Im Zuge der Entwicklung der Luftfahrttechnologie wurden oft kühne und ungewöhnliche Ideen vorgeschlagen, die die Ablehnung der üblichen Flugzeugschemata implizierten. In den frühen fünfziger Jahren führten Versuche, eine Technologie mit senkrechtem Start und Landung zu schaffen, zur Entstehung von Flugzeugen der Tailsitter-Klasse. Das Testen der ungewöhnlichen Ideen hinter diesem Konzept war durch zwei Pilotprojekte von Lockheed und Convair geplant. Letzterer stellte das Flugzeug Convair XFY-1 Pogo zum Testen vor.
Die Idee eines Flugzeugs vom Typ Tailsitter ("Sitting on the tail") entstand als Ergebnis einer Analyse der Erfahrungen mit dem Einsatz von trägergestützten Flugzeugen und einer Reihe neuer Studien. Trotz all seiner Vorteile brauchten trägergestützte Jäger und Bomber ein großes Flugzeugträgerschiff und konnten per Definition nicht ohne es arbeiten. Bereits in den späten vierziger Jahren wurde eine originelle Idee vorgeschlagen, die es ermöglichte, einen Jäger auf fast jedem Schiff oder Schiff zu platzieren. Es wurde vorgeschlagen, ein vertikal startendes Kampfflugzeug zu entwickeln und zu bauen.
Prototyp Convair XFY-1 während des Tests. Foto 456fis.org
Wie von den Autoren des neuen Konzepts konzipiert, sollte der vielversprechende „Tailsitter“am Boden oder auf dem Deck des Trägerschiffs vertikal platziert werden. Dies ermöglichte ihm, ohne Lauf zu starten und dann "wie ein Flugzeug" in den Horizontalflug zu wechseln. Vor der Landung musste dementsprechend wieder in den Vertikalflug zurückgekehrt werden. Ohne die Notwendigkeit einer großen Start- und Landebahn oder eines Flugdecks könnte ein solches Flugzeug auf einer Vielzahl von Schiffen mit ausreichend freiem Raum basieren. Infolgedessen war es für die Seestreitkräfte von großem Interesse.
Das Programm zur Schaffung eines vielversprechenden Kampf-"Tailsitters" wurde 1948 ins Leben gerufen. In den ersten Phasen beschäftigten sich Forschungsorganisationen mit theoretischen Berechnungen und Experimenten, deren Ergebnisse bald die Entwicklung vollwertiger Projekte ermöglichten. Die Entwicklung neuer Technologien wurde zwei führenden Flugzeugherstellern anvertraut – Lockheed und Convair. Sie verfügten über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von Luftfahrttechnik, einschließlich ungewöhnlicher Schemata. Zusammen mit ihrer Erfahrung mussten die Auftragnehmerfirmen die Daten aus der jüngsten Forschung verwenden.
Maschinendiagramm. Abbildung Airwar.ru
Anfangs standen die Auftragnehmer vor einer ziemlich schwierigen Aufgabe. Sie mussten Tail-Sitter-Flugzeuge entwickeln, die für den praktischen Einsatz in der Armee geeignet sind. Außerdem würde das Kommando der Marine die beiden erhaltenen Proben vergleichen und die erfolgreichste auswählen. Dieses Auto sollte in Produktion gehen und an die Truppen geschickt werden. Es wurde jedoch bald klar, dass ein solcher Ansatz zur Schaffung neuer militärischer Ausrüstung nicht in die Praxis umgesetzt werden konnte. Zunächst galt es, in Tests neue originelle Ideen zu testen, ihre Perspektiven einzuschätzen und erst danach die Entwicklung eines vollwertigen Kampffahrzeugs in Angriff zu nehmen.
In dieser Hinsicht erhielten Lockheed und Convair 1950 einen neuen Auftrag. Nun galt es, Versuchsflugzeuge zu entwickeln, mit denen das Tailsitter-Konzept getestet werden konnte. Mit einem günstigen Abschluss dieser Projektphase war es möglich, die Entwicklung von Kampfflugzeugen zu übernehmen.
Vorbereitung für Tests im Hangar. Foto 456fis.org
Am 19. April 1951 unterzeichnete die US Navy Verträge über den Bau von Prototypen. Gemäß der getroffenen Vereinbarung sollte Convair zwei Prototypen bauen und zum Testen einreichen. In der Folge entschloss sich das Unternehmen proaktiv, drei Maschinen zu bauen, die verschiedene Arten von Tests absolvieren sollten. Das Convair-Projekt erhielt in dieser Phase die offizielle Bezeichnung XFY-1, die gemäß den Benennungsregeln für die Luftfahrtausrüstung der Flotte gebildet wurde. Der erste Buchstabe der Bezeichnung wies auf den experimentellen Charakter des Projekts hin, der Buchstabe "F" bezog sich auf das Flugzeug und der Buchstabe "Y" bezeichnete die Firma Convair. Dementsprechend zeigte die Einheit, dass dies das erste Projekt ihrer Linie war.
Der vorgeschlagene Einsatz auf Schiffen der Seestreitkräfte und andere Anforderungen führten zu einem ungewöhnlichen Design des Flugzeugs. "Tailsitter" Convair XFV-1 sollte im Allgemeinen bestehenden Flugzeugen ähneln, aber die wichtigsten technischen Lösungen gaben ihm ein ungewöhnliches Aussehen. Das Projekt schlug den Bau eines Mittelflugzeug-Turboprops mit einem großen gepfeilten Flügel ohne Höhenleitwerk vor. Gleichzeitig sollten ein großer Kiel und ein Bauchgrat verwendet werden. Um den erforderlichen Schub zu erhalten, wurden zwei Propeller mit großem Durchmesser verwendet. Als Ergebnis hatte das Auto ein erkennbares Aussehen.
Flug an der Leine. Foto 456fis.org
Das schwanzlose Flugzeug erhielt ein ursprüngliches Rumpfdesign. Diese Einheit hatte eine stromlinienförmige Form mit einer variablen Querschnittsfläche. Unmittelbar hinter dem Spinner und der Propellernabe vergrößerte sich der Rumpf deutlich in der Höhe unter Beibehaltung der ursprünglichen Breite. Der obere Teil des Rumpfes bildete einen ausgeprägten "Höcker", der notwendig war, um die Pilotenkabine unterzubringen. Hinter der Laterne befand sich ein Gargrot von kurzer Länge, an dem sich die Kielhalterungen befanden. Es wurde ein sehr originelles Rumpflayout verwendet. Das Nasenteil wurde unter dem Motoruntersetzungsgetriebe und der Nabe der Koaxialschrauben gegeben. Der Motor befand sich hinter dem Getriebe über dem Boden. Darüber befand sich die Pilotenkabine. Die Heckfächer des Rumpfes beherbergten einen Teil der Kraftstofftanks sowie das lange Auspuffrohr des Motors. Letzteres wurde am Heck des Rumpfes angezeigt.
Für das Flugzeug wurde ein neuer Flügel mit großem Schwung entwickelt, dessen Wurzelteil die meisten Seiten des Rumpfes einnahm. Elevons wurden an der Hinterkante eines kleinen Sweeps platziert. Der Flügel erhielt Containerenden, in denen sich zusätzliche Treibstofftanks befanden. Die verwendete Flügelform ermöglichte es, bei begrenzten Abmessungen die maximal mögliche Fläche zu erhalten.
Erfahrene Flugzeuge auf einem Transportwagen. Foto Airwar.ru
Ein charakteristisches Merkmal des Convair Tailsitter ist sein großer Kiel und Bauchgrat. Dank der Verwendung eines großen Flügels konnte auf die Stabilisatoren des klassischen Designs verzichtet werden. Stabilität und Kontrollierbarkeit im Senkrechtstart und Richtungsstabilität im Horizontalflug sollten vor allem durch das Seitenleitwerk gewährleistet werden. Es wurden zwei vertikale Flugzeuge mit einer geschwungenen Vorderkante und einer abgerundeten Spitze verwendet. An der Hinterkante von Kiel und Kamm befanden sich Ruder. Beide Ebenen waren symmetrisch zur Längsachse der Maschine. In diesem Fall hatte jedoch aufgrund der asymmetrischen Gestaltung des Rumpfes der darüber vorstehende Kiel eine kleinere Fläche und eine andere Form des Wurzelteils.
Aufgrund seiner charakteristischen Position auf dem Parkplatz oder beim Start erhielt das Flugzeug „auf dem Heck sitzend“ein originales Fahrwerk. In der Nähe der Flügelspitzen-Container des Flügels und in der Nähe der Seitenleitwerksspitzen befanden sich Rohrgehäuse, in denen sich Fahrwerksstreben befanden. Das Tailsitter-Flugzeug erhielt ein Vierpunktfahrwerk mit Stoßdämpfern und kleinen Rädern. Racks mit Lenkrollen ermöglichten es dem Flugzeug, eine vertikale Position einzunehmen und beim Abschleppen zu manövrieren.
Kabineninnenraum. Foto Airwar.ru
Im mittleren Teil des Rumpfes, direkt unter dem Cockpit, befand sich ein Allison YT40-A-6 Turboprop-Triebwerk mit einer Leistung von 5100 PS. Die Versorgung des Triebwerks mit atmosphärischer Luft erfolgte über zwei seitlich vor der Flügelkante angebrachte Ansaugvorrichtungen. An der Unterseite wurde ein Lufteinlass für Kühler vorgesehen. Am Düsenapparat des Triebwerks war ein Rohr angebracht, das bis zum Rumpfheck reichte und die reaktiven Gase nach außen abführte. Das Flugzeug war mit zwei koaxialen Dreiblattpropellern mit einem Durchmesser von 4,88 m ausgestattet, die von Curtiss-Wright entwickelt wurden. Die Schaufeln wurden auf einer gemeinsamen Buchse von relativ komplexer Konstruktion montiert. Der Propellerantrieb war mit einer hydraulischen Bremse ausgestattet.
Ein Pilot, der sich im Cockpit befand, sollte die Maschine steuern. Sein Arbeitsplatz war mit einer großen Instrumententafel mit Messuhren und mehreren Tafeln mit unterschiedlicher Ausstattung ausgestattet. Die Steuerung sollte mit Standard-"Jäger"-Systemen erfolgen: Flugzeug- und Triebwerkssteuerknüppel sowie zwei Pedale. Das Cockpit erhielt einen Schleudersitz mit ungewöhnlichen Befestigungsmitteln. Für mehr Komfort beim Arbeiten in verschiedenen Modi könnte der Stuhl in einem weiten Sektor schwingen. Im Falle einer erfolglosen Landung konnte der Pilot das Flugzeug verlassen und mit einem im Cockpit befestigten 25-Fuß-Seil (7,6 m) auf den Boden sinken. Eine großflächige Laterne schützte den Piloten vor dem einströmenden Strom. In seiner Zusammensetzung gab es ein festes Visier und den Hauptteil, der nach hinten rutschte.
Testpilot James F. Coleman. Foto von US Navy
Das Versuchsflugzeug brauchte keine Waffe, aber dieses Problem wurde noch in der Konstruktionsphase ausgearbeitet. Unter Beibehaltung der bestehenden Abmessungen und Gewichtsparameter konnte die Convair XFY-1 bis zu vier 20-mm-Maschinenkanonen oder mehrere Dutzend ungelenkte Raketen tragen. Mangels anderer freier Volumina wurde vorgeschlagen, diese in Containern an den Flügelenden zu montieren.
Trotz aller Bemühungen, die Größe zu reduzieren, entpuppte sich das vielversprechende Tailsitter-Flugzeug als ziemlich groß. Die Länge des Fahrzeugs erreichte 10, 66 m, die Spannweite betrug 8, 43 m. Die vertikale Leitwerksspanne betrug etwa 7 m. Das leere Flugzeug hatte eine Masse von 5,33 Tonnen, der maximale Start wurde auf 7. festgelegt, 37 Tonnen Horizontalflug sollte 980 km / h überschreiten. Geplant war ein hohes Steigverhalten: Dafür mussten die Schrauben die Funktion von Lastenträgern übernehmen.
Testpilot John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
Für den Transport eines Flugzeugs mit einem bestimmten Chassis wurde ein spezielles Zugdrehgestell entwickelt. Ein Rahmen mit vier Rädern beherbergte zwei Schwingbalken mit Hydraulikzylindern. An den freien Enden der Balken wurden mit eigenen Scharnieren und separaten Antrieben kleinere Haltevorrichtungen befestigt. Beim Beladen des Flugzeugs wurden diese unter dessen Mittelteil gebracht und mit diesem mit Schleusen verbunden. Die Hydraulik ermöglichte es, die Maschine in eine horizontale Position zu bringen und den Wagen mit einem separaten Traktor in die gewünschte Position zu bringen. In Vorbereitung auf den Start wurde das Flugzeug in eine aufrechte Position gebracht, danach abgekoppelt und auf eigenen Rädern stand.
Ende 1953 begann Convair mit dem Bau von Versuchsanlagen. Es wurde beschlossen, im Rahmen eines umfangreichen Testprogramms drei identische Maschinen zu bauen, die verschiedene Probleme lösen sollten. Das erste Segelflugzeug sollte mit einer Propellergruppe, einem Kraftstoffsystem und einer Steuerung ausgestattet sein. Ein solcher Prototyp war für Vorabkontrollen des Kraftwerks gedacht. Die dritte Probe wurde zur statischen Prüfung geschickt. Am Boden abgecheckt, in die Luft angeleint und das Freifliegen wurde von einem zweiten erfahrenen Tailsitter verfolgt.
Startvorbereitung, Motor läuft. Foto Airwar.ru
Nach der Überprüfung der Funktion des Motors am ersten Prototyp wurde die Erlaubnis eingeholt, nachfolgende Tests mit Bodentests der Ausrüstung und anschließendem Aufstieg in die Luft durchzuführen. Als Standort für diese Kontrollen wurde der Flugplatz Moffett (Kalifornien) gewählt, nämlich eine seiner einst für Luftschiffe gebauten Hellingen. Unter dem fast 60 m hohen Dach des Bootshauses befand sich ein Kranbalken, der zur Sicherung werden sollte. Um den erfahrenen XFY-1 für Flüge vorzubereiten, bauten die Spezialisten des Entwicklerunternehmens die Verkleidung der Propellernabe ab, unter der sich eine spezielle Befestigungsstruktur befand. Mit letzterem soll das Flugzeug an den Haken eines Kranträgers gehängt werden. Durch Auswahl und Loslassen des Seils könnte der Kranführer das Abstürzen des Flugzeugs verhindern.
Am 29. April 1954 sollte das Flugzeug erstmals mit Standsicherung abheben. Pilot James F. Coleman war für den Betrieb des Prototyps verantwortlich. Ingenieur Bob McGreary bediente den Auslegerkran und überwachte die Länge des freien Kabels. Nachdem der Motor die erforderliche Leistung gebracht hatte, konnte der Testpilot das Auto vom Boden abheben, aber unmittelbar danach begannen Probleme. Einmal in der Luft, begann sich das Flugzeug unkontrolliert um die Längsachse zu drehen. Dank der rechtzeitigen Reaktion des Kranführers konnte die Maschine vor dem Absturz bewahrt werden. Nach Beendigung des ersten Testfluges setzte sich das Auto mit einiger Mühe auf.
Das Auto steht auf dem Parkplatz. Foto Airwar.ru
Wahrscheinlich erhielt das Flugzeug zu diesem Zeitpunkt aufgrund der Besonderheiten der Federdämpfung des Fahrwerks den Spitznamen Pogo (von Pogo-Stick - das Sportprojektil "Grasshopper"). In der Folge wurde der inoffizielle Name des Projekts weithin bekannt und wird heute genauso oft verwendet wie die vom Kunden vergebene offizielle Bezeichnung.
Das Flugzeug zeigte seine Fähigkeit, vertikal zu starten und zu landen, aber die unkontrollierte Rotation in diesen Modi erlaubte nicht, alle Vorteile des ursprünglichen Schemas zu nutzen. Es galt, die Ursachen solcher Probleme herauszufinden und zu beseitigen. Dazu wurden die Außenflächen der Flugzeugzelle mit „Seidenfäden“überklebt, deren Beobachtung es ermöglichte, aerodynamische Probleme zu erkennen. Solche Tests lieferten schnell Ergebnisse. Es stellte sich heraus, dass selbst das vorhandene große Bootshaus für ein Versuchsfahrzeug nicht groß genug war. Der Luftstrom der Propeller traf auf den Boden der Struktur, bewegte sich zu den Seiten, wurde von den Wänden reflektiert und kehrte zurück. Es waren die zahlreichen Wirbel, die das Tailsitter-Flugzeug daran hinderten, die erforderliche Position zu halten.
Convair XFY-1 Pogo macht Senkrechtstart, 30. November 1954. Foto von US Navy
Die Tester haben diesem Umstand Rechnung getragen, waren aber dennoch gezwungen, in einer geschlossenen Struktur weiter zu testen. Die Prototypenmaschine brauchte noch eine Versicherung, die nur von einem Bootshauskran durchgeführt werden konnte. Die Installation solcher Geräte im Freien war nicht möglich. Unter solch schwierigen Bedingungen hat J. F. Coleman absolvierte mehrere Dutzend Testflüge mit einer Gesamtdauer von etwa 60 Stunden. Aufgrund des instabilen Verhaltens der Maschine während der ersten Tests und nachfolgenden Flüge hat der Testpilot die Lampe nie geschlossen. Dies verursachte einige Unannehmlichkeiten, aber Coleman hielt sie für einen akzeptablen Preis für die Möglichkeit, das Flugzeug schnell zu verlassen.
Mitte 1954 wurde der Prototyp für Freiflüge auf ein offenes Gelände gebracht. Am ersten Tag solcher Tests konnte der Testpilot auf eine Höhe von 6 m klettern und dann die Stange von 45 m überwinden Die Steuerung der Maschine war nicht sehr einfach, aber das Fehlen von Wänden und einem Dach hat sich positiv auf die Eigenschaften der Geräte ausgewirkt. Dies nutzte J. F. Coleman setzte die Vertikalflüge mit zahlreichen Starts, Helikoptermanövern und anschließenden Landungen fort.
Hubschrauberflug. Foto von US Navy
Bald wurde ein erfahrener „Tailsitter“nach Brown Field (Kalifornien) versetzt, wo die Tests unter Aufsicht von Vertretern der Militärabteilung fortgesetzt werden sollten. Am neuen Standort wurden 70 weitere Vertikalflüge durchgeführt, wonach beschlossen wurde, den Prototypen im Transientenmodus und im Horizontalflug zu testen.
Am 2. November 1954 hob die erfahrene XFY-1 erstmals senkrecht ab und wechselte nach dem Steigflug in den Horizontalflug. Danach wurde das Auto wieder in eine aufrechte Position gebracht und gepflanzt. Der Flug dauerte 21 Minuten, davon 7 flugzeugähnliche Flüge. Der Beginn solcher Kontrollen ermöglichte es, die tatsächlichen Eigenschaften des Horizontalflugs zu bestimmen. So wurde festgestellt, dass das Tailsitter-Flugzeug selbst bei minimalem Triebwerksschub eine Geschwindigkeit von mehr als 480 km / h entwickelt. Das Flugzeug war nicht mit Luftbremsen ausgestattet, was die Geschwindigkeitsregelung erschwerte. Aus diesem Grund überholte er immer wieder unfreiwillig das ihn begleitende Ersatzflugzeug.
Ebener Flug. Foto Airwar.ru
Nachdem die berechneten Eigenschaften bestätigt wurden, wies der Prototyp einige Nachteile auf. Zunächst wurde festgestellt, dass der XFY-1 insbesondere unter Übergangsbedingungen schwer zu kontrollieren ist. Für eine sichere Landung sorgt der erfahrene Pilot J. F. Coleman musste das Auto in einer Höhe von etwa 300 m in eine aufrechte Position bringen und dann sanft auf den Boden absenken. Die letzten Meter des Abstiegs waren mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, da zahlreiche Wirbel die Landung störten und zudem der Pilot aus seinem Cockpit die Lage nicht richtig überwachen konnte. Um dieses Problem teilweise zu lösen, erhielt der Prototyp in einer der Testphasen einen Funkhöhenmesser mit Lichtalarmen: Grüne und orangefarbene Lampen zeigten einen normalen Abstieg an, und rote zeigten eine Überschreitung der sicheren vertikalen Geschwindigkeit an.
J. F. Coleman flog bis Mitte 1955 einen einzigen Pogo. Ein erfahrener Pilot hat es geschafft, alle Feinheiten der Steuerung einer solchen Maschine in schwierigen Modi zu beherrschen. Gleichzeitig wurde klar, dass normale Piloten von Kampfeinheiten wahrscheinlich nicht in der Lage sein werden, eine solche Technik zu steuern. Darüber hinaus überstiegen solche Aufgaben selbst professionelle Tester. So sollte Mitte Mai 1955 Pilot John Knebel an den Tests teilnehmen. Bei seinem ersten Flug ohne Sicherung konnte er das Auto nicht in Position halten und stürzte fast. Danach wurden alle neuen Flüge nur Coleman zugewiesen.
Ansicht von hinten. Foto Airwar.ru
16. Juni 1955 J. F. Coleman schickte den erfahrenen Tailsitter zum letzten Mal in den freien Flug. Danach wurde das Auto zum Hangar geschickt, um die Testergebnisse zu studieren, das Projekt abzuschließen usw. Im Frühjahr nächsten Jahres wurde beschlossen, neue Tests der Seestreitkräfte durchzuführen, für die zwei Marineflieger studierten. Sie konnten jedoch nie an der Arbeit teilnehmen.
Während Testflügen gelang es dem einzigen Flugmodell Convair XFY-1 Pogo, den größten Teil der Ressource zu entwickeln. Bei der nächsten Kontrolle wurden Späne im Öl des Getriebes festgestellt. Das Auto musste vor neuen Tests repariert und restauriert werden. Der Kunde hielt die Überholung des Flugzeugs jedoch für unnötig. Das ursprüngliche Projekt interessierte ihn nicht mehr, was eine Restaurierung des Prototyps ohne weiteres sinnlos machte.
"Pogo" in Farbe. Foto Airwar.ru
Nach Prüfung der Erfolge zweier Pilotprojekte von Lockheed und Convair hat das US-Marinekommando Rückschlüsse auf den praktischen Nutzen von hecksitzenden Flugzeugen gezogen. Diese Technik hatte sowohl gegenüber Flugzeugen als auch Hubschraubern spürbare Vorteile, war aber gleichzeitig nicht frei von charakteristischen Nachteilen. Tests des Prototyps "Pogo" zeigten, dass eine solche Maschine auf den Landeplätzen sehr schwer zu fliegen und anspruchsvoll ist. Die Beherrschung einer solchen Technik könnte von einem durchschnittlichen Piloten kaum beherrscht werden. Außerdem war eine Landung auf dem Schaukeldeck des Schiffes praktisch unmöglich.
Die ungewöhnlichen Projekte waren von technischem und wissenschaftlichem Interesse. Sie zeigten die grundsätzliche Möglichkeit, nicht standardmäßige Senkrechtstarter zu schaffen. Gleichzeitig wiesen diese Entwicklungen ein spezifisches Verhältnis von positiven und negativen Merkmalen auf. Serienproduktion, Betrieb und Massenentwicklung solcher Geräte machten keinen Sinn.
Experimentelle Maschine als Exponat, August 1957. Foto: Wikimedia Commons
1956 wurde das XFY-1-Projekt mangels realer Perspektiven geschlossen. Der erste und dritte Prototyp, der für Boden- und statische Tests gedacht war, wurden als unnötig demontiert. Der einzige fliegende Pogo war einige Zeit auf der Norfolk Air Force Base (Kalifornien). Es wurde später dem National Air and Space Museum der Smithsonian Institution gespendet. Ein einzigartiges Gerät wird in der Filiale des Museums in der Stadt Suiteland (Maryland) aufbewahrt.
Der Abschluss des experimentellen Convair XFY-1-Projekts führte zum Abschluss der Arbeiten am Tailsitter-Flugzeug, die seit Ende der vierziger Jahre im Auftrag der United States Navy durchgeführt wurden. Zwei Projekte zeigten die grundsätzliche Möglichkeit, Geräte mit ungewöhnlichem Aussehen zu entwickeln und zu bauen, demonstrierten aber gleichzeitig die übermäßige Komplexität ihrer Bedienung. Ursprünglich war geplant, dass das Ergebnis zweier Projekte die Entstehung eines trägergestützten Jägers sein würde, aber später wurden diese Entwicklungen experimentell. Zwei Projekte haben ein ähnliches Problem erfolgreich gelöst.
