Junkers J 1 , прозванный Blechesel (Tin Donkey или Sheet Metal Donkey), был экспериментальным самолетом -монопланом , разработанным Junkers . Это был первый цельнометаллический самолет в мире. Изготовленный в начале Первой мировой войны , в эпоху, когда авиаконструкторы в основном полагались на покрытые тканью деревянные конструкции, скрепленные проволокой, J 1 был революционным достижением в области проектирования самолетов, широко используя металл в своей конструкции и на внешней поверхности.
J 1 возник в результате работы пионера авиастроения Хуго Юнкерса . Экспериментальный самолет никогда не получал обозначение моноплана "A" или "E-серии" от IdFlieg , армейской инспекции военных самолетов и Имперской германской воздушной службы ( Die Fliegertruppen des deutschen Kaiserreiches ). Самолет был известен только по заводскому номеру модели Junkers J 1 и его не следует путать с более поздним бронированным цельнометаллическим полуторапланом Junkers J 4 , принятым более поздним Luftstreitkräfte как Junkers JI (с использованием римской цифры), из категории бронированных боевых самолетов, установленной IdFlieg .
12 декабря 1915 года самолет совершил свой первый короткий полет под управлением лейтенанта Теодора Маллинкродта из Flieger-Ersatz-Abteilung 1 (FEA 1), во время которого была достигнута высота почти 3 м (9,8 фута). В последующих полетах были достигнуты еще большие высоты и характеристики. К концу января 1916 года Юнкерс получил контракт на дальнейшее развитие своей цельнометаллической концепции, и более поздний одноместный истребитель Junkers J 2 , который так и не был принят на вооружение, последовал за J 1. Считается, что Junkers J 1 больше не летал после января 1916 года. В 1926 году он был помещен на статическую экспозицию в Немецком музее в Мюнхене. В декабре 1944 года J 1 был уничтожен во время бомбардировки города союзниками .
Среди ранних пионеров и новаторов в области авиации был немецкий инженер и авиаконструктор Хуго Юнкерс . В начале своей карьеры он утвердил свои инженерные полномочия за пределами области авиации; инновации Юнкера включали изобретение типа калориметра и в конструкции двигателей внутреннего сгорания . Где-то после 1897 года Юнкерс впервые познакомился с принципами и областью авиации, получив подробности о концепции путешествий тяжелее воздуха от Ганса Рейсснера , коллеги и коллеги-профессора в Технической высшей школе в Аахене , где Юнкерс занимал кафедру профессора термодинамики. [1]
В 1907 году Рейсснер обратился к Юнкерсу, ища его сотрудничества в проектировании и строительстве раннего самолета- моноплана ; хотя эта первая попытка, которая полетела в 1909 году, не имела большого успеха, именно этот проект, как считается, привел Юнкерса к карьере авиаконструктора. Пять лет спустя Рейсснер с помощью Юнкерса начал строительство своего цельнометаллического самолета-утки , который он назвал Ente (Утка), и который впервые поднялся в воздух 7 августа 1912 года. [2] Фирма Юнкерса изготовила части конструкции Рейсснера, включая летательные поверхности и радиатор . Проблемы, возникшие при строительстве Ente , привели к тому, что Юнкерс потратил значительное количество времени на работу над проблемами проектирования планера , включая изучение вариантов устранения практики внешнего крепления планеров. В 1910 году он запатентовал в Германии конструкцию полностью консольного толстого аэродинамического бесхвостого самолета (теперь известного как летающее крыло ). [1]
В 1910 году Юнкерс получил грант на строительство аэродинамической трубы в своих исследовательских центрах в Ахене; это привело к началу программы аэродинамических исследований, которая пять лет спустя внесла вклад в проектирование Junkers J 1. В 1911 году Юнкерс оставил свою профессорскую должность, чтобы посвятить свои усилия своей компании по производству двигателей в Дессау ; он вернулся в Ахен после завершения строительства аэродинамической трубы. Только в 1915 году Юнкерс смог полностью посвятить свое время проектированию и производству самолета; именно в этот момент он открыл исследовательский институт, Forschungsanstalt Professor Junkers , на который была возложена ответственность за проектирование и разработку серии полностью консольных цельнометаллических монопланов. [1]
С началом Первой мировой войны в августе 1914 года Юнкерс решил направить свои усилия на проекты, которые могли бы иметь потенциальную военную ценность. Большинство конструкторов самолетов были относительно консервативны, и, за исключением некоторых отдельных примеров, никаких достижений не было достигнуто; по словам историка авиации Чарльза Гиббса-Смита , новаторская работа Хуго Юнкерса была заметным исключением. Именно усилиями Юнкерса, наряду с усилиями его коллег, таких как инженеры Отто Рейтер , Отто Мадер, глава Forschungsanstalt , и Ганс Штойдель, директор отдела конструкционных материалов и испытаний Юнкерса, J 1 был произведен как частное предприятие, в форме того, что сейчас назвали бы демонстратором технологий . [1]
Юнкерс и Исследовательский институт начали инженерную работу по реализации его концепции создания конструкций самолетов, которые бы обходились без внешних распорок, создающих сопротивление . [1] Его работа над проектом Ente Рейсснера убедила его в необходимости использования металла в качестве основного конструкционного материала. Хотя дюралюминий , изобретенный Альфредом Вильмом шестью годами ранее, по-видимому, был идеальным металлическим сплавом для строительства самолетов, он был склонен к шелушению и другим нежелательным характеристикам при работе в виде листового металла. Ранние цельнометаллические конструкции самолетов, произведенные Юнкерсом, использовали листы более тяжелой электротехнической стали , похожей на типы черных листовых металлов, которые обычно используются в электрических трансформаторах переменного тока с ламинированным сердечником . [ необходима ссылка ]
8 июня 1915 года Junkers начал приобретать оснастку для J 1. По словам авиационного автора Хью Коуина, хотя его часто ошибочно сообщали, что он был произведен по спецификации самолета, предназначенного для военной службы, J 1 вместо этого предназначался для производства исключительно как исследовательский самолет, что привело бы к производству более поздней линейки цельнометаллических монопланных истребителей. 12 декабря 1915 года J 1 совершил короткий полет в Дессау, а затем был отправлен на армейский испытательный полигон в Дёберице для испытаний, где он совершил первый настоящий полет 18 января 1916 года. [3]
Junkers J 1 был экспериментальным среднепланом, который включал в себя различные современные особенности, имел консольное крыло и полностью металлическую конструкцию. Внешне J 1 был исключительно чистым и хорошо пропорциональным самолетом. [4] Листовые стальные панели шириной 42 см (17 дюймов), усиленные в несущих зонах дополнительными листами гофрированной стали внутри сравнительно более гладкой внешней оболочки, были обернуты вокруг фюзеляжа, образуя его внешнее покрытие. Такая компоновка была первым использованием цельнометаллической конструкции с несущей обшивкой. [5] Руль направления имел «цельнолетящую» конструкцию, без фиксированного киля, а структура и покрытие хвостовой поверхности также состояли из формованной листовой стали, как и крылья. Угол атаки стабилизатора можно было регулировать на земле. [ необходима цитата ]
Базовая структура J 1 была построена вокруг центральной секции фюзеляжа и встроенного внутреннего крыла-шторки, функционирующего как корни крыла самолета . Крылья-шторки служили точками крепления для запатентованных Junkers крыльев без лонжеронов, которые состояли из секций ферменных шин с коротким размахом, последовательно наслаивающихся наружу от крыльев-шторок. Другие элементы, закрепленные на центральной секции, включают носовую часть, заднюю часть фюзеляжа и хвостовое оперение. Нетипично для той эпохи, крыло не имело никаких внешних распорок или тросов; единственное использование внешних распорок было для поддержки горизонтальных стабилизаторов и шасси . Внутренняя структура использовала сварные полосовые стальные уголки и секции двутавровой балки в сочетании с частями стальных труб для формирования ее основной внутренней структуры. [5]
Инновационная консольная конструкция крыльев также была покрыта панелями из листовой стали , расположенными по хорде . Корневая часть крыла имела глубину около 75 процентов от высоты фюзеляжа в самой толстой точке корня, а крыло имело по крайней мере три изменения аэродинамического профиля, а также сужение углов передней и задней кромок между корневой частью крыла и законцовкой крыла. Эти изменения в сечении крыла стали отличительной чертой дизайна Junkers на более поздней конструкции одноместного цельнометаллического истребителя Junkers DI 1918 года, который был покрыт дюралюминием Вильма, гофрированным, как это было впервые предпринято в ходе испытаний планера Junkers J 3 в 1916–1917 годах. J 1 также опирался на стальные панели с гофрами по размаху в качестве структурного элемента, скрытого под гладким внешним металлическим покрытием для увеличения прочности крыла. [5]
Шестицилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения Mercedes D.II мощностью 90 кВт (120 л. с.), выбранный для J-1, был помещен в простой, похожий на ракушку, горизонтально разделенный капот , охватывающий картер двигателя и нижний блок цилиндров. Он отличался передовой для той эпохи компоновкой радиатора двигателя, разместив радиатор в вентральном положении под передней частью фюзеляжа; передняя часть отверстия корпуса радиатора располагалась сразу за точками крепления передней стойки шасси к фюзеляжу, а ширина корпуса радиатора была равна ширине фюзеляжа над ним. [ необходима цитата ]
Прежде чем Junkers J 1 смог подняться в воздух, IdFlieg , Inspektorat der Fliegertruppen , авиационное управление немецкой армии, потребовало провести статические испытания нагрузки на J 1. Это включало обычные статические испытания нагрузки, проводимые на конструкции J 1 с использованием мешков с песком , испытания нагрузки и прочности, а также испытание статической тяги, которая будет получена при сочетании двигателя и пропеллера . 3 декабря 1915 года эти статические испытания были завершены, за ними последовали испытания тяги двигателя. Завод Junkers еще не имел испытательного полигона в Дессау, поэтому J 1 был перевезен на аэродром Fliegerersatzabteilung 1 (FEA 1) в Дёберице, к западу от Берлина, для его летных испытаний. [5]
12 декабря 1915 года лейтенант Теодор Маллинкродт из FEA 1 был назначен на руление и короткий «прыжок» J 1, что ему удалось сделать на высоте почти 3 м (9,8 фута). [5] Во время этого небольшого полета порыв ветра задел правое крыло во время «прыжка», когда J 1 снижался, в результате чего кончик левого крыла задел землю, а левая сторона фюзеляжа J 1 соответственно была согнута внутрь к задней части крепления крыла. Испытания были отложены, пока ремонт проводился в течение праздничного периода в конце 1915 года, после чего был проведен еще один раунд испытаний статической нагрузки для проверки ремонта. [ необходима цитата ]
18 января 1916 года второй полет J 1 был выполнен в Дёберице ефрейтором (рядовым) Полом Арнольдом из подразделения FEA 1. J 1 достиг высоты всего 80 м (260 футов) после разбега в 200 м (660 футов), так как стабилизатор переменного угла атаки был неправильно установлен из-за ошибочного предположения, что J 1 был перегружен хвостом. Позже в тот же день, после того как стабилизатор был отрегулирован для обеспечения горизонтального полета, лейтенант Маллинкродт выполнил еще одну попытку, на этот раз достигнув максимальной высоты 900 м (3000 футов) с более короткого разбега. Управляемость была признана приемлемой, и самолет, как сообщается, был устойчив во время полета. [ необходима цитата ]
19 января Маллинкродт снова поднял J 1 в воздух для своего единственного известного «высокопроизводительного» летного испытания, которое состояло из 7-километрового (4,3 мили) курса и охватывало высоты от 200 до 300 м (660–980 футов). Во время этого полета Маллинкродт достиг максимальной скорости 170 км/ч (110 миль/ч). В результате военного интереса к конструкции Junkers, J 1 сравнивали с популярным двухместным вооруженным наблюдательным бипланом Rumpler CI во время летных испытаний. J 1 был на 30 км/ч (19 миль/ч) быстрее, хотя биплан Rumpler был оснащен более мощным двигателем Mercedes D.III . Учитывая меньший вес деревянно-тканевого планера Rumpler, он был способен на гораздо большую скороподъемность, чем J 1, ограниченную его экспериментальной стальной конструкцией. [5]
.jpg/1280px-Junkers_J_2_-_Ray_Wagner_Collection_Image_(21413417886).jpg)
Летные характеристики J 1 оценивались в ходе программы испытаний. [5] Информация была собрана у пилотов и наземной команды, которая его обслуживала. По-видимому, сварная конструкция самолета имела проблемы на земле, с которыми сталкивались и раньше. В сочетании с его вялыми характеристиками в воздухе некоторые люди высмеивали J 1, давая ему уничижительные названия, наиболее известным из которых было Blechesel ( жестяной осел или осел из листового металла). Некоторые деятели, такие как голландский пионер авиации Энтони Фоккер , восхваляли потенциал самолета и продемонстрированные принципы, указывая на более высокую скорость и большую прочность перспективных самолетов, использующих такую конструкцию. [5] Управление J 1 было предметом насмешек критиков Junkers, но военные продолжали поддерживать доработку концепции. К концу января 1916 года Junkers получил контракт, и последовал одноместный истребитель Junkers J 2 , который так и не попал на фронт. J 2 имел поверхностное сходство с J 1, будучи более аэродинамически совершенным и немного меньше, однако оба самолета имели схожую конструкцию. [5]
Считается, что Junkers J 1 больше не летал после января 1916 года. Самолет пережил Первую мировую войну и был помещен на статическую экспозицию в 1926 году в Немецком музее в Мюнхене. Во время Второй мировой войны , в декабре 1944 года, J 1 был уничтожен во время бомбардировки города союзниками . Металлическая масштабная выставочная модель J 1 была построена группой рабочих завода Junkers после его первых полетов и была выставлена в Институте Франклина в Филадельфии после войны; ее судьба неизвестна. В 2015 году Музей технологий Junkers в Дессау, Германия, объявил, что они намерены построить полномасштабную копию новаторского J 1. Для финансирования этого проекта было проведено финансирование через краудфандинговую кампанию на Kickstarter . [6] [7]
Данные Вагнера и Новарры (1971). Немецкие боевые самолеты: всеобъемлющий обзор и история развития немецких военных самолетов с 1914 по 1945 год. [8]
Общая характеристика
Производительность
