Prošli put smo pogledali projekte aviona u obliku diska nastalih u nacističkoj Njemačkoj. Nijedan od njih nije dosegao manje -više profinjeno stanje. Najuspješniji dizajn, avion AS-6, uspio je proći letačke testove i čak je pokušao poletjeti. Ipak, sve je to postignuto po cijenu nekoliko nesreća. Kao rezultat toga, Njemačka, uloživši mnogo novca, nikada nije dobila niti jedan avion nestandardnog okruglog oblika. Nekoliko godina prije Nijemaca, slične projekte započeli su američki inženjeri. I iz različitih razloga, "diskovi" iz Sjedinjenih Država pokazali su se mnogo uspješnijima od njemačkih, iako također nisu išli u masovnu proizvodnju.
Zimmermann "Palačinke"
Od svih američkih inženjera, Charles Zimmerman je postigao prvi uspjeh na polju aviona u obliku diska. Treba napomenuti da je ideja da se krilo napravi okruglim u planu postojala i ranije. Samo su prethodne ideje ostale u fazama ideja ili preliminarnih skica izgleda aviona. Godine 1933. Zimmerman se zaposlio u Chance Vought-u i mogao je započeti istraživanje krila ultra-niskog omjera širine i visine slike. Svrha njegovog rada bila je proučavanje svojstava krila s omjerom stranica približno jedinicom, kao i različite oblike prednjih i zadnjih rubova krila. Tijekom nekoliko godina, Zimmermann je testirao različite aerodinamičke konfiguracije sve dok nije došao do zaključka da su karakteristike nosive površine, koja je imala okrugli oblik u planu, dobre.
Vought V-173 "Leteća palačinka"
Studije su pokazale da krilo u obliku diska, unatoč relativno velikom otporu zraka, ima vrlo dobro podizanje. Osim toga, na ispitnim modelima je utvrđeno da je moguće poboljšati aerodinamičke karakteristike aviona s takvim krilom samo pravilnim rasporedom motora i propelera. Da biste to učinili, potonje treba postaviti tako da tok koji stvaraju ispire gornju i donju površinu krila. Do 1939. Zimmermannov projekt je došao do faze u kojoj je bilo moguće prestati eksperimentirati na modelima i započeti projektiranje punopravnog aviona.
Avion sa indeksom V-173 i nezvaničnim imenom Flying Pancake ("Leteća palačinka") inkorporirao je sve nove Zimmermannove ideje. Glavna jedinica konstrukcije bila je trup krila, oblikom bliska krugu. U ovom slučaju profil krila bio je simetričan. Dva propelera aviona prenijeta su ispred krila i svaki je imao promjer veći od pet metara. Zahvaljujući tome, kao i posebno odabranoj brzini rotacije propelera, podizanje krila bilo je nekoliko puta veće od podizanja aviona s ravnim krilom istog raspona. Osim toga, propeleri su se rotirali tako da su se vrtlozi koji silaze s lopatica vrtjeli u smjeru suprotnom od kretanja vrtložnih vrtloga na krajevima krila. Ova dizajnerska značajka povećala je efektivno proširenje ravni ležaja sa jednog na četiri. Istovremeno, nisu bile potrebne promjene veličine aviona.
Unutar trupa krila smještena su dva klipna motora Continental A80 sa po samo 80 konjskih snaga. Svaki od njih bio je povezan s vlastitim propelerom i sinkroniziran s drugim motorom kroz dodatno vratilo. Vrijedi napomenuti da je, kako bi se osigurao učinkovit protok oko krila, u mehanizam za sinkronizaciju morao biti uveden zaseban mjenjač: jedan motor je rotirao svoj propeler u smjeru kazaljke na satu, a drugi u smjeru kazaljke na satu. Ipak, čak i s tako složenom i neobičnom elektranom, V-173 nije težio više od 1400 kg. U središtu prednjeg dijela trupa krila bila je postavljena kokpita sa nadstrešnicom u obliku kapljice. Radi praktičnosti pilota, donja strana prednjeg dijela krila napravljena je od stakla. Činjenica je da kada je ovaj dio aviona bio zapečaćen platnom ili šperpločom, pilot nije mogao normalno gledati prema naprijed i prema dolje, što bi moglo imati izuzetno žalostan učinak na slijetanje aviona. Planirano je da će se slijetanje i polijetanje izvesti na tradicionalan način, uz upotrebu piste. V-173 je bio opremljen jednostavnim stajnim trapom koji se nije uvlačio. Za čisto eksperimentalni avion to se smatralo dovoljnim. Kontrola leta trebala je biti izvedena pomoću dvije kobilice s kormilima i dva stabilizatora s kormilima, nazvana "dizala". Prema zamisli Zimmermanna, oni su istovremeno igrali ulogu elerona i dizala. Nešto kasnije, takvo će se upravljačko tijelo nazvati izraz "Elevon".
Do početka sastavljanja prototipa, Zavod za aeronautiku američke mornarice se zainteresirao za projekt. Ubrzo nakon toga promijenili su interes za veću pažnju i zahtijevali daljnju razvoj V-173 uzimajući u obzir moguće operacije na nosačima aviona. Međutim, izgled mašine bio je toliko neobičan da su pomorske vlasti najprije zatražile da se puni model "Palačinke" raznese u zračnom tunelu. Došlo je do toga da je jedan od admirala postavio pitanje poput "može li ova stvar letjeti?" 15. septembra 1941. eksperimenti u aerotunelu su završeni i niko iz visokih vlasti više nije sumnjao u potencijal novog aviona. Dan nakon završetka testiranja punog modela, mornarica je ponudila Chance Vought ugovor za razvoj punopravnog lovca na bazi nosača.
Tokom čišćenja identifikovano je nekoliko grešaka u dizajnu koje su ubrzo ispravljene. U ljeto 42. godine iskusni V-173 otišao je na testiranje. Isprva su testni piloti bili ograničeni samo na taksiranje i trčanje. Prvi let aviona obavio se tek 23. novembra. U isto vrijeme, već u prvim letovima "Leteća palačinka" pokazala je izvrsne karakteristike i u potpunosti potvrdila ispravnost svog dizajnera. Na primjer, brzina uzlijetanja tokom polijetanja nije prelazila 45-50 km / h, a dva motora po 80 KS svaki. ubrzao do 240 kilometara na sat. Za tako slabu elektranu ovo je bilo više nego dobro. Ne bez nesreća. Početkom 1943. godine, oba motora su bila isključena na prototipu aviona tokom leta. Pilot je morao kliziti do najbliže plaže i hitno sletjeti. Zbog nedovoljne čvrstoće pješčanog "premaza", avion je prevrnuo nos i oštetio propelere. Međutim, popravak je trajao samo nekoliko dana.
Do vremena kada je prototip V-173 obnovljen, Zimmerman je u saradnji sa dizajnerima Chance Vout-a pod vodstvom Y. Greenwooda završio razvoj nove verzije Leteće palačinke. Ovaj put dizajn je bio namijenjen vojnoj upotrebi. Samo vojska, priznajmo, nije pokazala veliko zanimanje za originalne avione. Da, performanse uzlijetanja i slijetanja izgledale su obećavajuće, ali potreba za restrukturiranjem proizvodnje, uvođenjem novih tehnologija itd. očito nije dodalo optimizam. Zbog toga je izgled novog aviona sa indeksom XF5U usvojen tek u julu 1943. godine, a ugovor za izgradnju dva prototipa potpisan je godinu dana kasnije. Novi borac dobio je nadimak Skimmer - "Skimmer".
Opći dizajn XF5U bio je sličan V-173. Međutim, za razliku od drvene konstrukcije starijih zrakoplova, predloženo je da se nova napravi od metala. Ovaj materijal je sastavljen od balsa dijelova prekrivenih aluminijskim limom. Metalit je imao dobre vrijednosti čvrstoće i bio je vrlo lagan. Osim toga, postojala je mogućnost proizvodnje metalnih dijelova žigosanjem, što je obećavalo značajno smanjenje troškova proizvodnje. XF5U je veći od svog prethodnika, što, međutim, nema utjecaja na dopuštena opterećenja. Kontrolni sistem u cjelini ostao je isti, ali je kokpit značajno izmijenjen. Zahvaljujući novom, jakom metalnom okviru, kokpit je pomjeren prema gore, što je također omogućilo uklanjanje prozora sa donje strane prednjeg dijela krila. Šest mitraljeza Browning M2 kalibra 12,7 mm postavljeno je sa strane kokpita. Na bočnim mjestima pilota nalazile su se dvije instalacije sa tri mitraljeza. Sredinom 40-ih godina takvo oružje smatralo se dovoljnim, ali je u budućnosti planirano zamijeniti mitraljeze topovima od 20 mm. Osim cijevnog naoružanja, avioni su mogli nositi nevođene rakete, bombe itd. Za njih je ispod srednjeg dijela aviona bilo šest pilona.
Odvojeno, vrijedi govoriti o novoj elektrani XF5U. Punopravni lovac na bazi nosača trebao je biti pogonjen klipnim motorima Pratt & Whitney R2000-7 snage 1350 KS. Zajedno s novim motorima, ažurirana "Palačinka" dobila je nove propelere. Za XF5U, Hamilton Standard razvio je originalni oblik elise s oštricom. U usporedbi sa starim, bili su učinkovitiji pri malim i srednjim brzinama. Osim toga, novi propeleri s četiri oštrice optimizirani su za relativno niske performanse. Ukupna snaga elektrane premašila je dvije i pol tisuće konjskih snaga. U kombinaciji s efikasnim propelerima i maksimalnom težinom pri polijetanju od 7600 kg, to je čak omogućilo i uzlijetanje okomito. Samo za to bilo je potrebno avion instalirati na posebnu rampu.
Sredinom juna 1945. prvi prototip Shumovke bio je spreman. Novost dizajna, pa čak i samog koncepta, dugo su sprječavali početak testiranja. Rukovodstvo američke mornarice je svako malo izdavalo nove zabrane letova. Zbog toga je prvo taksiranje bilo moguće tek krajem 46. godine. Zauzvrat, prvi let je obavljen 12. januara 1947. godine. Srećom, bilo je malo problema s podrškom vojsci. Do početka 47., mornarica je također smanjila financiranje. Iz tog razloga, program testiranja leta morao se skratiti. Ipak, uz održavanje performansi uzlijetanja i slijetanja, bilo je moguće ubrzati zrakoplov na više od 800 kilometara na sat. Za 1945. ovo je bio vrlo dobar pokazatelj, ali ne i za 48. Do tada su mlazni lovci počeli ulaziti u trupe, a "Shumovka" jednostavno nije našla mjesto u nomenklaturi mornaričkih aviona. Početkom 1948. program je zamrznut, a nešto kasnije oba prototipa su rastavljena.
XF5U-1
Teoretski, aerodinamika "Leteće palačinke" i "Skimmera" omogućila je izvođenje takvih manevara za koje drugi zrakoplovi jednostavno nisu bili sposobni. Osim toga, izgled XF5U Skimmera mogao bi znatno olakšati život posadama nosača aviona. Međutim, revolucionarna novina dizajna bila je faktor koji je stavio tačku na cijeli projekt. Od svih proizvedenih Zimmermann aviona u obliku diska, do danas je preživio samo jedan prototip V-173 koji se čuva u Smithsonian muzeju.
Leteći tanjir koji nije leteo
Nekoliko godina nakon zatvaranja Zimmermannovih projekata, ideje nestandardnih rasporeda vratile su se samo na znanstveni način. Nije se došlo do izgradnje prototipa. To se promijenilo 1952. godine kada je zaposlenik kompanije Avro Canada John "Jack" Frost pokrenuo projekt Avro VZ-9 Avrocar. Vrijedi napomenuti da je, za razliku od prethodno opisanih dizajna, Frostova ideja bila potpuno u skladu s onim što većina ljudi zamišlja kada kaže "zrakoplov u obliku diska". Kanadski dizajner odlučio je da krilo ne napravi u obliku diska, već da zamahne na još jednu originalnu ideju.
Avrocar S / N 58-7055 (sa oznakom AV-7055)
Frost je odlučio koristiti mlazni potisak koji je već bio poznat u to vrijeme u kombinaciji s tzv. Coanda efekat. Suština ovog fenomena leži u činjenici da se tok tekućine ili plina, krećući se uz bilo koji objekt, približava ili čak "lijepi". Prema Frostovoj zamisli, ovakvo ponašanje zraka trebalo je olakšati manevriranje aparatom. Prvo su inženjeri Avro Canada napravili mali aparat za demonstraciju svojih ideja. Model promjera samo 11 centimetara mogao se uzdići u zrak do male visine, ali nikakvi mehanizmi za manevriranje nisu stali u njega. Ipak, kanadsko vojno odjeljenje se zainteresiralo za ideju i izdvojilo oko 400 hiljada američkih dolara za nastavak radova. Ubrzo nakon toga, projekat je dobio indeks Y2.
U ovoj je fazi budući Avrocar postao meta špijunske drame. CIA je od 1952. pokušavala otkriti imaju li neke zemlje nove dizajne aviona. 53. izviđači su saznali za postojanje projekta Y2 i o tome izvijestili svoje nadređene. Ubrzo nakon prenošenja dokumenata "gore" gospoda iz Pentagona su kontaktirala kanadsku vojsku i pozvala ih da zajedno nastave stvaranje Y2. Kanada je prihvatila ponudu. Između ostalog, ovo je imalo ugodne financijske implikacije. Načelnik Odjela za istraživanje američkih zračnih snaga, general -potpukovnik D. Putt, prikupljao je 2 miliona dolara godišnje. Vrlo hrabro za revolucionarni novi projekt. No, novac je dodijeljen i Avro je nastavio istraživanje. Sredinom desetljeća bio je spreman projekt VZ-9 koji je, zapravo, postao "labudova pjesma" programa Y2.
Disk od 15 metara sa šest turbo-mlaznica, koji su izbacivali plinove kroz vlastite mlaznice, a pokretali su i veliku turbinu, teoretski se mogao popeti na bilo koju visinu i letjeti u bilo kojem smjeru. Kupac, kojeg predstavljaju američka i kanadska vojska, odobrio je projekt, ali je zatražio prvo testiranje nove tehnologije na manjem vozilu s posadom. Zbog toga je "ploča" stisnuta do promjera od oko šest metara. U skladu s tim promijenjena je i elektrana: sada su samo tri motora postavljena oko centralne turbine. Zanimljiv je sistem kontrole leta. Za uspon ili spuštanje, trebalo je promijeniti potisak svih motora odjednom, što je utjecalo na brzinu podizanja turbine. Za naginjanje u jednom ili drugom smjeru, Avrocar je imao poseban sustav koji je mijenjao potisak pojedinih motora tako da se tijelo uređaja, zbog svoje razlike, naginjalo u pravom smjeru. Morao sam dosta petljati s ovim sistemom: bilo je potrebno uzeti u obzir odziv gasa motora, stabilnost cijelog aparata i mnoge druge parametre.
Nekoliko fotografija u letu
Sredinom 1959. prvi prototip Avrocara bio je spreman. Došao je trenutak za testiranje. Prve sedmice provedene su u razvijanju interakcije motora i njihovih sistema upravljanja. Bio je to težak posao, ali Kanađani i Amerikanci su to učinili. Do novembra iste godine, VZ-9 je bio spreman za prvi let. 12. novembra "leteći tanjir" je poletio sa zemlje i lebdio na maloj visini. Vremenom su počeli povećavati vuču i odvoditi uređaj na nešto veće visine. Na udaljenosti od oko metar od tla, Avrocar je slobodno visio, manevrirao i mogao se kretati u bilo kojem smjeru. No, kada je došlo do penjanja na visinu od barem nekoliko metara, odjednom se pojavila jedna vrlo neugodna karakteristika projekta. Relativno slaba elektrana prototipa mogla je pružiti zadovoljavajuću stabilnost i upravljivost samo na visini do jednog i pol metra. S daljnjim usponom "Avrocar" se morao oslanjati samo na Coanda efekt. Efekat ekrana je, pak, nestao i avion je izgubio prijašnju stabilnost. Nakon niza probnih letova, inženjeri kompanije Avro Canada morali su se vratiti iza ladica. U međuvremenu, kanadska vojska, nezadovoljna rezultatima, došla je do zaključka da je projekt beskoristan i odbila je dalje davati novac.
Tijekom sljedećih mjeseci, tim dizajnera pod vodstvom J. Frosta pokušao je pronaći rješenje za otkriveni problem i osigurati odgovarajuću stabilnost. U ovoj fazi rada prikupljeno je još nekoliko modela na kojima su razrađene nove ideje. Međutim, nijedan se model nije uspio popeti na podnošljivu visinu i dalje se nije prevrnuo. Među razlozima za ovakvo ponašanje vozila bili su nedostatak dodatne zračne potpore (isti učinak tla), te zahtjevi dizajna za precizno i precizno balansiranje, te potreba za sinhronizacijom rada motora. Sve se to moglo ispraviti samo uz radikalnu promjenu dizajna. Krajem 1960. godine Frost je počeo redizajnirati projekt u skladu s iskustvom koje je stekao. Od 1959. projekat Y2 finansiraju samo Sjedinjene Države. Vremenom su američki zvaničnici odgovorni za program počeli sumnjati u njegovu svrsishodnost. Stoga je ubrzo nakon početka kardinalne modernizacije prestalo financiranje Avrokara. Osoblje Pentagona bilo je grubo i lakonsko. Dokument o prestanku radova ukazivao je na besmislenost projekta, kao i na odsustvo bilo kakvog zadovoljavajućeg rezultata po cijeni od oko dvanaest miliona dolara.
"Tanjir" bez leta je ipak odnesen u muzej vazduhoplovstva
Oba izgrađena prototipa Avrocara, koji se čuvaju u vazduhoplovnim muzejima Sjedinjenih Država, preživjela su do našeg vremena. Prije desetak godina, nekoliko kanadskih historičara zalagalo se za prijenos jednog od "Avrokara" u ruke Kanade. Motivirali su to potrebom da prepoznaju zasluge svoje zemlje u kreiranju projekta. U isto vrijeme, tema financiranja dionica nekako je zaobiđena, iako su Sjedinjene Države potrošile više od deset puta više novca na program Y2 od svog sjevernog susjeda. Konkretno, stoga su razgovori s početka 2000-ih ostali samo razgovori, a oba izgrađena VZ-9 još uvijek se nalaze u američkim muzejima.
