آخرین بار ما پروژه های هواپیماهای دیسک شکل ایجاد شده در آلمان نازی را بررسی کردیم. هیچ یک از آنها به وضعیت کم و بیش تصفیه شده ای نرسیدند. موفق ترین طرح ، هواپیمای AS-6 ، موفق به ورود به آزمایش های پرواز شد و حتی سعی کرد پرواز کند. با این وجود ، همه اینها به قیمت چندین تصادف به دست آمد. در نتیجه ، آلمان با سرمایه گذاری زیاد ، هرگز یک هواپیما با شکل گرد غیر استاندارد دریافت نکرد. چند سال قبل از آلمانی ها ، پروژه های مشابهی توسط مهندسان آمریکایی آغاز شد. و به دلایل مختلف ، "دیسک" های ایالات متحده بسیار موفق تر از آلمانی ها بودند ، اگرچه آنها نیز به تولید انبوه نرسیدند.
"پنکیک" نوشته زیمرمن
از بین همه مهندسان آمریکایی ، چارلز زیمرمن اولین موفقیت را در زمینه هواپیماهای دیسک شکل به دست آورد. لازم به ذکر است که ایده ایجاد دور بال در طرح قبلاً وجود داشت. فقط ایده های قبلی در مراحل ایده ها یا طرح اولیه ظاهر هواپیما باقی ماند. در سال 1933 ، زیمرمن در Chance Vought مشغول به کار شد و توانست تحقیقات در مورد بالهای نسبت ابعاد بسیار پایین را آغاز کند. هدف از کار او مطالعه ویژگی های یک بال با نسبت ابعاد تقریباً یکپارچه ، و همچنین اشکال مختلف لبه های پیشرو و عقب بال بود. در طول چندین سال ، زیمرمان تنظیمات مختلف آیرودینامیکی را آزمایش کرد تا اینکه به این نتیجه رسید که ویژگی های سطح یاتاقان ، که دارای شکل گرد در طرح بود ، خوب است.
Vought V-173 "پنکیک پرواز"
مطالعات نشان داده است که بال دیسکی شکل ، با وجود مقاومت نسبتا بالا در هوا ، از بلند شدن بسیار خوبی برخوردار است. علاوه بر این ، در مدل های آزمایشی مشخص شد که تنها با چیدمان صحیح موتورها و ملخ ها می توان ویژگی های آیرودینامیکی هواپیمایی با چنین بال را بهبود بخشید. برای انجام این کار ، دومی باید طوری قرار گیرد که جریان ایجاد شده توسط آنها سطوح بالایی و پایینی بال را بشوید. در سال 1939 ، پروژه زیمرمن به مرحله ای رسید که امکان آزمایش بر روی مدل ها را متوقف کرد و طراحی یک هواپیمای تمام عیار را آغاز کرد.
هواپیمای با شاخص V-173 و نام غیر رسمی Flying Pancake ("پنکیک پرواز") تمام ایده های جدید زیمرمن را در خود جای داده است. واحد اصلی سازه بدنه بال ، شکل نزدیک به یک دایره بود. در این حالت ، مشخصات بال متقارن بود. دو پروانه هواپیما از جلو به جلو منتقل شدند و قطر هر کدام بیش از پنج متر بود. با تشکر از این ، و همچنین سرعت چرخشی ویژه پروانه ها ، بال بال چندین برابر هواپیماهای با بال مستقیم در همان دهانه بود. علاوه بر این ، ملخ ها به گونه ای می چرخند که گرداب های بیرون آمده از تیغه ها در جهت مخالف حرکت گردابهای بیداری در انتهای بال می چرخند. این ویژگی طراحی ، طول م beثر صفحه بلبرینگ را از یک به چهار افزایش داد. در عین حال ، هیچ تغییری در اندازه هواپیما مورد نیاز نیست.
در داخل بدنه بال دو موتور پیستونی A80 کانتیننتال با قدرت هر کدام تنها 80 اسب بخار قرار داده شده بود. هر یک از آنها به پروانه خود متصل شده و از طریق یک شفت اضافی با موتور دیگر هماهنگ شده است. شایان ذکر است که برای اطمینان از جریان م aroundثر در اطراف بال ، یک گیربکس جداگانه باید به مکانیزم همگام سازی وارد شود: یکی از موتورها ملخ خود را در جهت عقربه های ساعت و دیگری در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخاند.با این وجود ، حتی با چنین نیروگاه پیچیده و غیر معمول ، وزن V-173 بیش از 1400 کیلوگرم نبود. در مرکز قسمت جلویی بدنه بال یک کابین خلبان با سایبان قطره ای قرار داده شده بود. برای راحتی خلبان ، قسمت زیرین قسمت بال از شیشه ساخته شده بود. واقعیت این است که وقتی این قسمت از هواپیما با یک بوم یا تخته سه لا مهر و موم شده بود ، خلبان به طور معمول نمی توانست به جلو و پایین نگاه کند ، که می تواند تأثیر بسیار اسفناکی در فرود هواپیما داشته باشد. قرار بود فرود و برخاست به روش سنتی و با استفاده از باند انجام شود. V-173 مجهز به یک دنده فرود ساده با کش و غیر قابل جمع بود. برای یک هواپیمای کاملاً آزمایشی ، این کافی بود. قرار بود کنترل پرواز با استفاده از دو کویل با سکان و دو تثبیت کننده با سکان ، به نام "آسانسور" انجام شود. همانطور که توسط زیمرمن تصور شد ، آنها همزمان نقش هورمون های هواپیما و آسانسور را ایفا کردند. کمی بعد ، چنین هیئت حاکمه ای اصطلاح "Elevon" نامیده می شود.
با شروع مونتاژ نمونه اولیه ، اداره هوانوردی نیروی دریایی ایالات متحده به این پروژه علاقه مند شد. بلافاصله پس از آن ، آنها علاقه خود را تغییر دادند و خواستار توسعه بیشتر V-173 با در نظر گرفتن عملیات احتمالی روی ناوهای هواپیمابر شدند. با این حال ، ظاهر دستگاه آنقدر غیر معمول بود که مقامات نیروی دریایی ابتدا خواستار دمیدن مدل کامل "پنکیک" در تونل باد شدند. کار به جایی رسید که یکی از دریاداران سوالی مانند "آیا این چیز می تواند پرواز کند؟" در 15 سپتامبر 1941 ، آزمایشات در تونل باد به پایان رسید و هیچ کس از مقامات عالی دیگر در مورد پتانسیل هواپیمای جدید شک نکرد. یک روز پس از پایان آزمایشات مدل کامل ، نیروی دریایی به Chance Vought قرارداد توسعه یک جنگنده کامل مبتنی بر حامل را پیشنهاد داد.
در طول پاکسازی ، چندین نقص در طراحی شناسایی شد که به زودی برطرف شد. در تابستان سال 42 ، یک V-173 با تجربه برای آزمایش رفت. در ابتدا ، خلبانان آزمایشی فقط به تاکسی و دویدن محدود می شدند. اولین پرواز هواپیما تنها در 23 نوامبر انجام شد. در همان زمان ، در اولین پروازها "پنکیک پرواز" ویژگی های عالی را نشان داد و صحت طراح آن را کاملاً تأیید کرد. به عنوان مثال ، سرعت برخاست در هنگام برخاستن از 45-50 کیلومتر در ساعت تجاوز نمی کند و دو موتور هر کدام فقط 80 اسب بخار قدرت دارند. سرعت آن را به 240 کیلومتر در ساعت رساند. برای چنین نیروگاه ضعیفی ، این بیش از حد خوب بود. نه بدون تصادف. در آغاز سال 1943 ، هر دو موتور در نمونه اولیه هواپیما در طول پرواز خاموش شدند. خلبان مجبور شد به نزدیکترین ساحل بپرد و فرود اضطراری انجام دهد. به دلیل استحکام ناکافی "روکش" شنی ، هواپیما روی بینی را برگرداند و به پروانه ها آسیب رساند. با این حال ، تعمیر فقط چند روز به طول انجامید.
در زمان بازسازی نمونه اولیه V-173 ، زیمرمن ، با همکاری طراحان Chance Vout به سرپرستی Y. Greenwood ، توسعه نسخه جدیدی از پنکیک پرواز را تکمیل کرده بود. این بار ، این طرح برای استفاده نظامی در نظر گرفته شده بود. فقط ارتش ، بگذارید قبول کنیم ، علاقه زیادی به هواپیمای اصلی نشان ندادند. بله ، عملکرد برخاست و فرود امیدوار کننده به نظر می رسید ، اما نیاز به بازسازی تولید ، معرفی فناوری های جدید و غیره. به وضوح خوش بینی اضافه نکرده است. بنابراین ، طرح هواپیماهای جدید با شاخص XF5U فقط در ژوئیه 1943 به تصویب رسید و قرارداد ساخت دو نمونه اولیه یک سال بعد امضا شد. جنگنده جدید نام مستعار Skimmer - "Skimmer" را دریافت کرد.
طراحی کلی XF5U شبیه V-173 بود. با این حال ، بر خلاف ساختار چوبی هواپیماهای قدیمی ، پیشنهاد شد که هواپیمای جدید از فلز ساخته شود. این ماده ترکیبی از قطعات بالسا بود که با ورق آلومینیوم پوشانده شده بود. متالیت دارای استحکام خوبی بود و بسیار سبک وزن بود. علاوه بر این ، امکان تولید قطعات فلزی با مهر زنی وجود داشت ، که قول داد هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. XF5U بزرگتر از مدل قبلی است ، اما هیچ تاثیری بر بارهای مجاز ندارد. به طور کلی سیستم کنترل یکسان بود ، اما کابین خلبان به طور قابل توجهی تغییر کرد. به لطف یک قاب فلزی جدید و محکم ، کابین خلبان به سمت بالا منتقل شد ، که باعث می شد پنجره در قسمت جلویی بال جدا شود. شش مسلسل Browning M2 12.7 میلیمتری در کناره های کابین خلبان قرار داده شد. در طرف محل کار خلبان دو تاسیسات سه مسلسل وجود داشت. برای اواسط دهه 40 ، چنین سلاح هایی کافی در نظر گرفته شد ، اما در آینده برنامه ریزی شده بود که مسلسل ها را با توپ های 20 میلی متری جایگزین کند. این هواپیما علاوه بر تسلیحات بشکه ای می تواند موشک های بدون هدایت ، بمب و غیره را حمل کند. برای آنها ، شش ستون در قسمت وسط هواپیما وجود داشت.
به طور جداگانه ، ارزش صحبت در مورد نیروگاه جدید XF5U را دارد. یک جنگنده تمام عیار مبتنی بر حامل قرار بود از موتورهای پیستونی Pratt & Whitney R2000-7 با قدرت 1350 اسب بخار استفاده کند. همراه با موتورهای جدید ، "پنکیک" به روز شده ملخ های جدیدی دریافت کرد. برای XF5U ، همیلتون استاندارد یک شکل پروانه تیغه اصلی ایجاد کرده است. در مقایسه با نسخه های قدیمی ، در سرعت های پایین و متوسط کارآمدتر بودند. علاوه بر این ، ملخ های چهار تیغه جدید برای عملکرد نسبتاً دور در دقیقه بهینه شده اند. قدرت کل نیروگاه از دو و نیم هزار اسب بخار فراتر رفت. در ترکیب با ملخ های کارآمد و حداکثر وزن برخاست 7600 کیلوگرم ، این حتی امکان برخاست عمودی را نیز فراهم کرد. فقط برای این امر لازم بود هواپیما را روی رمپ مخصوص نصب کنید.
در اواسط ژوئن 1945 ، اولین نمونه اولیه Shumovka آماده شد. تازگی طراحی و حتی مفهوم آن برای مدت طولانی مانع از شروع آزمایش شد. رهبری نیروی دریایی ایالات متحده هر چند وقت یکبار ممنوعیت جدیدی برای پروازها صادر می کند. به همین دلیل ، اولین تاکسی سواری فقط در پایان سال 46 امکان پذیر بود. به نوبه خود ، اولین پرواز در 12 ژانویه 1947 انجام شد. خوشبختانه مشکلات کمی در حمایت از ارتش وجود داشت. در آغاز سال 47 ، نیروی دریایی نیز بودجه خود را کاهش داد. به همین دلیل ، برنامه آزمایش پرواز باید کوتاه می شد. با این وجود ، با حفظ عملکرد برخاست و فرود ، می توان هواپیما را به بیش از 800 کیلومتر در ساعت شتاب داد. برای سال 1945 ، این یک شاخص بسیار خوب بود ، اما برای 48 مین نبود. در آن زمان ، جنگنده های جت شروع به ورود به سربازان کردند و "Shumovka" به سادگی جایی در نام هواپیماهای دریایی پیدا نکرد. در اوایل سال 1948 ، برنامه منجمد شد و کمی بعد ، هر دو نمونه اولیه از هم جدا شدند.
XF5U-1
از لحاظ نظری ، آیرودینامیک "پنکیک پرواز" و "اسکیمر" امکان انجام مانورهایی را فراهم کرد که سایر هواپیماها به سادگی قادر به انجام آن نبودند. علاوه بر این ، طرح XF5U Skimmer می تواند زندگی خدمه ناوهای هواپیمابر را بسیار آسان کند. با این حال ، تازگی انقلابی طراحی عاملی بود که به کل پروژه پایان داد. از بین تمام هواپیماهای دیسکی زیمرمن تولید شده ، تنها یک نمونه اولیه V-173 ، که در موزه اسمیتسونین نگهداری می شود ، تا به امروز زنده مانده است.
بشقاب پرنده ای که پرواز نکرده است
چندین سال پس از بسته شدن پروژه های زیمرمن ، ایده های طرح بندی غیر استاندارد تنها به شیوه ای علمی بازگشت. به مرحله ساخت نمونه های اولیه نرسید. این امر در سال 1952 هنگامی که کارمند Avro Canada John "Jack" Frost پروژه Avro VZ-9 Avrocar را آغاز کرد ، تغییر کرد. شایان ذکر است که بر خلاف طرح های شرح داده شده قبلی ، ایده فراست کاملاً با آنچه اکثر مردم هنگام گفتن "هواپیمای دیسک شکل" تصور می کنند مطابقت داشت. طراح کانادایی تصمیم گرفت که بال را به شکل دیسک نسازد ، بلکه به ایده اصلی دیگری بچرخد.
Avrocar S / N 58-7055 (با علامت AV-7055)
فراست تصمیم گرفت از نیروی رانش جت که قبلاً برای آن زمان شناخته شده بود در ترکیب با اصطلاحات استفاده کند. اثر کوآنداجوهر این پدیده در این واقعیت نهفته است که یک جریان مایع یا گاز که در کنار هر جسمی حرکت می کند ، به آن نزدیک می شود یا حتی "می چسبد". طبق ایده فراست ، این رفتار هوا قرار بود مانور دستگاه را تسهیل کند. ابتدا مهندسان Avro Canada یک دستگاه کوچک برای نشان دادن ایده های خود ساختند. این مدل با قطر تنها 11 سانتیمتر می تواند تا ارتفاع کمی به هوا برود ، اما هیچ مکانیزم مانور در آن جا نمی گیرد. با این وجود ، وزارت ارتش کانادا به این ایده علاقه مند شد و حدود 400 هزار دلار آمریکا برای ادامه کار اختصاص داد. مدت کوتاهی پس از آن ، پروژه شاخص Y2 را دریافت کرد.
در این مرحله ، Avrocar آینده هدف یک درام جاسوسی شد. از سال 1952 ، سیا تلاش می کند بفهمد آیا برخی از کشورها دارای هواپیماهای جدید هستند یا خیر. در 53 ، پیشاهنگان از وجود پروژه Y2 مطلع شدند و این موضوع را به مافوق خود گزارش کردند. بلافاصله پس از انتقال اسناد به "طبقه بالا" ، آقایان پنتاگون با ارتش کانادا تماس گرفتند و آنها را دعوت کردند تا به طور مشترک ایجاد Y2 را ادامه دهند. کانادا این پیشنهاد را پذیرفت. در میان چیزهای دیگر ، این پیامدهای مالی دلپذیری داشت. سرپرست بخش تحقیقات نیروی هوایی ایالات متحده ، ژنرال دی پوت ، سالانه 2 میلیون دلار کمک مالی جمع آوری کرده است. بسیار جسورانه برای یک پروژه جدید انقلابی. با این حال ، پول اختصاص داده شد و Avro به تحقیقات خود ادامه داد. در اواسط دهه ، پروژه VZ-9 آماده شد ، که در واقع به "آهنگ قو" برنامه Y2 تبدیل شد.
دیسک پانزده متری با شش توربوجت ، که گازها را از طریق نازل های خود بیرون می اندازد و همچنین یک توربین بزرگ را تغذیه می کند ، از لحاظ نظری می تواند به هر ارتفاعی صعود کرده و در هر جهتی پرواز کند. مشتری ، به نمایندگی از ارتش آمریکا و کانادا ، این پروژه را تأیید کرد ، اما ابتدا خواستار آزمایش فناوری جدید بر روی یک وسیله نقلیه کوچک سرنشین دار شد. به همین دلیل ، "صفحه" به قطر حدود شش متر فشرده شد. نیروگاه نیز بر این اساس تغییر کرد: اکنون فقط سه موتور در اطراف توربین مرکزی قرار گرفته است. سیستم کنترل پرواز جالب است. برای صعود یا فرود ، قرار بود رانش همه موتورها به طور همزمان تغییر کند ، که بر سرعت توربین بالابر تأثیر می گذارد. Avrocar برای کج شدن در یک جهت یا جهت دیگر ، دارای سیستم خاصی بود که رانش موتورهای جداگانه را تغییر می داد به طوری که بدنه دستگاه ، به دلیل تفاوت آن ، در جهت مناسب کج می شد. من مجبور بودم خیلی با این سیستم کار کنم: لازم بود پاسخ گاز موتورها ، ثبات کل دستگاه و بسیاری از پارامترهای دیگر را در نظر بگیرم.
چند عکس در حال پرواز
در اواسط سال 1959 ، اولین نمونه اولیه Avrocar آماده شد. زمان آزمایش فرا رسیده است. هفته های اول صرف بررسی تعامل موتورها و سیستم های کنترل آنها شد. این تجارت سختی بود ، اما کانادایی ها و آمریکایی ها آن را انجام دادند. در نوامبر همان سال ، VZ-9 آماده پرواز اول خود بود. در 12 نوامبر ، "بشقاب پرنده" از زمین بلند شد و در ارتفاع کم پرواز کرد. با گذشت زمان ، آنها شروع به افزودن کشش و بردن دستگاه به ارتفاعات کمی بالاتر کردند. در فاصله حدود یک متری از زمین ، Avrocar آزادانه آویزان شد ، مانور داد و می توانست در هر جهتی حرکت کند. اما وقتی نوبت به صعود به ارتفاع حداقل چند متری رسید ، ناگهان یکی از ویژگیهای بسیار ناخوشایند این پروژه نمایان شد. نیروگاه نسبتاً ضعیف نمونه اولیه تنها در ارتفاع یک و نیم متری می تواند ثبات و کنترل قابل قبولی را ارائه دهد. با ظهور بیشتر "Avrocar" فقط باید به اثر Coanda تکیه کرد. اثر صفحه به نوبه خود ناپدید شد و هواپیما ثبات قبلی خود را از دست داد. پس از یک سری پروازهای آزمایشی ، مهندسان Avro Canada مجبور شدند پشت کشوها برگردند. در همین حال ، ارتش کانادا ، از نتایج بدست آمده ناراضی ، به این نتیجه رسیدند که این پروژه بی فایده است و از ادامه دادن پول خودداری کرد.
طی ماه های بعد ، تیمی از طراحان به سرپرستی J. Frost سعی کردند راه حلی برای مشکل کشف شده بیابند و از ثبات مناسب اطمینان حاصل کنند. در این مرحله از کار ، چندین مدل دیگر جمع آوری شد ، که ایده های جدیدی روی آنها کار شد. با این حال ، هیچ یک از مدل ها نتوانستند به ارتفاع قابل تحمل صعود کنند و هنوز هم روی هم نزنند. از جمله دلایل این رفتار وسایل نقلیه عدم وجود پشتیبانی هوایی اضافی (همان اثر زمین) و الزامات طراحی برای ایجاد تعادل دقیق و دقیق و نیاز به همگام سازی عملکرد موتورها بود. همه اینها فقط با کمک تغییر اساسی در طراحی قابل اصلاح است. در پایان سال 1960 ، فراست شروع به طراحی مجدد پروژه مطابق با تجربه ای که جمع آوری کرده بود کرد. از سال 1959 ، پروژه Y2 تنها توسط ایالات متحده تأمین می شود. با گذشت زمان ، مقامات آمریکایی مسئول برنامه شروع به شک و تردید در مصلحت بودن آن کردند. بنابراین ، اندکی پس از آغاز نوسازی اصلی ، بودجه Avrokar متوقف شد. کارکنان پنتاگون سختگیر و لاکونیک بودند. سند پایان کار نشان دهنده بیهودگی پروژه و همچنین عدم وجود هیچ نتیجه رضایت بخشی با هزینه حدود دوازده میلیون دلار است.
با این وجود "بشقاب پرنده" بدون پرواز به موزه هوافضا منتقل شد
هر دو نمونه اولیه Avrocar ، که در موزه های هوانوردی ایالات متحده نگهداری می شوند ، تا زمان ما باقی مانده است. حدود ده سال پیش ، تعدادی از مورخان کانادایی از انتقال یکی از "Avrokars" به دست کانادا حمایت کردند. آنها این امر را با نیاز به تشخیص شایستگی های کشورشان در ایجاد پروژه برانگیختند. در همان زمان ، موضوع تأمین مالی سهام به نوعی کنار گذاشته شد ، اگرچه ایالات متحده بیش از ده برابر بیشتر از همسایه شمالی خود برای برنامه Y2 هزینه کرد. به طور خاص ، و بنابراین ، مکالمات آغازین دهه 2000 فقط مکالمه باقی مانده است و هر دو VZ-9 ساخته شده هنوز در موزه های آمریکا هستند.
