Летом 1932 года в НИИ самолетостроения ГВФ и в экспериментально-аэродинамическом отделе ЦАГИ впервые в СССР была начата исследовательская работа по разработке щитков-закрылков для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолетов.
Подобную конструкцию с применением концевых плавающих элеронов впервые использовал Роберт Бартини при создании дальнего арктического разведчика ДАР.
Летные исследования проводились на серийном АИР-4 с заново спроектированным механизированным крылом.
Вначале щитки были изучены А.К. Мартыновым и Н.И. Дружининым на модели самолета в аэродинамической трубе.
Продувки подтвердили, что щитки позволяют уменьшить скорость взлета и длину разбега, и особенно посадочную скорость и пробег.
При полете в крейсерском режиме щитки, убранные в выемки в хвостовых оконечностях нервюр, не ухудшали профиль крыла, а следовательно, и его характеристики.
Основная трудность заключалась в обеспечении поперечной устойчивости и поперечного управления, так как для большей эффективности щитков они занимали всю заднюю кромку крыла, не оставляя места для элеронов.
После ряда опытов было найдено решение: применить концевые плавающие элероны.
Это элементы с симметричным профилем, свободно подвешенные на оси, параллельно размаху крыла и имеющие форму концов крыла.
Поворот элеронов в противоположные стороны на 15 градусов создавал необходимый момент крена.
После выполнения требуемой эволюции, когда момент исчезает, элероны возвращаются в состояние свободного плавания и качаются подобно флюгеру с отклонением до 65 градусов вверх и 35 градусов вниз, в зависимости от срыва струй на крыле.
Их эффективность сохранялась на всех углах атаки и режимах полета, вплоть до почти полной потери скорости на посадке.
Из осторожности были выбраны элероны в 16% площади крыла, т. е. довольно большие и тяжелые.
Новое крыло АИР-4 спроектировали сотрудники НИИ самолетостроения ГВФ Б.Н. Заливацкий и Л.М. Шехтер.
Для предупреждения перекосов и заклинивания щитки были выполнены в виде четырех отдельных секций, подвешенных на трубчатых кронштейнах и отклонявшихся до 60 градусов червячным механизмом, соединенным с небольшим штурвалом на левой стороне пилотской кабины.
Щитки имели лонжерон и нервюры из нержавеющей стали "Энерж-6" на электросварке и фанерную обшивку.
Конструктивное выполнение щитков отличалось простотой, но зато усилие, необходимое для приведения их в движение, было весьма значительным.
Для полного их раскрытия усилий летчика не хватало.
Элероны были деревянной конструкции и обтягивались полотном.
Управление элеронами состояло из трех качалок, соединенных жесткими тягами, и тросовой передачи.
Оно монтировалось на заднем лонжероне центроплана внутри хвостовых отсеков нервюр.
Недостатком плавающих элеронов были сложность привода и увеличение веса крыла на 5-8%.
В июле-ноябре 1933 года были проведены летные испытания (летчик-испытатель Ю.И. Пионтковский).
Несмотря на крайне неудовлетворительную работу изношенного мотора "Walter", результаты превзошли ожидания.
Минимальная скорость планирования оказалась 35 км/ч, наименьшая посадочная скорость 30 км/ч, вместо предполагавшейся 54 км/ч.
Самолет делал совершенно автожирную посадку, идя под очень крутым углом, а затем, коснувшись земли, уменьшал пробег в три раза – со 160 до 52 м.
Разбег сокращался на 20-25 м.
Была отмечена необыкновенная устойчивость самолета на самых малых скоростях при прекрасной его управляемости и антиштопорных свойствах.
Концевые элероны улучшали и работу руля направления.
Недостатком установки было значительное увеличение веса конструкции самолета – до 60 кг.
Источники:
[1];
[2];
[3];
[4]
