Бристоль Brabazon: Британский Трансатлантический Авиалайнер

Введение

Британский прототип крупного авиалайнера с пропеллерным двигателем Bristol Type 167 Brabazon был разработан компанией Bristol Aeroplane Company как большой британский поршневой самолет для выполнения трансатлантических рейсов между Великобританией и Соединенными Штатами. Тип был назван в честь комитета Брабазона и его председателя, лорда Брабазона из Тары, которые разработали техническое задание, в соответствии с которым проектировался авиалайнер. Комитет, ставший известным как Комитет Брабазона, представил свой отчет, также известный как отчет Брабазона. В отчете содержался призыв к строительству в общей сложности четырех из пяти изученных проектов. Из этих проектов Тип I представлял собой очень большой трансатлантический авиалайнер, Тип II – авиалайнер ближнего радиуса действия, Тип III – авиалайнер средней дальности для многоступенчатых воздушных маршрутов "Империи", а Тип IV – инновационный реактивный самолет, способный развивать скорость 500 миль в час (800 км/ч). Особенно важными для отрасли считались Тип I и Тип IV, особенно реактивный Тип IV, который мог бы обеспечить Великобритании лидирующие позиции в области реактивной авиации. Комитет опубликовал обзор спецификаций различных рассматриваемых самолетов, включая гигантский Тип I. Кроме того, конструкторская группа Bristol уже рассматривала требования к самолету, способному выполнять регулярные трансатлантические рейсы, что привело к прогнозированию необходимых размеров, веса и дальности такого авиалайнера. Было установлено, что для обеспечения прибыльности тип должен перевозить как минимум 100 пассажиров. В 1942 году Министерство авиации выпустило проект оперативных требований от штаба ВВС, в котором запрашивался проект тяжелого бомбардировщика, способного нести полезную нагрузку не менее 15 тонн бомб. В ответ Bristol возобновил свою первоначальную работу и обновил ее, включив в нее более новые и значительно более мощные двигатели Bristol Centaurus. Конструкторская группа Bristol во главе с Л. Г. Фрайзом и Арчибальдом Расселом работала с несколькими ключевыми параметрами производительности. К ним относились дальность полета 5000 миль (8000 км), размах крыльев 225 футов (69 м), восемь двигателей, расположенных в крыльях, приводящих в движение четыре толкающих винта, и достаточное количество топлива для трансатлантического перелета. Convair B-36 во многом был американским аналогом этого предполагаемого "100-тонного бомбардировщика". В 1942 году был опубликован отчет Брабазона, и Bristol решил отреагировать, представив слегка модифицированную версию своего бомбардировщика для выполнения требований Типа I. Предыдущая работа Bristol продемонстрировала характеристики, которые искал комитет Брабазона, поэтому комитет разрешил компании начать предварительное проектирование такого самолета в том же году, при условии, что работа над военными самолетами не будет прерываться этим проектом.

British propeller driven large airliner prototype
the airliner

The Bristol Type 167 Brabazon was a large British piston engined propeller driven airliner designed by the Bristol Aeroplane Company to fly transatlantic routes between the UK and the United States. The type was named Brabazon after the Brabazon Committee and its chairman, Lord Brabazon of Tara, which had developed the specification to which the airliner was designed. The committee, which had become known simply as the Brabazon Committee, delivered its report, which was likewise known as the Brabazon Report. The report called for the construction of a total of four of five designs they had studied. Of those designs, the Type I was a very large transatlantic airliner, the Type II was a short haul airliner, the Type III was a medium range airliner for the multiple hop "Empire" air routes, and the Type IV was an innovative jet powered 500 mph (800 km/h) airliner. In particular, the Type I and Type IV were regarded as being of very high importance to the industry, particularly the jet powered Type IV, which would give Britain a commanding lead in the field of jet transport. An outline of the specifications for the various envisioned aircraft, including the gigantic Type I, was issued by the Committee. Additionally, Bristol's design team had already been considering the requirements of an aircraft capable of conducting routine transatlantic flights, which had led to projections of the necessary size, weight and range of such an airliner. Amongst those, it was determined that, in order to be profitable, a minimum payload of 100 passengers should be carried by the type. In 1942, the Air Ministry issued a draft operational requirement from the Air Staff, which sought a heavy bomber design that would be capable of carrying a payload of at least 15 tons of bombs. In response, Bristol dusted off their original work and updated it to incorporate their newer and substantially more powerful Bristol Centaurus engines. The Bristol design team, led by L. G. Frise and Archibald Russell, worked with several key performance parameters. Those included a range of 5,000 mi (8,000 km), 225 ft (69 m) wingspan, eight engines buried in the wings driving four pusher propeller installations, and enough fuel for transatlantic range. The Convair B 36 was in many ways the American equivalent of that projected "100 ton bomber". In 1942, the Brabazon Report was published and Bristol chose to respond, submitting a slightly modified version of their bomber to fulfil the Type I requirement. Bristol's earlier work had demonstrated the sort of performance that the Brabazon Committee had been looking for, and so the Committee authorised the firm to begin preliminary design of such an aircraft that year, with the proviso that work on wartime aircraft should not be disrupted by the project.

Бристоль 167

В ноябре 1944 года, после дальнейшей работы над проектом, была опубликована окончательная концепция Type 167. Окончательный проект предусматривал большой фюзеляж длиной 54 м в сочетании с крупным крылом. Крыло, имевшее размах 70,1 м, обладало огромным внутренним объемом для размещения достаточного количества топлива для трансатлантических рейсов, предусмотренных для этого типа. В отчете Брабазона предполагалось, что состоятельные пассажиры сочтут длительные воздушные путешествия некомфортными, поэтому Type I был разработан с акцентом на роскошь, предусматривая 6 м³ пространства на каждого пассажира, что было увеличено до 8 м³ для пассажиров бизнес-класса. При стандартной компоновке сидений Type 167 мог вместить до 300 пассажиров, вместо запланированных 60 мест. Для удовлетворения этих различных требований Type 167 был спроектирован с огромным фюзеляжем диаметром 8 м, что примерно на 1,5 м больше, чем у Boeing 747, с полноценными верхними и нижними палубами. Он включал спальные места для 80 пассажиров, столовую, кинотеатр на 37 мест, прогулочную галерею и бар или, альтернативно, 150 дневных мест. В какой-то момент Комитет рекомендовал использовать более узкий фюзеляж для размещения в общей сложности 50 пассажиров. British Overseas Airways Corporation (BOAC) согласилась с этой рекомендацией и также выразила предпочтение конструкции, рассчитанной только на 25 пассажиров. В августе 1943 года соглашение с авиакомпанией привело к выбору внутренней планировки, включавшей переднюю зону с шестью отсеками по шесть пассажиров в каждом, а также седьмой отсек для трех пассажиров, среднюю секцию над крылом – крыло имело глубину 2 м в этой точке – с 38 местами, расположенными вокруг столов группами по четыре человека, а также кладовую и камбуз, и заднюю зону с 23 местами в кинотеатре, ориентированном назад, с коктейль-баром и лаунжем. Как и концепция Saunders Roe Princess, Brabazon представлял собой сочетание довоенного и послевоенного мышления, использующего передовые конструкторские и инженерные решения для создания самолета, который больше не был актуален в послевоенном мире. Brabazon был первым самолетом, оснащенным полностью механизированной системой управления полетом; он также был первым самолетом с электрическим управлением двигателем и первым, оснащенным гидравликой высокого давления. Большой размах крыла и расположение двигателей близко к фюзеляжу, а также стремление к снижению веса конструкции, потребовали принятия новых мер для предотвращения изгиба крыльев при турбулентности. Таким образом, одной из инновационных особенностей Brabazon стала специально разработанная система гашения порывов, использующая набор сервоприводов, активируемых датчиком порывов, установленным на носу самолета; улучшенная версия этой системы, наряду с полностью автоматической триммировкой, должна была быть установлена на борту Brabazon Mark II. refn|По словам авиационного автора Филипа Каплана, трудности, возникшие при разработке улучшенной системы гашения порывов для Brabazon Mark II, сыграли важную роль в окончательной отмене проекта. Часть работы по проектированию и строительству самолета была передана другим британским компаниям, таким как Folland Aircraft. Само производство Brabazon оказалось сложной задачей. В течение первых двух лет разработки вопрос о том, как и где производить самолет, был одним из главных вопросов, которые занимали конструкторскую группу и задерживали прогресс проекта. Работа над проектом замедлилась из-за выполнения Бристолем своих военных обязательств; одним из первых практических шагов стало строительство полномасштабной деревянной модели в старом ангаре № 2 для тестирования компонентов и фурнитуры. В октябре 1945 года началось строительство фюзеляжа первого прототипа в существующем ангаре, а также был построен гигантский цех для окончательной сборки до восьми Brabazon; на момент строительства этот цех был самым большим ангаром в мире. Другими преимуществами турбовинтовых двигателей были более низкий уровень вибрации (что повысило бы комфорт пассажиров) и превосходные характеристики на больших высотах. Это увеличило бы крейсерскую скорость Brabazon с 420–530 км/ч до 530 км/ч, а также увеличило бы потолок и уменьшило бы пустой вес самолета примерно на 4540 кг. Этот Brabazon Mark II смог бы пересечь Атлантику (Лондон – Нью-Йорк) за 12 часов. Однако к 1950 году разработка двигателя Proteus столкнулась со значительными трудностями: он был слишком тяжелым и недостаточно мощным, а также подвержен усталости. Хотя Proteus был более обтекаемым, чем Centaurus, толщина крыла в Mark II не была уменьшена, но передняя кромка была бы увеличена вокруг двигателей.

In November 1944, after further work on the design, a final concept for the Type 167 was published. The final design featured a large 177 ft (54 m) fuselage, paired with a sizable wing. The wing, which had a 230 ft (70.1 m) wingspan, possessed an enormous internal volume, to house sufficient fuel for the transatlantic flights envisioned for the type. The Brabazon Report had assumed that the wealthy people flying in the aircraft would consider a long trip by air to be uncomfortable, and so designed the Type I for luxury, demanding 200 ft3 (6 m3) of space for every passenger, which was expanded to 270 ft3 (8 m3) for luxury class. If outfitted with conventionally spaced seating, the dimensions of the Type 167 could have accommodated up to 300 passengers, instead of the 60 seats opted for. To meet these varied requirements, the Type 167 specified a huge 25 feet (8 m) diameter fuselage, which was about 5 ft (1.5 m) greater than a Boeing 747, with full length upper and lower decks. That enclosed sleeping berths for 80 passengers, a dining room, 37 seat cinema, promenade and bar or, alternatively, day seats for 150 people. At one point, the Committee recommended the adoption of a narrower fuselage to house a total of 50 passengers. The British Overseas Airways Corporation (BOAC) agreed with that recommendation, and also expressed its preference for a design accommodating only 25 passengers. In August 1943, an agreement with the airline led to the selection of an interior layout which contained a forward area housing six compartments, each one for six passengers, along with a seventh compartment for just three passengers, a midsection above the wing – the wing was 6 feet (2 m) deep at that point – which accommodated 38 seats arranged around tables in groups of four along with a pantry and galley, and a rear area with 23 seats in an aft facing cinema, complete with a cocktail bar and lounge. Similar to the Saunders Roe Princess, the Brabazon concept was a fusion of prewar and postwar thinking, using highly advanced design and engineering to build an aircraft that was no longer relevant in the postwar world. The Brabazon was the first aircraft to be outfitted with 100 per cent powered flying controls; it was also the first to feature electric engine controls, and the first equipped with high pressure hydraulics. The large span and mounting of the engines close inboard, together with structural weight economies, demanded some new measure to prevent bending of wing surfaces in turbulence. Thus, one of the innovative features of the Brabazon was a purpose developed gust alleviation system, which used an assortment of servos that were triggered from a gust sensing probe installed on the exterior of the aircraft's nose; an improved version of this system, along with fully automated trimming, was to have been deployed on board the Brabazon Mark II. refn|According to aviation author Philip Kaplan, difficulties experienced in the development of the improved gust alleviation system for the Brabazon Mark II played a major role in the ultimate cancellation of the project. Some of the design and construction work for the aircraft was shared out to other British companies, such as Folland Aircraft. The act of manufacturing the Brabazon alone was found to be a challenge. During the first two years of the development, the question of how and where to manufacture the aircraft was amongst the biggest issues that had preoccupied the design team and delayed progress on the project. Work on the project was slowed as a consequence of meeting Bristol's wartime commitments; amongst the early physical steps was the construction of a full scale wooden mockup in the old No. 2 Flight Shed so that components and fittings could be applied and tested. In October 1945, construction of the first prototype's fuselage commenced in an existing hangar while a gigantic hall for performing final assembly of up to eight Brabazons was constructed; at the time of construction, the hall was the largest hangar in the world. Other advantages of turboprops included lower vibration levels (which would increase passenger comfort) and superior performance at higher altitudes. This would have increased the Brabazon's cruising speed, from 260 to 330 mph (420–530 km/h), and its ceiling, while also reducing the aircraft's empty weight by about 10,000 lb (4,540 kg). This Brabazon Mark II would have been able to cross the Atlantic (London New York) in a reduced time of 12 hours. However, by 1950, development of the Proteus engine had run into substantial difficulties, being both overweight and underpowered as well as being subject to fatigue issues at one stage. Although the Proteus was slimmer than the Centaurus, the wing thickness was not to be reduced in the Mark II but the leading edge would be extended around the engines.

Испытания

В декабре 1945 года Билл Пегг, главный летчик-испытатель компании Bristol, был назначен главным пилотом самолета Brabazon. В декабре 1948 года прототип Mk. I с регистрационным номером G-AGPW был представлен для проведения испытаний двигателей. 3 сентября 1949 года прототип, пилотируемый Пеггом и вторым пилотом Уолтером Гиббом, с экипажем из восьми наблюдателей и бортинженеров, выполнил серию пробегов по взлетно-посадочной полосе; они не выявили проблем, за исключением некорректной работы управления носовым колесом, которое было временно отключено. Появление Brabazon на авиасалоне в Фарнборо привело к принятию компанией формальной и целенаправленной политики, поскольку значительная часть программы испытаний самолета вблизи различных британских городов была направлена на повышение осведомленности общественности. Соответственно, Brabazon был продемонстрирован на авиасалоне в Фарнборо в 1950 году, где он выполнил взлет, пролет в чистой конфигурации и посадку. В июне 1950 года Brabazon посетил лондонский аэропорт Хитроу, где успешно выполнил несколько взлетов и посадок; он также был продемонстрирован на Парижском авиасалоне 1951 года. Гибб, который выполнял полеты на самолете в качестве командира экипажа, резюмировал свой опыт управления этим типом: "Он был очень комфортным. Он летел очень хорошо. Он был большим. Нельзя было выполнять на нем резкие маневры, как на Tiger Moth или Spitfire, но если относиться к нему как к двухэтажному автобусу или большому самолету, то проблем не возникало". Пока проводились летные испытания Brabazon, авиакомпания BOAC проявляла все меньший интерес к перспективам эксплуатации этого типа. Компания Bristol испытывала финансовые трудности, а разработка двигателя Proteus, предназначенного для более совершенной версии Brabazon Mark II, оказалась сложной задачей. Летные испытания самолета выявили некоторые признаки усталости конструкции в области центральной части крыла.