Моноплан Макфи

Моноплан Макфи
Вид сбоку, показывающий общую компоновку Macfie Monoplane. Обратите внимание на стойки и распорки для деформации крыла и топливный бак. Изображение с Flightglobal (см. Библиографию ниже)
Роль	Экспериментальный самолет Тип самолета
Национальное происхождение	британский
Дизайнер	Роберт Макфи
Первый полет	1909
Количество построенных	1

Моноплан Macfie был британским тягачом - монопланом с плечевым крылом . Самолет был оснащен двигателем JAP V8 мощностью 35 л. с. (26 кВт), установленным в передней части открытого фюзеляжа , в задней части которого были установлены хвостовое оперение и вертикальный руль направления . ^[1]

Он был спроектирован, построен и управлялся Робертом Фрэнсисом Макфи, американским инженером и одним из первых летчиков, который в 1909 году переехал в Англию, чтобы изучать инженерное дело. ^[1] Строительство моноплана началось 2 августа 1909 года и было завершено 16 сентября. Первые полеты состоялись в Фэмбридже в течение следующих пяти недель. ^[2]

Самолет внешне напоминал Blériot XI с точки зрения общей конфигурации, но почти в каждой детали конструкции отличался от этого самолета. Как и в Blériot, управление осуществлялось с помощью перекоса крыла с помощью тросов, прикрепленных к стойкам руля . Однако моноплан Macfie включал в себя множество инновационных функций и, в частности, был разработан для простоты конструкции, обслуживания и ремонта. ^[1]

Позже, во время Первой мировой войны , Макфи убедил Комитет по сухопутным кораблям рассмотреть возможность использования гусеничных лент при проектировании бронированной боевой машины , что привело к появлению первых британских танков . Он разработал ряд собственных проектов, но его попытки официально принять эти идеи не увенчались успехом.

Корпус моноплана Macfie состоял из открытого каркаса V-образного сечения из ясеня , в котором три продольных элемента были скреплены вместе с интервалом примерно 2 фута (0,61 м) деревянными распорками. Каркас был приблизительно 3 фута (0,91 м) в высоту на переднем конце, сужаясь до 1 фута (0,30 м) на хвосте; аналогичным образом ширина каркаса сужалась приблизительно от 2 футов 6 дюймов (0,76 м) спереди до 1 фута на хвосте. Самый нижний продольный элемент, в точке V-образного сечения, был приблизительно параллелен земле в состоянии покоя, так что два верхних элемента постепенно наклонялись спереди назад.

Чтобы избежать ослабления каркаса пазовыми и шиповыми соединениями между продольными элементами и стойками , последние упирались в первые и удерживались на месте прямоугольными стальными кронштейнами, которые были связаны с деревянными элементами полосками ирландской льняной ленты, пропитанной клеем, причем клей был еще влажным, когда лента была связана, устанавливаясь на месте. Углы угловых кронштейнов были срезаны на вершине, чтобы обеспечить место для стального штифта, а также снабжены горизонтальным пазом поперек угла, так что распорная проволока могла проходить через паз и вокруг штифта, обеспечивая простое, надежное и легко заменяемое крепление для распорных проволок, которые поддерживали форму каркаса. Каждый из углов каждого треугольного набора стоек был связан с диагонально противоположным углом соседнего набора. Этот метод строительства избегал использования шурупов для дерева, которые со временем было трудно закрепить и которые часто встречались в других самолетах, повреждая элементы, которые они должны были укреплять. ^[3]

Основные плоскости состояли из деревянной рамы, покрытой как сверху, так и снизу тканью Continental (№ 100 B). Конструкция состояла из двух основных лонжеронов и набора фасонных нервюр, расположенных на расстоянии около 12 дюймов (0,30 м) друг от друга, что обеспечивало прогиб аэродинамического профиля . Каждое нервюра выступало вперед переднего лонжерона и было установлено в U-образную секцию жесткого элемента передней кромки . Задняя кромка была сформирована без жесткого элемента. Крылья были установлены под двугранным углом, каждый основной лонжерон был жестко закреплен на основной раме под требуемым углом. Задний лонжерон был прикреплен к раме с помощью одного горизонтального болта, закрепленного параллельно продольной оси фюзеляжа, что давало крыльям определенную степень свободы для вертикального изгиба при применении деформации крыла.

Хвостовое оперение имело аналогичную конструкцию, но передний лонжерон был более прочным, поскольку все хвостовое оперение вращалось вокруг этого лонжерона, что позволяло ему выполнять функцию руля высоты .

Сбалансированный руль был изготовлен из фанеры «Венеста» ^[4] . Макфи использовал сэндвич- конструкцию с легким каркасом, вклеенным между двумя 3-слойными слоями Венесты, таким образом сочетая легкость с прочностью. ^[5]

Ходовая часть Macfie Monoplane состояла из двух основных колес (диаметром около 26 дюймов (0,66 м)), установленных под двигателем, и заднего полоза, установленного на шестой треугольной распорке от передней части рамы основного корпуса, т. е. примерно на расстоянии двух третей расстояния от передней части до хвоста. Два основных колеса крепились двумя вильчатыми кронштейнами к вертикальным элементам поперечного прямоугольного шасси, изготовленного из стальных труб, которые передавали вес двигателя в состоянии покоя через колеса на землю. Каждое колесо устанавливалось позади соответствующего вертикального элемента с помощью двух поворотных вильчатых кронштейнов, один горизонтальный и один наклоненный вверх примерно на 30 градусов, так что два кронштейна и вертикальный элемент рамы образовывали прямоугольный треугольник. Спиральная пружина сжатия на вертикальной трубе над диагональным кронштейном обеспечивала определенную степень подрессоренной подвески, позволяя колесам, которые не были управляемыми, поворачиваться независимо. ^[6]

Хвостовая часть была разработана для использования на песке; она состояла из нижнего горизонтального «башмака», который был прикреплен к вертикальной деревянной опоре с помощью одной поворотной оси, вся сборка могла свободно вращаться вокруг своей вертикальной оси. Горизонтальный «башмак» был закруглен вверх спереди и сзади, чтобы позволить ему ехать по небольшим неровностям на посадочной полосе, его вращение вокруг своей оси амортизировалось сзади длиной стальной пружины, а спереди — эластичной полосой. ^[7]

Двигатель, JAP V8 с воздушным охлаждением, мощностью 35 л. с. (26 кВт), был установлен спереди на двух деревянных расширениях рамы корпуса, которые в состоянии покоя поддерживались верхним поперечным элементом прямоугольного шасси, к которому крепились основные колеса (см. выше). Двухлопастной цельный тиковый винт, также изготовленный Macfie, имел диаметр 6 футов 6 дюймов (1,98 м) и был установлен непосредственно на коленчатый вал . В ходе разработки было обнаружено, что удаление части задней кромки лопастей «привело к значительному улучшению тягового усилия». ^[8]

Пилот управлял самолетом с помощью универсального поворотного рычага (позже известного как джойстик ), который вызывал крен и/или тангаж, и поворотной подставки для ног, которая управляла рулем направления (для рыскания). Рычаг управления, когда его перемещали вперед или назад, управлял тросами (через вертикальные поперечины, прикрепленные к лонжерону хвостового оперения), чтобы вращать весь хвостовой оперение; когда рычаг перемещался влево или вправо, прикрепленные тросы деформировали крылья, чтобы вызвать крен. ^[8]

Данные полета 5 марта 1910 года и полета 12 марта 1910 года

Общая характеристика

• Экипаж: 1
• Длина: 23 фута 6 дюймов (7,16 м)
• Размах крыльев: 28 футов 6 дюймов (8,69 м)
• Высота: 5 футов 0 дюймов (1,52 м) высота оси пропеллера
• Площадь крыла: 193 кв. фута (17,9 м ² ), включая 24 кв. фута (2,23 м ² ) для хвостового оперения
• Масса пустого: 680 фунтов (308 кг)
• Силовая установка: 1 × JAP V8 с воздушным охлаждением, 35 ​​л.с. (26 кВт), 225 фунтов (102 кг)
• Пропеллеры: 2-лопастные Macfie, диаметр 6 футов 6 дюймов (1,98 м)

Производительность

• Нагрузка на крыло: 3,52 фунта/кв. фут (17,2 кг/м ² )

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

• Первый моноплан Блэкберна
• Блерио XI
• Моноплан Фергюсона

• «Британский моноплан Macfie (часть 1)». Flight Magazine . II (10): 152–154 . 5 марта 1910 г. Получено 11 июня 2010 г.
• «Британский моноплан Macfie (часть 2)». Flight Magazine . II (11): 178–180 . 12 марта 1910 г. Получено 11 июня 2010 г.
• Льюис, П. Британские самолеты 1809-1914 Лондон: Патнэм, 1962 стр. 345–7