Первая мировая война послужила мощным стимулом к развитию авиастроения во всем мире. Уже в первые месяцы боевых действий самолет показал себя как высокоэффективный вид военной техники, и правительства воюющих стран стали выделять большие средства на развитие авиации. Всего за время войны было построено около 200 тыс. самолетов. К 1918 г. в авиапромышленности работало 700 тыс. человек [1, с. 40]. Самолетостроение стало крупной отраслью индустрии.

Что представлял собой «типичный» самолет образца 1918 г.? Это был биплан со стойками и проволочными растяжками между крыльями. Такая пространственная конструкция обеспечивала эффективное восприятие сил, действующих на крыло, и обладала высокой прочностью при сравнительно малом весе. Фюзеляж также имел ферменную конструктивно-силовую схему.

Основным материалом, из которого делали самолеты, было дерево. Потом его обтягивали полотном, а последнее покрывали лаком, чтобы обеспечить влагостойкость и воздухонепроницаемость обшивки.

В качестве силовой установки использовали двигатели внутреннего сгорания мощностью 200–400 л. с. На истребителях часто устанавливали более легкий двигатель воздушного охлаждения, самолеты-разведчики и бомбардировщики обычно снабжали двигателями водяного охлаждения, отличающимися большей мощностью и экономичностью.

Скорость самолетов периода первой мировой войны не превышала 200 км/ч, а совершенству аэродинамических форм летательных аппаратов не уделялось особого внимания. Самолеты имели открытые пилотские кабины, неубираемое шасси, много других выступающих в поток частей: нагрузка на крыло составляла 30–40 кг/м². коэффициент лобового сопротивления — 0, 05-0, 06.

Развитие самолетов-бипланов в первые 15 послевоенных лет удобно проследить на основе сравнения типичных военных самолетов конца первой мировой войны и 20-х — начала 30-х годов: истребителя, разведчика и бомбардировщика.

На рис. 1.2 изображены схемы одноместных истребителей с двигателем воздушного охлаждения Сопвич «Снайп» и И-5 конструкции Н. Н. Поликарпова. Первый из этих самолетов появился в 1918 г. и был последним образцом знаменитых истребителей английской фирмы Сопвич периода первой мировой войны с ротативным двигателем Бентли BR-2. Всего было построено около полутора тысяч «Снайпов». И-5, снабженный стационарным двигателем воздушного охлаждения «Бристоль Юпитер-4»(1930 г.), стал первым советским массовым истребителем; было построено 803 самолета. В конструкции обоих самолетов широко применялась древесина, обшивка — преимущественно полотняная.

Рис. 1.2. Схемы истребителей Сопвич «Снайп» и И-5

Пассажирские перевозки на самолетах начались вскоре после окончания мировой войны. На этот вид применения авиации возлагались большие надежды, т. к. за годы войны качество и надежность самолетов заметно возросли, увеличилась их грузоподъемность. В арсеналах западных стран имелось огромное количество ненужных теперь боевых летательных аппаратов, которые, как полагали, легко можно переделать в гражданские.

Регулярные пассажирские авиалинии в Европе начали действовать в начале 1919 г. (Берлин — Веймар; Париж-Брюссель; Париж — Лондон). В СССР развитие воздушных перевозок задержалось из-за гражданской войны. Первая пассажирская авиалиния Москва — Харьков была организована в мае 1921 г. 1 мая 1922 г. начала работу международная авиалиния Москва — Кенигсберг, которую обслуживало российско-германское общество воздушных сообщений «Дерулюфт». В том же году начались регулярные воздушные перевозки по маршруту Москва — Нижний Новгород, но продолжались они не долго из-за изношенности авиапарка нашей страны.

К началу 20-х годов в Западной Европе образовалась целая сеть воздушных линий. Обилие самолетов и моторов, наличие большого числа демобилизованных летчиков и механиков побуждали правительства и частные компании к использованию открывшихся возможностей для организации воздушных линий.

Однако оказалось, что все не так легко и просто, как думалось. На первых авиалиниях использовались переделанные в пассажирские самолеты-бомбардировщики времен первой мировой войны: Виккерс «Вими» и DH-10 — в Англии, Бреге-14 — во Франции, «Илья Муромец» — в России, Цеппелин-Штакен — в Германии, Капрони Са-73 — в Италии. Но, как показал опыт, далеко не всякие самолеты были удобны хля воздушных перевозок. Бомбардировщики, переделанные в пассажирские самолеты, имели слишком узкий фюзеляж и могли брать на борт только очень небольшое число пассажиров. Кроме этого, такие самолеты не обладали большим ресурсом, а их мощные двигатели расходовали слишком много топлива. В результате стоимость билетов была очень высока. Например, для полета из Лондона в Париж пассажир должен был уплатить 21 фунт стерлингов (а не 5, как представлялось за год до открытия авиалинии) [15,с.31]. Для тех лет этобыли большие деньги. К дороговизне воздушных путешествий примешивался страх перед полетом, поэтому желающих воспользоваться услугами воздушного транспорта было немного. Выяснилось также, что организация воздушных сообщений требует подготовительной работы. Нужно было создавать аэропорты, промежуточные посадочные площадки, службу связи, маяки и т. д.

Итак, первоначальные оптимистические предположения о быстром развитии воздушного сообщения не оправдались. Гражданская авиация могла развиваться только при условии государственных субсидий. Финансовая помощь позволила бы создать новые, более надежные, экономичные и комфортабельные машины, наладить службу управления воздушным движением.

Со второй половины XIX века в транспортном машиностроении начался процесс вытеснения дерева металлом. Сначала появились металлические суда, затем металл стали использовать в конструкции корпусов автомобилей, вагонов и других наземных транспортных средств. Преимущества металла заключались в однородности его

физико-механических свойств, удобстве применения машинных методов производства, более продолжительном сроке службы. В отличие от древесины металл не подвержен гниению, его вес не изменяется с увеличением влажности воздуха. Он не горюч, не расщепляется при ударах; металлические детали могут иметь практически любую форму и размер.

Несмотря на все указанные достоинства металла как конструкционного материала, самолеты в начале нашего века делали из дерева и полотна. Правда, в 1910–1912 гг. было несколько попыток построить цельнометаллический летательный аппарат (самолет Рейснера в Германии; моноплан «Тюбавион» французских конструкторов Понша и Примара), но ни один из этих самолетов не поднялся в воздух [14. с. 232]. Сталь, составлявшая основу конструкции этих аппаратов, оказалась слишком тяжелым материалом, и маломощные двигатели тех лет не могли преодолеть силу земного притяжения.

Первые успешные цельнометаллические самолеты появились в Германии в годы первой мировой войны. Это были истребители и штурмовики конструкции Г. Юнкерса с монопланным крылом. К появлению таких машин имелся ряд предпосылок. Во-первых, незадолго до начала войны немецкий ученый А. Вильм создал сплав дюралюмин на основе алюминия, меди, магния и марганца, который превосходил по прочности чистый алюминий в 4–5 раз и был в 3 раза легче, чем сталь. В начале 1910-х годов металлургический завод в Дюрене, Германия, приступил к промышленному выпуску нового сплава (отсюда и происходит его название). Во-вторых, в Германии уже до войны имелся опыт применения металла на летательных аппаратах — дирижаблях Ф. Цеппелина жесткой конструкции. Наконец, в-третьих, недостаток качественной древесины для массового выпуска самолетов во время войны 1914–1918 гг. заставил конструкторов искать замену дереву.

Самолеты Юнкерса поступили в производство в конце войны и не оказали заметного влияния на ход военных действий. Тем не менее их появление знаменовало собой начало скачка в развитии схемы самолетов. Применение металла позволило отказаться от традиционных стоек и расчалок и установить на самолете свободнонесушее крыло. Из-за гофрированности обшивки (это было сделано во избежание потери устойчивости тонкой металлической поверхности при изгибе крыла) и общих грубых форм самолетов они не обладали заметными аэродинамическими преимуществами перед обычными деревянными бипланами, но, в принципе, разработанная Юнкерсом конструкция была очень перспективной.

Гидроавиация играла важную роль в годы первой мировой войны. Гидросамолеты использовали для охраны побережья, морской разведки, борьбы с подводными лодками и военными кораблями. В ходе военных действий получили преимущественное распространение «летающие лодки», обладающие лучшей мореходностью. К концу войны в США и Англии были созданы тяжелые многомоторные «летающие лодки» с большой дальностью полета [14, с. 291–301].

После окончания войны в гидроавиации, как и во всем самолетостроении, началось стремительное свертывание производства. Например, в США в ноябре 1918 г. имелось 1172 «летающих лодок», а в середине 1925 г. — только 117 [39, с. 180]. Новая война казалась невозможной и охранять берега и морские просторы было не от кого.

Новой предпосылкой для развития «летающих лодок» стада гражданская авиация. Гидросамолет имел два существенных преимущества перед обычным пассажирским самолетом. Во-первых, он мог садиться на воду и взлетать с воды. Это делаю возможным использовать «летаюшие лодки» в отдаленных районах Земли, где отсутствовал и аэродромы, но имелись водные акватории. Таким образом, гидроавиация могла сыграть важную роль в развитии авиалиний в Азии, Африке, Южной Америке, Океании и в географических исследованиях.

Во-вторых, полеты на гидросамолете над морем были безопаснее, чем на обычном самолете. При отсутствии сильного волнения на воде пилот гидросамолета мог в любой момент и без большого риска приводнить машину, тогда как успех вынужденной посадки самолета с колесным шасси сильно зависел от рельефа местности. Кроме того, «летаюшая лодка» после вынужденной посадки могла своим ходом добраться по воде до места назначения; известны случаи, когда приводнившийся самолет проплывал до берега по воде многие десятки километров [26]. Если учесть, что вынужденные посадки из-за неполадок в двигателе в 20-е годы были довольно частым явлением, указанное достоинство гидросамолета становится особенно весомым.

Потенциальные возможности «летающих лодок» как воздушного транспорта продемонстрировал целый ряд выдающихся перелетов. В мае 1919 г. на трех американских четырехмоторных «летающих лодках» Кертисс NC-4 стартовал первый в истории авиации трансатлантический перелет с острова Ньюфаундленд (Канада) в Плимут (Англия). Правда, долететь до берегов Англии удалось экипажу только одного самолета под командованием А. Рида. Весь маршрут протяженностью 6315 км был пройден за 12 дней, с промежуточными посадками на Азорских островах, в Португалии, и Испании. Экипажи двух других самолетов, совершивших вынужденную посадку в Атлантическом океане, были подобраны проходящими судами.