Хайрем Максим — от пулемета к паровому аэроплану

Хайрем Стивенс Ма́ксим (1840- 1916)

Следя за работами французских воздухоплавателей, Максим предвидел успех аэроплана — нового, более мощного вооружения, нежели изобретенные им пулеметы и скорострельные пушки. Уже в зрелом возрасте он начал серьезно заниматься постройкой аэроплана.

 

Аэродинамические опыты Максима

 

В конце 80-х и начале 90-х годов в Англии прежде, чем приступить к постройке задуманного им аэроплана, Хайрем Ма́ксим проводил интересные опыты в области экспериментальной аэродинамики.

 

Как и все изобретатели аэропланов того времени Максим особое внимание уделял исследованию парящего полета птиц и правильно указал на существование восходящих и нисходящих потоков воздуха, причем он утверждал, что «середины двух течений находятся обыкновенно на высоте от 150 метров до 30 километров. «Эти воздушные течения используются птицами для парящего полета».

 

Исследуя полет змеев, он пришел к выводу, что очень трудно заставить змей подниматься в нисходящем течении воздуха… «следовательно, придется строить летательные машины с достаточным запасом движущей энергии, чтобы они могли держаться, попав в нисходящее течение», — говорил Максим.

Рисунок 3.10 – Аэродинамическая труба Хайрема Максима

Не останавливаясь на этих выводах, он организовал серию аэродинамических опытов над воздушными винтами, движением плоскости в воздухе, построив для этой цели небольшую аэродинамическую трубу (рис. 3.10), где с помощью вентилятора достигал скорости движения воздушного потока от 15 до 22 м/сек (до 80 км/час). Он сконструировал также специальное устройство для изучения эффективности винта – пропеллера и подъемной силы аэродинамической поверхности.

 

Хайрем Максим писал [8]: «Я имел средства определять с большой точностью напор винта, число оборотов в минуту, скорость машины, — одним словом все, что с ней происходило. Я нашел, что, помножив напор винта в фунтах на шаг в футах и на число оборотов в минуту, получил число, точно соответствующее мощности, развиваемой двигателем, что потеря на поверхностное трение настолько мала, что на практике ею можно пренебречь».

 

Далее он установил, «что расположение винта за кормой, в центре возмущения потока, является наиболее целесообразным, так как если «винт будет впереди, то отталкиваемый им назад воздух будет ударяться о летательный аппарат и, естественно, будет производить замедляющее действие».

Рисунок 3.11 – Установка Максима для определения эффективности пропеллера и подъемной силы аэродинамической поверхности

В установке, предложенной Максимом (см. рис. 3.11), работа на винт передавалась от горизонтального главного вала вверх вертикальным шпинделем. Установка приводилась в действие небольшой паровой машиной с чувствительным регулятором. Отдельные части установки показаны на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 – Основная часть установки Максима

С помощью этой установки Максим провел целую серию опытов и пришел к выводу, что поддерживающая поверхность с наклоном в 1/14 может развивать подъемную силу, примерно, в 14 раз больше силы тяги, которая необходима для движения этой поверхности в воздухе [8]: «Я испытал очень много поддерживающих поверхностей и нашел, что лучше всех те, у которых нижняя сторона слегка вогнута, а верхняя слегка выпукла, обе, кроме того, остры и поверхности гладки и правильны: оказалось также, что у малых винтов лучше всего лопасти с слегка увеличивающимся шагом», — писал Максим. Эти выводы, в основном, остаются правильными и сегодня.