Die Dornier Do.31 ist ein experimentelles VTOL-Jet-Transportflugzeug. Die Maschine wurde in Deutschland von der Firma Dornier hergestellt. Auftraggeber war die Militärabteilung, die ein taktisches Transportflugzeug benötigte.
In den 1960er Jahren konzentrierten sich viele Länder auf die Entwicklung von vertikal startenden und landenden Flugzeugen. Beispielsweise wurde die Hawker P.1127 in Großbritannien entwickelt. Damit demonstrierten die britischen Konstrukteure die Möglichkeit, einen vertikal startenden und landenden Jagdbomber zu entwickeln. Der Erfolg machte es natürlich möglich, dieses System für Transportfahrzeuge in Betracht zu ziehen. Eine dieser Maschinen wurde in Deutschland entwickelt.
Im Jahr 1960 begann die Firma "Dornier" ("Dornier") im Auftrag des Verteidigungsministeriums der Bundesrepublik Deutschland unter strengster Geheimhaltung mit der Entwicklung eines Projekts eines taktischen Militärtransportflugzeugs für die Senkrechtstartlandung Do.31. Die neue Maschine sollte ein kombiniertes Kraftwerk aus Hebe-Halte- und Hebemotoren haben. Die Firma Dornier führte den Entwurf in Zusammenarbeit mit den Firmen Focke-Wulf, Weser und Hamburger Flyugzeugbau aus, die 1963 zum Luftfahrtunternehmen WFV fusionierten. Das Projekt Do.31 ist Teil des BRD-Programms zur Entwicklung von vertikal startenden und landenden Transportflugzeugen, in dem die taktischen und technischen Anforderungen des NATO MBR-4 für das militärische Transportflugzeug VVP überarbeitet und berücksichtigt wurden.
1963 wurde mit Unterstützung des Verteidigungsministeriums Großbritanniens und der Bundesrepublik Deutschland ein Zweijahresvertrag über die Beteiligung der britischen Firma Hawker Siddley an der Konstruktion des Flugzeugs unterzeichnet. Diese Wahl war kein Zufall - das britische Unternehmen hatte zu diesem Zeitpunkt bereits umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von Senkrechtstart- und Landeflugzeugen - "Harrier". Aber 1965, nach Ablauf des Vertrages, wurde er nicht verlängert, da Hawker Siddley mit der Entwicklung eigener Projekte begann. Daher beschloss Dornier, amerikanische Unternehmen in die Planung und den Bau von Do.31 einzubeziehen und sich künftig mit der NASA auf gemeinsame Forschungen zu einigen.
Um die optimale Anordnung eines vertikal startenden Transportflugzeugs zu ermitteln, verglich Dornier verschiedene vertikal startende Fahrzeuge: einen Hubschrauber, ein Flugzeug mit Drehpropellern und ein Flugzeug mit Hub- und Reiseflugstrahltriebwerken. Als erste Aufgabe übernahmen sie den Transport von 3 Tonnen Fracht über eine Distanz von 500 km mit Rückfahrt zur Basis. Als Ergebnis der Forschung wurde festgestellt, dass ein vertikal startendes Flugzeug mit Hub- und Reiseflug-Turbofan-Triebwerken eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Fahrzeugtypen aufweist. Die Firma Dornier lieferte auch Berechnungen zur Auswahl des optimalen Kraftwerkslayouts.
Vor der Konstruktion der Do.31 wurden umfangreiche Modellversuche in Deutschland – in Göttingen und Stuttgart, sowie in den USA – bei der NASA durchgeführt. Die ersten Modelle von Gondeln mit Hubstrahltriebwerken hatten dies nicht, da angenommen wurde, dass das Kraftwerk nur aus zwei Hub- und Reiseflugstrahltriebwerken Bristol Siddley BS.100 (Schub von je 16000 kgf) mit Nachbrenner im Fankreis bestehen würde. 1963 bei der NASA im Forschungszentrum. Langley testete Flugzeugmodelle und einzelne Strukturelemente in Windkanälen. Später wurde das Modell im Freiflug getestet.
Basierend auf den Ergebnissen dieser Studien wurde die endgültige Version des Do.31 VTOL-Flugzeugs mit einem kombinierten Triebwerk aus Hebe- und Hebe-Sustainer-Triebwerken entwickelt. Um die Stabilität und Steuerbarkeit einer Maschine mit kombiniertem Kraftwerk im Schwebeflugmodus zu untersuchen, erstellte Dornier einen experimentellen fliegenden Prüfstand eines kreuzförmigen Fachwerks im Grundriss. Das Kraftwerk des Standes verwendet vier Rolls-Royce RB.108 Turbojet-Triebwerke, die vertikal auf einem Querträger montiert sind. Das innere Triebwerkspaar wurde bewegungslos eingebaut (der Schub betrug jeweils 1000 kg). Das äußere Paar wurde relativ zur Querachse in einem Winkel von +6 Grad unterschiedlich ausgelenkt und sorgte so für eine Richtungssteuerung. Die Schubkraft der Außentriebwerke erzeugte jeweils 730 kg, der Rest diente zur seitlichen Steuerung des Gerüstes. Die Längssteuerung wurde unter Verwendung eines Strahlsystems durchgeführt, und die Quersteuerung wurde durch differenzielle Änderung des Schubs von externen Turbostrahltriebwerken durchgeführt.
Die Abmessungen des Ständers entsprachen denen der Do.31, das Abfluggewicht betrug 2800 kg. Der Gesamtschub der Triebwerke während der Tests betrug 3000 kgf, was einem Schub-Gewichts-Verhältnis von 1, 07 entspricht. Am Stand wurden Ende 1965 247 Flüge durchgeführt. Um das Stabilisierungs- und Kontrollsystem zu untersuchen, wurde ein weiteres Stativ verwendet, das auf einem schwenkbaren Träger montiert war und Winkelverschiebungen um drei Achsen ermöglichte.
Ein Versuchsflugzeug wurde entwickelt, um das Design zu testen, die Systeme zu überprüfen und die Flugzeugsteuerungstechnik zu testen, die als Do.31E bezeichnet wurde. Das Bundesverteidigungsministerium hat drei Fahrzeuge bestellt. Zwei Flugzeuge waren für Flugtests und das dritte für statische Tests vorgesehen.
Das Flugzeug wurde nach dem Eindecker-Schema gebaut, hatte ein kombiniertes Kraftwerk, bestehend aus Auftriebs-Sustainer-Turbojet-Triebwerken und Hub-Turbojet-Triebwerken.
Rumpf - Ganzmetall-Semi-Monocoque-Typ. Der Querschnitt ist rund, mit einem Durchmesser von 3,2 Metern. Im Bug befand sich eine zweisitzige Mannschaftskabine. Hinter dem Fahrerhaus befand sich ein Laderaum mit den Maßen 9200x2750x2200 mm und einem Volumen von 50 m3. Im Cockpit konnten auf Liegesitzen 36 Fallschirmjäger oder 24 Verwundete auf einer Trage untergebracht werden. Das Heck war mit einer Ladeluke mit Laderampe ausgestattet.
Das Triebwerk des Flugzeugs Do.31 ist kombiniert - Lift-Cruise- und Lift-Triebwerke. Der ursprüngliche Plan war, zwei Bristol Pegasus Turbofan-Triebwerke in jedem der beiden internen Gondeln und vier Rolls-Royce RB162 Lift-Triebwerke in einem Paar externer Gondeln zu installieren. Zukünftig wurde das Kraftwerk jedoch verändert.
Unter dem Flügel sind in Gondeln zwei Rolls-Royce (Bristol) Pegasus BS.53 Hub-Kreuz-Turbojet-Triebwerke mit Rotationsdüsen (jeweils 7000 kgf Schub) installiert. Ungeregelte axiale Lufteinlässe. Jeder Motor hat vier drehbare Düsen. Durchmesser 1220 mm, Länge 2510 mm, Trockengewicht 1260 kg.
Acht Hub-Turbojet-Triebwerke Rolls-Royce RB. 162-4 (Schub von je 2000 kgf) wurden an den Flügelenden in zwei Gondeln zu je vier installiert. Die Triebwerke waren mit Düsen mit Deflektoren ausgestattet, die den Gasstrom um 15 Grad nach hinten oder vorne umlenken, und haben gemeinsame Lufteinlässe mit Klappen in den Gondeln. Länge 1315 mm, Durchmesser 660 mm, Gewicht 125 kg.
Auf der ersten experimentellen Do.31 wurden nur Pegasus-Motoren installiert, alle 10 Motoren waren nur auf der zweiten Maschine montiert.
Der Treibstoff war im Flügel in fünf Tanks mit einem Fassungsvermögen von 8000 Litern untergebracht. Der Kraftstoff wurde den Motoren aus dem Zentraltank zugeführt, wo er aus den restlichen Tanks kam.
Der Flügel ist über Kopf, durchgehend, gerade, dreiholmig. An der Wurzel des Flügelprofils NACA 64 (A412) - 412, 5, am Ende des Flügels - NACA64 (A412) - 410. Auf jeder Seite des Flügels zwischen dem Turbojet-Triebwerk und den Turbojet-Triebwerkgondeln befinden sich zweiteilige Klappenquerruder, Ausschlag um +25 Grad. Herkömmliche Klappen befinden sich zwischen den Triebwerksgondeln und dem Rumpf. Die Wölbklappen und Wölbklappen werden hydraulisch betätigt und haben keine Trimmklappen.
Das Leitwerk ist pfeilförmig. Der Umfang des am Kiel befindlichen Stabilisators beträgt 8 m, die Fläche 16,4 m2, der Schwenkwinkel entlang der Vorderkante beträgt 15 Grad. Der Schwenkwinkel des Kiels (Fläche 15,4 m2) beträgt 40 Grad bei 1/4 Sehnen. Der Aufzug ist vierteilig, jede Sektion hat einen separaten hydraulischen Antrieb. Jede der beiden Rudersektionen ist zudem mit einem separaten hydraulischen Antrieb ausgestattet.
Das einziehbare Dreiradfahrwerk hat Doppelräder an jedem Gestell. Die Hauptstützen werden in die Triebwerksgondeln des Auftriebsträgers zurückgezogen. Die Nasenstütze ist selbstorientierend, kontrolliert, zieht sich auch zurück. Das Fahrwerk verwendet ölpneumatische Stoßdämpfer. Alle Stützen haben Niederdruckpneumatik. Spur - Fahrgestell 7, 5 m, Basis - 8, 6 m.
Im Horizontalflug wurden konventionelle aerodynamische Ruder zur Steuerung verwendet. Im Schwebemodus, beim Fliegen mit niedrigen Geschwindigkeiten und in den Übergangsmodi wurde das Jet-Control-System verwendet. Die Längssteuerung erfolgt über Strahldüsen, die sich im hinteren Rumpf befinden. Druckluft wurde aus dem Turbojet-Triebwerk entnommen: Ein Düsenpaar leitete die Luft nach oben, das andere Paar - nach unten. Zur seitlichen Steuerung wurde der Schub der Hubmotoren unterschiedlich verändert, die Spursteuerung - die Düsen des rechten und linken Turbofan-Triebwerks wurden in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt. Die vertikale Verschiebung im Schwebeflugmodus wurde durch eine Änderung des Schubs des Turbojet-Triebwerks erreicht. Die angegebene Flughöhe wurde mit einem selbststabilisierenden System gehalten.
Das Hydrauliksystem umfasste zwei unabhängige Hauptsysteme und ein Notsystem. Arbeitsdruck - 210 kgf / cm2. Das erste Hauptsystem sorgte für den Antrieb des Fahrgestells, der Laderampe, der Klappen, der Gondelluken mit Strahltriebwerken, der Ladelukentüren und eines Teils der Hydraulikzylinder der Steuerung. Das zweite Hauptsystem sorgte nur für den Antrieb der Hydraulikzylinder der Steuerung.
Das elektrische System umfasst 4 Drehstromgeneratoren (Leistung von jeweils 9 kW, 115/200 V, 400 Hz), die an jedem Turbojet-Triebwerk montiert sind, zwei und 2 Umrichter-Gleichrichter DC (Leistung 3 kW, 28 V, 50 A).
Das Cockpit wurde mit Ausrüstungsstandard für militärische Transportflugzeuge mit einem automatisch stabilisierenden System der Firma Bodenseeerke ausgestattet.
Wie bereits erwähnt, wurden drei Do.31 gebaut. Die erste Do.31E-1 hob am 10. Februar 1967 nur mit Pegasus-Triebwerken ab. Das zweite Auto startete am 14. Juli 1967 mit bereits allen 10 Motoren. Am 16. Dezember 1967 vollzog dieses Flugzeug den ersten Übergang vom Senkrechtstart in den Horizontalflug, und der Übergang zur Senkrechtlandung vom Horizontalflug erfolgte fünf Tage später. 1969 stellte die Do.31 während eines Fluges zur Paris Air Show von München aus mehrere neue Rekorde für Flugzeuge mit vertikalem Strahlschub auf. In den Jahren 1969-1970 wurde die dritte Instanz der Do.31E-3, die für statische Tests bestimmt war, in den Vereinigten Staaten evaluiert. 1969 wurde die Do.31 erstmals auf der Paris Air Show vorgestellt und war damit der weltweit erste vertikal startende und landende Transportjet.
Die Do.31 war und ist das einzige jemals gebaute Jet-Transport-VTOL-Flugzeug. Das Testprogramm wurde im April 1970 beendet. Gründe für die Beendigung des Programms waren die im Vergleich zu herkömmlichen Transportflugzeugen relativ geringe Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und Reichweite des Fahrzeugs.
Von den drei gebauten Exemplaren der Dornier Do.31 sind bis heute zwei erhalten - E1 und E3. Der erste befindet sich in der Stadt Friedrichshafen im Dornier Museum, der zweite in Schleißheim bei München in der Ausstellung des Deutschen Museums.
Flugtechnische Eigenschaften:
Länge - 20, 88 m;
Höhe - 8, 53 m;
Spannweite - 18, 06 m;
Flügelfläche - 57, 00 m2;
Leergewicht des Flugzeugs - 22453 kg;
Normales Startgewicht - 27442 kg;
Starttriebwerke - 8 Rolls-Royce RB 162-4D Turbojets mit einem Schub von jeweils 1996 kgf;
Reiseflugmotoren - 2 Turbojet Rolls-Royce (Bristol) Pegasus 5-2 7031 kgf Schub;
Reisegeschwindigkeit - 644 km / h;
Höchstgeschwindigkeit - 730 km / h;
Dienstdecke - 10515 m;
Reichweite - 1800 km;
Kapazität: 24 Verwundete auf Bahren oder 36 Soldaten oder 4990 kg Fracht;
Besatzung - 2 Personen.
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