Forrige gang så vi på prosjektene til skiveformede fly opprettet i Nazi-Tyskland. Ingen av dem nådde en mer eller mindre raffinert tilstand. Det mest vellykkede designet, AS-6-flyet, klarte å delta i flyprøver og gjorde til og med et forsøk på å ta av. Likevel ble alt dette oppnådd på bekostning av flere ulykker. Som et resultat mottok Tyskland, etter å ha investert mye penger, aldri et eneste fly med en ikke-standard rund form. Noen år før tyskerne ble lignende prosjekter startet av amerikanske ingeniører. Og av forskjellige årsaker viste det seg at "platene" fra USA var mye mer vellykkede enn de tyske, selv om de heller ikke gikk i masseproduksjon.
"Pannekaker" av Zimmermann
Av alle amerikanske ingeniører oppnådde Charles Zimmerman den første suksessen innen skiveformede fly. Det skal bemerkes at ideen om å gjøre vingen rund i plan eksisterte før. Bare de tidligere ideene var igjen på stadiene av ideer eller foreløpige skisser av flyets utseende. I 1933 fikk Zimmerman jobb i Chance Vought og kunne begynne å forske på vinger med ultra lavt sideforhold. Hensikten med arbeidet hans var å studere egenskapene til en vinge med et sideforhold på omtrent enhet, samt forskjellige former for vingens fremre og bakkant. I løpet av flere år testet Zimmermann forskjellige aerodynamiske konfigurasjoner til han kom til den konklusjon at egenskapene til lageroverflaten, som hadde en rund form i plan, var gode.
Vought V-173 "Flying Pancake"
Studier har vist at en skiveformet vinge, til tross for den relativt høye luftmotstanden, har et veldig godt løft. I tillegg ble det funnet på testmodeller at det var mulig å forbedre de aerodynamiske egenskapene til et fly med en slik vinge bare ved riktig plassering av motorer og propeller. For å gjøre dette, bør sistnevnte plasseres slik at strømmen som skapes av dem vasker øvre og nedre overflater av vingen. I 1939 hadde Zimmermanns prosjekt nådd det stadiet hvor det var mulig å slutte å eksperimentere på modeller og begynne å designe et fullverdig fly.
Flyet med indeksen V-173 og det uoffisielle navnet Flying Pancake ("Flying Pancake") har innarbeidet alle de nye ideene til Zimmermann. Hovedenheten i strukturen var et vingeskrog, tett i form til en sirkel. I dette tilfellet var vingprofilen symmetrisk. To propeller til flyet ble ført frem for vingen og hver hadde en diameter på mer enn fem meter. Takket være dette, så vel som den spesielt valgte rotasjonshastigheten til propellene, var vingens løft flere ganger høyere enn for fly med en rett vinge med samme spenn. I tillegg roterte propellene slik at virvlene som kom av bladene virvlet i motsatt retning av bevegelsen til våkvirvelene i endene av vingen. Denne designfunksjonen økte den effektive lagerplanforlengelsen fra en til fire. Samtidig var det ikke nødvendig med endringer i størrelsen på flyet.
Inne i vingeskroget ble plassert to Continental A80 stempelmotorer med bare 80 hestekrefter hver. Hver av dem var koblet til sin egen propell og synkronisert med den andre motoren gjennom en ekstra aksel. Det er verdt å merke seg at for å sikre effektiv flyt rundt vingen måtte en separat girkasse innføres i synkroniseringsmekanismen: en motor roterte propellen med klokken, og den andre mot klokken. Likevel, selv med et så komplekst og uvanlig kraftverk, veide V-173 ikke mer enn 1400 kg. I midten av den fremre delen av vingeskroget ble det plassert en cockpit med en fallformet baldakin. Av hensyn til piloten var undersiden av vingens forside laget av glass. Faktum er at når denne delen av flyet ble forseglet med et lerret eller kryssfiner, kunne piloten normalt ikke se frem og ned, noe som kan ha en ekstremt beklagelig effekt på landingen av flyet. Landing og start var planlagt å bli utført på tradisjonell måte ved bruk av rullebanen. V-173 var utstyrt med et enkelt fjærbein som ikke kan trekkes tilbake. For et rent eksperimentelt fly ble dette ansett som tilstrekkelig. Flykontrollen skulle utføres ved bruk av to kjøl med ror og to stabilisatorer med ror, kalt "heiser". Som oppfattet av Zimmermann, spilte de samtidig rollen som både ailerons og heiser. Litt senere vil et slikt styringsorgan bli kalt betegnelsen "Elevon".
Ved begynnelsen av monteringen av prototypen ble US Navy Bureau of Aeronautics interessert i prosjektet. Like etter endret de interessen for å være oppmerksom, og krevde at V-173 ble videreutviklet under hensyntagen til den mulige operasjonen på hangarskip. Imidlertid var maskinens utseende så uvanlig at marinemyndighetene først krevde at modellen i full skala av "Pannekaken" skulle blåses i en vindtunnel. Det kom til det punktet at en av admiralene stilte et spørsmål som "kan denne tingen fly?" 15. september 1941 ble eksperimentene i vindtunnelen fullført, og ingen fra de høye myndighetene tvilte lenger på potensialet til det nye flyet. Dagen etter slutten av testene av fullskala-modellen tilbød marinen Chance Vought en kontrakt for å utvikle en fullverdig transportørbasert jagerfly.
Under rensingen ble flere designfeil identifisert, som snart ble rettet. Sommeren 42 gikk en erfaren V-173 for testing. Til å begynne med var testpiloter bare begrenset til drosje og jogging. Flyets første flyging fant sted først 23. november. På samme tid, allerede i de første flyvningene "Flying Pancake" viste utmerkede egenskaper og bekreftet fullstendig at designeren var riktig. For eksempel oversteg ikke starthastigheten under start 45-50 km / t, og to motorer bare 80 hk hver. akselererte den til 240 kilometer i timen. For et så svakt kraftverk var dette mer enn bra. Ikke uten ulykker. I begynnelsen av 1943 ble begge motorene slått av på prototypeflyet under flyturen. Piloten måtte gli til nærmeste strand og nødlande. På grunn av den utilstrekkelige styrken til det sandete "belegget", snudde flyet nesen og skadet propellene. Reparasjonen tok imidlertid bare noen få dager.
Da prototypen V-173 ble gjenoppbygd, hadde Zimmerman i samarbeid med Chance Vout-designerne under ledelse av Y. Greenwood fullført utviklingen av en ny versjon av Flying Pancake. Denne gangen var designet beregnet på militær bruk. Bare militæret, la oss innse det, viste ikke stor interesse for det opprinnelige flyet. Ja, start- og landingsytelsen så lovende ut, men behovet for å restrukturere produksjonen, introdusere ny teknologi osv. la tydeligvis ikke til optimisme. Derfor ble utformingen av det nye flyet med XF5U -indeksen bare vedtatt i juli 1943, og kontrakten for bygging av to prototyper ble signert et år senere. Den nye jagerflyet fikk kallenavnet Skimmer - "Skimmer".
Den generelle utformingen av XF5U var lik V-173. I motsetning til trekonstruksjonen til det eldre flyet, ble det imidlertid foreslått å lage det nye av metall. Dette materialet var en sammensetning av balsadeler dekket med aluminiumsplate. Metalitt hadde gode styrkeverdier og var veldig lett. I tillegg var det mulighet for å produsere metalldeler ved stempling, noe som lovet å redusere produksjonskostnadene betydelig. XF5U er større enn forgjengeren, som imidlertid ikke har noen innvirkning på de tillatte belastningene. Kontrollsystemet som helhet forble det samme, men cockpiten ble vesentlig endret. Takket være en ny, sterk metallittramme ble cockpiten flyttet oppover, noe som også gjorde det mulig å fjerne vinduet på undersiden av vingens front. Seks Browning M2 12,7 mm maskingevær ble plassert på sidene av cockpiten. På sidene av pilotens arbeidsplass var det to installasjoner av tre maskingevær. På midten av 40-tallet ble slike våpen ansett som tilstrekkelige, men i fremtiden var det planlagt å erstatte maskingevær med 20 mm kanoner. I tillegg til fatbevæpning, kunne flyet bære ustyrte missiler, bomber, etc. For dem var det seks pyloner under den midterste delen av flyet.
Hver for seg er det verdt å snakke om det nye kraftverket XF5U. En fullverdig transportørbasert jagerfly skulle drives av Pratt & Whitney R2000-7 stempelmotorer med en kapasitet på 1350 hk. Sammen med de nye motorene mottok den oppdaterte "Pannekaken" nye propeller. For XF5U har Hamilton Standard utviklet en original bladpropellform. Sammenlignet med de gamle var de mer effektive ved lave og middels hastigheter. I tillegg har de nye fire-blad propellene blitt optimalisert for relativt lav turtall. Den totale kraften til kraftverket oversteg to og et halvt tusen hestekrefter. I kombinasjon med effektive propeller og en maksimal startvekt på 7600 kg, gjorde dette til og med det mulig å ta av vertikalt. Bare for dette var det nødvendig å installere flyet på en spesiell rampe.
I midten av juni 1945 var den første prototypen av Shumovka klar. Nyheten i designet og til og med selve konseptet i lang tid forhindret starten på testing. Ledelsen for den amerikanske marinen av og til utstedte nye flyforbud. På grunn av dette var den første drosjingen bare mulig på slutten av den 46. På sin side fant den første flyturen sted 12. januar 1947. Så heldigvis var det få problemer med å støtte militæret. I begynnelsen av den 47. kuttet marinen også finansiering. Av denne grunn måtte flytestprogrammet forkortes. Imidlertid var det mulig å akselerere flyet til mer enn 800 kilometer i timen, mens start- og landingsytelsen ble opprettholdt. For 1945 var dette en veldig god indikator, men ikke for den 48. På den tiden begynte jetjagerfly å komme inn i troppene, og "Shumovka" fant ganske enkelt ikke et sted i nomenklaturen til marinefly. Tidlig i 1948 ble programmet frosset ned, og litt senere ble begge prototypene demontert.
XF5U-1
Teoretisk sett gjorde aerodynamikken til "Flying Pancake" og "Skimmer" det mulig å utføre slike manøvrer som andre fly rett og slett ikke var i stand til. I tillegg kan utformingen av XF5U Skimmer gjøre livet mye lettere for mannskapene på hangarskip. Imidlertid var designens revolusjonerende nyhet faktoren som satte en stopper for hele prosjektet. Av alle de Zimmermann skiveformede flyene som er produsert, har bare én prototype V-173, som er oppbevart i Smithsonian Museum, overlevd den dag i dag.
Den flygende tallerkenen som ikke fløy
I flere år etter nedleggelsen av Zimmermanns prosjekter returnerte ideene om ikke-standardiserte oppsett bare på vitenskapelig måte. Det kom ikke til poenget med å bygge prototyper. Dette endret seg i 1952 da Avro Canada-ansatt John "Jack" Frost startet Avro VZ-9 Avrocar-prosjektet. Det er verdt å merke seg at i motsetning til de tidligere beskrevne designene, var Frosts ide helt i samsvar med det de fleste forestiller seg når de sier "skiveformede fly." Den kanadiske designeren bestemte seg for ikke å lage vingen i form av en plate, men å svinge til en annen original idé.
Avrocar S / N 58-7055 (merket AV-7055)
Frost bestemte seg for å bruke jetkraften som allerede var kjent for den tiden i kombinasjon med den såkalte. Coanda -effekten. Essensen av dette fenomenet ligger i det faktum at en strøm av væske eller gass, som beveger seg ved siden av et objekt, har en tendens til å nærme seg det eller til og med "stikke". I følge Frosts ide skulle denne oppførselen til luften lette manøvrering av apparatet. Først laget ingeniører i Avro Canada et lite apparat for å demonstrere ideene sine. Modellen med en diameter på bare 11 centimeter kunne stige opp i luften til en liten høyde, men noen manøvreringsmekanismer passet ikke inn i den. Likevel ble den kanadiske militære avdelingen interessert i ideen og bevilget rundt 400 tusen amerikanske dollar for å fortsette arbeidet. Kort tid etter fikk prosjektet Y2 -indeksen.
På dette stadiet ble den fremtidige Avrocar målet for et spiondrama. Siden 1952 har CIA prøvd å finne ut om noen land har nye flydesign. I 53., lærte speiderne om eksistensen av Y2 -prosjektet og rapporterte dette til sine overordnede. Kort tid etter overføring av dokumenter til "ovenpå" tok herrene fra Pentagon kontakt med det kanadiske militæret og inviterte dem til å fortsette opprettelsen av Y2 i fellesskap. Canada godtok tilbudet. Blant annet hadde dette hyggelige økonomiske implikasjoner. Lederen for US Air Force Research Division, generalløytnant D. Putt, har samlet inn 2 millioner dollar i finansiering i året. Veldig dristig for et revolusjonerende nytt prosjekt. Imidlertid ble pengene bevilget og Avro fortsatte sin forskning. I midten av tiåret var VZ-9-prosjektet klart, som faktisk ble "svanesangen" til Y2-programmet.
Den femten meter lange skiven med seks turbojeter, som kastet ut gasser gjennom sine egne dyser, og også drev en stor turbin, kunne teoretisk sett klatre til hvilken som helst høyde og fly i alle retninger. Kunden, representert ved det amerikanske og kanadiske militæret, godkjente prosjektet, men krevde først å teste den nye teknologien på et mindre bemannet kjøretøy. På grunn av dette ble "tallerkenen" klemt til en diameter på omtrent seks meter. Kraftverket ble også endret tilsvarende: nå ble bare tre motorer plassert rundt sentralturbinen. Flykontrollsystemet er interessant. For oppstigning eller nedstigning skulle det endre kraften til alle motorene samtidig, noe som påvirket løftturbinens hastighet. For å vippe i en eller annen retning, hadde Avrocar et spesielt system som endret kraften til individuelle motorer slik at enhetens kropp, på grunn av forskjellen, vippet i riktig retning. Jeg måtte tukle mye med dette systemet: det var nødvendig å ta hensyn til motorens gassrespons, stabiliteten til hele apparatet og mange andre parametere.
Noen få fotografier i flukt
I midten av 1959 var den første prototypen til Avrocar klar. Tiden er inne for testing. De første ukene ble brukt på å trene interaksjonen mellom motorene og deres kontrollsystemer. Det var en tøff virksomhet, men kanadiere og amerikanere gjorde det. I november samme år var VZ-9 klar for jomfruturen. 12. november tok "flygende tallerken" av fra bakken og svevde i lav høyde. Over tid begynte de å legge til trekkraft og ta enheten til litt høyere høyder. På omtrent en meters avstand fra bakken hang Avrocar fritt, manøvrert og kunne bevege seg i alle retninger. Men når det gjaldt klatring til en høyde på minst noen få meter, dukket det plutselig opp et veldig ubehagelig trekk ved prosjektet. Det relativt svake kraftverket i prototypen kunne gi tilfredsstillende stabilitet og kontrollerbarhet bare i en høyde på opptil halvannen meter. Med den ytterligere økningen av "Avrocar" måtte bare stole på Coanda -effekten. Skjermeffekten forsvant igjen og flyet mistet sin tidligere stabilitet. Etter en rekke testflyvninger, måtte Avro Canada -ingeniører gå tilbake bak skuffene. I mellomtiden kom det kanadiske militæret, misfornøyd med resultatene, til at prosjektet var ubrukelig og nektet å fortsette å dele ut penger.
I løpet av de neste månedene prøvde et team av designere under ledelse av J. Frost å finne en løsning på det oppdagede problemet og sikre riktig stabilitet. På dette stadiet av arbeidet ble flere modeller samlet, som nye ideer ble utarbeidet. Imidlertid klarte ingen av modellene å klatre til en tålelig høyde og fremdeles ikke rulle. Blant årsakene til denne oppførselen til kjøretøyene var mangelen på ekstra luftstøtte (samme bakkeffekt), og designkravene for nøyaktig og nøyaktig balansering, og behovet for å synkronisere driften av motorene. Alt dette kunne bare korrigeres ved hjelp av en radikal designendring. På slutten av 1960 begynte Frost å redesigne prosjektet i samsvar med erfaringene han hadde samlet. Siden 1959 har Y2 -prosjektet kun blitt finansiert av USA. Over tid begynte de amerikanske tjenestemennene som var ansvarlige for programmet å tvile på om det var hensiktsmessig. Derfor, kort tid etter starten på kardinalmoderniseringen, opphørte finansieringen av Avrokar. Pentagon -ansatte var tøffe og lakoniske. Dokumentet om avslutning av arbeidet indikerte prosjektets nytteløshet, samt fravær av et tilfredsstillende resultat til en kostnad på omtrent tolv millioner dollar.
Den flygeløse "tallerkenen" ble likevel tatt med til luftfartsmuseet
Begge bygget prototyper av Avrocar, som er oppbevart i luftfartsmuseene i USA, har overlevd til vår tid. For omtrent ti år siden tok en rekke kanadiske historikere til orde for overføring av en av "Avrokarene" til Canada. De motiverte dette med behovet for å anerkjenne fordelene til landet deres ved opprettelsen av prosjektet. Samtidig ble emnet finansiering av aksjer på en eller annen måte omgått, selv om USA brukte mer enn ti ganger mer penger på Y2 -programmet enn sin nordlige nabo. Spesielt og derfor har samtalene fra begynnelsen av 2000-tallet forblitt bare samtaler, og begge bygde VZ-9 er fremdeles på amerikanske museer.
