Eelmisel korral vaatasime natsi-Saksamaal loodud kettakujuliste lennukite projekte. Ükski neist ei jõudnud enam -vähem rafineeritud olekusse. Kõige edukam disain, lennuk AS-6, jõudis lennutestidesse ja tegi isegi katse õhkutõusmiseks. Sellest hoolimata saavutati see kõik mitme õnnetuse hinnaga. Seetõttu ei saanud Saksamaa, olles investeerinud palju raha, kunagi ühtegi mittestandardse ümmarguse kujuga lennukit. Mõni aasta enne sakslasi alustasid sarnaseid projekte Ameerika insenerid. Ja erinevatel põhjustel osutusid Ameerika Ühendriikide "kettad" palju edukamaks kui Saksa omad, kuigi ka need ei läinud masstootmisse.
Zimmermanni "Pannkoogid"
Kõigist Ameerika inseneridest saavutas Charles Zimmerman esimese edu kettakujuliste lennukite valdkonnas. Tuleb märkida, et idee teha tiiva ümmargune plaan oli olemas juba varem. Lennukite välimuse ideede või esialgsete visandite etappidele jäid vaid varasemad ideed. 1933. aastal sai Zimmerman töö Chance Voughtis ja sai alustada uuringuid ülimadala kuvasuhtega tiibade kohta. Tema töö eesmärk oli uurida umbes ühtsuse kuvasuhtega tiiva omadusi, samuti tiiva esi- ja tagaservade erinevaid vorme. Zimmermann katsetas mitme aasta jooksul erinevaid aerodünaamilisi konfiguratsioone, kuni jõudis järeldusele, et ümmarguse kujuga kandepinna omadused on head.
Vought V-173 "Lendav pannkook"
Uuringud on näidanud, et kettakujulisel tiival on vaatamata suhteliselt suurele õhutakistusele väga hea tõstejõud. Lisaks leiti katsemudelitel, et sellise tiivaga õhusõiduki aerodünaamilisi omadusi on võimalik parandada ainult mootorite ja propellerite õige paigutusega. Selleks tuleks viimane asetada nii, et nende tekitatud vool peseks tiiva ülemist ja alumist pinda. 1939. aastaks oli Zimmermanni projekt jõudnud faasi, kus oli võimalik lõpetada mudelite katsetamine ja alustada täieõigusliku lennuki projekteerimist.
Lennuk indeksiga V-173 ja mitteametliku nimega Flying Pancake ("Flying Pancake") on kaasanud kõik Zimmermanni uued ideed. Konstruktsiooni põhiüksus oli tiiva kere, mis oli kujuga ringikujuline. Sel juhul oli tiiva profiil sümmeetriline. Kaks lennuki propellerit viidi tiibast edasi ja nende läbimõõt oli üle viie meetri. Tänu sellele ja ka spetsiaalselt valitud propellerite pöörlemiskiirusele oli tiiva tõstmine mitu korda suurem kui sama ulatusega sirge tiivaga lennukitel. Lisaks pöörlesid propellerid nii, et labadelt maha tulevad keerised keerlesid tiiva otstes äratuskeeriste liikumisele vastupidises suunas. See disainifunktsioon suurendas laagrite tasapinna efektiivset pikendamist ühelt neljale. Samal ajal ei olnud vaja muuta õhusõiduki suurust.
Tiiva kere sisse paigutati kaks Continental A80 kolbmootorit, igaüks ainult 80 hobujõudu. Igaüks neist oli ühendatud oma propelleriga ja sünkroonitud teise mootoriga täiendava võlli kaudu. Väärib märkimist, et tõhusa voolu tagamiseks tiiva ümber tuli sünkroniseerimismehhanismi sisse viia eraldi käigukast: üks mootor pööras propellerit päripäeva ja teine vastupäeva. Sellegipoolest kaalus V-173 isegi sellise keeruka ja ebatavalise elektrijaama puhul mitte rohkem kui 1400 kg. Tiiva kere esiosa keskele paigutati tilgakujulise varikatusega kokpit. Lenduri mugavuse huvides oli tiiva esiosa alumine pool klaasist. Fakt on see, et kui see lennuki osa suleti lõuendi või vineeriga, ei saanud piloot tavaliselt ette ja alla vaadata, mis võib lennuki maandumisele äärmiselt kahetsusväärselt mõjuda. Maandumine ja õhkutõus oli kavas läbi viia traditsioonilisel viisil, kasutades maandumisrada. V-173 oli varustatud lihtsa tugipostidega, mitte sissetõmmatava telikuga. Puhtalt katselennuki puhul peeti seda piisavaks. Lennujuhtimine pidi toimuma kahe roolidega kiilu ja kahe roolidega stabilisaatori abil, mida nimetatakse "liftideks". Nagu Zimmermanni ette kujutas, mängisid nad samaaegselt nii eleroonide kui ka liftide rolli. Veidi hiljem nimetatakse sellist juhtorganit terminiks "Elevon".
Prototüübi kokkupaneku alguseks hakkas projekti vastu huvi tundma USA mereväe lennundusbüroo. Varsti pärast seda muutsid nad oma huvid suureks tähelepanuks ja nõudsid V-173 edasist arendamist, võttes arvesse võimalikku toimimist lennukikandjatel. Masina välimus oli aga nii ebatavaline, et mereväe võimud nõudsid esmalt "Pannkoogi" täismõõdus mudeli puhumist tuuletunnelis. Asi jõudis niikaugele, et üks admiral esitas sellise küsimuse nagu "kas see asi võib lennata?" 15. septembril 1941 lõpetati tuuletunnelis tehtud katsed ja keegi kõrgemast võimust ei kahelnud enam uue lennuki potentsiaalis. Päev pärast täismõõdus mudeli testide lõppu pakkus merevägi Chance Voughtile lepingut täisväärtusliku kandjapõhise hävitaja väljatöötamiseks.
Puhastamise käigus tuvastati mitmeid disainivigu, mis peagi kõrvaldati. 42. aasta suvel läks kogenud V-173 katsetama. Esialgu piirdusid katsepiloodid ainult takso ja sörkjooksuga. Lennuki esimene lend toimus alles 23. novembril. Samal ajal näitas "Lendav pannkook" juba esimestel lendudel suurepäraseid omadusi ja kinnitas täielikult oma disaineri õigsust. Näiteks ei ületanud stardikiirus õhkutõusmise ajal 45–50 km / h ja kaks mootorit kumbki ainult 80 hj. kiirendas seda 240 kilomeetrini tunnis. Nii nõrga elektrijaama jaoks oli see enam kui hea. Mitte ilma õnnetusteta. 1943. aasta alguses lülitati mõlemad mootorid lennuki prototüübil välja. Piloot pidi liuglema lähimasse randa ja tegema hädamaandumise. Liivase "katte" ebapiisava tugevuse tõttu pööras lennuk ümber nina ja kahjustas propellereid. Remont võttis aga vaid paar päeva.
Selleks ajaks, kui prototüüp V-173 ümber ehitati, oli Zimmerman koostöös Chance Vout disaineritega Y. Greenwoodi juhtimisel lõpetanud Lendava pannkoogi uue versiooni väljatöötamise. Seekord oli disain mõeldud sõjaliseks kasutamiseks. Ainult sõjavägi, olgem ausad, ei näidanud originaallennuki vastu erilist huvi. Jah, õhkutõusmine ja maandumine tundus paljulubav, kuid vajadus tootmist ümber korraldada, uusi tehnoloogiaid kasutusele võtta jne. see muidugi optimismi ei lisanud. Seetõttu võeti XF5U indeksiga uue lennuki paigutus vastu alles 1943. aasta juulis ning leping kahe prototüübi ehitamiseks allkirjastati aasta hiljem. Uus võitleja sai hüüdnime Skimmer - "Skimmer".
XF5U üldine disain oli sarnane V-173-ga. Kuid erinevalt vanemate lennukite puitkonstruktsioonist tehti ettepanek teha uus metallist. See materjal koosnes alumiiniumplekiga kaetud balsaosadest. Metaliidil olid head tugevusväärtused ja see oli väga kerge. Lisaks oli võimalus metallosade valmistamiseks tembeldamise teel, mis lubas oluliselt vähendada tootmiskulusid. XF5U on eelkäijast suurem, mis aga ei mõjuta lubatud koormusi. Juhtimissüsteem tervikuna jäi samaks, kuid kokpiti muudeti oluliselt. Tänu uuele tugevale metallitraamile viidi kokpiti ülespoole, mis võimaldas eemaldada ka akna tiiva esiosa alumisel küljel. Kokpiti külgedele paigutati kuus Browning M2 12,7 mm kuulipildujat. Piloodi töökoha külgedel oli kaks kolmest kuulipildujast koosnevat installatsiooni. 40ndate aastate keskpaigaks peeti selliseid relvi piisavaks, kuid tulevikus plaaniti kuulipildujad asendada 20 mm kahuritega. Lisaks tünni relvastusele võiks lennuk kanda juhitavaid rakette, pomme jne. Nende jaoks oli lennuki keskosa all kuus pülooni.
Eraldi tasub rääkida uuest elektrijaamast XF5U. Täisväärtuslik kandjapõhine hävitaja pidi olema varustatud Pratt & Whitney R2000-7 kolbmootoritega võimsusega 1350 hj. Koos uute mootoritega sai uuendatud "Pannkook" uued tiivikud. XF5U jaoks on Hamilton Standard välja töötanud originaal teraga propelleri kuju. Võrreldes vanadega olid need madalamal ja keskmisel kiirusel tõhusamad. Lisaks on uued nelja labaga propellerid optimeeritud suhteliselt madala pöörete arvu saavutamiseks. Elektrijaama koguvõimsus ületas kaks ja pool tuhat hobujõudu. Koos tõhusate sõukruvide ja maksimaalse stardimassiga 7600 kg võimaldas see isegi vertikaalselt startida. Ainult selleks oli vaja lennuk paigaldada spetsiaalsele kaldteele.
Juuni keskel 1945 valmis esimene Shumovka prototüüp. Disaini ja isegi selle kontseptsiooni uudsus takistas pikka aega katsetamise alustamist. USA mereväe juhtkond andis aeg -ajalt uued lennukeelud. Seetõttu sai esimest korda taksot teha alles 46. lõpus. Esimene lend toimus omakorda 12. jaanuaril 1947. aastal. Õnneks oli sõjaväe toetamisega probleeme vähe. 47. alguseks kärpis ka merevägi rahastamist. Sel põhjusel tuli lennutesti programmi lühendada. Sellest hoolimata õnnestus õhkutõusmis- ja maandumisvõimet säilitades lennuki kiirendada enam kui 800 kilomeetrini tunnis. 1945. aasta kohta oli see väga hea näitaja, kuid mitte 48. kohta. Selleks ajaks hakkasid reaktiivlennukid vägedesse sisenema ja "Shumovka" lihtsalt ei leidnud kohta merelennukite nomenklatuuris. 1948. aasta alguses oli programm külmutatud ja veidi hiljem võeti mõlemad prototüübid lahti.
XF5U-1
Teoreetiliselt võimaldas "Lendava pannkoogi" ja "Skimmeri" aerodünaamika teha selliseid manöövreid, milleks teised lennukid lihtsalt polnud võimelised. Lisaks võib XF5U Skimmeri paigutus lennukikandjate meeskondade elu palju lihtsamaks muuta. Kuid disaini revolutsiooniline uudsus oli tegur, mis lõpetas kogu projekti. Kõigist toodetud Zimmermanni kettakujulistest lennukitest on tänaseni säilinud vaid üks prototüüp V-173, mida hoitakse Smithsoniani muuseumis.
Lendav taldrik, mis ei lennanud
Mitu aastat pärast Zimmermanni projektide sulgemist tulid mittestandardsete paigutuste ideed tagasi ainult teaduslikul viisil. See ei jõudnud prototüüpide ehitamiseni. See muutus 1952. aastal, kui Avro Kanada töötaja John "Jack" Frost algatas projekti Avro VZ-9 Avrocar. Väärib märkimist, et erinevalt eelnevalt kirjeldatud disainilahendustest oli Frosti idee täielikult kooskõlas sellega, mida enamik inimesi ette kujutab, kui nad ütlevad "kettakujulised lennukid". Kanada disainer otsustas tiiba mitte teha ketta kujul, vaid kiikuda teise originaalse idee peale.
Avrocar S / N 58-7055 (märgistusega AV-7055)
Frost otsustas kasutada selleks ajaks juba tuttavat reaktiivtõukejõudu koos nn. Coanda efekt. Selle nähtuse olemus seisneb selles, et vedeliku- või gaasivoog, mis liigub mis tahes objekti kõrval, kipub sellele lähenema või isegi "kinni" jääma. Frosti idee kohaselt pidi selline õhu käitumine hõlbustama aparaadi manööverdamist. Esiteks valmistasid Avro Kanada insenerid oma ideede demonstreerimiseks väikese aparaadi. Vaid 11 -sentimeetrise läbimõõduga mudel võis õhku tõusta väikesele kõrgusele, kuid igasugused manööverdamismehhanismid sinna ei mahtunud. Sellest hoolimata hakkas Kanada sõjaväeosakond ideest huvi tundma ja eraldas töö jätkamiseks umbes 400 tuhat USA dollarit. Varsti pärast seda sai projekt Y2 indeksi.
Selles etapis sai tulevane Avrocar spioonidraama sihtmärgiks. Alates 1952. aastast on CIA püüdnud välja selgitada, kas mõnel riigil on uued lennukid. 53. aastal said skaudid teada Y2 projekti olemasolust ja teatasid sellest oma ülemustele. Varsti pärast dokumentide üleandmist "ülakorrusele" võtsid härrad Pentagonist ühendust Kanada sõjaväega ja kutsusid neid ühiselt Y2 loomist jätkama. Kanada võttis pakkumise vastu. Muu hulgas oli sellel meeldiv rahaline mõju. USA õhujõudude uurimisosakonna ülem kindralleitnant D. Putt on kogunud aastas 2 miljoni dollari suuruse rahastuse. Väga julge revolutsioonilise uue projekti jaoks. Raha siiski eraldati ja Avro jätkas uurimistööd. Kümnendi keskpaigaks oli valmis VZ-9 projekt, millest sai tegelikult Y2 programmi "luigelaul".
Viieteistmeetrine kuue turboreaktiiviga ketas, mis väljutas gaase oma düüside kaudu ja töötas ka suure turbiiniga, võis teoreetiliselt ronida mis tahes kõrgusele ja lennata igas suunas. Klient, keda esindas Ameerika ja Kanada sõjavägi, kiitis projekti heaks, kuid nõudis esmalt uue tehnoloogia katsetamist väiksema mehitatud sõidukiga. Selle tõttu pigistati "plaat" umbes kuue meetri läbimõõduga. Vastavalt muudeti ka elektrijaama: nüüd paigutati keskturbiini ümber vaid kolm mootorit. Lennujuhtimissüsteem on huvitav. Tõusuks või laskumiseks pidi see muutma kõigi mootorite tõukejõudu korraga, mis mõjutas tõsteturbiini kiirust. Ühes või teises suunas kallutamiseks oli Avrocaril spetsiaalne süsteem, mis muutis üksikute mootorite tõukejõudu nii, et seadme kere selle erinevuse tõttu kaldus õiges suunas. Pidin selle süsteemiga palju nokitsema: oli vaja arvestada mootorite gaasipedaali reageerimisega, kogu aparatuuri stabiilsusega ja paljude muude parameetritega.
Lennul paar pilti
1959. aasta keskel valmis esimene Avrocari prototüüp. Katsetamise aeg on kätte jõudnud. Esimesed nädalad kulusid mootorite ja nende juhtimissüsteemide koostoime väljatöötamisele. See oli karm äri, kuid kanadalased ja ameeriklased tegid seda. Sama aasta novembriks oli VZ-9 oma esimeseks lennuks valmis. 12. novembril tõusis "lendav taldrik" maast lahti ja hõljus madalal kõrgusel. Aja jooksul hakkasid nad veojõudu lisama ja seadet pisut kõrgemale viima. Umbes meetri kaugusel maapinnast rippus Avrocar vabalt, manööverdas ja võis liikuda igas suunas. Aga kui tuli ronida vähemalt mõne meetri kõrgusele, siis tuli järsku välja üks väga ebameeldiv projekti omadus. Prototüübi suhteliselt nõrk elektrijaam suudaks rahuldava stabiilsuse ja juhitavuse tagada ainult kuni pooleteise meetri kõrgusel. "Avrocari" edasise tõusuga tuli loota ainult Coanda efektile. Ekraaniefekt kadus omakorda ja lennuk kaotas oma endise stabiilsuse. Pärast mitmeid katselende pidid Avro Kanada insenerid sahtlite taha tagasi tulema. Vahepeal jõudis Kanada sõjavägi tulemustega rahulolematult järeldusele, et projekt on kasutu ja keeldus raha välja andmast.
Järgmiste kuude jooksul püüdis J. Frosti juhitud disainerite meeskond avastatud probleemile lahendust leida ja tagada korralik stabiilsus. Selles tööetapis koguti veel mitu mudelit, mille põhjal töötati välja uued ideed. Kuid ükski mudel ei suutnud talutavale kõrgusele ronida ja ikka ümber ei veerenud. Sõidukite sellise käitumise põhjuste hulka kuulusid täiendava õhutoe puudumine (sama maapinna efekt) ning täpse ja täpse tasakaalustamise projekteerimisnõuded ning vajadus mootorite tööd sünkroniseerida. Kõike seda sai parandada ainult radikaalse disainimuudatuse abil. 1960. aasta lõpus alustas Frost projekti vastavalt oma kogutud kogemustele ümber. Alates 1959. aastast on Y2 projekti rahastanud ainult Ameerika Ühendriigid. Aja jooksul hakkasid programmi eest vastutavad Ameerika ametnikud selle otstarbekuses kahtlema. Seetõttu lakkas Avrokar rahastamine varsti pärast kardinaalse moderniseerimise algust. Pentagoni töötajad olid karmid ja lakoonilised. Töö lõpetamise dokument viitas projekti mõttetusele ja rahuldava tulemuse puudumisele, mille maksumus oli umbes kaksteist miljonit dollarit.
Lennuvaba "taldrik" viidi sellegipoolest lennundusmuuseumisse
Mõlemad ehitatud Avrocari prototüübid, mida hoitakse Ameerika Ühendriikide lennundusmuuseumides, on säilinud meie ajani. Umbes kümme aastat tagasi pooldas hulk Kanada ajaloolasi ühe "avrokaari" üleandmist Kanada kätte. Neid ajendas vajadus tunnustada oma riigi eeliseid projekti loomisel. Samal ajal läks aktsiate rahastamise teema kuidagi mööda, kuigi USA kulutas Y2 programmile rohkem kui kümme korda rohkem raha kui põhjanaaber. Eelkõige ja seetõttu on 2000. aastate alguse vestlused jäänud vaid vestlusteks ning mõlemad ehitatud VZ-9 on endiselt Ameerika muuseumides.
