Sidste gang kiggede vi på projekterne med skiveformede fly skabt i Nazityskland. Ingen af dem nåede en mere eller mindre raffineret tilstand. Det mest vellykkede design, AS-6-flyet, formåede at deltage i flyvetest og forsøgte endda at lette. Ikke desto mindre blev alt dette opnået på bekostning af flere ulykker. Som et resultat modtog Tyskland, efter at have investeret mange penge, aldrig et enkelt fly med en ikke-standard rund form. Et par år før tyskerne blev lignende projekter startet af amerikanske ingeniører. Og af forskellige årsager viste”skiverne” fra USA sig at være meget mere succesrige end de tyske, selvom de heller ikke gik i masseproduktion.
"Pandekager" af Zimmermann
Af alle amerikanske ingeniører opnåede Charles Zimmerman den første succes inden for skiveformede fly. Det skal bemærkes, at ideen om at gøre vingen rund i plan eksisterede før. Kun de tidligere ideer forblev på faser af idéer eller foreløbige skitser af flyets udseende. I 1933 fik Zimmerman et job hos Chance Vought og var i stand til at påbegynde forskning i ultra-lave billedformatvinger. Formålet med hans arbejde var at studere egenskaberne af en fløj med et aspektforhold på omkring enhed, samt forskellige former for vingens for- og bagkanter. I løbet af flere år testede Zimmermann forskellige aerodynamiske konfigurationer, indtil han kom til den konklusion, at kendetegnene ved lejefladen, som havde en rund form i planen, var gode.
Vought V-173 "Flying Pancake"
Undersøgelser har vist, at en skiveformet vinge på trods af den relativt høje luftmodstand har et meget godt løft. Derudover blev det fundet på testmodeller, at det kun var muligt at forbedre de aerodynamiske egenskaber for et fly med en sådan vinge ved det korrekte arrangement af motorer og propeller. For at gøre dette skal sidstnævnte placeres, så det flow, der skabes af dem, vasker vingens øvre og nedre overflader. I 1939 var Zimmermanns projekt nået til det stadie, hvor det var muligt at stoppe med at eksperimentere med modeller og begynde at designe et fuldgyldigt fly.
Flyet med indekset V-173 og det uofficielle navn Flying Pancake ("Flying Pancake") har indarbejdet alle de nye ideer fra Zimmermann. Strukturens hovedenhed var et vingeskrog, tæt på formen til en cirkel. I dette tilfælde var vingeprofilen symmetrisk. To propeller af flyet blev ført frem af vingen og havde hver en diameter på mere end fem meter. Takket være dette, såvel som den specielt udvalgte rotationshastighed for propellerne, var vingens løft flere gange højere end flyvemaskiner med en lige vinge af samme spænd. Desuden roterede propellerne, så hvirvlerne, der kom af knivene, hvirvlede i den modsatte retning af vækkevirvelernes bevægelse i enderne af vingen. Denne designfunktion øgede den effektive lejeplanforlængelse fra en til fire. Samtidig var der ikke behov for ændringer i flyets størrelse.
Inde i vingeskroget var der placeret to Continental A80 stempelmotorer med kun 80 hestekræfter hver. Hver af dem var forbundet til sin egen propel og synkroniseret med den anden motor gennem en ekstra aksel. Det er værd at bemærke, at for at sikre et effektivt flow rundt om vingen, skulle der indføres en separat gearkasse i synkroniseringsmekanismen: en motor roterede sin propel med uret og den anden mod uret. Ikke desto mindre, selv med et så komplekst og usædvanligt kraftværk, vejede V-173 ikke mere end 1400 kg. I midten af den forreste del af vingeskroget var placeret et cockpit med en faldformet baldakin. For at lette piloten var undersiden af vingens forside lavet af glas. Faktum er, at når denne del af flyet blev forseglet med et lærred eller krydsfiner, kunne piloten normalt ikke se fremad og nedad, hvilket kunne have en yderst beklagelig effekt på landingen af flyet. Landing og start var planlagt til at blive udført på traditionel vis ved hjælp af landingsbanen. V-173 var udstyret med et enkelt, fjederbenet, ikke-tilbagetrækkeligt landingsstel. For et rent eksperimentelt fly blev dette anset for tilstrækkeligt. Flyvekontrollen skulle udføres ved hjælp af to køl med ror og to stabilisatorer med ror, kaldet "elevatorer". Som opfattet af Zimmermann spillede de samtidigt rollen som både ailerons og elevatorer. Lidt senere vil et sådant styrende organ blive kaldt udtrykket "Elevon".
Ved begyndelsen af samlingen af prototypen blev US Navy Bureau of Aeronautics interesseret i projektet. Kort tid efter ændrede de deres interesse til at være opmærksom og krævede, at V-173 blev videreudviklet under hensyntagen til den mulige drift af hangarskibe. Maskinens udseende var imidlertid så usædvanligt, at flådemyndighederne først forlangte, at modellen i fuld skala af "Pandekagen" skulle blæses i en vindtunnel. Det kom til det punkt, at en af admiralerne stillede et spørgsmål som "kan denne ting flyve?" Den 15. september 1941 blev eksperimenterne i vindtunnelen afsluttet, og ingen fra de høje myndigheder tvivlede længere på det nye flys potentiale. Dagen efter afslutningen af testene på fuldskala-modellen tilbød flåden Chance Vought en kontrakt om at udvikle en fuldgyldig luftfartøjsbaseret jagerfly.
Under rensningen blev der identificeret flere designfejl, som hurtigt blev rettet. I sommeren 42 gik en erfaren V-173 til test. I første omgang var testpiloter kun begrænset til taxa og jogging. Flyets første flyvning fandt sted først den 23. november. På samme tid viste allerede i de første flyvninger "Flying Pancake" fremragende egenskaber og bekræftede fuldstændigt rigtigheden af sin designer. For eksempel oversteg starthastigheden under start ikke 45-50 km / t, og to motorer kun 80 hk hver. accelererede den til 240 kilometer i timen. For et så svagt kraftværk var dette mere end godt. Ikke uden uheld. I begyndelsen af 1943 blev begge motorer slukket på prototypeflyet under flyvningen. Piloten måtte glide til den nærmeste strand og foretage en nødlanding. På grund af den utilstrækkelige styrke af den sandede "belægning" vendte flyet om næsen og beskadigede propellerne. Reparationen tog dog kun et par dage.
Da prototypen V-173 blev genopbygget, havde Zimmerman i samarbejde med Chance Vout-designerne under ledelse af Y. Greenwood afsluttet udviklingen af en ny version af Flying Pancake. Denne gang var designet beregnet til militær brug. Kun militæret, lad os se det i øjnene, viste ikke stor interesse for det originale fly. Ja, start- og landingspræstationer så lovende ud, men behovet for at omstrukturere produktionen, introducere nye teknologier osv. tilføjede tydeligvis ikke optimisme. Derfor blev layoutet på det nye fly med XF5U -indekset først vedtaget i juli 1943, og kontrakten om konstruktion af to prototyper blev underskrevet et år senere. Den nye jager fik tilnavnet Skimmer - "Skimmer".
Det generelle design af XF5U lignede V-173. I modsætning til træstrukturen i det ældre fly blev det imidlertid foreslået at lave det nye af metal. Dette materiale var en sammensætning af balsadele dækket med aluminiumsplade. Metalit havde gode styrkeværdier og var meget let. Derudover var der mulighed for at fremstille metaldele ved stempling, hvilket lovede at reducere produktionsomkostningerne betydeligt. XF5U er større end sin forgænger, hvilket dog ikke har nogen indvirkning på de tilladte belastninger. Kontrolsystemet som helhed forblev det samme, men cockpittet blev ændret betydeligt. Takket være en ny, stærk metalitramme blev cockpittet flyttet opad, hvilket også gjorde det muligt at fjerne vinduet på undersiden af vingens forside. Seks Browning M2 12,7 mm maskingeværer blev placeret på siderne af cockpittet. På siderne af pilotens arbejdsplads var der to installationer af tre maskingeværer. I midten af 40'erne blev sådanne våben anset for tilstrækkelige, men i fremtiden var det planlagt at udskifte maskingeværer med 20 mm kanoner. Ud over tøndebevæbning kunne flyet bære ustyrede missiler, bomber osv. For dem var der seks pyloner under den midterste del af flyet.
Separat er det værd at tale om det nye kraftværk XF5U. En fuldgyldig luftfartøjsbaseret jagerfly skulle drives af Pratt & Whitney R2000-7 stempelmotorer med en kapacitet på 1350 hk. Sammen med de nye motorer modtog den opdaterede "Pandekage" nye propeller. Til XF5U har Hamilton Standard udviklet en original bladpropelform. Sammenlignet med de gamle var de mere effektive ved lave og mellemhastigheder. Derudover er de nye fire-bladede propeller blevet optimeret til relativt lav omdrejningstal. Kraftværkets samlede effekt oversteg to et halvt tusinde hestekræfter. I kombination med effektive propeller og en maksimal startvægt på 7600 kg gjorde dette endda det muligt at tage lodret af. Kun for dette var det nødvendigt at installere flyet på en særlig rampe.
I midten af juni 1945 var den første prototype af Shumovka klar. Designets nyhed og endda selve dets koncept i lang tid forhindrede starten af testen. Ledelsen for den amerikanske flåde udstedte nu og da nye forbud mod flyvninger. På grund af dette var den første taxa først mulig i slutningen af den 46. Til gengæld fandt den første flyvning sted den 12. januar 1947. Som held ville have det, var der få problemer med at støtte militæret. I begyndelsen af den 47. reducerede flåden også finansieringen. Af denne grund skulle flyvetestprogrammet afkortes. Ikke desto mindre var det muligt at accelerere flyet til mere end 800 kilometer i timen, samtidig med at start- og landingsydelsen blev bevaret. For 1945 var dette en meget god indikator, men ikke for den 48. På det tidspunkt begyndte jetjagere at komme ind i tropperne, og "Shumovka" fandt simpelthen ikke et sted i nomenklaturen for søfly. I begyndelsen af 1948 blev programmet frosset, og lidt senere blev begge prototyper adskilt.
XF5U-1
Teoretisk set gjorde aerodynamikken i "Flying Pancake" og "Skimmer" det muligt at udføre sådanne manøvrer, som andre fly simpelthen ikke var i stand til. Desuden kunne layoutet på XF5U Skimmer gøre livet meget lettere for besætningerne på hangarskibe. Designets revolutionerende nyhed var imidlertid den faktor, der satte en stopper for hele projektet. Af alle de producerede Zimmermann-skiveformede fly har kun én prototype V-173, som opbevares i Smithsonian Museum, overlevet den dag i dag.
Den flyvende tallerken, der ikke flyvede
I flere år efter lukningen af Zimmermanns projekter vendte ideerne om ikke-standardiserede layouter kun tilbage på en videnskabelig måde. Det nåede ikke til at bygge prototyper. Dette ændrede sig i 1952, da Avro Canada-medarbejderen John "Jack" Frost startede Avro VZ-9 Avrocar-projektet. Det er værd at bemærke, at i modsætning til de tidligere beskrevne designs var Frosts idé fuldstændig i overensstemmelse med, hvad de fleste forestiller sig, når de siger "skiveformede fly". Den canadiske designer besluttede ikke at lave vingen i form af en skive, men at svinge til en anden original idé.
Avrocar S / N 58-7055 (mærket AV-7055)
Frost besluttede at bruge den jetkraft, der allerede var kendt dengang i kombination med den såkaldte. Coanda -effekten. Essensen af dette fænomen ligger i det faktum, at en strøm af væske eller gas, der bevæger sig ved siden af ethvert objekt, har en tendens til at nærme sig det eller endda "stikke". Ifølge Frosts idé skulle denne opførsel af luften lette manøvrering af apparatet. Først lavede Avro Canada ingeniører et lille apparat for at demonstrere deres ideer. Modellen med en diameter på kun 11 centimeter kunne stige op i luften til en lille højde, men eventuelle manøvreringsmekanismer passede ikke ind i den. Ikke desto mindre blev den canadiske militærafdeling interesseret i ideen og afsatte omkring 400 tusind amerikanske dollars til at fortsætte arbejdet. Kort tid efter modtog projektet Y2 -indekset.
På dette stadium blev den fremtidige Avrocar målet for et spiondrama. Siden 1952 har CIA forsøgt at finde ud af, om nogle lande har nye flydesign. I den 53. lærte spejderne om eksistensen af Y2 -projektet og rapporterede dette til deres overordnede. Kort efter overførslen af dokumenter til "ovenpå" kontaktede herrer fra Pentagon det canadiske militær og inviterede dem til at fortsætte oprettelsen af Y2 i fællesskab. Canada accepterede tilbuddet. Det havde blandt andet behagelige økonomiske konsekvenser. Lederen af US Air Force Research Division, generalløjtnant D. Putt, har skaffet 2 millioner dollars i finansiering om året. Meget fed til et revolutionerende nyt projekt. Men pengene blev allokeret, og Avro fortsatte sin forskning. I midten af årtiet var VZ-9-projektet klar, som faktisk blev "svanesang" i Y2-programmet.
Den femten meter lange skive med seks turbojets, der skubbede gasser ud gennem deres egne dyser og også drev en stor turbine, kunne teoretisk klatre op i enhver højde og flyve i enhver retning. Kunden, repræsenteret af det amerikanske og canadiske militær, godkendte projektet, men forlangte først at teste den nye teknologi på et mindre bemandet køretøj. På grund af dette blev "pladen" presset til en diameter på cirka seks meter. Kraftværket blev også ændret i overensstemmelse hermed: nu blev der kun placeret tre motorer omkring centralturbinen. Flyvekontrolsystemet er interessant. Ved opstigning eller nedstigning skulle det ændre kraften på alle motorer på én gang, hvilket påvirkede løftturbinens hastighed. For at vippe i en eller anden retning havde Avrocar et specielt system, der ændrede individuelle motorers kraft, så enhedens krop på grund af dens forskel vippede i den rigtige retning. Jeg var nødt til at pille meget med dette system: det var nødvendigt at tage hensyn til motorens gasrespons, stabiliteten af hele apparatet og en masse andre parametre.
Et par fotografier i flugt
I midten af 1959 var den første prototype af Avrocar klar. Tiden er kommet til test. De første uger blev brugt på at udarbejde interaktionen mellem motorerne og deres kontrolsystemer. Det var en hård forretning, men canadierne og amerikanerne gjorde det. I november samme år var VZ-9 klar til sin jomfruflyvning. Den 12. november tog "den flyvende tallerken" fra jorden og svævede i lav højde. Med tiden begyndte de at tilføje trækkraft og tage enheden til lidt højere højder. I en afstand på cirka en meter fra jorden hang Avrocar frit, manøvrerede og kunne bevæge sig i enhver retning. Men når det kom til at klatre til en højde på mindst et par meter, dukkede pludselig et meget ubehageligt træk ved projektet op. Prototypens relativt svage kraftværk kunne kun levere tilfredsstillende stabilitet og kontrol i en højde på op til halvanden meter. Med den yderligere stigning af "Avrocar" måtte man kun stole på Coanda -effekten. Skærmeffekten forsvandt til gengæld, og flyet mistede sin tidligere stabilitet. Efter en række testflyvninger måtte Avro Canada -ingeniører vende tilbage bag skufferne. I mellemtiden kom det canadiske militær, der var utilfreds med resultaterne, til den konklusion, at projektet var ubrugeligt og nægtede at fortsætte med at give penge ud.
I løbet af de næste måneder forsøgte et team af designere under ledelse af J. Frost at finde en løsning på det opdagede problem og sikre korrekt stabilitet. På denne fase af arbejdet blev der samlet flere flere modeller, som nye ideer blev udarbejdet på. Ingen af modellerne var dog i stand til at klatre til en acceptabel højde og stadig ikke vælte. Blandt årsagerne til køretøjernes adfærd var manglen på ekstra luftstøtte (den samme jordeffekt) og designkravene til nøjagtig og nøjagtig afbalancering og behovet for at synkronisere driften af motorerne. Alt dette kunne kun rettes ved hjælp af en radikal designændring. I slutningen af 1960 begyndte Frost at redesigne projektet i overensstemmelse med den erfaring, han havde samlet. Siden 1959 er Y2 -projektet kun blevet finansieret af USA. Over tid begyndte de amerikanske embedsmænd, der var ansvarlige for programmet, at tvivle på dets hensigtsmæssighed. Derfor ophørte midlerne til Avrokar kort efter starten på kardinalmoderniseringen. Pentagon -personalet var hårde og lakoniske. Dokumentet om arbejdets ophør angav projektets nytteløshed samt fraværet af et tilfredsstillende resultat til en pris på cirka tolv millioner dollars.
Den flyvende "underkop" blev alligevel taget til luftfartsmuseet
Begge bygget prototyper af Avrocar, som opbevares i luftfartsmuseerne i USA, har overlevet til vores tid. For omkring ti år siden foreslog en række canadiske historikere overførsel af en af "Avrokarerne" til Canada. De motiverede dette ved behovet for at anerkende deres lands fordele ved oprettelsen af projektet. På samme tid blev emnet om finansiering af aktier på en eller anden måde omgået, selvom USA brugte mere end ti gange flere penge på Y2 -programmet end sin nordlige nabo. Især og derfor er samtalerne i begyndelsen af 2000'erne forblevet bare samtaler, og begge bygget VZ-9'er er stadig på amerikanske museer.
