În cursul dezvoltării tehnologiei aviației, au fost adesea propuse idei îndrăznețe și neobișnuite, ceea ce implică respingerea schemelor obișnuite ale aeronavelor. La începutul anilor cincizeci, încercările de a crea tehnologie cu decolare și aterizare verticale au dus la apariția avioanelor din clasa Tailsitter. Testarea ideilor neobișnuite din spatele acestui concept a fost planificată prin două proiecte pilot de la Lockheed și Convair. Acesta din urmă a prezentat avionul Convair XFY-1 Pogo pentru testare.
Ideea unei aeronave de tip Tailsitter („Așezat pe coadă”) a apărut ca urmare a unei analize a experienței de utilizare a aeronavelor pe bază de transportator și a mai multor studii noi. Pentru toate avantajele sale, luptătorii și bombardierele pe bază de transportatori aveau nevoie de o navă de mari dimensiuni și, prin definiție, nu ar putea funcționa fără ea. La sfârșitul anilor patruzeci, a fost propusă o idee originală care făcea posibilă plasarea unui luptător pe aproape orice navă sau navă. S-a propus dezvoltarea și construirea unui avion de luptă la decolare verticală.
Prototip Convair XFY-1 în timpul testării. Fotografie 456fis.org
Așa cum au conceput autorii noului concept, la sol sau pe puntea navei de transport, promițătorul "tailsitter" urma să fie așezat vertical. Acest lucru i-a permis să decoleze fără o fugă și apoi să treacă la zbor orizontal „ca un avion”. Înainte de aterizare, în consecință, a fost necesar să reveniți din nou pe zbor vertical. Fără a fi nevoie de o pistă mare sau o punte de zbor, o astfel de aeronavă ar putea fi bazată pe o mare varietate de nave cu suficient spațiu liber. Drept urmare, a fost de mare interes pentru forțele navale.
Programul de creare a unui „tailsitter” promițător de luptă a fost lansat în 1948. În primele sale etape, organizațiile de cercetare au fost angajate în calcule teoretice și experimente, ale căror rezultate au permis în curând să înceapă crearea de proiecte cu drepturi depline. Dezvoltarea noii tehnologii a fost încredințată celor doi producători de avioane de frunte - Lockheed și Convair. Au avut o experiență vastă în crearea tehnologiei aeronautice, inclusiv scheme neobișnuite. Împreună cu experiența lor, companiile contractante au trebuit să utilizeze datele colectate din cercetările recente.
Diagrama mașinii. Figura Airwar.ru
Inițial, contractanții s-au confruntat cu o sarcină destul de dificilă. Aceștia au trebuit să dezvolte avioane de tip coadă adecvate pentru utilizarea practică în forțele armate. Mai mult, comanda marinei urma să compare cele două mostre primite și să o aleagă pe cea mai reușită. Această mașină a fost planificată să fie pusă în producție și trimisă trupelor. Cu toate acestea, a devenit curând clar că o astfel de abordare a creării de noi echipamente militare nu putea fi pusă în practică. În primul rând, a fost necesar să testeze noi idei originale în timpul testelor, să le evalueze perspectivele și abia după aceea să adopte crearea unui vehicul de luptă cu drepturi depline.
În acest sens, în 1950, Lockheed și Convair au primit o nouă misiune. Acum li s-a cerut să creeze aeronave experimentale care să poată fi utilizate pentru a testa conceptul Tailsitter. Odată cu finalizarea favorabilă a acestei etape a proiectului, a fost posibil să se asume crearea avioanelor de luptă.
Pregătirea testelor în hangar. Fotografie 456fis.org
La 19 aprilie 1951, marina SUA a semnat contracte pentru construirea de prototipuri. În conformitate cu acordul încheiat, Convair urma să construiască și să supună la testare două prototipuri. Ulterior, compania a decis în mod proactiv să construiască trei utilaje, care urmau să efectueze diferite tipuri de teste. În această etapă, proiectul Convair a primit denumirea oficială XFY-1, formată în conformitate cu regulile de denumire a echipamentului de aviație al flotei. Prima literă a desemnării a indicat caracterul experimental al proiectului, litera „F” a raportat aeronava cu luptătorii, iar litera „Y” a desemnat compania Convair. În consecință, unitatea a arătat că acesta a fost primul proiect din linia sa.
Operațiunea propusă pe nave ale forțelor navale și alte cerințe au dus la formarea unui design neobișnuit al aeronavei. „Tailsitter” Convair XFV-1, în general, trebuia să semene cu aeronavele existente, dar principalele soluții tehnice i-au conferit un aspect neobișnuit. Proiectul a propus construirea unui turbopropulsor de mijloc cu o aripă mare, fără coadă orizontală. În același timp, urma să fie folosită o chilă mare și o creastă ventrală. Pentru a obține forța necesară, au fost utilizate două elice cu diametru mare. Drept urmare, mașina avea un aspect recunoscut.
Zbor cu lesa. Fotografie 456fis.org
Aeronava fără coadă a primit un design original al fuselajului. Această unitate avea o formă simplificată, cu o secțiune transversală variabilă. Imediat în spatele filarei și butucului elicei, fuselajul a crescut semnificativ în înălțime, menținând în același timp lățimea inițială. Partea superioară a fuselajului a format o „cocoașă” pronunțată necesară pentru a găzdui cabina pilotului. În spatele felinarului se afla un gargrot de lungime scurtă, pe care erau așezate suporturile pentru chilă. A fost folosit un aspect foarte original al fuselajului. Partea din nas a fost dată sub reductorul motorului și butucul șuruburilor coaxiale. Motorul era amplasat în spatele cutiei de viteze deasupra fundului. Cabina pilotului se afla deasupra ei. Compartimentele din coadă ale fuzelajului adăposteau o parte din rezervoarele de combustibil, precum și conducta lungă de evacuare a motorului. Acesta din urmă a fost afișat pe secțiunea cozii a fuselajului.
O nouă aripă a unei mari măturări a fost dezvoltată pentru aeronavă, a cărei parte rădăcină a ocupat majoritatea părților laterale ale fuselajului. Elevonii erau așezați pe marginea din spate a unei mici măturări. Aripa a primit terminații de containere, în care existau rezervoare suplimentare de combustibil. Forma aripii utilizate a făcut posibilă obținerea suprafeței maxime posibile cu dimensiuni limitate.
Avioane cu experiență pe un cărucior de transport. Fotografie Airwar.ru
O caracteristică a Convair Tailsitter este chila mare și creasta ventrală. Datorită utilizării unei aripi mari, a fost posibil să se abandoneze stabilizatorii designului clasic. Stabilitatea și controlabilitatea în modul de decolare verticală și stabilitatea direcțională în zbor orizontal trebuiau asigurate, în primul rând, de coada verticală. Au fost folosite două planuri verticale cu o margine anterioară măturată și un vârf rotunjit. Pe muchia de ieșire a chilei și a creastei erau cârme. Ambele planuri erau simetrice față de axa longitudinală a mașinii. În acest caz, însă, datorită designului asimetric al fuselajului, chila care ieșea deasupra acestuia avea o zonă mai mică și o formă diferită a părții rădăcinii.
Datorită poziției sale caracteristice în parcare sau în timpul decolării, aeronava „așezată pe coadă” a primit un tren de aterizare original. Lângă vârfurile aripilor-containere ale aripii și lângă vârfurile cozii verticale, se aflau carcase tubulare, în care se aflau tije fixe ale trenului de aterizare. Aeronava tailsitter a primit un tren de aterizare în patru puncte, cu amortizoare și roți mici. Rafturile cu roți rotative permiteau aeronavei să ia o poziție verticală, precum și să manevreze la remorcare.
Interiorul cabinei. Fotografie Airwar.ru
În partea centrală a fuselajului, chiar sub cabină, se afla un motor turbo-propulsor Allison YT40-A-6 cu o putere de 5100 CP. Alimentarea cu aer atmosferic a motorului a fost efectuată folosind două dispozitive de admisie plasate pe părțile laterale din fața marginii aripii. O admisie de aer pentru radiatoare a fost prevăzută în partea de jos. O conductă a fost atașată la aparatul de duze al motorului, care a ajuns la coada fuselajului și a îndepărtat gazele reactive din exterior. Aeronava a fost echipată cu două elice coaxiale cu trei pale cu un diametru de 4,88 m, dezvoltate de Curtiss-Wright. Lamele au fost montate pe o bucșă comună cu un design relativ complex. Transmisia elicei a fost echipată cu o frână hidraulică.
Un pilot care se afla în cabină trebuia să controleze mașina. Locul său de muncă a fost echipat cu un panou mare de instrumente cu manometre și mai multe panouri cu o varietate de echipamente. Controlul urma să se efectueze folosind sisteme standard „de luptă”: bastoane de comandă pentru aeronave și motor, precum și două pedale. Cabina de pilotaj a primit un scaun de ejecție cu mijloace neobișnuite de montare. Pentru mai multă comoditate în lucrul în diferite moduri, scaunul se poate balansa într-un sector larg. În caz de aterizare nereușită, pilotul ar putea părăsi avionul și ar putea coborî la sol folosind o frânghie de 7,6 m fixată în cabină. Un felinar de suprafață mare a protejat pilotul de fluxul de intrare. În compoziția sa era un vizor fix și partea principală, alunecând înapoi.
Test pilot James F. Coleman. Fotografie de US Navy
Aeronava experimentală nu avea nevoie de o armă, dar această problemă era încă în curs de elaborare în etapa de proiectare. În timp ce menține dimensiunile și parametrii de greutate, Convair XFY-1 ar putea transporta până la patru tunuri automate de 20 mm sau câteva zeci de rachete neguidate. Din cauza lipsei altor volume libere, s-a propus montarea lor în containere la capetele aripii.
În ciuda tuturor eforturilor de reducere a dimensiunii, promițătoarea tailsitter sa dovedit a fi destul de mare. Lungimea vehiculului a ajuns la 10, 66 m, anvergura aripilor a fost de 8, 43 m. Anvergura verticală a cozii a fost de aproximativ 7 m. Aeronava goală avea o masă de 5,33 tone, decolarea maximă a fost determinată la nivelul de 7, Zborul de 37 de tone ar trebui să depășească 980 km / h. A fost planificat să se obțină caracteristici ridicate de urcare: pentru aceasta, șuruburile trebuiau să îndeplinească funcțiile de purtători de sarcină.
Test pilot John Knebel. Fotografie Thetartanterror.blogspot.fr
Pentru transportul unei aeronave cu un șasiu specific, a fost dezvoltat un boghiu remorcat special. Un cadru cu patru roți adăpostea două grinzi oscilante cu cilindri hidraulici. La capetele libere ale grinzilor, folosind balamale proprii și unități separate, au fost fixate dispozitive de susținere mai mici. La încărcarea aeronavei, aceasta din urmă a fost adusă sub secțiunea sa centrală și conectată la aceasta cu încuietori. Sistemul hidraulic a făcut posibilă mutarea mașinii în poziție orizontală și, cu ajutorul unui tractor separat, mutarea căruciorului în poziția dorită. În pregătirea pentru decolare, aeronava a fost transferată într-o poziție verticală, după care s-a decuplat și a stat pe propriile roți.
La sfârșitul anului 1953, Convair a început să construiască echipamente experimentale. S-a decis construirea a trei mașini identice concepute pentru a rezolva diferite probleme ca parte a unui program extins de testare. Primul planor ar fi trebuit să fie echipat cu un grup propulsat de elice, un sistem de alimentare cu combustibil și comenzi. Un astfel de prototip a fost destinat verificărilor preliminare ale centralei electrice. Al treilea eșantion a fost trimis pentru testare statică. Verificat la sol, lăsat în aer și zborul liber a fost urmat de un al doilea Tailsitter cu experiență.
Pregătirea pentru decolare, motorul funcționează. Fotografie Airwar.ru
După verificarea funcționării motorului pe primul prototip, s-a obținut permisiunea de a efectua teste ulterioare cu testarea la sol a echipamentului și ascensiunea ulterioară în aer. Ca loc pentru aceste verificări, a fost ales aerodromul Moffett (California), și anume unul dintre debarcaderele sale, construit la un moment dat pentru dirijabile. Sub acoperișul cabanei, aproape 60 m înălțime, se afla o grindă de macara, care urma să devină un dispozitiv de siguranță. Pregătind XFY-1 cu experiență pentru zboruri, specialiștii companiei dezvoltatoare au demontat carenajul butucului elicei, sub care exista o structură specială de fixare. Cu ajutorul acestuia din urmă, aeronava ar trebui să fie agățată de cârligul unei grinzi. Prin selectarea și eliberarea frânghiei, operatorul macaralei ar putea împiedica căderea aeronavei.
La 29 aprilie 1954, aeronava urma să decoleze pentru prima dată folosind belay. Pilotul James F. Coleman a fost însărcinat cu operarea prototipului. Inginerul Bob McGreary a acționat macaraua cu braț și a monitorizat lungimea cablului liber. După ce a adus motorul la puterea necesară, pilotul de test a reușit să ridice mașina de la sol, dar imediat după aceea, au început problemele. Odată ajuns în aer, aeronava a început să se rotească necontrolat în jurul axei longitudinale. Datorită răspunsului în timp util al operatorului macaralei, mașina a fost salvată de la cădere. După finalizarea primului zbor de testare, mașina s-a așezat cu oarecare dificultate.
Mașina este în parcare. Fotografie Airwar.ru
Probabil că în acest stadiu, datorită particularităților amortizării arcului șasiului, aeronava a primit porecla Pogo (de la Pogo-stick - proiectilul sportiv „Grasshopper”). Ulterior, numele neoficial al proiectului a devenit cunoscut pe scară largă și este folosit acum la fel de des ca și denumirea oficială atribuită de client.
Aeronava și-a arătat capacitatea de a decola și ateriza pe verticală, dar rotația necontrolată în aceste moduri nu a permis realizarea tuturor avantajelor schemei inițiale. Era necesar să aflăm cauzele unor astfel de probleme și să le eliminăm. Pentru aceasta, suprafețele exterioare ale cadrului aerian au fost lipite cu „fire de mătase”, a căror observare a făcut posibilă identificarea problemelor de natură aerodinamică. Astfel de teste au dat rapid rezultate. S-a dovedit că nici măcar casa cu barca existentă nu era suficient de mare pentru un vehicul experimental. Fluxul de aer din elice a lovit podeaua structurii, s-a deplasat în lateral, s-a reflectat de pe pereți și s-a întors înapoi. Numeroasele vortexuri au împiedicat planul tailerului să mențină poziția necesară.
Convair XFY-1 Pogo face decolare verticală, 30 noiembrie 1954. Fotografie de US Navy
Testerii au luat în considerare acest fapt, dar au fost totuși obligați să continue testarea într-o structură închisă. Prototipul mașinii avea încă nevoie de asigurare, care putea fi efectuată doar de o macara cu barca. Instalarea unui astfel de echipament într-o zonă deschisă nu a fost posibilă. În astfel de condiții dificile, J. F. Coleman a efectuat câteva zeci de zboruri de testare cu o durată totală de aproximativ 60 de ore. Datorită comportamentului instabil al mașinii în timpul primelor teste și a zborurilor ulterioare, pilotul de testare nu a închis niciodată lampa. Acest lucru a cauzat unele inconveniente, dar Coleman le-a considerat un preț acceptabil pentru capacitatea de a părăsi rapid aeronava.
La mijlocul anului 1954, prototipul a fost dus într-o zonă deschisă pentru zboruri gratuite. În chiar prima zi a unor astfel de teste, pilotul de testare a reușit să urce la o înălțime de 6 m și apoi să depășească bara de 45 m. Controlul mașinii nu a fost foarte simplu, dar absența pereților și a acoperișului a avut un efect pozitiv asupra caracteristicilor echipamentului. Profitând de acest lucru, J. F. Coleman a continuat zborurile verticale cu numeroase decolări, manevre cu elicopterul și aterizare ulterioară.
Zbor cu elicopterul. Fotografie de US Navy
La scurt timp, un „tailsitter” cu experiență a fost transferat în Brown Field (California), unde testele urmau să continue sub supravegherea reprezentanților departamentului militar. La noua locație, au fost efectuate încă 70 de zboruri verticale, după care s-a decis testarea prototipului în moduri tranzitorii și în zbor orizontal.
Pe 2 noiembrie 1954, experimentatul XFY-1 a decolat vertical pentru prima dată și după urcare a trecut pe zbor orizontal. După aceea, mașina a fost readusă în poziție verticală și plantată. Zborul a durat 21 de minute, dintre care 7 au fost de tip avion. Începutul acestor verificări a făcut posibilă determinarea caracteristicilor reale ale zborului orizontal. Deci, s-a constatat că, chiar și cu tracțiunea minimă a motorului, avionul tailsitter dezvoltă o viteză de peste 480 km / h. Aeronava nu era echipată cu frâne cu aer, ceea ce îngreuna controlul vitezei. Din această cauză, el a depășit în mod repetat involuntar avionul de rezervă care îl însoțea.
Zbor de nivel. Fotografie Airwar.ru
După confirmarea caracteristicilor calculate, prototipul a prezentat anumite dezavantaje. În primul rând, s-a constatat că XFY-1 este dificil de controlat, mai ales în condiții tranzitorii. Pentru o aterizare sigură, pilotul experimentat J. F. Coleman a trebuit să mute mașina în poziție verticală la altitudini de aproximativ 300 m, apoi să o coboare ușor la sol. Ultimii metri ai coborârii au fost asociați cu dificultăți deosebite, deoarece numeroase vârtejuri au interferat cu aterizarea și, în plus, pilotul din cabina sa nu a putut monitoriza corect situația. Pentru a rezolva parțial această problemă, la una dintre etapele de testare, prototipul a primit un radioaltimetru cu alarme ușoare: lămpile verzi și portocalii indicau coborârea normală, iar roșul indica un exces al vitezei verticale sigure.
J. F. Coleman a zburat un singur Pogo până la mijlocul anului 1955. Un pilot cu experiență a reușit să stăpânească toate subtilitățile controlului unei astfel de mașini în moduri dificile. În același timp, a devenit clar că piloții obișnuiți din unitățile de luptă sunt puțin probabil să poată învăța cum să piloteze o astfel de tehnică. Mai mult, astfel de sarcini erau dincolo de puterea chiar și a testerilor profesioniști. Deci, la mijlocul lunii mai 1955, pilotul John Knebel trebuia să se alăture testelor. La primul său zbor fără asigurare, el nu a reușit să țină mașina în poziție și aproape că a prăbușit-o. După aceea, toate zborurile noi au fost atribuite doar către Coleman.
Vedere din spate. Fotografie Airwar.ru
16 iunie 1955 J. F. Coleman a trimis experimentatul Tailsitter în zbor gratuit pentru ultima dată. După aceea, mașina a fost trimisă la hangar în timp ce studia rezultatele testelor, finaliza proiectul etc. În primăvara anului viitor, s-a decis efectuarea de noi teste de către forțele navale, pentru care au mers să studieze doi piloți de aviație navală. Cu toate acestea, nu au putut niciodată să se alăture lucrării.
În timpul zborurilor de test, singurul model de zbor Convair XFY-1 Pogo a reușit să dezvolte cea mai mare parte a resursei. La următoarea verificare, s-au găsit așchii în uleiul din cutia de viteze. Mașina avea nevoie de reparații și restaurări înainte de noi teste. Cu toate acestea, clientul a considerat inutilă revizuirea aeronavei. Proiectul inițial nu-l mai interesa, ceea ce a făcut ca refacerea prototipului să fie fără sens.
"Pogo" în culoare. Fotografie Airwar.ru
După examinarea succeselor a două proiecte pilot de la Lockheed și Convair, Comandamentul Naval al SUA a tras concluzii cu privire la beneficiile practice ale avioanelor care stau în spate. Această tehnică avea avantaje notabile atât asupra avioanelor, cât și a elicopterelor, dar în același timp nu era lipsită de dezavantaje caracteristice. Testele prototipului „Pogo” au arătat că o astfel de mașină este foarte dificil de pilotat și exigentă pe locurile de aterizare. Controlul unei astfel de tehnici ar putea fi greu stăpânit de un pilot mediu. În plus, aterizarea pe puntea oscilantă a navei era practic imposibilă.
Proiectele neobișnuite erau de interes tehnic și științific. Au arătat posibilitatea fundamentală de a crea aeronave de decolare verticale non-standard. În același timp, aceste evoluții au avut un raport specific de caracteristici pozitive și negative. Producția în serie, funcționarea și dezvoltarea în masă a unor astfel de echipamente nu au avut sens.
Mașină experimentală ca expoziție, august 1957. Fotografie de Wikimedia Commons
În 1956, proiectul XFY-1 a fost închis din cauza lipsei unor perspective reale. Primul și al treilea prototip, destinat testelor la sol și statice, au fost demontate ca inutile. Singurul Pogo zburător a fost de ceva timp la baza forțelor aeriene Norfolk (California). Ulterior a fost donat Muzeului Național al Aerului și Spațiului al Instituției Smithsonian. Un echipament unic este păstrat în filiala muzeului din orașul Suiteland (Maryland).
Închiderea proiectului experimental Convair XFY-1 a dus la finalizarea lucrărilor la aeronava Tailsitter, efectuate de la sfârșitul anilor patruzeci din ordinul Marinei Statelor Unite. Două proiecte au arătat posibilitatea fundamentală de a dezvolta și construi echipamente cu un aspect neobișnuit, dar în același timp au demonstrat complexitatea excesivă a funcționării sale. S-a planificat inițial ca rezultatul a două proiecte să fie apariția unui luptător bazat pe transportatori, dar ulterior aceste evoluții au devenit experimentale. Două proiecte au rezolvat cu succes o problemă similară.
