ОСНАСТКА ГИДРОСАМОЛЕТА

приспособлений для буксировки, строп для подъема гидросамоле­тов краном и т. п. и, кроме этого, сюда же относятся спасатель­ные пояса, багры (отпорные крюки), якоря-кошки, спасательные шлюпки, съемные лесенки, трапы и т. п.

2. Причальное оборудование

От причального оборудования зависит безопасность гидросамо­лета при хранении его на воде, а поэтому конструкция его должна быть специально разработана, исходя из наиболее тяжелых условий эксплоатации гидросамолета.

Причальное оборудование может быть использовано в трех случаях:

а) при стоянке на бочке,

б) при стоянке ра якоре, ч в) при буксировке.

При стоянке на бочке обыч­но на ней уже имеется швар­товый конец, и поэтому на ги­дросамолете необходимо пре-

Рпс. 260. Крещение швартового конца к форштевню лодки

дусмотретъ лишь устройства для его крепления к лодке ИЛИ поплавкам. Швартовый конец может укрепляться несколькими способами: или непосредственно за рым, установленный на верхней части форштевня лодки (рис. 260), или же при помощи так называемой ярмутской снасти (рис. 261), имеющей большое распространение у англичан, или же, наконец, непосредственно за утки или кнехты (рис. 262), расположенные на верхних стрингерах в передней и задней части лодок и предназначенные также для швартовки шлюпок, выкатных тележек и пр.

Целесообразность каждого из рассмотренных способов крепления якорного каната можно определить из рассмотрения действующих на гидросамолет сил.

При стоянке гидросамолета на якоре швартовый конец всегда отклонен вниз, и £ том случае, если его крепление расположено
на лодке высоко от ватерлинии, появляется момент, под действием которого при волнении гидросамолет получает диферент на нос, что вызывает напряжения в конструкции корпуса лодки. Из рис. 263 видно, что высокое расположение рыма нецелесообразно. Появление момента можно избежать, перенося точку крепления швартового конца возможно ближе к центру величины, но в этом случае представляет значительные затруднения укрепление

Рис. 262. Утки, кнехты

его к рыму, находящемуся под водой. Ярмутская снасть вполне удовлетворительно разрешает эту задачу, несмотря на то, что она более сложна и состоит из довольно большого количества деталей.

Конструкция ярмутской снасти, в своем первоначальном виде заключалась в следующем (рис. 264). На лодкеимеется два рыма: один на верхней части форштевня, а другой на киле по возможности ближе к Ц В. К нижнему рыму присоединяется

Рис, 263. Усилия, действующие на лодку при кре — f плении троса к форштевню

основной трос, другой конец которого имеет коуш, со вставлен­ной скобой; к скебе крепится тонкий трос, другой конец кото­рого укреплен к верхнему рыму. К этой же скобе присоеди­няется швартовый конец от бочки и два троса оттяжки, другие концы тросов укреплены у подкрыльных поплавков или у стоек коробки крыльев. Назначение тонкого троса — подтягивание скобы для присоединения или отклепки швартового конца.

В дальнейшем этот способ швартовки подвергся некоторым упрощениям: были выкинуты тросы-оттяжки и оба рыма соединяли

одним тросом, к которому крепится швартовый конец при помощи скобы. При этом оказалось возможным нижний рым передвинуть ближе к форштевню, так так швартовый конец, свободно пере­

мещаясь по тросу, в каждый момент устанавливается автомати­чески так, что направление действующего по нему усилия проходит через_ центр тяжести гидросамолета, что предоставляет

ему возможность свободно изменять свое положение при наличии ветра и волны.

Единственным недостат­ком этой конструкции является то, что трос, сое­диняющий оба рыма, всегда остается висящим за бортом лодки; это создает лишнее воздушное сопротивление.

На ахтерштевне лодок ставится карабин, раскры­вание которого происходит при помощи троса, проведенного в кабину летчика (рис. 265). При помощи карабина и заложен­ного в него швартового конца имеется возможность удержать гидросамолет на месте во время пробы мотора. Если потянуть за трос, то карабин раскроется, и швартовый конец освободится. [12]

Таким образом, при рассмотрении вопроса о рациональном подборе данного якоря. следует определить:

1) тянущее усилие гидросамолета, стоящего на якоре;

2) факторы, влияющие на держащую силу якоря.

На стоящий на якоре гидросамолет могут действовать две силы: ветер и течение.

Ветер вызывает силу лобового сопротивления гидросамолета, которая может быть теоретически подсчитана по формуле

в = рОД

где р — плотность воздуха,

Сх — коэфициент сопротивления гидросамолета,

8—площадь крыльев, v — скорость ветра в м/сек.

Однако надо сказать, что при наличии волны и ветра гидро­самолет, входя на волну, будет иметь угол атаки, больший, чем при спокойном состоянии, а следовательно, и сила лобового соп­ротивления будет меняться.

Практически для каждого типа самолета силу, приложенную к якорю, можно определить при помощи динамометра, включен­ного в якорный канат. Производя на гидросамолете, стоящем нц якоре, замеры при различной силе ветра и при различных состояниях морской поверхности* возможно по максимальному показанию динамометра определить необходимую держащую силу якоря.

Силу, зависящую от течения, можно приблизительно опреде­лить до формуле [13]

1,2 X L х V3
10000

где й — зависящая от течения тянущая сила, выраженная в фун­тах,

L — водоизмещение в фунтах,

« — скорость течения в узлах.

Рассмотрим условия работы донного якоря.

На гидросамолет, стоящий на якоре, действует некоторая сила Р0 (сила ветра, течения и т. п.), приложенная горизонтально. Отданный якорь лег на грунт и забрал его, это обеспечивается тем, что якорный канат вытравливается с таким расчетом, чтобы часть цепи лежала на грунте (от трех до четырех глубин) и своим трением удерживала гидросамолет, предупреждая выво­рачивание якоря из грунта.

Ввиду того, что якорный канат имеет известный вес, прови­сание его определится по уравнению цепной линии (рис. 266)

^ = f°[seca {cll%~ 1) + tgac^]’

откуда длина каната между точками А и О будет:

Из этих уравнений можно получить выражение длины каната

Ро

Р

eh — — 1.
а

Для устранения усилий, выворачивающих якорь из грунта, необходимо, чтобы нижний конец цепи лежал на дне, т. е. чтобы a = 0, полагая у = h (глубине воды на стоянке), получаем следующую основную зависимость:

P — h2

■р^їїг-

Из этой формулы видим, что для того чтобы a = 0, необхо­димо вытравить якорный канат на длину

г>у/~-+/г2-

Из двух последних формул следует, что вес погонной еди­ницы якорного каната р оказывает большое влияние на работу якоря, и поэтому в морской практике в качестве якорных кана­тов употребляют исключительно железные цепи (рис. 267).

При цепных якорных шеймах обеспечивается большая надеж­ность стоянки, так как якорная цепь, будучи спущена с яко­рем в воду, имеет больший провес, чем пеньковый канат, ввиду того, что вес погонной’единицы длины цепного каната одного и того же сопротивления разрыву значительно больше. Помимо этого, при действии на гидросамолет внезапно приложенных нагрузок (ветер, шквал и т. п.) часть этих нагрузок поглощается эластичностью цепи, так как до отрыва якоря от грунта необхо­димо некоторое усилие для ее натяжения (рис. 268).

Из формул также видно, какое значение для удержания гидро­самолета имеет длина якорного каната. Если увеличивать длину каната, то это повлечет за собою значительное увеличение держащей силы якоря. Ьтот вывод находится в полном соответ­ствии с практикой, где для увеличения держащей силы травят якорные канаты, как уже бйло сказано, на длину от трех до четырех глубин места стоянки.

Практически основные требования, предъявляемые к якорям в морской практике, сводятся к ‘следующему:

1) якорь должен иметь такую форму, которая при данном весе обеспечивала бы ему наибольшую держащую силу;

2) якорь должен забирать во всяком грунте;

3) якорь должен забирать возможно скорее; .

4) при подъеме якорь должен возможно легче отделяться от грунта;

5) якорь должен быть прост для изготовления, легок и дешев;

6) якорь должен быть удобен и прост в эксплоатации.

Лучшая работа якоря — быстрое забирание и надлежащая

держащая сила — может быть примерно обусловлена следую­щими основными конструктивными элементами (рис. 269):

1) величиной угла а (угол атаки) или соответствующим ему углом р (угол забирания), разнящимся обычно от дополнения угла а до 180э на 2—3°;

2) положением центра тяжести якоря;

3) формой поверхности лап.

Ввиду отсутствия точных данных, определяющих наилучшие конструктивные формы якорей, что подтверждается большим их разнообразием в морской судовой практике, можно только дать общие соображения о выборе рациональной конструкции.

Величина угла а должна быть такова, чтобы усилие Ж, явля­ющееся равнодействующей от натяжения шейм Р, и вес якоря G, было направлено по касательной к носку лапы якоря (рис. 269).

Так как якорю приходится работать на различных грунтах и при различных натяжениях шейм, то ясно, что направление

В положении а способ­ность якоря зарываться в грунт будет небольшой.

В положении в, когда угол у небольшой, способ­ность якоря зарываться в грунт будет значительной, но держащая сила незна­чительна, так как масса грунта АЗС невелика.

Теоретическое Определение величины углов і и ] является весьма сложным, а поэтому обычно при определении этих углов исходят из опытных данных.

Положение центра тяжести якоря определяет его устойчи­вость: чем ближе центр тяжести расположен к рогам, тем лучше якорь будет забирать. .

Учитывай, чїо Якорю приходится работать на Наклонном грунте, следует достигать его устойчивого положения, соблюдая размещение центра тяжести таким образом, чтобы вертикаль­ная линия, проведенная через центр тяжести и изображающая вес якоря, находилась где-то между точками А я С (рис. 271).

Если же эта вертикальная • линия будет находиться за точ­кой С (центр, тяжести располагается близко к рогам), то якорь будет неустойчив и перевернется по направлению стрелки (рис. 272). Что же касается формы лап и. их рабочей поверх­ности, то теоретическое их определение пока не представляется возможным и их определяют опытным путем.

Указанные выше соображения относятся преимущественно к якорям, применяемым в судовой-практике, где якорь подби­рается по весу при помощи эмпирических формул:

а) G = К1)

б) G=D (1,25—0,00015/-);

в) G-441E,

где G — вес якоря в кг,

Л —водоизмещение в т,

Wплощадь погруженной части миделя в м2,

К — коэфициент 8,0—10,5.

Размеры же якорного каната определяются также эмпирически: —4 а) <7 = 2,851/2);

б) d~VG,

где d — диаметр звена якорного каната в мм,

JD — водоизмещение в т,

G — вес якоря в кг.

К якорному устройству, применяемому в гидроавиации, помимо приведенных выше требований, добавляется еще одно, имеющее решающее значение, — наименьший вес. Это условие вызывает значительные трудности, так как при подборе якоря по указан­ным выше формулам вес якоря получается чрезмерно большим.

Для гидросамолета водоизмещением в 8 лг3 вес якорного устройства обычно не превосходит зо кг (Дорнье-Валъ, ЮГ-1 и т. п.).

Для судна такого же тоннажа вес якоря по формуле 10,5і/’3

получается 42 кг; вес якорного каната для диаметра звена в 6,5 мм длиной в 20 м равен 25 кг. Таким образом, все якор­ное устройство весит 67—70 кг.

При ветре в 15 м/сек можно ожидать, что тянущая сила гидро­самолета будет 230 кг и при скорости 20 м/сек увеличится до 400 кг.

Между тем при тех же условиях тянущая сила судна будет не более 150—200 кг.

Отсюда следует, что на судне мы имеем возможность устано­вить якорное устройство в два, два с половиной раза тяжелее при наличии тянущей силы, примерно во столько же раз мень­шей.

Это свидетельствует о том, что механически переносить кон­структивные формы якорей из морской практики в гидроавиа­цию нельзя.

По имеющимся в литературе указаниям1, бывшие одно время в эксплоатации в Германии патентованные донные якоря, скон­струированные специально для гидросамолетов, признаны неудо­влетворительными.

У Юнкерса F-n и W-33 подобный якорь весом в 8,5 кг не выдерживал ветра даже силою в 2—3 балла.

Обычные адмиралтейские якоря держат много крепче, но они неудобны в обращении.

Опыты с новой конструкцией якоря, сделанной из тонкостен­ных стальных труб, показали, что он хорошо удерживает гидро­самолет при ветре в 5—6 баллов, причем вес его оказался для Юнкерса jF-ІЗ (рис. 273) 3,7 кг и для Сг-24 — 8 кг.

Указанные обстоятельства свидетельствуют о том, что одно облегчение якоря и придание esiy конструктивных форм, обеспе­чивающих хорошую держащую силу, не вполне достигает своей цели, так как мы уже видели, насколько большую роль играет вес якорного каната.

Обычно в гидроавиации для облегчения якорного "Маната его изготавливают из пенькового троса. Обладая небольшим весом по сравнению с цепью и, кроме того, имея пловучесть, пенько­вый трос не дает провеса и не ложится на дно; поэтому напра­вление тянущей силы, приложенной к шейке якоря, направлено не под углом в) 2—3° к горизонту, а значительно бблыдим. В результате этого якорь плохо забирает, а при наличии волны все время подергивается. Отсюда следует, что вес якоря может быть значительно уменьшен при создании для него надлежа­щих условий работы.

flails v. Schiller. Обслуживание гидросамолетов в гавани, „Illustriorte Flugvvoche,“ № 8/9 и № 10 за 1929 г.

Учитывай НеВОзможноСїь Прймейейия для Якорных кайатов цепей из-за их большого веса, единственным выходом является создание пеньковому тросу соответствующей стрелы прогиба путем подвешивания к нему груза.

Ряд опытов, проведенных в Англии, показал, что, подвешивая к якорному канату парусиновый мешок, наполненный галькой, можно значительно повысить держащую силу якоря, причем наибольший эффект получился при грузе в 20 кг; дальнейшее прибавление груза вызвало увеличение держащей силы на вели­чину, только немного большую, чем прибавленный вес.

Рис. 878. Якорь БОнкерса

Объяснение этому надо, видимо, искать в том, что при пер­вых 20 кг усилие, действующее на якорь, становится горизон­тальным, тогда как удерживающее действие прибавляемого груза сверх 20 кг зависит исключительно от трения его о дно.

Следовательно, неэкономично увеличивать груз, подвешива­емый к канату, после того как усилие, вытягивающее якорь, становится горизонтальным.

Далее было выяснено, что груз дает наибольший эффект при некотором определенном положении на якорном канате;, во время опытов наивыгоднейшая точка для подвески груза оказалась на расстоянии от 1,00 до 1,2 м от якоря.

Довидимому, точка подвеса груза определяется из условий веса и пловучести якорного каната.

На основании произведенных опытов было предложено устроить на якорном канате в этой точке род стопора и опускать якорь обычным способом. В этом случае особые парусиновые мешки, которые ьезуТся с собой На гидросамолете, наполняются на берегу галькой, железным ломом или другим подобным мате­риалом, подвешиваются к канату и спускаются по нему до стопора.

На практике, видимо, не требуется для этой цели возить с собой специальный балласт, поскольку в случае вынужденной посадки можно использовать для этой цели любые подходящие части оснастки гидросамолета, как то: инструмент, подставки для боеприпасов и т. и.

В некоторых^ случаях для усиления держащей силы, якорей можно становиться ‘„на гусек“. Для того чтобы стать „на гусек“, отдают один якорь и травят его якорьцепь возможно больше, затем ее соединяют с якорной скобой другого якоря я травят его якорьцепь. Такой способ постановки (рис. 274) позволяет при­менять якорь меньшего веса и обеспечивает надежную стоянку даже при сильном шторме.

Рис. 875. Рациональное крепление якорного каната

На держащую силу якоря оказывает влияние и место креп­ления якорногох каната к гидросамолету.

Обычно канат; идущий к подводному грузу, всегда наклонен вниз от гидросамолета, и когда он закреплен около носа, то образуется направленный книзу момент, тянущий нос и стремя­щийся таким образом уменьшить угол атаки крыльев.

При волнении угол атаки все время меняется и может пре­высить нормальную свою величину на 10—12°.

Крепление якорного каната в точке, имеющей минимальное перемещение, уменьшит до ми­нимума. колебание усилий, при­ложенных к якорю (рис. 275).

Таким образом, наиболее ра­ционально ставить гидросамолет на легкий якорь с пеньковым канатом, к которому подвешен груз и который укреплен к ги­дросамолету в точке, располо­женной недалеко от центра величины.

Основным вопросом дальней­ших изысканий чисто экспери­ментального порядка является наиболее рациональная форма якоря, обеспечивающая при его наименьшем весе хорошую дер­жащую способность.

Достаточную держащую салу и сравнительно небольшой вес. Изготовляются они из хромомолибденовой или нержавеющей

стали и при испытании пока- , зали, что при весе 12,5 кг имеют ‘ держащую силу в 740 кг.

Уборка якоря на неболь­ших гидросамолетах произво­дится вручную, после чего якорный канат свертывается в бухту или наматывается на специальную катушку. На боль­ших гидросамолетах для подъ­ема якоря ставятся ручные ле­бедки (рис. 278 И 279).

На рис. 280 показано устрой­ство для уборки якоря на гидро­самолете CAMS. Якорный канат выбирается при помощи ле­бедки L, которая приводится в движение двумя вставными Рис. 278. Ручная лебедка „Лилипут6 рычагами В. После ТОГО Как

якорь будет поднят, его убирают в лодку через окно А и крепят по-походному (рис. 281). Рычаги лебедки тоже вынимаются и укладываются по борту лодки.

На рис. 281 показано крепление якоря по-походному на одной из английских летающих лодок.