Хуан де ла Сьерва-и-Кодорниу, 1-й граф ла Сьервы ( [ˈxwan de la ˈθjeɾβaj koðoɾˈni.u] ; 21 сентября 1895 — 9 декабря 1936) — испанский инженер-строитель , пилот и авиационный инженер-самоучка. Его самым известным достижением было изобретение в 1920 году винтокрылого аппарата [ 1] [2] под названием «Автожир» , [3] одновинтового типа самолета, который на английском языке стал называться автожиром . В 1923 году, после четырех лет экспериментов, Де ла Сьерва разработал шарнирно-сочлененный винт, в результате которого на своем прототипе C.4 состоялся первый в мире успешный полет стабильного винтокрыла .
Хуан де ла Сьерва родился в богатой аристократической испанской семье, и какое-то время его отец был военным министром. [4] В возрасте восьми лет он тратил свои карманные деньги с друзьями на эксперименты с планерами в одном из рабочих сараев своего отца. В подростковом возрасте они построили самолет из обломков, купленных у французского летчика, разбившего самолет. В последнем самолете в качестве пропеллера использовалась древесина испанской барной стойки. [4] В конце концов он получил степень гражданского инженера и после создания и испытаний первого успешного автожира переехал в Соединенное Королевство в 1925 году, где при поддержке шотландского промышленника Джеймса Г. Вейра он основал компанию Cierva Autogiro Company .
В начале гражданской войны в Испании Де ла Сьерва поддержал силы националистической коалиции, помогая повстанцам получить самолет De Havilland DH-89 «Dragon Rapide» , на котором генерал Франко перелетел с Канарских островов в испанское Марокко . Его брат был казнен республиканской армией в Паракуэльос-дель-Харама .
Де ла Сьерва приступил к созданию самолета в 1912 году. В 1914 году он спроектировал и построил трехмоторный самолет, который был принят правительством Испании. [4] В 1919 году он начал рассматривать возможность использования несущего винта для создания подъемной силы на низкой скорости полета и устранения риска сваливания .
Чтобы добиться этого, он использовал способность подъемного винта к авторотации , при которой при подходящей настройке шага ротор будет продолжать вращаться без механического привода, поддерживаемый балансом крутящего момента подъемной силы и сил сопротивления, действующих на лопасти. Это явление уже было известно [5] и использовалось в качестве средства безопасности, позволяющего контролировать снижение вертолета в случае отказа двигателя. В автожире Де ла Сьервы ротор поднимался в воздух с помощью обычного пропеллера , в результате чего ротор создавал достаточную подъемную силу для поддержания горизонтального полета, набора высоты и снижения.
Прежде чем этого удалось добиться удовлетворительным образом, Де ла Сьерва испытал несколько сбоев, в первую очередь связанных с несбалансированным движением качения, возникающим при попытке взлета из-за несимметрии подъемной силы между наступающими и удаляющимися лопастями. Эта основная трудность была решена введением откидного шарнира. В 1923 году на аэродроме Хетафе в Испании лейтенант Гомес Спенсер поднял первый успешный автожир Де ла Сьервы. [4]
Эта новаторская работа была проведена в Испании, на родине Де ла Сьервы. В 1925 году он привез свой C.6 в Великобританию и продемонстрировал его Министерству авиации в Фарнборо, Хэмпшир . Эта машина имела четырехлопастной несущий винт с качающимися шарнирами, но в ней использовались обычные самолетные органы управления по тангажу , крену и рысканию . Он был основан на фюзеляже Avro 504K , первоначальное вращение несущего винта достигалось за счет быстрого разматывания троса, пропущенного вокруг упоров на нижней стороне лопастей.
Демонстрация в Фарнборо имела большой успех и привела к приглашению продолжить работу в Великобритании. В результате и при содействии шотландского промышленника Джеймса Джорджа Вейра в следующем году была основана компания Cierva Autogiro Company, Ltd. С самого начала Де ла Сьерва сосредоточился на проектировании и производстве несущих систем, полагаясь на других известных производителей самолетов для производства планеров, преимущественно на компанию AV Roe .
C.8 , построенный Avro , представлял собой усовершенствованную версию C.6 с более мощным радиальным двигателем Lynx мощностью 180 л.с. , и было построено несколько C.8. В C.8R были встроены тормозные шарниры из-за взмахов лопастей, вызывающих высокие напряжения в основании лопастей в плоскости вращения ротора; эта модификация привела к другим проблемам, таким как резонанс грунта, для устранения которого были установлены амортизаторы тормозного шарнира.
Решение этих фундаментальных проблем с ротором открыло путь к прогрессу, доверие быстро возросло, и после нескольких полетов по пересеченной местности C.8L4 был заявлен на участие в воздушных гонках Kings Cup 1928 года . Несмотря на то, что C.8L4 был вынужден отступить, впоследствии он совершил тур по Британским островам протяженностью 4800 км (3000 миль). Позже в том же году он перелетел из Лондона в Париж , став, таким образом, первым самолетом с вращающимся крылом, пересекшим Ла-Манш . Впоследствии тур был расширен и включил в себя Берлин , Брюссель и Амстердам .
Основной проблемой автожира было приведение в движение несущего винта перед взлетом. В дополнение к системе спиральных тросов было опробовано несколько методов, которые могли увеличить скорость ротора до 50% от требуемой, после чего требовалось движение по земле для достижения скорости полета с одновременным наклоном ротора для установления авторотации.
Другой подход заключался в том, чтобы наклонить хвостовой стабилизатор, чтобы отклонить поток двигателя вверх через несущий винт. Наиболее приемлемое решение было наконец достигнуто с C.19 Mk.4 , выпускавшимся в некоторых количествах; был установлен прямой привод от двигателя к несущему винту, с помощью которого ротор мог разгоняться до скорости. Затем система была отключена перед выполнением разбега.
Когда автожиры Де ла Сьервы добились успеха и признания, другие начали следовать за ними, а вместе с ними и новые инновации. Наиболее важным было развитие прямого управления ротором посредством циклического изменения шага, достигнутое сначала за счет наклона ступицы несущего винта, а затем Раулем Хафнером за счет применения крестовины, которая воздействовала непосредственно на каждую лопасть несущего винта. Первым серийным автожиром с прямым управлением был C.30 , серийно производившийся компаниями Avro, Liore et Olivier и Focke-Wulf . Эта машина позволяла изменять движение в любом направлении – вверх, вниз или в сторону – за счет наклона горизонтальных винтов, а также позволила свести к минимуму некоторые элементы управления, используемые в более традиционных самолетах того периода. [6] На развитие циклического изменения шага также повлиял голландский пионер вертолетов Альберт Гиллис фон Баумхауэр , который применил принцип автомата перекоса в своих конструкциях и, вероятно, повлиял на Сьерву на их встрече в 1928 году. [7]
Введение прыжкового взлета стало еще одним важным улучшением возможностей. Несущий винт разгонялся на шаге без подъемной силы до достижения необходимой для полета скорости, а затем отключался. Потеря крутящего момента привела к тому, что лопасти повернулись вперед на наклонных шарнирах сопротивления, что привело к увеличению общего шага, в результате чего самолет подпрыгнул в воздух. Теперь, когда вся мощность двигателя передавалась на винт, толкающий вперед, можно было продолжать полет вперед с несущим винтом в режиме авторотации.
C.40 был первым серийным автожиром с прыжковым взлетом .
Автожиры строились во многих странах по лицензиям De la Cierva, включая Францию, Германию, Японию, Россию и США.
Мотивом Де ла Сьервы было создание самолета, который не глохнет, но ближе к концу своей жизни он принял преимущества, предлагаемые вертолетом, и начал первоначальную работу в этом направлении. В 1936 году компания Cierva Autogiro, Ltd. ответила на спецификацию Министерства авиации Великобритании на вертолет Королевского флота с гиродина .
Утром 9 декабря 1936 года он сел на борт голландского DC-2 авиакомпании KLM на аэродроме Кройдон , направлявшегося в Амстердам . После задержки, вызванной сильным туманом , авиалайнер взлетел примерно в 10:30, но после взлета немного отклонился от курса и взорвался после влета в дом на пологой возвышенности к югу от аэропорта, в результате чего погибли 15 человек, в том числе де ла Сьерва. [8]
Работа Хуана де ла Сьервы по динамике несущего винта сделала возможным создание современного вертолета, развитию которого как практического средства полета помешало отсутствие понимания этих вопросов. Установленное им понимание применимо ко всем винтокрылым самолетам; хотя у него нет возможности истинного вертикального полета, работа над автожиром составляет основу для анализа вертолета. [9]
Смерть Де ла Сьервы в авиакатастрофе в декабре 1936 года помешала ему осуществить свое недавнее решение построить полезный и надежный самолет, способный осуществлять настоящий вертикальный полет для Королевского флота, но именно его работа над автожиром была использована для достижения этой цели. . Технология, разработанная для автожира, была использована при разработке экспериментального вертолета Fw 61 , на котором в 1936 году летал лицензиат компании Cierva Autogiro Фокке-Ахгелис . Его новаторская работа также привела к разработке третьего типа винтокрылого аппарата , гиродина , концепции его бывшего технического помощника и преемника на посту главного технического директора компании Cierva Autogyro, доктора Джеймса Аллана Джеймисона Беннета.
В 1966 году Хуан де ла Сьерва был занесен в Международный зал аэрокосмической славы за свои инновации в технологии лопастей несущего винта, использование их для создания подъемной силы и точного управления высотой самолета. [10] Стипендия Хуана де ла Сьервы Министерства науки Испании названа в его честь. [11]