Das letzte Mal haben wir uns die Projekte von scheibenförmigen Flugzeugen angesehen, die in Nazi-Deutschland entwickelt wurden. Keiner von ihnen erreichte einen mehr oder weniger verfeinerten Zustand. Das erfolgreichste Design, das AS-6-Flugzeug, schaffte es, an Flugtests teilzunehmen und unternahm sogar einen Startversuch. All dies wurde jedoch auf Kosten mehrerer Unfälle erreicht. Infolgedessen erhielt Deutschland, das viel Geld investiert hatte, nie ein einziges Flugzeug mit einer nicht standardmäßigen runden Form. Einige Jahre vor den Deutschen wurden ähnliche Projekte von amerikanischen Ingenieuren gestartet. Und aus verschiedenen Gründen erwiesen sich die "Scheiben" aus den USA als viel erfolgreicher als die deutschen, obwohl sie auch nicht in Massenproduktion gingen.
"Pfannkuchen" von Zimmermann
Von allen amerikanischen Ingenieuren gelang Charles Zimmerman der erste Erfolg auf dem Gebiet der scheibenförmigen Flugzeuge. Es sei darauf hingewiesen, dass die Idee, den Flügel im Grundriss rund zu machen, bereits existierte. Nur die bisherigen Ideen blieben bei den Ideen oder Vorskizzen des Erscheinungsbildes des Flugzeugs. 1933 bekam Zimmerman einen Job bei Chance Vought und konnte mit der Erforschung von Flügeln mit extrem niedrigem Seitenverhältnis beginnen. Der Zweck seiner Arbeit bestand darin, die Eigenschaften eines Flügels mit einem Seitenverhältnis von etwa Eins sowie verschiedene Formen der Vorder- und Hinterkante des Flügels zu untersuchen. Zimmermann testete über mehrere Jahre verschiedene aerodynamische Konfigurationen, bis er zu dem Ergebnis kam, dass die Eigenschaften der im Grundriss runden Auflagefläche gut waren.
Vought V-173 "Fliegender Pfannkuchen"
Studien haben gezeigt, dass ein scheibenförmiger Flügel trotz des relativ hohen Luftwiderstands einen sehr guten Auftrieb hat. Zudem zeigte sich an Versuchsmodellen, dass es nur durch die richtige Anordnung von Triebwerken und Propellern möglich war, die aerodynamischen Eigenschaften eines Flugzeugs mit einem solchen Flügel zu verbessern. Dazu sollten letztere so platziert werden, dass die von ihnen erzeugte Strömung die Ober- und Unterseite des Flügels wäscht. 1939 hatte Zimmermanns Projekt das Stadium erreicht, in dem es möglich war, mit Modellexperimenten aufzuhören und mit der Konstruktion eines vollwertigen Flugzeugs zu beginnen.
Das Flugzeug mit dem Index V-173 und dem inoffiziellen Namen Flying Pancake ("Flying Pancake") hat alle neuen Ideen von Zimmermann übernommen. Die Haupteinheit der Struktur war ein Flügelrumpf, der die Form eines Kreises hatte. In diesem Fall war das Flügelprofil symmetrisch. Zwei Propeller des Flugzeugs wurden vor der Tragfläche mitgeführt und hatten jeweils einen Durchmesser von mehr als fünf Metern. Dadurch sowie durch die speziell gewählte Drehzahl der Propeller war der Auftrieb des Flügels um ein Vielfaches höher als bei Flugzeugen mit geradem Flügel gleicher Spannweite. Außerdem drehten sich die Propeller, so dass die Wirbel, die von den Blättern kamen, entgegen der Bewegung der Wirbelschleppen an den Flügelenden wirbelten. Durch dieses Konstruktionsmerkmal wurde die effektive Lagerebenenverlängerung von eins auf vier erhöht. Gleichzeitig waren keine Größenänderungen des Flugzeugs erforderlich.
Im Flügelrumpf wurden zwei Continental A80-Kolbenmotoren mit jeweils nur 80 PS platziert. Jeder von ihnen war mit einem eigenen Propeller verbunden und über eine zusätzliche Welle mit dem anderen Motor synchronisiert. Es ist erwähnenswert, dass für eine effektive Umströmung des Flügels ein separates Getriebe in den Synchronisationsmechanismus eingeführt werden musste: Ein Motor drehte seinen Propeller im Uhrzeigersinn, der andere gegen den Uhrzeigersinn. Trotzdem wog der V-173 selbst mit einem so komplexen und ungewöhnlichen Kraftwerk nicht mehr als 1400 kg. In der Mitte des vorderen Teils des Flügelrumpfes befand sich ein Cockpit mit einer tropfenförmigen Kabinenhaube. Für die Bequemlichkeit des Piloten wurde die Unterseite der Vorderseite des Flügels aus Glas gefertigt. Tatsache ist, dass der Pilot, wenn dieser Teil des Flugzeugs mit einer Plane oder Sperrholz versiegelt wurde, normalerweise nicht nach vorne und unten schauen konnte, was sich auf die Landung des Flugzeugs äußerst beklagenswert auswirken könnte. Landung und Start sollten auf traditionelle Weise über die Start- und Landebahn erfolgen. Die V-173 war mit einem einfachen, nicht einziehbaren Fahrwerk mit Streben ausgestattet. Für ein reines Versuchsflugzeug wurde dies als ausreichend angesehen. Die Flugsteuerung sollte über zwei Kiele mit Rudern und zwei Stabilisatoren mit Rudern, sogenannte „Elevators“, erfolgen. Wie von Zimmermann konzipiert, spielten sie gleichzeitig die Rolle von Quer- und Höhenrudern. Wenig später wird ein solches Leitungsgremium als "Elevon" bezeichnet.
Zu Beginn der Montage des Prototyps interessierte sich das US Navy Bureau of Aeronautics für das Projekt. Bald darauf änderten sie ihr Interesse in Aufmerksamkeit und forderten eine Weiterentwicklung der V-173 unter Berücksichtigung des möglichen Einsatzes auf Flugzeugträgern. Das Aussehen der Maschine war jedoch so ungewöhnlich, dass die Marinebehörden zunächst verlangten, dass das maßstabsgetreue Modell der „Pancake“im Windkanal geblasen wird. Es ging so weit, dass einer der Admirale eine Frage stellte wie "Kann das Ding fliegen?" Am 15. September 1941 waren die Experimente im Windkanal abgeschlossen und niemand von den hohen Behörden zweifelte mehr am Potenzial des neuen Flugzeugs. Am Tag nach dem Ende der Tests des Modells in Originalgröße bot die Navy Chance Vought einen Vertrag zur Entwicklung eines vollwertigen trägergestützten Jägers an.
Während der Spülung wurden mehrere Konstruktionsfehler festgestellt, die bald behoben wurden. Im Sommer 42 ging eine erfahrene V-173 zum Testen. Testpiloten beschränkten sich zunächst nur auf das Rollen und Joggen. Der Erstflug des Flugzeugs fand erst am 23. November statt. Gleichzeitig zeigte "Flying Pancake" bereits bei den ersten Flügen hervorragende Eigenschaften und bestätigte die Richtigkeit seines Designers voll und ganz. Zum Beispiel überschritt die Startgeschwindigkeit beim Start 45-50 km / h nicht und zwei Motoren nur jeweils 80 PS. auf 240 Stundenkilometer beschleunigt. Für ein so schwaches Kraftwerk war das mehr als gut. Nicht ohne Unfälle. Anfang 1943 wurden beim Prototypenflugzeug beide Triebwerke während des Fluges abgeschaltet. Der Pilot musste zum nächsten Strand gleiten und notlanden. Aufgrund der ungenügenden Festigkeit der sandigen „Beschichtung“drehte das Flugzeug die Nase um und beschädigte die Propeller. Die Reparatur dauerte jedoch nur wenige Tage.
Als der Prototyp V-173 umgebaut wurde, hatte Zimmerman in Zusammenarbeit mit den Designern von Chance Vout unter der Leitung von Y. Greenwood die Entwicklung einer neuen Version des Flying Pancake abgeschlossen. Dieses Mal war das Design für den militärischen Einsatz gedacht. Nur das Militär, seien wir ehrlich, zeigte kein großes Interesse an dem Originalflugzeug. Ja, die Start- und Landeleistung sah vielversprechend aus, aber die Notwendigkeit, die Produktion umzustrukturieren, neue Technologien einzuführen usw. hat offensichtlich keinen Optimismus hinzugefügt. Daher wurde das Layout des neuen Flugzeugs mit dem XF5U-Index erst im Juli 1943 angenommen und der Vertrag über den Bau von zwei Prototypen ein Jahr später unterzeichnet. Der neue Kämpfer erhielt den Spitznamen Skimmer - "Skimmer".
Das allgemeine Design des XF5U war dem V-173 ähnlich. Im Gegensatz zur Holzstruktur des älteren Flugzeugs wurde jedoch vorgeschlagen, das neue aus Metall herzustellen. Dieses Material war ein Verbund aus Balsa-Teilen, die mit Aluminiumblech bedeckt waren. Metalite hatte gute Festigkeitswerte und war sehr leicht. Darüber hinaus bestand die Möglichkeit, Metallteile durch Stanzen herzustellen, was eine deutliche Reduzierung der Produktionskosten versprach. Der XF5U ist größer als sein Vorgänger, was jedoch keinen Einfluss auf die zulässigen Belastungen hat. Das gesamte Steuerungssystem blieb gleich, das Cockpit wurde jedoch deutlich verändert. Dank eines neuen, starken Metalite-Rahmens wurde das Cockpit nach oben verlegt, wodurch auch das Fenster an der Unterseite der Flügelvorderseite entfernt werden konnte. Sechs Browning M2 12,7-mm-Maschinengewehre wurden an den Seiten des Cockpits platziert. An den Seiten des Pilotenarbeitsplatzes befanden sich zwei Installationen von drei Maschinengewehren. Für Mitte der 40er Jahre galten solche Waffen als ausreichend, in Zukunft war jedoch geplant, Maschinengewehre durch 20-mm-Kanonen zu ersetzen. Zusätzlich zur Fassbewaffnung konnte das Flugzeug ungelenkte Raketen, Bomben usw. Für sie befanden sich sechs Pylone unter dem Mittelteil des Flugzeugs.
Unabhängig davon lohnt es sich, über das neue Kraftwerk XF5U zu sprechen. Ein vollwertiger trägergestützter Jäger sollte von Pratt & Whitney R2000-7 Kolbenmotoren mit einer Leistung von 1350 PS angetrieben werden. Zusammen mit den neuen Motoren erhielt der aktualisierte "Pancake" neue Propeller. Für den XF5U hat Hamilton Standard eine originelle Propellerform entwickelt. Im Vergleich zu den alten waren sie bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten effizienter. Darüber hinaus wurden die neuen vierblättrigen Propeller für eine relativ niedrige Drehzahl optimiert. Die Gesamtleistung des Kraftwerks überstieg zweieinhalbtausend PS. In Kombination mit effizienten Propellern und einem maximalen Abfluggewicht von 7600 kg war damit sogar ein senkrechter Start möglich. Nur dafür war es notwendig, das Flugzeug auf einer speziellen Rampe zu installieren.
Mitte Juni 1945 war der erste Prototyp der Shumovka fertig. Die Neuheit des Designs und sogar seines Konzepts verhinderte lange Zeit den Beginn der Erprobung. Die Führung der US Navy verhängte immer wieder neue Flugverbote. Aus diesem Grund war das erste Rollen erst am Ende des 46. möglich. Der Erstflug wiederum fand am 12. Januar 1947 statt. Wie es der Zufall wollte, gab es kaum Probleme mit der Unterstützung des Militärs. Zu Beginn des 47. kürzte auch die Marine die Mittel. Aus diesem Grund musste das Flugerprobungsprogramm verkürzt werden. Dennoch gelang es unter Beibehaltung der Start- und Landeleistung, das Flugzeug auf über 800 Stundenkilometer zu beschleunigen. Für 1945 war dies ein sehr guter Indikator, aber nicht für den 48.. Zu dieser Zeit begannen Düsenjäger in die Truppen einzudringen und "Shumovka" fand einfach keinen Platz in der Nomenklatur der Marineflugzeuge. Anfang 1948 wurde das Programm eingefroren und wenig später wurden beide Prototypen zerlegt.
XF5U-1
Theoretisch ermöglichte die Aerodynamik der „Flying Pancake“und „Skimmer“solche Manöver, zu denen andere Flugzeuge schlichtweg nicht in der Lage waren. Darüber hinaus könnte das Layout des XF5U Skimmers den Besatzungen von Flugzeugträgern das Leben erheblich erleichtern. Die revolutionäre Neuheit des Designs war jedoch der Faktor, der das gesamte Projekt beendete. Von allen produzierten scheibenförmigen Zimmermann-Flugzeugen ist bis heute nur ein Prototyp der V-173 erhalten geblieben, der im Smithsonian Museum aufbewahrt wird.
Die fliegende Untertasse, die nicht flog
Nach dem Abschluss von Zimmermanns Projekten kehrten die Ideen von nicht standardisierten Layouts einige Jahre lang nur auf wissenschaftliche Weise zurück. Es kam nicht dazu, Prototypen zu bauen. Dies änderte sich 1952, als Avro Canada-Mitarbeiter John "Jack" Frost das Avro VZ-9 Avrocar-Projekt initiierte. Es ist erwähnenswert, dass Frosts Idee im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Designs vollständig mit dem übereinstimmte, was sich die meisten Leute vorstellen, wenn sie "scheibenförmige Flugzeuge" sagen. Der kanadische Designer entschied sich, den Flügel nicht in Form einer Scheibe zu gestalten, sondern nach einer anderen originellen Idee zu schwingen.
Das Avrocar S / N 58-7055 (gekennzeichnet als AV-7055)
Frost beschloss, den damals schon bekannten Jet-Schub in Kombination mit dem sogenannten zu nutzen. der Coanda-Effekt. Die Essenz dieses Phänomens liegt in der Tatsache, dass ein Flüssigkeits- oder Gasstrom, der sich neben einem Objekt bewegt, dazu neigt, sich ihm zu nähern oder sogar zu "kleben". Nach Frosts Idee sollte dieses Verhalten der Luft das Manövrieren der Apparate erleichtern. Zuerst stellten die Ingenieure von Avro Canada einen kleinen Apparat her, um ihre Ideen zu demonstrieren. Das Modell mit einem Durchmesser von nur 11 Zentimetern konnte bis zu einer geringen Höhe in die Luft steigen, aber jegliche Manövriermechanismen passten nicht hinein. Trotzdem interessierte sich das kanadische Militärministerium für die Idee und stellte etwa 400.000 US-Dollar zur Verfügung, um die Arbeit fortzusetzen. Kurz darauf erhielt das Projekt den Y2-Index.
Zu diesem Zeitpunkt wurde das zukünftige Avrocar zum Ziel eines Spionagedramas. Seit 1952 versucht die CIA herauszufinden, ob einige Länder neue Flugzeugdesigns haben. In der 53. erfuhren die Pfadfinder von der Existenz des Y2-Projekts und meldeten dies ihren Vorgesetzten. Kurz nach der Übergabe der Dokumente an die "oben" kontaktierten die Herren des Pentagons das kanadische Militär und luden sie ein, die Gründung von Y2 gemeinsam fortzusetzen. Kanada nahm das Angebot an. Dies hatte unter anderem angenehme finanzielle Folgen. Der Leiter der Forschungsabteilung der US-Luftwaffe, Generalleutnant D. Putt, hat jährlich 2 Millionen Dollar an Fördermitteln aufgebracht. Sehr mutig für ein revolutionäres neues Projekt. Das Geld wurde jedoch zugewiesen und Avro setzte seine Recherchen fort. Mitte des Jahrzehnts war das VZ-9-Projekt fertig, das tatsächlich zum "Schwanengesang" des Y2-Programms wurde.
Die fünfzehn Meter lange Scheibe mit sechs Turbojets, die Gase durch eigene Düsen ausstieß und zudem eine große Turbine antrieb, könnte theoretisch jede Höhe erreichen und in jede Richtung fliegen. Der Kunde, vertreten durch das amerikanische und kanadische Militär, stimmte dem Projekt zu, verlangte jedoch, die neue Technologie zunächst an einem kleineren bemannten Fahrzeug zu testen. Aus diesem Grund wurde die "Platte" auf einen Durchmesser von etwa sechs Metern gequetscht. Auch das Kraftwerk wurde entsprechend verändert: Nur noch drei Motoren wurden um die zentrale Turbine herum platziert. Interessant ist das Flugsteuerungssystem. Beim Auf- oder Abstieg sollte es den Schub aller Triebwerke auf einmal ändern, was sich auf die Geschwindigkeit der Hubturbine auswirkte. Um in die eine oder andere Richtung zu kippen, verfügte Avrocar über ein spezielles System, das den Schub einzelner Triebwerke so änderte, dass der Körper des Geräts aufgrund seines Unterschieds in die richtige Richtung kippte. An diesem System musste ich viel basteln: Es war notwendig, die Gasannahme der Motoren, die Stabilität des gesamten Apparats und viele andere Parameter zu berücksichtigen.
Ein paar Fotos im Flug
Mitte 1959 war der erste Prototyp des Avrocar fertig. Die Zeit zum Testen ist gekommen. In den ersten Wochen wurde das Zusammenspiel der Triebwerke und ihrer Steuerungen herausgearbeitet. Es war ein hartes Geschäft, aber die Kanadier und Amerikaner haben es geschafft. Im November desselben Jahres war die VZ-9 bereit für ihren Jungfernflug. Am 12. November hob die "fliegende Untertasse" vom Boden ab und schwebte in geringer Höhe. Im Laufe der Zeit begannen sie, die Traktion zu erhöhen und das Gerät in etwas höhere Höhen zu bringen. In einem Abstand von etwa einem Meter über dem Boden hing Avrocar frei, manövrierte und konnte sich in jede Richtung bewegen. Doch als es darum ging, mindestens ein paar Meter Höhe zu klettern, tauchte plötzlich eine sehr unangenehme Eigenschaft des Projekts auf. Das relativ schwache Triebwerk des Prototyps konnte erst in einer Höhe von bis zu anderthalb Metern für eine zufriedenstellende Stabilität und Kontrollierbarkeit sorgen. Mit dem weiteren Aufstieg musste sich "Avrocar" nur noch auf den Coanda-Effekt verlassen. Der Bildschirmeffekt wiederum verschwand und das Flugzeug verlor seine frühere Stabilität. Nach einer Reihe von Testflügen mussten die Ingenieure von Avro Canada hinter die Schubladen zurückkehren. Unterdessen kam das kanadische Militär, das mit den Ergebnissen unzufrieden war, zu dem Schluss, dass das Projekt nutzlos war und weigerte sich, weiterhin Geld zu verteilen.
In den nächsten Monaten versuchte ein Team von Designern unter der Leitung von J. Frost, eine Lösung für das entdeckte Problem zu finden und die richtige Stabilität zu gewährleisten. In dieser Phase der Arbeit wurden mehrere weitere Modelle gesammelt, an denen neue Ideen ausgearbeitet wurden. Keines der Modelle konnte jedoch auf eine erträgliche Höhe klettern und trotzdem nicht umkippen. Zu den Gründen für dieses Verhalten der Fahrzeuge gehörten die fehlende zusätzliche Luftunterstützung (der gleiche Bodeneffekt), die konstruktiven Anforderungen an eine genaue und genaue Auswuchtung und die Notwendigkeit, den Betrieb der Motoren zu synchronisieren. All dies konnte nur mit Hilfe einer radikalen Designänderung korrigiert werden. Ende 1960 begann Frost mit der Neugestaltung des Projekts nach seinen gesammelten Erfahrungen. Seit 1959 wird das Y2-Projekt nur von den USA finanziert. Im Laufe der Zeit begannen die für das Programm verantwortlichen amerikanischen Beamten an seiner Zweckmäßigkeit zu zweifeln. Daher wurde kurz nach Beginn der kardinalen Modernisierung die Finanzierung von Avrokar eingestellt. Die Mitarbeiter des Pentagon waren hart und lakonisch. Das Dokument über die Beendigung der Arbeit wies auf die Sinnlosigkeit des Projekts sowie auf das Fehlen eines zufriedenstellenden Ergebnisses mit Kosten von etwa zwölf Millionen Dollar hin.
Die flugunfähige "Untertasse" wurde trotzdem ins Raumfahrtmuseum gebracht
Beide gebauten Prototypen von Avrocar, die in den Luftfahrtmuseen der Vereinigten Staaten aufbewahrt werden, haben bis heute überlebt. Vor etwa zehn Jahren befürworteten einige kanadische Historiker die Überführung eines der "Avrokars" in die Hände Kanadas. Sie motivierten dies durch die Notwendigkeit, die Vorzüge ihres Landes bei der Schaffung des Projekts anzuerkennen. Gleichzeitig wurde das Thema Aktienfinanzierung irgendwie umgangen, obwohl die USA mehr als zehnmal mehr Geld für das Y2-Programm ausgegeben haben als ihr nördlicher Nachbar. Insbesondere und deshalb sind die Gespräche Anfang der 2000er Jahre nur Gespräche geblieben, und beide gebauten VZ-9 befinden sich noch immer in amerikanischen Museen.
