Кіріспе

Ұшақ қанатының конфигурациясы – үш тік қатарланған негізгі қанатты беттері бар ұшақ. Ұшақ үш көтергіш беті бар ұшақ. Жапондық рок тобы. Үшұшақ – тік қатарланған үш қанатпен жабдықталған, тұрақты қанатты ұшақ. Көбінесе, артқы және алдыңғы қанаттар осы санаққа кірмейді, бірақ кейде кіруі мүмкін.

Құрылыс қағидалары

Үшұшақты ұшақты екіұшақтымен бірнеше жағынан салыстыруға болады. Үшұшақтың қанат шеңбері, ұзындығы мен ауданы бірдей екіұшақтыдан тар болады. Бұл әрбір қанат жазықтығын жіңішкелендіріп, оның қанаттың қатынасын арттырады, тиімділігін жоғарылатып, көтеру күшін ұлғайтады. Бұл, потенциалды түрде, жоғары жылдамдықпен көтерілуге және тар бұрылу радиусына мүмкіндік береді, екеуі де истребитель үшін маңызды. Sopwith Triplane сәтті мысал болды, оның қанат ұзындығы эквивалентті екіұшақты Sopwith Pup сияқты. Балама ретінде, үшұшақтың қанат ұзындығы берілген қанат ауданы мен қанат қатынасына ие екіұшақтан қысқа болады, нәтижесінде ықшам және жеңіл конструкция пайда болады. Бұл истребитель үшін жақсы маневрлеуді және үлкен ұшақ үшін практикалық тұрғыдан жерде басқаруды қамтамасыз етеді, сонымен қатар жүк көтеру қабілетін арттырады. Атақты Fokker Dr. I үшұшағы екі тәсілдің арасындағы тепе-теңдікті ұсынды, оның қанат ұзындығы эквивалентті екіұшақты Fokker D. VI-дан орташа қысқа, ал қанат қатынасы орташа жоғары болды. Үшінші салыстыруды бірдей қанат пішініне ие екіұшақ пен үшұшақ арасында жасауға болады: үшұшақтың үшінші қанаты қанат ауданын арттырады, бұл көтеру күшін едәуір арттырады. Қосымша салмақ, конструкцияның жалпы тереңдігінің артуымен ішінара өтесіледі, бұл тиімді құрылысқа мүмкіндік береді. Caproni Ca.4 және Levy Besson отбасылық үлкен, көп қозғалтқышты үшұшақтары осы тәсілмен біршама сәттілікке жетті. Бұл артықшылықтар кез келген конструкцияда конструкциялық тіреулердің қосымша салмағы мен қарсыласу күшімен, сондай-ақ қанаттар арасындағы аэродинамикалық кедергі салдарынан көтеру күшінің жоғалтылуымен толық немесе жартылай өтесіледі. Көпұшақты идеясы төртұшақпен бір қадам алға жылжыды. Ешбір мысал сәтті болған жоқ, ал екіұшақтың жобалауы жетілген сайын, үшұшақтың және төртұшақтың кемшіліктері олардың артықшылықтарынан басып өтетіні анық болды. Практикалық жердегі ұшақ конструкциясында төменгі қанаттар әдетте ұшақтың фюзеляжының төменгі жағымен, ортаңғы қанаттар фюзеляждың жоғарғы жағымен, ал жоғарғы қанаттар фюзеляждың үстіндегі кабина тіректерімен деңгейлес орналасады. Ұшатын қайықта тіпті ең төменгі қанат та корпустың су сызығынан жоғары орналасуы керек, бұл жалпы биік құрылымды құрайды.

Тарих

Адамды әуеден ауыр тасымалдаған алғашқы аппарат – үшұшақ, ол 1848 жылы, қозғалтқышты ұшқыштар пайда болғанға дейін пайда болды. 1907 жылы ұшуға қол жеткізген бірнеше даниялық жобалардың бірі, сондай-ақ Германияда қозғалтқыштың күшімен алғаш ұшқан ұшақ та үшұшақ болды. Дегенмен, үшұшақ көбінесе тиімді шешім болып танылмады және аз ғана үлгілері өндіріске енгізілді. Көптеген үшұшақтардың жобалары 1908-1923 жылдар аралығында жасалды. Бірінші дүниежүзілік соғыстағы әйгілі ұрыс үшұшақтарынан өзге, бірнеше үлкен типтері сәтті бомбалаушылар, жолаушылар ұшақтары және теңіздік патрульдік ұшақтар ретінде қолданылды, кейде соғыс кезінде де, одан кейін де бірдей негізгі жобаның әртүрлі түрлері ретінде. Соңғы үшұшақ жобасы, жекеше түрде құрастырылған, Екінші дүниежүзілік соғыс басталғанға аздан кейін пайда болды.

Ізашарлық жылдарым

Адамды әуеден ауыр жүкпен еркін, байланбаған ұшуға алғашқы көтерген аппарат – Джордж Кейли құрастырған және 1848 жылы ұшқан үш қанатты желкенқай болды. Оның пішіні заманауи болды, фюзеляж үстінде үш қанат тік бойымен орналасқан, ал жеке тұрақтандырғыш құйрығында қанат және вертикальді стабилизатор бар еді. Қанаттарының пішіні Cayley-дің әдеттегі желкені сияқты, төмен қанаттылық коэффициентімен еді. Ұшақ ересек адамды тасымалдауға жеткіліксіз болғандықтан, жолаушы ретінде жергілікті бала таңдалды. Оның аты белгісіз. 1907 жылдан 1911 жылға дейін бірнеше пионерлер үш қанатты ұшақтармен тәжірибе жасады, олардың кейбіреулері ұша алды, ал кейбіреулері жоқ. Ешқайсысы ерекше көзге шыққан жоқ, бірақ A. V. Roe шығарған сериялар біршама сәтті болды және аз ғана сатылды. 1907 жылы даниялық пионер Якоб Эльхаммер қозғалтқышты үш қанатты ұшақты ұшырды және кейін Германияда оны ұшқаны үшін жүлде алды. Француздық Буссон Боргнис 1908 жылы жасаған канартты үш қанатты ұшақ сәтсіз аяқталды. Гюпи No.1, 1908 жылы Амброаз Гюпи жобалаған және Воазин құрастырған, сәтті болды. Гюпи No.1 ұшқаннан кейін бірнеше апта өткен соң, Ханс Грэйдтің үш қанатты ұшағы Германияда жасалған алғашқы ұшақ болып табылды. Сол жылы Фарман өзінің бастапқы Voisin ұшағын үш қанатты конфигурацияға өзгертті, ал Доран әскери үш қанатты ұшақ жасады. 1909 жылы америкалық Моррис Бокор өзінің жеке канартты үш қанатты ұшағын, ал француз Альфред Грос ұша алмаған үш қанатты ұшақ құрастырды. 1909 және 1910 жылдары британдық авиация пионері А. В. Роу I, II, III және IV типтегі төрт тәжірибелік үш қанатты ұшақтың сериясын жасады, үш қанатты ұшақтан бас тартқанға дейін өзінің II және III типтегі жобаларын аз ғана сатты. Александр Грэм Белл "октаэдрлі" қанаттық конструкциямен тәжірибе жасады және 1910 жылы ұша алмаған Oionus I үш қанатты ұшақтың үлгісін жасады. 1911 жылы бельгиялық Сезар Батталь қысқа ұшулар немесе секірулер жасауға қабілетті үш қанатты ұшақ құрастырды, ал орыс Роджествейский де үш қанатты ұшақ жасады.

Ұрғыш үшұшақтар

Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде кейбір ұшақ өндірушілер күресші ұшақтар үшін үшұңғыш конфигурацияға көшкен. Іс жүзінде, мұндай үшұшақтар тиісінше екіұшақтарға қарағанда нашар өнімділік көрсетті және 1917 жылға қарай қысқа ғана танымал болғанымен, тек төрт түрі ғана шектеулі өндіріске ие болды. Nieuport 1915 және 1917 жылдар аралығында бірнеше үшұшақ прототипін жасады, жоғарғы қанаты ұшқыштың көрісін жақсарту үшін артқа қарай ығыстырылған, ал үш қанатты тіреу үшін ерекше үшбұрышты тіреулер қолданылған. Бұл конструкция нашар басқарылатындыққа әкеп соқты және ақырында тоқтатылды. Sopwith 1916 жылы үш түрлі үшұшақ жобасын жасады. Олардың бірі, жай ғана Sopwith Triplane деп аталды, өндіріске түсіп, әскери үшұшақтардың алғашқысы болып қолданысқа енді. Оның қанаттары бірдей ұзындықта, жоғары сәйкес қатынасымен, алдыңғы Pup екіұшағына ұқсас фюзеляжға орнатылған және әр жағынан бір мықты тіреумен және минималды сым тіреулермен бекітілген. Бұл тип RFC және RNAS екеуінен де тапсырыс алды, бірақ RFC оларды басқа типке алмастырды, ал Sopwith тек RNAS-та қызмет етті, онда ол табысқа жетті. Sopwith түрінің Albatros D. III-тен артық өнімділігі және ерте табыстары, әсіресе Германия мен Австрия-Мажарстанда, осы конструкцияға әскери қызығушылықты арттырды. 1917 және 1918 жылдары көптеген күресші прототиптері жасалды, кейде әскердің қысымымен, тіпті қарсылық көрсетіліп. Мысалдар Albatros, Aviatik, Brandenburg, DFW, Euler, Fokker, Friedrichshafen, LFG Roland, Lloyd, Lohner, Oeffag, Pfalz, Sablating, Schütte Lanz, Siemens Schuckert, W. K. F, Ұлыбританияда Austin және АҚШ-та Curtiss компанияларымен жасалды. Тек екі компания, Fokker және Curtiss, өз конструкцияларын өндіріске енгізді. Fokker-дің 1917 жылғы V.4 прототипі (кейбіреулер V.3 деп атайды) ерекше консольді қанаттарымен, ең жоғарғы қанаты фюзеляжға тек кабиналық тіреулермен бекітілген. Қанаттар ұшу кезінде тым көп дірілдеді, ал келесі прототип, V.5, Sopwith-ке ұқсас, бірақ сымдық тіреулерсіз, әр жағынан бір аралық қанат тіреуіне ие болды. Бұл 1917 жылғы танымал Fokker Dr. I үшұшағының прототипіне айналды, ол танымал мәдениетте Манфред фон Рихтхофен, "Қызыл барон" деп танымал тұлғамен ең тікелей байланыстырылған ұшақ ретінде мәңгілікке сақталды. Ол жақсы жылдамдыққа ие және өте маневрлеуге қабілетті болғанымен, аса жылдам емес еді. Екі ұшақ әуеде бұзылып кеткеннен кейін, нығайту үшін қызметтен алынды, ал қайта іске қосылған кезде ол енді өнімділігі бойынша көшбасшы емес еді. Осы уақытта АҚШ-та Curtiss компаниясы 1916 және 1918 жылдар аралығында көптеген үшұшақ конструкцияларын жасады. Олардың ішінде бірнеше күресші және олармен байланысты типтер өндіріске енгізілді, атап айтқанда L үлгісіндегі оқушылық ұшақ (оның үш данасы планер ретінде жасалды) және S үлгісі мен 18 T үлгісіндегі күресші ұшақтар. 1918 жылғы Curtiss GS 1 прототипі бастапқыда гидроұшақ ретінде жасалған. Күресші үшұшақтардың өнімділігі жақсартылған екіұшақтармен салыстырғанда тез арада артта қалды. Алайда, 1919 жылы үш прототипті Sopwith Snarks ұшырылды, ал 1920 және 1921 жылдары ауыр броньды Boeing GA 1 және GA 2 жердегі шабуыл үшұшақтары пайдалы болу үшін тым ауыр болып шықты.

Цеппелиндік өлтірушілер

Бірнеше британдық конструкторлар зеппелиндерге қарсы күресте үшұшақ конструкциясын қолданды. 1915 жылдан бастап Армстронг Уитворт F. K.5 және F. K.6 прототиптерін жасады. Бұл үлкен, үш орындық, екі қозғалтқышты ұшақтар болды, олардың ортаңғы қанаты қалғандарына қарағанда айқын ұзын болды. Содан кейін 1917 жылы Блэкберн бір орындық үшұшақты ұшақ жасады. Бұл бұрынғы дәуірге тән, түрткіш винті және бумға орнатылған құйрық бөлігі бар ретроспективті модель болды. Мұндай конструкция алдыңғы фюзеляжда жоғары қарай атуға арналған 2 фунттық, кері соққысы жоқ зеңбіректі орнатуға мүмкіндік беруді көздеді. Екі тип те прототиптік кезеңнен ары қарыстырған жоқ.

Бомбалаушылар, тасымалдаушылар және қарауылдар

Француздар 1915 жылы бомбалаушы ұшақтарды сынақтан өткізе бастады. 1915 және 1916 жылдардағы Morane Saulnier TRK және Voisin Triplane прототиптері сәтті болмады. Voisin конструкциясы фюзеляждың үстінде қосалқы құйрық бөлігінің болуымен ерекшеленді, ол эпеннажды қолдауға көмектесті. Француздық үшұшақты ұшақтар ұзақ қашықтықтағы теңіз миссияларында жақсы нәтижелер көрсетті. Лабордетт Халбронн 1918 жылы екі корпусты үшұшақты торпедалық бомбалаушы прототипін, H. T. 1, және 1919 жылы өзгертілген H. T.2 нұсқасының екі прототипін жасады. Бессон шамамен 1917 және 1919 жылдар аралығында бірнеше үшұшақты ұшатын қайықтарды жобалады, бастапқыда Левимен серіктестікте. 1917 жылғы Levy Besson Alerte ұшағының орталық қанаты басқаларына қарағанда кеңірек болды және көптеген үлгілер суастына қарсы күрес және патрульдеу міндеттері үшін пайдаланылды. Осы типтегі соңғы ұшақ, 1919 жылғы Levy Besson High Seas, орталық қанаттың ұзындығымен бірдей жоғарғы қанатымен жасалды және өндіріске тапсырыс берілді, бірақ жеткізілген аз ғана санынан кейін өндіріс тоқтатылды. Бессон Левиден бөлініп, сол жылы өзінің Besson LB теңіз патрульді ұшақ қайығын жасады, сондай-ақ 1919 жылғы Париж әуе шоуында көрсетілген Besson Hydravion école ұшағын жасады. Кейіннен ол басқа да мақсаттар үшін бірнеше кішігірім жобаларды жасады, соның ішінде 1921 жылы ұшқан Besson H 6 пошта ұшағы. 1917 жылғы итальяндық Caproni Ca.4 тағы бір табысты жоба болды және 1918 жылы итальяндық әуе күштерінде ауыр бомбалаушы ретінде пайдаланылды. Соғыс кезінде де, соғыстан кейін де көптеген түрлері жасалды. Кейін Капрони осы түрлердің көптегенін жаңа типтер ретінде қайта нөмірледі, соның ішінде Ca.48 авиалайнері. Италияның алғашқы коммерциялық авиациялық апаты және ең ерте және сол кездегі ең қасіретті жолаушылар ұшағы апатының бірі – 1919 жылғы 2 тамызда Италияның Верона қаласының үстінде Ca.48 ұшағы апатқа ұшырап, барлық жолаушылар (14-17 адам) қаза тапты. Caproni Ca.60 прототипіне Ca.4 ұшағынан алынған үш жиынтық үшұшақты қанаттар енгізілді, барлығы тоғыз қанатты, және көпұшақ ретінде жіктеледі. 1916 және 1918 жылдар аралығында АҚШ-та Curtiss компаниясы жасаған көптеген ірі су ұшақтарының арасында бірнешеуі үшұшақтар болды, бірақ олардың ешқайсысы өндіріске енгізілген жоқ, соның ішінде Wanamaker Triplane прототипі. Ұлыбритания да 1917 жылы өзінің алғашқы үшұшақты бомбалаушысын, бір қозғалтқышты Sopwith Rhino-ны алды. Ол сәтті болмады, ал Sopwith Cobham, Sopwith компаниясы жасаған жалғыз екі қозғалтқышты ұшақ, екі жылдан кейін жақсы нәтиже көрсетпеді. 1918 жылдан бастап британдық Bristol компаниясы Caproni дизайны сияқты, әртүрлі мақсаттарға бағытталған әртүрлі нұсқалардағы ауыр үшұшақтар сериясын жасады. Біріншісі – Bristol Braemar бомбалаушысы, 1918 жылы ұшып, 1919 жылы Mk II нұсқасы жасалды. Bristol Pullman 14 орындық көлік нұсқасы 1920 жылы ұшты. Одан кейін әскери жүк тасымалына арналған жаңа, үлкен дизайнның екі үлгісі жасалды, ол Bristol Tramp деп аталды. Tarrant Tabor, тағы бір және әлдеқайда үлкен британдық бомбалаушы, алты қозғалтқышты орнату үшін үш қанатпен жасалды, ал төрт қуаттырақ қозғалтқыш қолжетімді болмады. Жоғары орналасқандықтан туындаған қуат теңгерімсіздігі 1919 жылы алғашқы ұшу кезінде Tabor ұшағының апатқа ұшырауына себеп болды. Оның конструкторы Уолтер Барлинг 1923 жылы алғаш ұшқан, ұқсас өлшемді американдық Witteman Lewis XNBL 1 үшұшағын, "Barling Bomber" деп белгілі болды. Шағын масштабта Avro 547 авиалайнері қосымша қанаты бар модификацияланған Avro 504 болды. Екі ұшақ жасалды, ал біріншісі 1920 жылы ұшты. Ол Квинсленд және Солтүстік территория әуе қызметтеріне сатылды, бірақ Австралияның шөлейттеріндегі қиын жағдайларға сай келмеді. Ұлыбританияның теңіз саласына қосқан жалғыз үшұшақты ұшағы 1918 жылғы Felixstowe Fury прототипі, сондай-ақ Porte Super Baby деп аталды. 1922 жылы жапондықтар Mitsubishi 1MT торпедалық бомбалаушысын ұшырды. Ол 10-типті әскери-теңіз ұшағы ретінде өндіріске енгізілді.

Жарыс үшұшақтары

Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін Curtiss 18 T ұшақтарының бірнеше үлгілері жарыстарға қолданылды. 1922 жылы 18T 2 Curtiss Marine Trophy Race жарысында жеңіске жақын келді (жарыс АҚШ Әскери-теңіз күштерінің ұшқыштарына арналған), бірақ ұшқыш Сэнди Сандерсон финиш сызығына жетпей тұрып отыны таусылды. 1921 жылы "Texas Wildcat 2" бипланының (өзі "Texas Wildcat" монопланының модификациясы болған) негізінде "Cactus Kitten" жарысқа арналған үшұшақ құрылды, осылайша тарихта монопланнан бипланға, содан кейін үшұшаққа айналған жалғыз ұшақ үлгісі болды. Техастық Кокс жобалап, демеушілік еткен және Curtiss C 12 қозғалтқышымен жабдықталған, сондай-ақ Curtiss Cox racer деп те аталатын Cactus Kitten-нің қанаттарының ұзындығы 6,10 метрді құрады. 1922 жылғы Пулитцер жарысында ол Curtiss бипланынан кейін екінші орынды иеленді. Үшұшақ конфигурациясында ол моноплан мен бипланға қарағанда басқару мен жылдамдық жағынан артықшылыққа ие болды және 1922 жылдың қысқа мерзімі ішінде үшұшақ қайтадан назар аударуға ие болды, ал Kitten әлемдегі ең жылдам ұшақ деп жарияланды, оның жылдамдығы сағатына 200 мильден асып кеткендігі айтылды. Сол жылы ол Әскери-теңіз күштеріне сыйға беріліп, 1922 жылғы Пулитцер жарысына дайындық үшін жаттықтырушы ұшақ ретінде пайдаланылды, бірақ оның даңқы ұзаққа солмады. 1927 жылы Catron & Fisk CF 10 екі қозғалтқышты, 22 орындық авиалайнерге қосымша отын бактары мен жаңартылған қозғалтқыштар орнатылып, "Лос-Анджелес мақтанышы" деп аталды. Оның Dole Air жарысына қатысуы жоспарланған, бірақ ұшу кезінде болған жағдай ұшақтың жарыс басталғанға дейін құлауына әкеп соқты.

Жеке авиация

Кейбір үшұшақтар жеке пайдалану үшін жасалды. Бәлкім, ең ерекшесі 1917 жылы жасалған Curtiss Autoplane – үшұшақты ұшатын автомобиль. Сол жылы, Curtiss Model F-тің бір данасы және сәл үлкейтілген үшұшақ нұсқасы – дәстүрлі Curtiss Judson Triplane жеке пайдалану үшін сатылды. Соғыстан кейін, 1921 жылы Францияда Besson H 3 жеке саяхаттық ұшағы ұшты. Ал 1923 жылы неміс жоғары қанатты ұшқышы Ханс Рихтер үшұшақ нұсқасын сынап көрді. Үйде жасалған тандемді қанатты Mignet Pou du Ciel (Ұшқыш блоха) үлгісіне байланысты, 1939 жылы Америкада "Америкалық блоха" деп аталатын үшұшақ нұсқасы өндірілді. Бұл нұсқада жоғарғы қанаттар бекітілген, ал төменгі қанат толық басқарылатын элерон ретінде жұмыс істеді. 1975 жылы кеңестік Литвада Брониус Ошкинис BrO 18 "Boružė" (лит. Көбелек) атты үшұшақ планерін жасады. 4,9 метр қанат кеңдігі бар бұл ұшақ сол кездегі әлемдегі ең кішкентай планер деп танылды. Осыған ұқсас конструкция BrO 17V "Antelė" (лит. Ұсақ құс) гидропланерінде де қолданылды.

Тандемді үшұшақтар

Тандемді ұшақта алдыңғы және артқы жағында екі қабатты үшұшақ қанаттары болады. Ондай ұшақтар аз ғана жасалған. 1908 жылғы Dufaux үшұшағы – Швейцарияның алғашқы ұшақ құрылысы, ол кішкентай екіұшақты көлденең тұрақтандырғышы бар тандемді үшұшақ ретінде жасалған. 1909 жылғы Roe I Triplane да салыстырмалы түрде үлкен артқы қанаты болғандықтан тандемді үшұшақ деп сипатталған. 1917 жылғы Fokker V.8 та тандемдік дизайн болған, бірақ нағыз тандемді үшұшақ емес, үшұшақтың алдыңғы қанаты, екіұшақтың артқы қанаты және моноұшақтың құйрық тұрақтандырғышы болған. 1921 жылы итальяндық Джанни Капрони өзінің Ca.4 сериясынан үш қабат үшұшақ қанаттарын бірге біріктіріп, Капрони Ca.60 Noviplano атты трансатлантикалық авиалайнер прототипін жасады. Ол тұрақсыздықтан екінші ұшысында құлады. 1922 жылға дейін Канзас штатының Канзас-Сити қаласында одан да бір мысал құрылыста болды. Соңғы кезде "тандемді үшұшақ" термині дәстүрлі қанаттар мен көлденең құйрық жазықтығынан өзге, белсенді "канард" алдыңғы қанаттары бар кейбір жаңа моноплан түрлеріне қолданылуда. Үш салыстырмалы көтеру беттері бар конфигурация көбінесе үш беттік ұшақ деп аталады, кейде үштік немесе тандемдік үштік деп те атайды, және ол үшұшақ емес. Бұл заманауи үлгілерді Voisin Farman I және Curtiss No. 1 ұшақтарымен де салыстыруға болады, оларда үлкен негізгі қанаттары және кішкентай алдыңғы және артқы жазықтықтары болған; кішкентай жазықтықтар негізгі қанат құрамына кірмейтін және олар тандемдік типтер ретінде сипатталмаған.