Viime kerralla tarkastelimme natsi-Saksassa luotuja kiekkomuotoisten lentokoneiden projekteja. Kukaan heistä ei saavuttanut enemmän tai vähemmän hienostunutta tilaa. Menestynein malli, AS-6-lentokone, onnistui osallistumaan lentotesteihin ja jopa yritti nousta. Kaikki tämä saavutettiin kuitenkin useiden onnettomuuksien kustannuksella. Tämän seurauksena Saksa, joka oli investoinut paljon rahaa, ei koskaan saanut yhtäkään epätavallisen pyöreän muodon omaavaa lentokonetta. Muutama vuosi ennen saksalaisia amerikkalaiset insinöörit aloittivat samanlaisia projekteja. Ja eri syistä Yhdysvaltojen "levyt" osoittautuivat paljon menestyvämmiksi kuin saksalaiset, vaikka ne eivät myöskään menneet massatuotantoon.
Zimmermannin "pannukakut"
Kaikista amerikkalaisista insinööreistä Charles Zimmerman saavutti ensimmäisen menestyksen kiekkomuotoisten lentokoneiden alalla. On huomattava, että ajatus siiven pyörittämisestä suunnitelmana oli olemassa ennenkin. Vain aiemmat ideat pysyivät ideoiden tai alustavien luonnosten vaiheessa lentokoneen ulkonäöstä. Vuonna 1933 Zimmerman sai työpaikan Chance Voughtissa ja pystyi aloittamaan tutkimuksen erittäin alhaisista kuvasuhteista. Hänen työnsä tarkoituksena oli tutkia siiven ominaisuuksia, joiden kuvasuhde on noin yhtenäisyys, sekä erilaisia siiven etu- ja takareunojen muotoja. Useiden vuosien aikana Zimmermann testasi erilaisia aerodynaamisia kokoonpanoja, kunnes hän tuli siihen tulokseen, että kantavan pinnan ominaisuudet, joilla oli pyöreä muoto, olivat hyviä.
Vought V-173 "Lentävä pannukakku"
Tutkimukset ovat osoittaneet, että levyn muotoinen siipi on suhteellisen korkeasta ilmanvastuksesta huolimatta erittäin hyvä. Lisäksi testimalleissa havaittiin, että tällaisella siivellä varustetun lentokoneen aerodynaamisia ominaisuuksia oli mahdollista parantaa vain moottorien ja potkurien oikealla järjestelyllä. Tätä varten jälkimmäinen tulisi sijoittaa niin, että niiden luoma virtaus pesee siiven ylä- ja alapinnat. Vuoteen 1939 mennessä Zimmermannin projekti oli saavuttanut vaiheen, jossa oli mahdollista lopettaa mallien kokeilu ja aloittaa täysimittaisen lentokoneen suunnittelu.
Lentokone, jonka indeksi V-173 ja epävirallinen nimi Flying Pancake ("Flying Pancake"), on sisällyttänyt kaikki Zimmermannin uudet ideat. Rakenteen pääyksikkö oli siipirunko, joka oli muodoltaan lähellä ympyrää. Tässä tapauksessa siipiprofiili oli symmetrinen. Kaksi lentokoneen potkuria kuljetettiin siivestä eteenpäin ja niiden halkaisija oli yli viisi metriä. Tämän sekä potkurien erityisesti valitun pyörimisnopeuden ansiosta siiven nosto oli useita kertoja korkeampi kuin lentokoneilla, joilla oli sama siipiväli. Lisäksi potkurit pyöriivät niin, että siipistä tulevat pyörre pyörii siiven päissä olevien herätyspyörreiden liikettä vastakkaiseen suuntaan. Tämä suunnitteluominaisuus lisäsi tehokkaan laakeripinnan jatkeen yhdestä neljään. Samaan aikaan lentokoneen kokoa ei tarvinnut muuttaa.
Siipirungon sisälle sijoitettiin kaksi Continental A80 -mäntämoottoria, joissa molemmissa oli vain 80 hevosvoimaa. Jokainen niistä oli kytketty omaan potkuriinsa ja synkronoitu toisen moottorin kanssa lisäakselin kautta. On syytä huomata, että tehokkaan virtauksen varmistamiseksi siiven ympärillä synkronointimekanismiin oli lisättävä erillinen vaihteisto: yksi moottori pyöritti potkuria myötäpäivään ja toinen vastapäivään. Kuitenkin jopa niin monimutkaisella ja epätavallisella voimalaitoksella V-173 painoi enintään 1400 kg. Siipirungon etuosan keskelle sijoitettiin ohjaamo, jossa oli pisaranmuotoinen katos. Lentäjän mukavuuden vuoksi siiven etuosan alapuoli oli lasia. Tosiasia on, että kun tämä koneen osa suljettiin kankaalla tai vanerilla, lentäjä ei normaalisti voinut katsoa eteenpäin ja alas, mikä voisi vaikuttaa erittäin valitettavasti lentokoneen laskeutumiseen. Laskeutuminen ja lentoonlähtö suunniteltiin perinteiseen tapaan kiitotien avulla. V-173 oli varustettu yksinkertaisella tukijalkaisella ei-sisäänvedettävällä laskutelineellä. Pelkästään kokeelliselle lentokoneelle tätä pidettiin riittävänä. Lennonhallinta oli tarkoitus suorittaa kahdella peräsimellä varustetulla keelillä ja kahdella peräsimellä varustetulla vakaimella, joita kutsutaan "hisseiksi". Kuten Zimmermann käsitteli, heillä oli samanaikaisesti sekä siivekkeiden että hissien rooli. Hieman myöhemmin tällaista hallintoelintä kutsutaan termiksi "Elevon".
Prototyypin kokoamisen alkaessa Yhdysvaltain laivaston ilmailutoimisto kiinnostui projektista. Pian sen jälkeen he muuttivat kiinnostuksensa kiinnittää huomiota ja vaativat V-173: n kehittämistä edelleen ottaen huomioon mahdolliset lentotukialusten toiminnot. Koneen ulkonäkö oli kuitenkin niin epätavallinen, että merivoimien viranomaiset vaativat ensin, että täysimittainen "Pancake" -malli puhalletaan tuulitunneliin. Se tuli siihen pisteeseen, että yksi amiraaleista esitti kysymyksen "voiko tämä lentää?" 15. syyskuuta 1941 tuulitunnelin kokeet saatiin päätökseen, eikä kukaan korkeilta viranomaisilta enää epäillyt uuden lentokoneen mahdollisuuksia. Päivänä täysimittaisen mallin testien päättymisen jälkeen laivasto tarjosi Chance Voughtille sopimuksen täysimittaisen kuljettajapohjaisen hävittäjän kehittämisestä.
Puhdistuksen aikana havaittiin useita suunnitteluvirheitä, jotka korjattiin pian. Kesällä 42 kokenut V-173 meni testaukseen. Testilentäjät rajoittuivat aluksi vain rullaamiseen ja lenkkeilyyn. Lentokoneen ensimmäinen lento tapahtui vasta 23. marraskuuta. Samaan aikaan "Flying Pancake" osoitti jo ensimmäisillä lennoilla erinomaisia ominaisuuksia ja vahvisti täysin suunnittelijansa oikeellisuuden. Esimerkiksi lentoonlähtönopeus nousun aikana ei ylittänyt 45-50 km / h ja kaksi moottoria vain 80 hv. kiihdytti sen 240 kilometriin tunnissa. Näin heikoille voimalaitoksille tämä oli enemmän kuin hyvä. Ei ilman onnettomuuksia. Vuoden 1943 alussa molemmat moottorit sammutettiin prototyyppikoneessa lennon aikana. Lentäjän oli liukuttava lähimmälle rannalle ja tehtävä hätälasku. Hiekkaisen "pinnoitteen" riittämättömän lujuuden vuoksi lentokone kääntyi nenän ympäri ja vaurioitti potkureita. Korjaus kesti kuitenkin vain muutaman päivän.
Kun prototyyppi V-173 rakennettiin uudelleen, Zimmerman oli yhteistyössä Chance Vout -suunnittelijoiden kanssa Y. Greenwoodin johdolla saattanut päätökseen uuden Flying Pancake -version kehittämisen. Tällä kertaa malli oli tarkoitettu sotilaskäyttöön. Vain armeija, olkaamme rehellisiä, ei osoittanut suurta kiinnostusta alkuperäiseen lentokoneeseen. Kyllä, lentoonlähtö- ja laskeutumissuorituskyky näytti lupaavalta, mutta tarve uudistaa tuotantoa, ottaa käyttöön uusia tekniikoita jne. ei selvästi lisännyt optimismia. Siksi uuden XF5U -indeksin ilma -aluksen ulkoasu hyväksyttiin vasta heinäkuussa 1943, ja sopimus kahden prototyypin rakentamisesta allekirjoitettiin vuotta myöhemmin. Uusi taistelija sai lempinimen Skimmer - "Skimmer".
XF5U: n yleinen rakenne oli samanlainen kuin V-173. Toisin kuin vanhemman lentokoneen puurakenne, ehdotettiin kuitenkin uuden valmistamista metallista. Tämä materiaali koostui alumiinilevyllä peitetyistä balsa -osista. Metalliitilla oli hyvät lujuusarvot ja se oli erittäin kevyt. Lisäksi oli mahdollista valmistaa metalliosia leimaamalla, mikä lupasi vähentää tuotantokustannuksia merkittävästi. XF5U on edeltäjäänsä suurempi, mutta sillä ei kuitenkaan ole vaikutusta sallittuihin kuormituksiin. Koko ohjausjärjestelmä pysyi samana, mutta ohjaamoa muutettiin merkittävästi. Uuden, vahvan metallirakenteen ansiosta ohjaamoa siirrettiin ylöspäin, mikä mahdollisti myös ikkunan poistamisen siiven etuosan alapuolelta. Kuusi Browning M2 12,7 mm konekivääriä sijoitettiin ohjaamon sivuille. Lentäjän työpaikan sivuilla oli kaksi kolmen konekiväärin asennusta. 40-luvun puolivälissä tällaisia aseita pidettiin riittävinä, mutta tulevaisuudessa suunniteltiin korvata konekiväärit 20 mm: n tykeillä. Tynnyriaseen lisäksi lentokone voi kuljettaa ohjattuja ohjuksia, pommeja jne. Heille lentokoneen keskiosan alla oli kuusi pylvästä.
Erikseen kannattaa puhua uudesta voimalaitoksesta XF5U. Täysimittainen kuljettajapohjainen hävittäjä oli tarkoitus käyttää Pratt & Whitney R2000-7 -mäntämoottoreilla, joiden kapasiteetti oli 1350 hv. Yhdessä uusien moottoreiden kanssa päivitetty "Pancake" sai uudet potkurit. Hamilton Standard on kehittänyt XF5U: lle alkuperäisen siipipotkurin. Vanhoihin verrattuna ne olivat tehokkaampia pienillä ja keskisuurilla nopeuksilla. Lisäksi uudet neliteräiset potkurit on optimoitu suhteellisen alhaiselle kierrosluvulle. Voimalaitoksen kokonaisteho ylitti kaksi ja puoli tuhatta hevosvoimaa. Yhdessä tehokkaiden potkurien ja enintään 7600 kg: n lentoonlähtöpainon kanssa tämä mahdollisti jopa pystysuoran nousun. Vain tätä varten kone oli asennettava erityiselle rampille.
Kesäkuun puolivälissä 1945 Shumovkan ensimmäinen prototyyppi oli valmis. Suunnittelun ja jopa sen konseptin uutuus esti testin aloittamisen pitkään. Yhdysvaltain laivaston johto määräsi silloin tällöin uusia lentokieltoja. Tämän vuoksi ensimmäinen rullaaminen oli mahdollista vasta 46. luvun lopussa. Ensimmäinen lento puolestaan tapahtui 12. tammikuuta 1947. Onneksi armeijan tukemisessa oli vain vähän ongelmia. 47 -luvun alkuun mennessä laivasto leikkasi myös rahoitusta. Tästä syystä lentotestiohjelmaa oli lyhennettävä. Kuitenkin lentoonlähtö- ja laskeutumissuorituskykyä säilyttäen lentokone oli mahdollista kiihdyttää yli 800 kilometriin tunnissa. Vuonna 1945 tämä oli erittäin hyvä indikaattori, mutta ei 48: lle. Siihen mennessä suihkukoneet alkoivat tulla joukkoihin ja "Shumovka" ei yksinkertaisesti löytänyt paikkaa laivaston lentokoneiden nimikkeistössä. Vuoden 1948 alussa ohjelma jäädytettiin, ja hieman myöhemmin molemmat prototyypit purettiin.
XF5U-1
Teoreettisesti "Lentävän pannukakun" ja "Skimmerin" aerodynamiikka mahdollisti sellaisten liikkeiden suorittamisen, joihin muut lentokoneet eivät yksinkertaisesti pysty. Lisäksi XF5U Skimmerin ulkoasu voisi helpottaa lentotukialusten miehistöjen elämää. Suunnittelun vallankumouksellinen uutuus oli kuitenkin tekijä, joka lopetti koko projektin. Kaikista Zimmermannin levynmuotoisista lentokoneista vain yksi prototyyppi V-173, joka on säilynyt Smithsonian-museossa, on säilynyt tähän päivään asti.
Lentävä lautanen, joka ei lentänyt
Useiden vuosien ajan Zimmermannin projektien sulkemisen jälkeen ajatukset epätyypillisistä asetteluista palasivat vain tieteellisellä tavalla. Se ei päässyt prototyyppien rakentamiseen. Tämä muuttui vuonna 1952, kun Avro Kanadan työntekijä John "Jack" Frost aloitti Avro VZ-9 Avrocar -projektin. On syytä huomata, että toisin kuin aiemmin kuvatut mallit, Frostin idea oli täysin yhdenmukainen sen kanssa, mitä useimmat ihmiset kuvittelevat sanoessaan "levyn muotoinen lentokone". Kanadalainen suunnittelija päätti olla tekemättä siipiä levyn muodossa, vaan kääntymään toisen alkuperäisen idean puoleen.
Avrocar S / N 58-7055 (merkitty AV-7055)
Frost päätti käyttää siihen aikaan jo tuttua suihkumoottoria yhdessä ns. Coandan vaikutus. Tämän ilmiön ydin on se, että minkä tahansa esineen vieressä liikkuva neste- tai kaasuvirta pyrkii lähestymään sitä tai jopa "tarttumaan". Frostin ajatuksen mukaan tämän ilman käyttäytymisen oli tarkoitus helpottaa laitteen ohjaamista. Ensin Avro Kanadan insinöörit tekivät pienen laitteen osoittaakseen ideansa. Malli, jonka halkaisija oli vain 11 senttimetriä, pystyi nousemaan ilmaan pieneen korkeuteen, mutta kaikki ohjausmekanismit eivät sopineet siihen. Siitä huolimatta Kanadan armeijan osasto kiinnostui ideasta ja myönsi noin 400 tuhatta dollaria työn jatkamiseksi. Pian sen jälkeen projekti sai Y2 -indeksin.
Tässä vaiheessa tulevasta Avrocarista tuli vakoojadraaman kohde. Vuodesta 1952 lähtien CIA on yrittänyt selvittää, onko joissakin maissa uusia lentokoneita. 53 -luvulla partiolaiset saivat tietää Y2 -projektin olemassaolosta ja raportoivat tästä esimiehilleen. Pian asiakirjojen siirtämisen jälkeen "yläkerran" herrat Pentagonista ottivat yhteyttä Kanadan armeijaan ja kehottivat heitä jatkamaan Y2: n luomista yhdessä. Kanada hyväksyi tarjouksen. Tällä oli muun muassa miellyttäviä taloudellisia vaikutuksia. Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimusosaston päällikkö kenraaliluutnantti D. Putt on kerännyt 2 miljoonan dollarin rahoituksen vuodessa. Erittäin rohkea uuteen vallankumoukselliseen projektiin. Rahat kuitenkin myönnettiin ja Avro jatkoi tutkimustaan. Vuosikymmenen puoliväliin mennessä VZ-9-projekti oli valmis, josta tuli itse asiassa Y2-ohjelman "joutsenlaulu".
Viidentoista metrin levy, jossa oli kuusi turboreaktoria, jotka purskivat kaasuja omien suuttimiensa kautta ja käyttivät myös suurta turbiinia, pystyi teoriassa kiipeämään mille tahansa korkeudelle ja lentämään mihin tahansa suuntaan. Asiakas, jota edusti Yhdysvaltain ja Kanadan armeija, hyväksyi projektin, mutta vaati ensin testaamaan uutta tekniikkaa pienemmällä miehitetyllä ajoneuvolla. Tämän vuoksi "levy" puristettiin halkaisijaltaan noin kuuteen metriin. Myös voimalaitosta muutettiin vastaavasti: nyt vain kolme moottoria sijoitettiin keskiturbiinin ympärille. Lennonhallintajärjestelmä on mielenkiintoinen. Nousua tai laskua varten sen oli tarkoitus muuttaa kaikkien moottoreiden työntövoimaa kerralla, mikä vaikutti nosto turbiinin nopeuteen. Kallistaakseen suuntaan tai toiseen, Avrocarilla oli erityinen järjestelmä, joka muutti yksittäisten moottoreiden työntövoimaa niin, että laitteen runko, sen eron vuoksi, kallistui oikeaan suuntaan. Minun piti hieroa paljon tämän järjestelmän kanssa: oli tarpeen ottaa huomioon moottorien kaasuvaste, koko laitteen vakaus ja monet muut parametrit.
Muutama valokuva lennossa
Vuoden 1959 puolivälissä ensimmäinen prototyyppi Avrocarista oli valmis. Testauksen aika on tullut. Ensimmäiset viikot käytettiin moottorien ja niiden ohjausjärjestelmien vuorovaikutuksen kehittämiseen. Se oli kova liike, mutta kanadalaiset ja amerikkalaiset tekivät sen. Saman vuoden marraskuuhun mennessä VZ-9 oli valmis ensilentonsa. 12. marraskuuta "lentävä lautanen" nousi maasta ja leijui matalalla. Ajan myötä he alkoivat lisätä vetovoimaa ja viedä laitteen hieman korkeammalle. Noin metrin etäisyydellä maasta Avrocar roikkui vapaasti, liikkui ja pystyi liikkumaan mihin tahansa suuntaan. Mutta kun oli kyse kiipeilystä vähintään muutaman metrin korkeuteen, projektista tuli yhtäkkiä esiin yksi erittäin epämiellyttävä piirre. Prototyypin suhteellisen heikko voimalaitos voisi tarjota tyydyttävän vakauden ja hallittavuuden vain puolitoista metrin korkeudessa. Avrocarin nousun myötä piti luottaa vain Coanda -tehosteeseen. Näytön vaikutus puolestaan katosi ja lentokone menetti entisen vakautensa. Useiden koelentojen jälkeen Avro Kanadan insinöörien oli palattava laatikoiden taakse. Samaan aikaan Kanadan armeija, joka oli tyytymätön tuloksiin, tuli siihen tulokseen, että hanke oli hyödytön ja kieltäytyi jatkamasta rahanjakoa.
Seuraavien kuukausien aikana J. Frostin johtama suunnittelijaryhmä yritti löytää ratkaisun löydettyyn ongelmaan ja varmistaa asianmukaisen vakauden. Työn tässä vaiheessa kerättiin vielä useita malleja, joista kehitettiin uusia ideoita. Yksikään malleista ei kuitenkaan kyennyt kiipeämään siedettävälle korkeudelle eikä silti kaatumaan. Ajoneuvojen tällaiseen käyttäytymiseen johtaneita syitä olivat ylimääräisen ilmatuen puute (sama maavaikutus) ja tarkkoja ja tarkkoja tasapainotuksia koskevat suunnitteluvaatimukset sekä tarve synkronoida moottorien toiminta. Kaikki tämä voidaan korjata vain radikaalin suunnittelumuutoksen avulla. Vuoden 1960 lopussa Frost alkoi suunnitella projektia uudelleen hänen keräämiensä kokemusten mukaisesti. Vuodesta 1959 lähtien Y2 -hanketta on rahoittanut vain Yhdysvallat. Ajan myötä ohjelmasta vastaavat amerikkalaiset virkamiehet alkoivat epäillä sen tarkoituksenmukaisuutta. Siksi pian kardinaalin modernisoinnin alkamisen jälkeen Avrokarin rahoitus lopetettiin. Pentagonin henkilökunta oli kovaa ja lakonista. Työn päättämistä koskeva asiakirja osoitti hankkeen hyödyttömyyden sekä tyydyttävän tuloksen puuttumisen noin 12 miljoonan dollarin kustannuksella.
Lennoton "lautanen" vietiin kuitenkin ilmailumuseoon
Molemmat rakennetut Avrocarin prototyypit, joita säilytetään Yhdysvaltojen ilmailumuseoissa, ovat säilyneet meidän aikanamme. Noin kymmenen vuotta sitten joukko kanadalaisia historioitsijoita kannatti yhden "avrokaarin" siirtämistä Kanadan käsiin. Heitä motivoi tämä tarve tunnustaa oman maansa ansiot hankkeen luomisessa. Samalla osakerahoituksen aihe ohitettiin jotenkin, vaikka Yhdysvallat käytti Y2 -ohjelmaan yli kymmenen kertaa enemmän rahaa kuin sen pohjoinen naapuri. Erityisesti ja siksi 2000-luvun alun keskustelut ovat pysyneet pelkkinä keskusteluina, ja molemmat rakennetut VZ-9: t ovat edelleen amerikkalaisissa museoissa.
