, что уж у них-то все получится как надо. Местный конструктор со звучным именем Уильям Пирс Гэри надеялся оставить его в истории как имя первого успешного испытателя кольцеплана. Увы, созданный им Gary-Plane с крыльями 8-метрового диаметра, каждый раз при попытке взлета, заваливался вперед. Отрицательный опыт отбил у конструкторов желание создавать аппараты такого типа. Но, пришло новое поколение и попытки создания действующих кольцепланов возобновились.

Модели предвоенного и послевоенного периода

Советский технический прорыв 30-х просто не мог оставить в стороне воздухоплавание. Ведь это были времена Чкалова, Водопьянова и Леваневского! Обычные советские самолеты с отважными летчиками «первого государства рабочих и крестьян» совершали немыслимые перелеты. Хотелось, чтобы наша страна была передовой и в других направлениях. Поэтому решили: что оказалось не по зубам империалистам, смогут осилить наши ребята.


Примерно под таким лозунгом была подготовлена дипломная работа будущего инженера Суханова. То, что было написано для защиты в МАИ в 1936 году на бумаге, через шесть лет воплотилось в реальный проект. Именно тогда и появилось название, которое и сегодня используется в русском языке для летательных аппаратов подобного типа. Преимущество созданной конструкции состояло в том, что подъемная сила кольце-крыла давала самолету следующие возможности:

✅ взлет под углом 43 градуса
✅ всего несколько метров для отрыва от земли
✅ высокая маневренность
✅ исключение сваливания в штопор

Все ждали успешной постройки истребителя короткого взлета. Созданная в 1942 году действующая модель прошла испытания. Однако тяжелое военное время поставило крест на дальнейшем развитии проекта.

Противоположная страна военного конфликта также не сидела сложа руки. Когда боевые действия уже переместились с территории нашей страны в Европу, немецкий авиаконструктор Эрнст Хейнкель представил свою разработку. Lerche (или просто «Жаворонок»), появившийся в 1944 году, был перспективным истребителем-перехватчиком. Его приводили в движение пара мощных Daimler-Benz 605D. К каждому из них были прикреплены пропеллеры, размещенные прямо в крыльях. Особой его изюминкой стала возможность вертикального взлета и посадки.


Думаю, вы сами понимаете, что на реальное воплощение проекта в жизнь фашистам элементарно не хватило времени. Тем более, что конструктор попытался параллельно разработать еще и вторую версию летательного аппарата. Так, по различным причинам, ни один проект кольцеплана за первые четыре десятилетия истории так и не был полноценно воплощен в жизнь. После окончания войны желание создать устройство с замкнутым контуром крыла получило второе дыхание.

Наконец, успешный проект – кольцеплан Нарушевича

В 1959 году французы, которые номинально считались одними из победителей во Второй мировой войне, решили вновь «потянуть одеяло на себя». Вспомнив о том, что именно их страна стояла у истоков создания кольцеплана, компания SNECMA выпустила «Летающую звезду». Это был беспилотный самолет, находящийся внутри конструкции, напоминающей бочку. Две сотни испытаний показали кажущуюся надежность аппарата.

Поэтому следующим стал пилотируемый C-450 Coleoptere. 8-метровая конструкция успешно совершила взлет. А вот во время перехода к горизонтальному полету, создалась аварийная ситуация. Самолет резко потерял высоту и упал на землю, едва не став могилой для находившегося внутри пилота. Проект быстренько свернули.


Дальнейшая история показала, что для успешной эксплуатации кольцепланов не хватало технических возможностей. Первым это доказал авиамоделист Эммануэль Филлон. Создав в середине 80-х действующую модель по проекту своего земляка Живодана, он добился положительных результатов. Она могла летать, значит Живодан просто не смог правильно подобрать соответствие массы аппарата и мощности двигателя. Или, банально, в то время не было нужных технических возможностей.

Первый действительно успешный проект восходит уже к нашим временам. В конце 80-х для советского хозяйства понадобилось сконструировать маневренный самолет, не боящийся боковых ветров. В качестве перспективной конструкции авиатехник Аркадий Нарушевич выбрал кольцеплан. Причиной стали его расчеты, показавшие, что именно кольцевая конструкция крыла наиболее эффективно противостоит сильному боковому ветру. Правда, самые оптимальные показатели остались за овальными формами крыла.


Задуманное не удалось осуществить из-за распада СССР. Как ни странно, но к идее вернулись вновь 10 лет спустя, в 1997 году. Делали модель из того, что было под руками: шасси от Ми-1, приборная панель от Ан-2. А овальную конструкцию закрепили непосредственно на фюзеляж. Первые испытания прошли на «ура», показав прекрасный коэффициент отношения полезной нагрузки к снаряженной массе аппарата – 0,45. Так спустя почти 100 лет было доказано: кольцеплан может летать и показывать хорошие аэродинамические результаты.

В последние годы кольцеплан Нарушевича находился на хранении в Барановичах. В конце 2015 года в Боровой провели его реконструкцию и покраску. Там же был нанесен номер – EW-555AO. С 9 июня 2016 года аппарат стал экспонатом музея.