В хода на развитието на авиационните технологии често се предлагат смели и необичайни идеи, предполагащи отхвърляне на обичайните схеми на самолети. В началото на петдесетте години опитите за създаване на технологии с вертикално излитане и кацане доведоха до появата на самолети от клас Tailsitter. Тестването на необичайните идеи зад тази концепция беше планирано чрез два пилотни проекта от Lockheed и Convair. Последният представи за тестване самолета Convair XFY-1 Pogo.
Идеята за самолет от типа Tailsitter („Седнал на опашката“) се появява в резултат на анализ на опита от използването на самолети, базирани на превозвача, и редица нови изследвания. При всичките си предимства изтребители и бомбардировачи, базирани на превозвачи, се нуждаеха от голям кораб самолетоносач и по дефиниция не можеха да работят без него. Още в края на четиридесетте години беше предложена оригинална идея, която направи възможно поставянето на изтребител на почти всеки кораб или плавателен съд. Предлага се разработване и изграждане на боен самолет с вертикално излитане.
Прототип Convair XFY-1 по време на тестването. Снимка 456fis.org
Както е замислено от авторите на новата концепция, на земята или на палубата на кораба -превозвач, обещаващият „tailsitter“трябваше да бъде поставен вертикално. Това му позволи да излети без бягане и след това да премине към хоризонтален полет „като самолет“. Съответно преди кацането беше необходимо отново да се върне във вертикален полет. Без да е необходима голяма писта или пилотска палуба, такъв самолет може да бъде базиран на голямо разнообразие от кораби с достатъчно свободно пространство. В резултат на това той представлява голям интерес за военноморските сили.
Програмата за създаване на обещаващ боен "tailsitter" стартира през 1948 г. На първите си етапи изследователските организации се занимаваха с теоретични изчисления и експерименти, резултатите от които скоро направиха възможно създаването на пълноценни проекти. Разработването на нова технология е поверено на двама водещи производители на самолети - Lockheed и Convair. Те имаха богат опит в създаването на авиационни технологии, включително необичайни схеми. Заедно с опита си, фирмите изпълнители трябваше да използват данните, събрани от скорошното проучване.
Диаграма на машината. Фигура Airwar.ru
Първоначално изпълнителите бяха изправени пред доста трудна задача. Те трябваше да разработят самолети с опашка, подходящи за практическа употреба във въоръжените сили. Освен това командването на ВМС щеше да сравни двете получени проби и да избере най -успешната. Планира се тази кола да бъде пусната в производство и изпратена на войските. Въпреки това скоро стана ясно, че подобен подход към създаването на нова военна техника не може да бъде приложен на практика. Първо, беше необходимо да се тестват нови оригинални идеи по време на тестове, да се оценят техните перспективи и едва след това да се предприеме създаването на пълноценна бойна машина.
В тази връзка през 1950 г. Lockheed и Convair получават ново назначение. Сега от тях се изискваше да създадат експериментални самолети, които да се използват за тестване на концепцията Tailsitter. С благоприятното завършване на този етап от проекта беше възможно да се поеме създаването на бойни самолети.
Подготовка за изпитания в хангара. Снимка 456fis.org
На 19 април 1951 г. ВМС на САЩ подписват договори за изграждане на прототипи. В съответствие със сключеното споразумение Convair трябваше да изгради и представи за тестване два прототипа. Впоследствие компанията проактивно реши да построи три машини, които трябваше да преминат през различни видове тестове. Проектът Convair на този етап получи официалното обозначение XFY-1, формирано в съответствие с правилата за наименуване на авиационната техника на флота. Първата буква от обозначението показва експерименталния характер на проекта, буквата "F" свързва самолета с изтребители, а буквата "Y" обозначава компанията Convair. Съответно звеното показа, че това е първият проект в своята линия.
Предложената операция на кораби на военноморските сили и други изисквания доведоха до формирането на необичаен дизайн на самолета. „Tailsitter“Convair XFV-1 като цяло е трябвало да прилича на съществуващи самолети, но основните технически решения му придават необичаен външен вид. Проектът предлага изграждането на среднопланов турбовитлов двигател с голямо стреловидно крило, лишено от хоризонтална опашка. В същото време трябваше да се използва голям кил и вентрален хребет. За да се получи необходимата тяга, бяха използвани две витла с голям диаметър. В резултат на това колата имаше разпознаваем вид.
Полет на каишка. Снимка 456fis.org
Самолетът без опашка получи оригинален дизайн на фюзелажа. Тази единица имаше опростена форма с променлива площ на напречното сечение. Непосредствено зад въртящия се механизъм и главината на витлото фюзелажът се увеличи значително по височина, като същевременно се запази първоначалната ширина. Горната част на фюзелажа образува изразена „гърбица“, необходима за настаняване в кабината на пилота. Зад фенера имаше гаргрот с къса дължина, върху който бяха разположени килените стойки. Използвано е много оригинално оформление на фюзелажа. Носната част беше поставена под редуктора на двигателя и главината на коаксиалните винтове. Двигателят е разположен зад скоростната кутия над дъното. Кабината на пилота се намираше над нея. Опашните отделения на фюзелажа съдържаха част от резервоарите за гориво, както и дългата изпускателна тръба на двигателя. Последното беше показано на опашната част на фюзелажа.
За самолета е разработено ново крило с голям размах, чиято коренна част заема по -голямата част от страните на фюзелажа. Elevons бяха поставени на задната страна на малка почистване. Крилото получи контейнерни окончания, в които имаше допълнителни резервоари за гориво. Използваната форма на крилото направи възможно получаването на максимално възможна площ с ограничени размери.
Опитен самолет на транспортна количка. Снимка Airwar.ru
Характерна особеност на Convair Tailsitter е големият му кил и вентрален хребет. Благодарение на използването на голямо крило беше възможно да се изоставят стабилизаторите от класическия дизайн. Стабилността и управляемостта в режим на вертикално излитане и стабилността на посоката при хоризонтален полет трябваше да бъдат осигурени преди всичко от вертикалната опашка. Бяха използвани две вертикални равнини със заоблен преден ръб и заоблен връх. На задния ръб на кила и гребена имаше кормила. И двете равнини бяха симетрични спрямо надлъжната ос на машината. В този случай обаче, поради асиметричния дизайн на фюзелажа, изпъкналият над него кил имаше по -малка площ и различна форма на кореновата част.
Поради характерното си положение на паркинга или по време на излитане, самолетът „седнал на опашката“получи оригинален колесник. Близо до върховете-контейнери на крилото и близо до върховете на вертикалната опашка имаше тръбни обвивки, в които имаше фиксирани подпори на шасито. Самолетът Tailsitter получи четириточков колесник с амортисьори и малки колела. Стелажите с колела позволяват на самолета да заеме вертикално положение, както и да маневрира при теглене.
Интериор на кабината. Снимка Airwar.ru
В централната част на фюзелажа, точно под пилотската кабина, имаше турбовитлов двигател Allison YT40-A-6 с мощност 5100 к.с. Подаването на атмосферен въздух към двигателя се осъществява с помощта на две всмукателни устройства, поставени отстрани пред ръба на крилото. На дъното е осигурен въздухозаборник за радиатори. Към дюзовия апарат на двигателя беше прикрепена тръба, която достигна опашката на фюзелажа и отстрани реактивните газове навън. Самолетът е оборудван с две коаксиални трилопастни витла с диаметър 4,88 м, разработени от Къртис-Райт. Остриетата бяха монтирани върху обща втулка със сравнително сложен дизайн. Задвижването на витлото е оборудвано с хидравлична спирачка.
Един пилот, който беше в пилотската кабина, трябваше да контролира машината. Работното му място беше оборудвано с голям арматурно табло с циферблати и няколко панела с разнообразно оборудване. Контролът трябваше да се осъществява с помощта на стандартни „бойни“системи: пръчки за управление на самолети и двигатели, както и два педала. Пилотската кабина получи изхвърляща седалка с необичайни средства за монтиране. За по -голямо удобство при работа в различни режими, столът може да се люлее в широк сектор. В случай на неуспешно кацане, пилотът може да напусне самолета и да се спусне на земята с помощта на 25-футово (7,6 м) въже, фиксирано в пилотската кабина. Фенер с голяма площ предпазва пилота от входящия поток. В състава му имаше фиксирана козирка и основната част, плъзгаща се назад.
Пилот -изпитател Джеймс Ф. Коулман. Снимка от ВМС на САЩ
Експерименталният самолет не се нуждаеше от оръжие, но този въпрос все още се разработваше на етапа на проектиране. При запазване на съществуващите размери и параметри на тегло Convair XFY-1 може да носи до четири 20-мм автоматични оръдия или няколко десетки неуправляеми ракети. Поради липсата на други свободни обеми беше предложено да се монтират в контейнери в краищата на крилото.
Въпреки всички усилия да се намали размерът, обещаващият самолет за опашка се оказа доста голям. Дължината на превозното средство достига 10, 66 м, размахът на крилата е 8, 43 м. Вертикалният размах на опашката е около 7 м. Празният самолет е с маса 5,33 тона, максималното излитане е определено на ниво 7, 37 тона полетен полет е трябвало да надвишава 980 км / ч. Планирано е да се получат високи характеристики на изкачване: за това винтовете трябваше да изпълняват функциите на товароносители.
Пилотът -изпитател Джон Кнебел. Снимка Thetartanterror.blogspot.fr
За транспортиране на самолет със специфично шаси е разработена специална теглена талига. Рамка с четири колела съдържа две люлеещи се греди с хидравлични цилиндри. В свободните краища на гредите, използвайки свои собствени панти и отделни задвижвания, бяха фиксирани по -малки задържащи устройства. При товарене на самолета последните бяха поставени под централната му секция и свързани с нея с брави. Хидравликата направи възможно преместването на машината в хоризонтално положение и с помощта на отделен трактор преместете количката в желаното положение. При подготовката за излитане самолетът беше преместен в изправено положение, след което той се откачи и застана на собствените си колела.
В края на 1953 г. Convair започва изграждането на експериментално оборудване. Беше решено да се построят три еднакви машини, предназначени да решават различни проблеми като част от обширна програма за тестване. Първият планер трябваше да бъде оборудван с витлова група, горивна система и органи за управление. Такъв прототип е предназначен за предварителни проверки на електроцентралата. Третата проба е изпратена за статично тестване. Проверен на земята, качен във въздуха и свободното летене беше последвано от втори опитен Tailsitter.
Подготовка за излитане, работещ двигател. Снимка Airwar.ru
След проверка на работата на двигателя на първия прототип беше получено разрешение за провеждане на последващи тестове с наземно изпитване на оборудване и последващо изкачване във въздуха. Като място за тези проверки беше избрано летище Moffett (Калифорния), а именно едно от неговите пътеки, едно време построено за дирижабли. Под покрива на лодката, висока почти 60 м, имаше кран-греда, която трябваше да се превърне в предпазно устройство. Подготвяйки опитния XFY-1 за полети, специалистите на компанията разработчик демонтираха обтекателя на главината на витлото, под който имаше специална закрепваща конструкция. С помощта на последния самолетът трябва да бъде окачен на куката на кран-греда. Избирайки и освобождавайки въжето, операторът на крана може да предотврати падането на самолета.
На 29 април 1954 г. самолетът трябваше да излети за първи път с помощта на предпазител. Пилотът Джеймс Ф. Коулман отговаряше за експлоатацията на прототипа. Инженер Боб Макгреъри управлява стреловия кран и следи дължината на свободния кабел. След като доведе двигателя до необходимата мощност, пилотът -изпитател успя да повдигне колата от земята, но веднага след това започнаха проблеми. Веднъж във въздуха, самолетът започна да се върти неконтролируемо около надлъжната ос. Благодарение на навременната реакция на краниста машината е спасена от падане. След завършването на първия пробен полет колата седна с известни затруднения.
Колата е на паркинга. Снимка Airwar.ru
Вероятно на този етап, поради особеностите на амортизацията на пружината на шасито, самолетът получи прозвището Pogo (от Pogo -stick - спортен снаряд "Скакалец"). Впоследствие неофициалното име на проекта стана широко известно и сега се използва толкова често, колкото официалното наименование, дадено от клиента.
Самолетът показа способността си да излита и каца вертикално, но неконтролираното въртене в тези режими не позволи да се реализират всички предимства на първоначалната схема. Трябваше да се установят причините за подобни проблеми и да се отстранят. За тази цел външните повърхности на корпуса бяха залепени с „копринени нишки“, чието наблюдение направи възможно идентифицирането на проблеми с аеродинамичен характер. Такива тестове бързо дадоха резултати. Оказа се, че дори съществуващата голяма лодка не е достатъчно голяма за експериментално превозно средство. Въздушният поток от витлата се удря в пода на конструкцията, премества се отстрани, отразява се от стените и се връща обратно. Именно многобройните вихри възпрепятстваха равнината на опашката да поддържа необходимото положение.
Convair XFY-1 Pogo прави вертикално излитане, 30 ноември 1954 г. Снимка от ВМС на САЩ
Тестерите взеха предвид този факт, но все пак бяха принудени да продължат тестването в затворена структура. Прототипът на машината все още се нуждаеше от застраховка, която можеше да се извърши само с кран за лодки. Инсталирането на такова оборудване на открито не беше възможно. При такива трудни условия J. F. Коулман изпълни няколко десетки тестови полета с обща продължителност около 60 часа. Поради нестабилното поведение на машината по време на първите изпитания и последващите полети, изпитателят никога не затваря лампата. Това причини известно неудобство, но Коулман ги смяташе за приемлива цена за възможността за бързо напускане на самолета.
В средата на 1954 г. прототипът е изведен на открито за свободни полети. В първия ден на такива изпитания пилотът -изпитател успя да се изкачи на височина 6 м, а след това да преодолее щанга от 45 м. Управлението на машината не беше много просто, но липсата на стени и покрив оказа положителен ефект върху характеристиките на оборудването. Възползвайки се от това, J. F. Коулман продължи вертикални полети с множество излитания, маневри с хеликоптери и последващо кацане.
Полет с хеликоптер. Снимка от ВМС на САЩ
Скоро опитен "tailsitter" беше прехвърлен в Браун Фийлд (Калифорния), където изпитанията трябваше да продължат под наблюдението на представители на военния департамент. На новото място бяха извършени още 70 вертикални полета, след което беше решено прототипът да бъде тестван в преходни режими и в хоризонтален полет.
На 2 ноември 1954 г. опитният XFY-1 излита вертикално за първи път и след изкачване преминава в хоризонтален полет. След това колата е върната в изправено положение и засадена. Полетът продължи 21 минути, от които 7 бяха подобни на самолет. Началото на такива проверки даде възможност да се определят реалните характеристики на хоризонталния полет. Така беше установено, че дори и с минималната тяга на двигателя, самолетът с опашка развива скорост над 480 км / ч. Самолетът не е оборудван с въздушни спирачки, което затруднява контрола на скоростта. Поради това той многократно неволно изпреварваше резервния самолет, който го придружаваше.
Равен полет. Снимка Airwar.ru
След като потвърди изчислените характеристики, прототипът показа определени недостатъци. На първо място беше установено, че XFY-1 е труден за управление, особено при преходни условия. За безопасно кацане опитен пилот J. F. Коулман трябваше да премести колата в изправено положение на височина около 300 м, след което леко да я спусне на земята. Последните метри от спускането бяха свързани със специални трудности, тъй като многобройни вихри пречеха на кацането, а освен това пилотът от пилотската кабина не можеше да наблюдава правилно ситуацията. За частично решаване на този проблем на един от етапите на изпитване прототипът получи радиовисотомер със светлинни аларми: зелените и оранжевите лампи показват нормално спускане, а червеното показва превишаване на безопасната вертикална скорост.
J. F. Коулман е управлявал само един Pogo до средата на 1955 г. Опитен пилот успя да овладее всички тънкости на управлението на такава машина в трудни режими. В същото време стана ясно, че обикновените пилоти от бойните части едва ли ще могат да се научат как да пилотират такава техника. Нещо повече, подобни задачи бяха извън силите дори на професионални тестери. Така че в средата на май 1955 г. пилотът Джон Кнебел трябваше да се присъедини към изпитанията. При първия си полет без предпазител той не успя да задържи колата на място и едва не я разби. След това всички нови полети бяха възложени само на Coleman.
Изглед отгоре. Снимка Airwar.ru
16 юни 1955 г. J. F. Коулман изпрати опитния Tailsitter в свободен полет за последен път. След това колата е изпратена в хангара, докато изучава резултатите от тестовете, финализира проекта и т.н. През пролетта на следващата година беше решено да се проведат нови изпитания от военноморските сили, за които двама пилоти от морската авиация отидоха да учат. Те обаче така и не успяха да се включат в работата.
По време на тестови полети единственият летателен модел Convair XFY-1 Pogo успя да разработи по-голямата част от ресурса. При следващата проверка в маслото от скоростната кутия бяха открити стружки. Колата се нуждаеше от ремонт и възстановяване преди нови тестове. Клиентът обаче смята, че ремонтът на самолета е ненужен. Първоначалният проект вече не представлява интерес за него, което прави възстановяването на прототипа лесно безсмислено.
"Pogo" в цвят. Снимка Airwar.ru
След проучване на успехите на два пилотни проекта от Lockheed и Convair, Военноморското командване на САЩ е направило изводи за практическите ползи от самолетите с опашка. Тази техника имаше забележими предимства пред самолетите и хеликоптерите, но в същото време не беше лишена от характерни недостатъци. Тестовете на прототипа "Pogo" показаха, че такава машина е много трудна за летене и взискателна на местата за кацане. Контролът на такава техника едва ли би могъл да бъде овладян от обикновен пилот. Освен това кацането на люлеещата се палуба на кораба беше практически невъзможно.
Необичайните проекти представляват технически и научен интерес. Те показаха фундаменталната възможност за създаване на нестандартни самолети с вертикално излитане. В същото време тези развития имат специфично съотношение на положителни и отрицателни характеристики. Серийното производство, експлоатацията и масовото развитие на такова оборудване нямаха смисъл.
Експериментална машина като експонат, август 1957 г. Снимка от Wikimedia Commons
През 1956 г. проектът XFY-1 е затворен поради липсата на реални перспективи. Първият и третият прототипи, предназначени за наземни и статични тестове, бяха демонтирани като ненужни. Единственият летящ Pogo беше известно време във военновъздушната база Норфолк (Калифорния). По -късно е дарен на Националния музей на въздуха и космоса на института Смитсониън. Уникално оборудване се съхранява във филиала на музея в град Суитленд (Мериленд).
Закриването на експерименталния проект Convair XFY-1 доведе до приключване на работата по самолета Tailsitter, извършвана от края на четиридесетте години по заповед на ВМС на САЩ. Два проекта показаха фундаменталната възможност за разработване и изграждане на оборудване с необичаен външен вид, но в същото време демонстрираха прекомерната сложност на работата му. Първоначално беше планирано, че резултатът от два проекта ще бъде появата на изтребител, базиран на превозвач, но по-късно тези разработки станаха експериментални. Два проекта успешно разрешиха подобен проблем.
