Under utvecklingen av luftfartstekniken föreslogs ofta djärva och ovanliga idéer, vilket innebär att de vanliga planen för flygplan avvisas. I början av femtiotalet ledde försök att skapa teknik med vertikal start och landning till att flygplan av Tailsitter -klassen uppstod. Att testa de ovanliga idéerna bakom detta koncept planerades genom två pilotprojekt från Lockheed och Convair. Den senare presenterade Convair XFY-1 Pogo-flygplanet för testning.
Idén om ett flygplan av typen Tailsitter ("Sitting on the tail") dök upp som ett resultat av en analys av erfarenheten av att använda flygbaserade flygplan och ett antal nya studier. För alla dess fördelar behövde transportbaserade krigare och bombplan ett stort hangarfartyg och kunde per definition inte fungera utan det. I slutet av fyrtiotalet föreslogs en originalidé som gjorde det möjligt att placera en stridsflygplan på nästan alla fartyg eller fartyg. Det föreslogs att utveckla och bygga ett vertikalt startflygplan.
Prototyp Convair XFY-1 under testning. Foto 456fis.org
Som tänkt av upphovsmännen till det nya konceptet, på marken eller på båten för skeppet, skulle den lovande "tailsitter" placeras vertikalt. Detta gjorde att han kunde lyfta utan att springa och sedan byta till horisontell flygning "som ett flygplan". Innan landning var det därför nödvändigt att återgå till vertikal flygning igen. Utan behovet av en stor start- eller flygdäck skulle ett sådant flygplan kunna baseras på en mängd olika fartyg med tillräckligt med ledigt utrymme. Som ett resultat var det av stort intresse för marinstyrkorna.
Programmet för att skapa en lovande strids- "tailsitter" lanserades 1948. I sina första skeden var forskningsorganisationer engagerade i teoretiska beräkningar och experiment, vars resultat snart gjorde det möjligt att börja skapa fullfjädrade projekt. Utvecklingen av ny teknik anförtrotts två ledande flygplanstillverkare - Lockheed och Convair. De hade stor erfarenhet av att skapa flygteknik, inklusive ovanliga system. Tillsammans med sin erfarenhet fick entreprenörsföretagen använda data som samlats in från den senaste forskningen.
Maskindiagram. Figur Airwar.ru
Inledningsvis stod entreprenörerna inför en ganska svår uppgift. De var tvungna att utveckla flygpassare som lämpar sig för praktisk användning inom de väpnade styrkorna. Vidare skulle marinens kommando jämföra de två mottagna proverna och välja det mest framgångsrika. Den här bilen var planerad att sättas i produktion och skickas till trupperna. Ändå blev det snart klart att ett sådant tillvägagångssätt för skapandet av ny militär utrustning inte kunde genomföras. Först var det nödvändigt att testa nya originalidéer under testerna, bedöma deras framtidsutsikter och först därefter ta på sig skapandet av ett fullvärdigt stridsfordon.
I detta avseende fick Lockheed och Convair 1950 ett nytt uppdrag. Nu var de skyldiga att skapa experimentflygplan som kunde användas för att testa Tailsitter -konceptet. Med ett gynnsamt slutförande av detta skede av projektet var det möjligt att påbörja skapandet av stridsflygplan.
Förberedelse för tester i hangaren. Foto 456fis.org
Den 19 april 1951 tecknade den amerikanska flottan kontrakt för konstruktion av prototyper. I enlighet med det ingångna avtalet skulle Convair bygga och lämna in för testning av två prototyper. Därefter beslutade företaget proaktivt att bygga tre maskiner, som skulle ta olika typer av tester. Convair-projektet fick i detta skede den officiella beteckningen XFY-1, utformad i enlighet med namngivningsreglerna för flottans flygutrustning. Den första bokstaven i beteckningen indikerade projektets experimentella karaktär, bokstaven "F" relaterade flygplanet till krigare och bokstaven "Y" betecknade Convair -företaget. Enheten visade följaktligen att detta var det första projektet i sin rad.
Den föreslagna operationen på fartyg av marinstyrkorna och andra krav ledde till bildandet av en ovanlig design av flygplanet. "Tailsitter" Convair XFV-1, i allmänhet, var tänkt att likna befintliga flygplan, men de viktigaste tekniska lösningarna gav det ett ovanligt utseende. Projektet föreslog att man skulle bygga en mittplanet turboprop med en stor svepad vinge, utan horisontell svans. Samtidigt skulle en stor köl och ventral ås användas. För att uppnå den nödvändiga kraften användes två propellrar med stor diameter. Som ett resultat hade bilen ett igenkännligt utseende.
Flyg i koppel. Foto 456fis.org
Det svansfria flygplanet fick en original flygplanskonstruktion. Denna enhet hade en strömlinjeformad form med ett variabelt tvärsnitt. Direkt bakom spinnaren och propellernavet ökade flygkroppen avsevärt i höjd med bibehållen originalbredd. Den övre delen av flygkroppen bildade en uttalad "puckel" som var nödvändig för att rymma pilothytten. Bakom lyktan fanns en gargrot av kort längd, på vilken kölfästena var placerade. En mycket original skrovlayout användes. Nosdelen gavs under motorreduceraren och navet på koaxialskruvarna. Motorn var placerad bakom växellådan ovanför botten. Pilotkabinen låg ovanför den. Kroppens svansfack innehöll en del av bränsletankarna, liksom motorns långa avgasrör. Den senare visades på svansdelen av flygkroppen.
En ny vinge av en stor svepning utvecklades för flygplanet, vars rotdel upptog de flesta sidorna av flygkroppen. Elevons placerades på bakkanten av ett litet svep. Vingen fick containerändar, där det fanns ytterligare bränsletankar. Vingformen som användes gjorde det möjligt att uppnå största möjliga yta med begränsade dimensioner.
Erfarna flygplan på en transportvagn. Foto Airwar.ru
Ett karakteristiskt drag hos Convair Tailsitter är dess stora köl och ventrala ås. Tack vare användningen av en stor vinge var det möjligt att överge stabilisatorerna för den klassiska designen. Stabilitet och kontrollerbarhet i det vertikala startläget och riktningsstabiliteten vid horisontell flygning skulle först och främst säkerställas av den vertikala svansen. Två vertikala plan med en svept framkant och en rundad spets användes. På bakkanten av kölen och krönet fanns roder. Båda planen var symmetriska kring maskinens längdaxel. På grund av den asymmetriska utformningen av flygkroppen hade i detta fall kölen som stack ut ovanför den en mindre yta och en annan form på rotdelen.
På grund av sin karaktäristiska position på parkeringen eller under start fick flygplanet "sittande på svansen" ett original landningsställ. Nära vingens spetsar-behållare och nära spetsarna av den vertikala svansen fanns det rörformade höljen, i vilka det fanns fasta landningsredskap. Tailsitter-flygplanet fick ett fyrpunkts landningsställ med stötdämpare och små hjul. Rack med hjul gör att flygplanet kan inta vertikal position, samt manövrera vid bogsering.
Hyttinteriör. Foto Airwar.ru
I den centrala delen av flygkroppen, direkt under sittbrunnen, fanns en Allison YT40-A-6 turbopropmotor med en effekt på 5100 hk. Tillförseln av atmosfärisk luft till motorn utfördes med hjälp av två insugningsanordningar placerade på sidorna framför vingkanten. Ett luftintag för radiatorer fanns på botten. Ett rör fästes på motorns munstycksapparat, som nådde skrovets svans och tog bort de reaktiva gaserna utanför. Flygplanet var utrustat med två koaxiala trebladiga propellrar med en diameter på 4,88 m, utvecklade av Curtiss-Wright. Bladen monterades på en gemensam bussning av en relativt komplex design. Propelldrivningen var utrustad med en hydraulisk broms.
En pilot som befann sig i sittbrunnen skulle kontrollera maskinen. Hans arbetsplats var utrustad med en stor instrumentpanel med mätare och flera paneler med olika utrustningar. Kontrollen skulle utföras med hjälp av standard "fighter" -system: flygplan och motorstyrpinnar, samt två pedaler. Cockpiten fick ett utkastssäte med ovanliga monteringsmedel. För att underlätta arbetet i olika lägen kan stolen svänga inom en bred sektor. I händelse av en misslyckad landning kunde piloten lämna planet och sjunka till marken med hjälp av ett 25 fot (7,6 m) rep fixerat i cockpiten. En stor lykta skyddade piloten från den inkommande strömmen. I dess sammansättning fanns det ett fast visir och huvuddelen, som glider tillbaka.
Testpilot James F. Coleman. Foto av US Navy
Försöksflygplanet behövde inget vapen, men den här frågan arbetades fortfarande fram i designstadiet. Medan de befintliga dimensionerna och viktparametrarna bibehålls kan Convair XFY-1 bära upp till fyra 20 mm automatiska kanoner eller flera dussin ostyrda missiler. På grund av avsaknaden av andra fria volymer föreslogs att montera dem i behållare vid ändarna av vingen.
Trots alla ansträngningar att minska storleken visade sig det lovande tailsitterflyget vara ganska stort. Fordonets längd nådde 10, 66 m, vingspannet var 8, 43 m. Det vertikala svansspännet var cirka 7 m. Det tomma flygplanet hade en massa på 5,33 ton, maximal start togs fast vid nivån 7, 37 ton nivå flygning skulle överstiga 980 km / h. Det var planerat att få höga klättringsegenskaper: för detta måste skruvarna utföra lastbärarnas funktioner.
Testpilot John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
För transport av ett flygplan med ett specifikt chassi har en speciell bogserad boggi utvecklats. En ram med fyra hjul innehöll två svängande balkar med hydraulcylindrar. Vid balkarnas fria ändar, med egna gångjärn och separata drivenheter, fixerades mindre hållaranordningar. Vid lastning av flygplanet fördes de senare under dess mittdel och kopplades till det med lås. Hydrauliken gjorde det möjligt att överföra maskinen till ett horisontellt läge och, med hjälp av en separat traktor, flytta vagnen till önskat läge. Som förberedelse för start förflyttades flygplanet till upprätt läge, varefter det lossnade och stod på sina egna hjul.
I slutet av 1953 började Convair bygga experimentell utrustning. Det beslutades att bygga tre identiska maskiner utformade för att lösa olika problem som en del av ett omfattande testprogram. Den första segelflygplanet skulle ha varit utrustad med en propellerdriven grupp, ett bränslesystem och kontroller. En sådan prototyp var avsedd för preliminära kontroller av kraftverket. Det tredje provet skickades för statisk testning. Kollade på marken, kopplades i luften och friflygning följdes av en andra erfaren Tailsitter.
Förbereder för start, motorn går. Foto Airwar.ru
Efter att ha kontrollerat motorns funktion på den första prototypen erhölls tillstånd att utföra efterföljande tester med marktestning av utrustning och efterföljande uppstigning i luften. Som en plats för dessa kontroller valdes Moffett flygfält (Kalifornien), nämligen en av dess slirar, som byggdes för luftskepp. Under taket på båthuset, nästan 60 m högt, fanns en kranbalk, som skulle bli en säkerhetsanordning. Förberedde den erfarna XFY-1 för flyg, demonterade utvecklarföretagets specialister kåpan på propellernavet, under vilken det fanns en speciell fästelement. Med hjälp av den senare bör flygplanet hängas på kroken på en kranbalk. Genom att välja och släppa repet kan kranföraren förhindra att flygplanet faller.
Den 29 april 1954 skulle flygplanet för första gången lyfta med belay. Pilot James F. Coleman ansvarade för driften av prototypen. Ingenjör Bob McGreary manövrerade jib -kranen och övervakade längden på den fria kabeln. Efter att ha fått motorn till önskad effekt kunde testpiloten lyfta bilen från marken, men omedelbart efter det började problem. Väl i luften började flygplanet rotera okontrollerat runt längsaxeln. Tack vare kranoperatörens snabba svar räddades maskinen från att falla. Efter att den första testflygningen hade slutförts satte bilen sig med vissa svårigheter.
Bilen står på parkeringen. Foto Airwar.ru
Förmodligen var det i detta skede, på grund av särdragen i chassifjäderns dämpning, att flygplanet fick smeknamnet Pogo (från Pogo -stick - "Grasshopper" sportprojektilen). Därefter blev det inofficiella namnet på projektet allmänt känt och används nu lika ofta som den officiella beteckningen som tilldelats av kunden.
Flygplanet visade sin förmåga att lyfta och landa vertikalt, men okontrollerad rotation i dessa lägen gjorde det inte möjligt att inse alla fördelarna med det ursprungliga systemet. Det var nödvändigt att ta reda på orsakerna till sådana problem och eliminera dem. För detta klistrades flygplanets yttre ytor med "siden trådar", vars observation gjorde det möjligt att identifiera problem av aerodynamisk natur. Sådana tester gav snabbt resultat. Det visade sig att inte ens det befintliga stora båthuset var tillräckligt stort för ett försöksfordon. Luftflödet från propellerna träffade konstruktionens golv, rörde sig åt sidorna, reflekterades från väggarna och återvände tillbaka. Det var de många virvlar som hindrade stjärtplanet från att behålla den position som krävs.
Convair XFY-1 Pogo gör vertikal start, 30 november 1954. Foto av US Navy
Testarna tog hänsyn till detta faktum, men tvingades fortfarande testa i en sluten struktur. Prototypmaskinen behövde fortfarande försäkring, som bara kunde utföras av en sjöbodskran. Installation av sådan utrustning i ett öppet område var inte möjligt. Under så svåra förhållanden, J. F. Coleman genomförde flera dussin testflygningar med en total varaktighet på cirka 60 timmar. På grund av maskinens instabila beteende under de första testerna och efterföljande flygningar stängde testpiloten aldrig lampan. Detta orsakade viss olägenhet, men Coleman ansåg dem vara ett acceptabelt pris för möjligheten att snabbt lämna flygplanet.
I mitten av 1954 togs prototypen till ett öppet område för gratisflyg. Den allra första dagen av sådana test kunde testpiloten klättra upp till 6 m höjd och sedan övervinna baren på 45 m. Kontrollen av maskinen var inte särskilt enkel, men frånvaron av väggar och tak hade en positiv effekt på utrustningens egenskaper. Med fördel av detta, J. F. Coleman fortsatte vertikala flygningar med många start, helikoptermanövrar och efterföljande landning.
Helikopterflygning. Foto av US Navy
Snart överfördes en erfaren "tailsitter" till Brown Field (Kalifornien), där testerna skulle fortsätta under överinseende av representanter för militära avdelningen. På den nya platsen genomfördes ytterligare 70 vertikala flygningar, varefter det beslutades att testa prototypen i övergående lägen och i horisontell flygning.
Den 2 november 1954 lyfte den erfarna XFY-1 vertikalt för första gången och efter klättringen bytte till horisontell flygning. Därefter återfördes bilen till upprätt läge och planterades. Flyget varade 21 minuter, varav 7 flygplansliknande flygningar. Början av sådana kontroller gjorde det möjligt att fastställa de verkliga egenskaperna för horisontell flygning. Så det visade sig att även med det minsta motordrivet utvecklar tailsitter -flygplanet en hastighet på mer än 480 km / h. Flygplanet var inte utrustat med luftbromsar, vilket gjorde det svårt att kontrollera hastigheten. På grund av detta har han upprepade gånger ofrivilligt omkört reservflygplanet som följde med honom.
Nivåflygning. Foto Airwar.ru
Efter att ha bekräftat de beräknade egenskaperna visade prototypen vissa nackdelar. Först och främst visade det sig att XFY-1 är svårt att kontrollera, särskilt under övergående förhållanden. För en säker landning, erfarna piloten J. F. Coleman var tvungen att flytta bilen till upprätt läge på cirka 300 meters höjd och sedan försiktigt sänka den till marken. De sista metrarna i nedstigningen var förknippade med speciella svårigheter, eftersom många virvlar störde landningen, och dessutom kunde piloten från sitt cockpit inte korrekt övervaka situationen. För att delvis lösa detta problem fick prototypen vid ett av teststegen en radiohöjdmätare med ljuslarm: gröna och orange lampor indikerade normal nedstigning och rött indikerade ett överskott av den säkra vertikala hastigheten.
J. F. Coleman flög en enda Pogo fram till mitten av 1955. En erfaren pilot lyckades behärska alla finesser i att styra en sådan maskin i svåra lägen. Samtidigt blev det klart att vanliga piloter från stridsenheter sannolikt inte kommer att kunna lära sig att styra en sådan teknik. Dessutom var sådana uppgifter bortom kraften för även professionella testare. Så i mitten av maj 1955 skulle piloten John Knebel vara med på testerna. På hans första flygning utan fördröjning kunde han inte hålla bilen på plats och kraschade nästan den. Därefter tilldelades alla nya flygningar endast till Coleman.
Ovanifrån. Foto Airwar.ru
16 juni 1955 J. F. Coleman skickade den erfarna Tailsitter till fri flygning för sista gången. Därefter skickades bilen till hangaren medan han studerade testresultaten, avslutade projektet etc. Under våren nästa år beslutades att genomföra nya tester av marinstyrkorna, för vilka två sjöflygpiloter gick för att studera. De kunde dock aldrig gå med i arbetet.
Under testflygningar lyckades den enda flygmodellen Convair XFY-1 Pogo utveckla det mesta av resursen. Vid nästa kontroll hittades flis i oljan från växellådan. Bilen behövde reparation och restaurering innan nya tester. Kunden ansåg dock att översynen av flygplanet var onödig. Det ursprungliga projektet var inte längre av intresse för honom, vilket gjorde att återställa prototypen lätt blev meningslös.
"Pogo" i färg. Foto Airwar.ru
Efter att ha undersökt framgångarna med två pilotprojekt från Lockheed och Convair har det amerikanska sjökommandot dragit slutsatser om de praktiska fördelarna med flygplansflygplan. Denna teknik hade märkbara fördelar jämfört med både flygplan och helikoptrar, men samtidigt saknade den karakteristiska nackdelar. Test av prototypen "Pogo" visade att en sådan maskin är mycket svår att flyga och krävande på landningsplatserna. Kontrollen av en sådan teknik kunde knappast behärskas av en genomsnittlig pilot. Dessutom var det praktiskt taget omöjligt att landa på fartygets gungdäck.
De ovanliga projekten var av tekniskt och vetenskapligt intresse. De visade den grundläggande möjligheten att skapa icke-standardiserade vertikala startflygplan. Samtidigt hade denna utveckling ett specifikt förhållande mellan positiva och negativa egenskaper. Serieproduktion, drift och massutveckling av sådan utrustning gav ingen mening.
Experimentell maskin som utställning, augusti 1957. Foto av Wikimedia Commons
År 1956 stängdes XFY-1-projektet på grund av bristen på verkliga framtidsutsikter. De första och tredje prototyperna, avsedda för mark- och statiska tester, demonterades som onödiga. Den enda flygande Pogo var en tid vid Norfolk Air Force Base (Kalifornien). Det donerades senare till Smithsonian Institutions National Air and Space Museum. En unik utrustning förvaras i grenen av museet i staden Suiteland (Maryland).
Avslutandet av det experimentella Convair XFY-1-projektet ledde till att arbetet med Tailsitter-flygplanet, som utförts sedan slutet av fyrtiotalet, har slutförts på order av den amerikanska flottan. Två projekt visade den grundläggande möjligheten att utveckla och bygga utrustning med ett ovanligt utseende, men demonstrerade samtidigt den alltför komplexa driften. Det var ursprungligen planerat att resultatet av två projekt skulle vara framväxten av en transportörbaserad fighter, men senare blev denna utveckling experimentell. Två projekt löste framgångsrikt ett liknande problem.
