Múltkor megnéztük a náci Németországban létrehozott korong alakú repülőgépek projektjeit. Egyikük sem ért el többé -kevésbé kifinomult állapotot. A legsikeresebb tervezésnek, az AS-6 repülőgépnek sikerült belépnie a repülési tesztekbe, és még kísérletet is tett a felszállásra. Ennek ellenére mindezt több baleset árán sikerült elérni. Ennek eredményeként Németország, miután sok pénzt fektetett be, soha nem kapott egyetlen, nem szabványos kerek formájú repülőgépet. Néhány évvel a németek előtt hasonló projektekbe kezdtek amerikai mérnökök. És különböző okokból az Egyesült Államokból származó "lemezek" sokkal sikeresebbnek bizonyultak, mint a németek, bár ezek sem mentek tömegtermelésbe.
Zimmermann "palacsinta"
Az összes amerikai mérnök közül Charles Zimmerman érte el az első sikert a korong alakú repülőgépek területén. Meg kell jegyezni, hogy a szárny kerek tervszerű kialakításának ötlete korábban is létezett. Csak a korábbi elképzelések maradtak a repülőgép megjelenésének ötleteinek vagy előzetes vázlatainak szakaszában. 1933-ban Zimmerman elhelyezkedett a Chance Voughtnál, és megkezdhette az ultra alacsony képarányú szárnyak kutatását. Munkájának célja az volt, hogy tanulmányozza a körülbelül egységnyi oldalarányú szárny tulajdonságait, valamint a szárny vezető és hátsó éleinek különböző formáit. Zimmermann több év alatt különböző aerodinamikai konfigurációkat tesztelt, amíg arra a következtetésre jutott, hogy a kerek alakú csapágyfelület jellemzői jók.
Vought V-173 "Repülő palacsinta"
Tanulmányok kimutatták, hogy a korong alakú szárny, a viszonylag magas légellenállás ellenére, nagyon jó emelkedéssel rendelkezik. Ezenkívül a tesztmodelleken azt találták, hogy az ilyen szárnyú repülőgép aerodinamikai jellemzőit csak a motorok és légcsavarok megfelelő elrendezésével lehet javítani. Ehhez az utóbbit úgy kell elhelyezni, hogy az általuk létrehozott áramlás mossa a szárny felső és alsó felületét. 1939-re Zimmermann projektje elérte azt a stádiumot, hogy abba lehetett hagyni a modellekkel való kísérletezést, és elkezdhették a teljes értékű repülőgép tervezését.
A V-173 indexű repülőgép és a Flying Pancake ("Repülő palacsinta") nem hivatalos nevű repülőgép Zimmermann új ötleteit foglalta magában. A szerkezet fő egysége egy szárnytest volt, közel a körhöz. Ebben az esetben a szárnyprofil szimmetrikus volt. A repülőgép két légcsavarját a szárnyon vitték előre, és mindegyik átmérője meghaladta az öt métert. Ennek, valamint a légcsavarok speciálisan kiválasztott forgási sebességének köszönhetően a szárny felemelkedése többszörösen magasabb volt, mint az azonos fesztávú egyenes szárnyú repülőgépeké. Ezenkívül a légcsavarok úgy forogtak, hogy a lapátokról lejövő örvények a szárny végein lévő ébresztő örvények mozgásával ellentétes irányba kavarogtak. Ez a tervezési jellemző egyről négyre növelte a tényleges csapágysík -hosszabbítást. Ugyanakkor nem volt szükség a repülőgép méretének megváltoztatására.
A szárnytest belsejében két Continental A80 dugattyús motor került, egyenként csak 80 lóerővel. Mindegyiket saját propellerükhöz kötötték, és egy kiegészítő tengelyen keresztül szinkronizálták a másik motorral. Érdemes megjegyezni, hogy a szárny körüli hatékony áramlás biztosítása érdekében külön sebességváltót kellett bevinni a szinkronizáló mechanizmusba: az egyik motor az óramutató járásával megegyező, a másik az óramutató járásával ellentétes irányba forgatta a propellert. Ennek ellenére még egy ilyen összetett és szokatlan erőmű mellett is a V-173 súlya nem haladta meg az 1400 kg-ot. A szárnytest elülső részének közepén egy pilótafülkét helyeztek el csepp alakú lombkoronával. A pilóta kényelme érdekében a szárny elejének alsó oldala üvegből készült. A tény az, hogy amikor a repülőgép ezen részét vászonnal vagy rétegelt lemezzel lezárták, a pilóta rendesen nem tudott előre és lefelé tekinteni, ami rendkívül siralmas hatással lehet a repülőgép leszállására. A leszállást és a felszállást a hagyományos módon, a kifutópálya használatával tervezték végrehajtani. A V-173-at egyszerű, rugózott, nem visszahúzható futóművel szerelték fel. Egy pusztán kísérleti repülőgép esetében ezt elegendőnek tartották. A repülésirányítást két kormánykerékkel és két kormányos stabilizátorral kellett elvégezni, amelyeket "lifteknek" neveztek. Zimmermann elképzelése szerint egyszerre játszották a csűrészeket és a lifteket. Kicsit később egy ilyen irányító testületet "Elevon" kifejezésnek neveznek.
A prototípus összeszerelésének kezdetére az amerikai haditengerészeti légiforgalmi iroda érdeklődött a projekt iránt. Röviddel ezután érdeklődésükre fokozott figyelem irányult, és követelték a V-173 továbbfejlesztését, figyelembe véve a repülőgép-hordozók esetleges működését. A gép megjelenése azonban annyira szokatlan volt, hogy a haditengerészeti hatóságok először azt követelték, hogy a "Palacsinta" teljes méretű modelljét fújják szélcsatornába. Eljutott odáig, hogy az egyik admirális olyan kérdést tett fel, mint "repülhet ez a dolog?" 1941. szeptember 15 -én befejezték a kísérleteket a szélcsatornában, és senki sem kételkedett a magas hatóságok részéről az új repülőgép potenciáljában. A teljes körű modell tesztjeinek befejezését követő napon a haditengerészet felajánlotta a Chance Voughtnak a szerződést egy teljes értékű hordozó-alapú vadászgép kifejlesztésére.
A tisztítás során számos tervezési hibát azonosítottak, amelyeket hamarosan kijavítottak. 42 nyarán egy tapasztalt V-173 ment tesztelésre. A tesztpilóták eleinte csak taxizásra és kocogásra korlátozódtak. A repülőgép első repülésére csak november 23 -án került sor. Ugyanakkor a "Flying Pancake" már az első repülések során kiváló tulajdonságokat mutatott, és teljes mértékben megerősítette tervezőjének helyességét. Például a felszállás során a felszállási sebesség nem haladta meg a 45-50 km / h-t, két motor pedig csak 80 LE-t. 240 km / órára gyorsította fel. Egy ilyen gyenge erőmű esetében ez több mint jó volt. Nem balesetek nélkül. 1943 elején a repülés során mindkét motort leállították a prototípusú repülőgépen. A pilótának a legközelebbi strandra kellett siklania, és vészleszállást kellett végrehajtania. A homokos "bevonat" elégtelen szilárdsága miatt a repülőgép megfordult az orr felett, és megrongálta a légcsavarokat. A javítás azonban csak néhány napot vett igénybe.
Mire a V-173 prototípust újjáépítették, Zimmerman a Chance Vout tervezőivel együttműködve, Y. Greenwood irányításával befejezte a Repülő palacsinta új változatának fejlesztését. Ezúttal a tervezést katonai használatra szánták. Csak a katonaság, valljuk be, nem mutatott nagy érdeklődést az eredeti repülőgép iránt. Igen, a felszállási és leszállási teljesítmény ígéretesnek tűnt, de szükség van a termelés átalakítására, új technológiák bevezetésére stb. egyértelműen nem adott hozzá optimizmust. Ezért az XF5U indexű új repülőgép elrendezését csak 1943 júliusában fogadták el, és egy évvel később aláírták a szerződést két prototípus építésére. Az új harcos a Skimmer becenevet kapta - "Skimmer".
Az XF5U általános kialakítása hasonló volt a V-173-hoz. A régebbi repülőgép fa szerkezetével ellentétben azonban azt javasolták, hogy az újat fémből készítsék. Ez az anyag alumíniumlemezzel borított balsa alkatrészekből állt. A metalit jó szilárdsági értékekkel rendelkezett, és nagyon könnyű volt. Ezenkívül lehetőség volt fém alkatrészek bélyegzéssel történő előállítására, ami a gyártási költségek jelentős csökkentését ígérte. Az XF5U nagyobb, mint elődje, ami azonban nincs hatással a megengedett terhelésekre. A vezérlőrendszer egésze ugyanaz maradt, de a pilótafülke jelentősen megváltozott. Az új, erős fémkeretnek köszönhetően a pilótafülkét felfelé mozgatták, ami lehetővé tette a szárny elülső oldalán lévő ablak eltávolítását is. Hat Browning M2 12,7 mm -es géppuskát helyeztek el a pilótafülke oldalán. A pilóta munkahelyének két oldalán három géppuska volt. A 40-es évek közepére az ilyen fegyvereket elegendőnek tartották, de a jövőben azt tervezték, hogy a géppuskákat 20 mm-es ágyúkra cserélik. A repülőgép a hordófegyverzeten kívül irányíthatatlan rakétákat, bombákat stb. Számukra hat pilon volt a repülőgép középső része alatt.
Külön érdemes beszélni az új XF5U erőműről. Egy teljes értékű hordozóalapú vadászgépet Pratt & Whitney R2000-7 dugattyús motorokkal kellett hajtani, 1350 LE kapacitással. Az új motorokkal együtt a frissített "Palacsinta" új propellereket kapott. Az XF5U -hoz a Hamilton Standard kifejlesztett egy eredeti penge propeller formát. A régiekhez képest alacsony és közepes sebességnél hatékonyabbak voltak. Ezenkívül az új négylapátos légcsavarokat viszonylag alacsony fordulatszám-teljesítményre optimalizálták. Az erőmű összteljesítménye meghaladta a két és félezer lóerőt. Hatékony légcsavarokkal és 7600 kg maximális felszálló tömeggel kombinálva ez lehetővé tette a függőleges felszállást is. Csak ehhez szükséges volt a repülőgépet egy speciális rámpára felszerelni.
1945 júniusának közepén elkészült a Shumovka első prototípusa. A dizájn újdonsága, sőt koncepciója sokáig megakadályozta a tesztelés megkezdését. Az amerikai haditengerészet vezetősége időnként új tilalmakat adott ki a járatokra. Emiatt az első taxizás csak a 46. végén volt lehetséges. Viszont az első repülésre 1947. január 12 -én került sor. A szerencse szerint kevés probléma merült fel a katonaság támogatásával. 47. elejére a haditengerészet is csökkentette a finanszírozást. Emiatt a repülési tesztprogramot le kellett rövidíteni. Ennek ellenére a felszállási és leszállási teljesítmény fenntartása mellett sikerült a repülőgépet több mint 800 kilométer / órára felgyorsítani. 1945 -re ez nagyon jó mutató volt, de a 48 -ra nem. Ekkor már sugárhajtású vadászgépek kezdtek belépni a csapatokba, és a "Shumovka" egyszerűen nem talált helyet a haditengerészeti repülőgépek nómenklatúrájában. 1948 elején a program lefagyott, és egy kicsit később mindkét prototípust szétszerelték.
XF5U-1
Elméletileg a "Repülő palacsinta" és a "Skimmer" aerodinamikája lehetővé tette olyan manőverek végrehajtását, amelyekre más repülőgépek egyszerűen nem voltak képesek. Ezenkívül az XF5U Skimmer elrendezése jelentősen megkönnyítheti a repülőgép -hordozók személyzetének életét. A tervezés forradalmi újdonsága azonban az volt a tényező, amely véget vetett az egész projektnek. Az összes gyártott Zimmermann tárcsa alakú repülőgép közül csak egy V-173-as prototípus maradt fenn, amelyet a Smithsonian Múzeumban őriznek.
A repülő csészealj, amely nem repült
Zimmermann projektjeinek lezárása után néhány évig a nem szabványos elrendezés ötletei csak tudományos módon tértek vissza. Nem jutott el a prototípusok készítéséig. Ez 1952-ben megváltozott, amikor az Avro Canada munkatársa, John "Jack" Frost kezdeményezte az Avro VZ-9 Avrocar projektet. Érdemes megjegyezni, hogy a korábban ismertetett tervekkel ellentétben Frost elképzelése teljes mértékben összhangban volt azzal, amit a legtöbb ember elképzel, amikor azt mondja, hogy "korong alakú repülőgép". A kanadai tervező úgy döntött, hogy nem szárnyat készít lemez formájában, hanem egy másik eredeti ötleten lendít.
Az Avrocar S / N 58-7055 (AV-7055 jelzéssel)
Frost úgy döntött, hogy az akkor már ismerős sugárhajtóművet az ún. a Coanda -effektust. Ennek a jelenségnek a lényege abban rejlik, hogy bármely tárgy mellett mozgó folyadék- vagy gázáram hajlamos közeledni hozzá, vagy akár „ragadni”. Frost elképzelése szerint a levegő ilyen viselkedése megkönnyítette a készülék manőverezését. Először az Avro Canada mérnökei készítettek egy kis készüléket ötleteik bemutatására. A mindössze 11 centiméter átmérőjű modell kis magasságba emelkedhetett a levegőbe, de minden manőverező mechanizmus nem fért bele. Ennek ellenére a kanadai katonai osztály érdeklődni kezdett az ötlet iránt, és mintegy 400 ezer amerikai dollárt különített el a munka folytatására. Röviddel ezután a projekt megkapta az Y2 indexet.
Ebben a szakaszban a jövő Avrocar egy kémdráma célpontja lett. A CIA 1952 óta próbálja kideríteni, van -e néhány országban új repülőgép -kivitel. Az 53. -ban a cserkészek értesültek az Y2 projekt létezéséről, és jelentették ezt feletteseiknek. Nem sokkal a dokumentumok átadása után az „emeleti” uraknak a Pentagonból kapcsolatba léptek a kanadai hadsereggel, és felkérték őket, hogy közösen folytassák az Y2 létrehozását. Kanada elfogadta az ajánlatot. Ennek többek között kellemes anyagi vonzata is volt. Az amerikai légierő kutatási részlegének vezetője, D. Putt altábornagy évente 2 millió dollár támogatást gyűjtött össze. Nagyon merész egy forradalmian új projekthez. A pénzt azonban kiosztották, és az Avro folytatta kutatásait. Az évtized közepére elkészült a VZ-9 projekt, amely valójában az Y2 program "hattyúdala" lett.
A tizenöt méteres tárcsa hat turboreaktorral, amelyek saját fúvókájukon keresztül gázt bocsátottak ki, és egy nagy turbinát is meghajtottak, elméletileg bármilyen magasságra fel tudott mászni és bármilyen irányba repülni. Az amerikai és kanadai hadsereg által képviselt ügyfél jóváhagyta a projektet, de először követelte, hogy teszteljék az új technológiát egy kisebb személyzetű járművön. Emiatt a "tányért" körülbelül hat méter átmérőjűre szorították. Ennek megfelelően az erőművet is megváltoztatták: most csak három motort helyeztek el a központi turbina körül. Érdekes a repülésirányítási rendszer. Emelkedés vagy süllyedés esetén az összes motor tolóerejét egyszerre kellett megváltoztatni, ami befolyásolta az emelő turbina sebességét. Az egyik vagy másik irányba történő billentéshez az Avrocar speciális rendszerrel rendelkezett, amely megváltoztatta az egyes motorok tolóerejét úgy, hogy a készülék teste a különbsége miatt a megfelelő irányba dőlt. Sokat kellett bánnom ezzel a rendszerrel: figyelembe kellett venni a motorok fojtószelepének válaszát, a teljes berendezés stabilitását és sok más paramétert.
Pár fotó repülés közben
1959 közepén elkészült az Avrocar első prototípusa. Eljött a tesztelés ideje. Az első hetek a motorok és vezérlőrendszereik kölcsönhatásának kidolgozásával teltek. Nehéz üzlet volt, de a kanadaiak és az amerikaiak megtették. Ugyanezen év novemberére a VZ-9 készen állt a repülésre. November 12 -én a "repülő csészealj" felszállt a földről, és alacsony magasságban lebegett. Idővel elkezdték növelni a tapadást, és valamivel magasabb magasságokba vitték a készüléket. Körülbelül egy méter távolságra a talajtól az Avrocar szabadon lógott, manőverezett, és bármilyen irányba tudott mozogni. De amikor a legalább néhány méteres magasságra való felmászásról volt szó, a projekt egyik nagyon kellemetlen tulajdonsága hirtelen feltűnt. A prototípus viszonylag gyenge erőműve csak másfél méteres magasságban tudott kielégítő stabilitást és irányíthatóságot biztosítani. Az "Avrocar" további emelkedésével csak a Coanda -effektusra kellett támaszkodnia. A képernyőhatás viszont eltűnt, és a repülőgép elvesztette korábbi stabilitását. Egy sor próbarepülés után az Avro Canada mérnökeinek vissza kellett térniük a fiókok mögé. Eközben a kanadai hadsereg, elégedetlen az eredményekkel, arra a következtetésre jutott, hogy a projekt haszontalan, és nem volt hajlandó tovább adni pénzt.
A következő hónapokban J. Frost vezette tervezői csapat megpróbált megoldást találni a felfedezett problémára és biztosítani a megfelelő stabilitást. A munka ezen szakaszában további modelleket gyűjtöttek össze, amelyeken új ötleteket dolgoztak ki. Azonban egyik modell sem tudott tűrhető magasságba mászni, és mégsem borult fel. A járművek ilyen viselkedésének okai között szerepelt a kiegészítő légtámasz hiánya (ugyanaz a talajhatás), valamint a pontos és pontos kiegyensúlyozásra vonatkozó tervezési követelmények, valamint a motorok működésének szinkronizálása. Mindezt csak radikális formaváltás segítségével lehetett korrigálni. 1960 végén Frost az általa összegyűjtött tapasztalatoknak megfelelően kezdte újratervezni a projektet. 1959 óta az Y2 projektet csak az Egyesült Államok finanszírozza. Idővel a programért felelős amerikai tisztviselők kételkedni kezdtek a célszerűségében. Ezért röviddel a kardinális modernizáció megkezdése után megszűnt az Avrokar finanszírozása. A Pentagon személyzete kemény és lakonikus volt. A munka befejezéséről szóló dokumentum jelezte a projekt hiábavalóságát, valamint azt, hogy nincs kielégítő eredmény, körülbelül tizenkét millió dolláros költséggel.
A röpképtelen "csészealjat" ennek ellenére bevitték az űrhajózási múzeumba
Mindkét épített Avrocar prototípus, amelyeket az Egyesült Államok légiközlekedési múzeumaiban őriznek, napjainkig fennmaradtak. Körülbelül tíz évvel ezelőtt számos kanadai történész szorgalmazta, hogy az egyik "avrokart" Kanada kezébe adják. Ezt azzal motiválták, hogy fel kell ismerniük országuk érdemeit a projekt létrehozásában. Ugyanakkor a részvények finanszírozásának témáját valahogy megkerülték, bár az Egyesült Államok több mint tízszer több pénzt költött az Y2 programra, mint északi szomszédja. Különösen, és ezért a 2000-es évek elejének beszélgetései csak beszélgetések maradtak, és mindkét épített VZ-9-es még mindig az amerikai múzeumokban található.
