V priebehu vývoja leteckej technológie boli často navrhnuté odvážne a neobvyklé nápady, ktoré znamenali odmietnutie obvyklých schém lietadiel. Začiatkom päťdesiatych rokov pokusy o vytvorenie technológie s vertikálnym štartom a pristátím viedli k vzniku lietadiel triedy Tailsitter. Testovanie neobvyklých myšlienok tohto konceptu bolo naplánované prostredníctvom dvoch pilotných projektov od spoločností Lockheed a Convair. Ten predstavil na testovanie lietadlo Convair XFY-1 Pogo.
Myšlienka lietadla typu Tailsitter („sediaci na chvoste“) sa objavila ako výsledok analýzy skúseností s používaním lietadiel na báze nosiča a množstva nových štúdií. Napriek všetkým svojim výhodám potrebovali stíhačky a bombardéry na palube veľkú loď lietadlovej lode a podľa definície bez nej nemohli fungovať. Koncom štyridsiatych rokov bol navrhnutý originálny nápad, ktorý umožnil umiestniť bojovníka na takmer akúkoľvek loď alebo plavidlo. Bolo navrhnuté vyvinúť a postaviť vertikálne vzletové bojové lietadlo.
Prototyp Convair XFY-1 počas testovania. Foto 456fis.org
Ako autori nového konceptu vymysleli, na zemi alebo na palube nosnej lode mal byť sľubný „zadák“umiestnený zvisle. To mu umožnilo vzlietnuť bez behu a potom prejsť na horizontálny let „ako lietadlo“. Pred pristátím bolo podľa toho potrebné opäť sa vrátiť k vertikálnemu letu. Bez potreby veľkej pristávacej dráhy alebo letovej paluby by také lietadlo mohlo vychádzať zo širokej škály lodí s dostatočným voľným priestorom. Vďaka tomu sa o námorné sily veľmi zaujímal.
Program na vytvorenie sľubného bojového „chvosta“bol zahájený v roku 1948. V prvých fázach sa výskumné organizácie zaoberali teoretickými výpočtami a experimentmi, ktorých výsledky čoskoro umožnili začať s vytváraním plnohodnotných projektov. Vývojom novej technológie boli poverení dvaja poprední výrobcovia lietadiel - Lockheed a Convair. Mali rozsiahle skúsenosti s vytváraním leteckej technológie vrátane neobvyklých schém. Spolu so svojimi skúsenosťami museli dodávateľské spoločnosti použiť údaje zozbierané z nedávneho výskumu.
Strojový diagram. Obrázok Airwar.ru
Na začiatku boli dodávatelia postavení pred pomerne ťažkú úlohu. Museli vyvinúť lietadlo slúžiace na chvost vhodné pre praktické využitie v ozbrojených silách. Velenie námorníctva sa ďalej chystalo porovnať dve prijaté vzorky a vybrať najúspešnejšiu. Toto auto bolo naplánované na uvedenie do výroby a odoslanie vojakom. Napriek tomu čoskoro vysvitlo, že takýto prístup k tvorbe novej vojenskej techniky nie je možné zaviesť do praxe. Najprv bolo potrebné testovať nové originálne nápady počas testov, posúdiť ich perspektívy a až potom sa chopiť vytvorenia plnohodnotného bojového vozidla.
V tejto súvislosti dostali Lockheed a Convair v roku 1950 nové poverenie. Teraz museli vytvoriť experimentálne lietadlo, ktoré by bolo možné použiť na testovanie konceptu Tailsitter. S priaznivým dokončením tejto etapy projektu bolo možné prevziať výrobu bojových lietadiel.
Príprava na testy v hangári. Foto 456fis.org
19. apríla 1951 americké námorníctvo podpísalo zmluvy na stavbu prototypov. V súlade s uzavretou dohodou mal Convair postaviť a predložiť na testovanie dva prototypy. Následne sa spoločnosť proaktívne rozhodla postaviť tri stroje, ktoré mali absolvovať rôzne druhy testov. Projekt Convair v tejto fáze dostal oficiálne označenie XFY-1, vytvorené v súlade s pravidlami pomenovania leteckého vybavenia flotily. Prvé písmeno označenia naznačovalo experimentálny charakter projektu, písmeno „F“vzťahovalo lietadlo na stíhačky a písmeno „Y“označovalo spoločnosť Convair. Jednotka podľa toho ukázala, že to bol prvý projekt v tejto línii.
Navrhovaná operácia na lodiach námorných síl a ďalšie požiadavky viedli k vytvoreniu neobvyklého dizajnu lietadla. „Tailsitter“Convair XFV-1 mal vo všeobecnosti pripomínať existujúce lietadlo, ale hlavné technické riešenia mu dodávali neobvyklý vzhľad. Tento projekt navrhol stavbu medziplanového turbovrtuľového motora s veľkým ramenom bez horizontálneho chvosta. Súčasne mal byť použitý veľký kýl a ventrálny hrebeň. Na získanie potrebného ťahu boli použité dve vrtule veľkého priemeru. Výsledkom bolo, že auto malo rozpoznateľný vzhľad.
Let na vodítku. Foto 456fis.org
Bezocasé lietadlo dostalo originálny dizajn trupu. Táto jednotka mala zjednodušený tvar s variabilnou plochou prierezu. Bezprostredne za rozmetávačom a vrtuľovým nábojom sa trup výrazne zvýšil na výšku, pričom sa zachovala pôvodná šírka. Horná časť trupu tvorila výrazný „hrb“potrebný na umiestnenie kabíny pilota. Za lampášom bol krátko žijúci gravgrot, na ktorom boli umiestnené kýlové držiaky. Použité bolo veľmi originálne rozloženie trupu. Nosová časť bola umiestnená pod reduktorom motora a nábojom koaxiálnych skrutiek. Motor bol umiestnený za prevodovkou nad dnom. Pilotná kabína sa nachádzala nad ním. V chvostových častiach trupu bola umiestnená časť palivových nádrží, ako aj dlhé výfukové potrubie motora. Ten bol zobrazený na chvostovej časti trupu.
Pre lietadlo bolo vyvinuté nové krídlo veľkého zákrutu, ktorého koreňová časť zaberala väčšinu strán trupu. Na zadnej hrane malého ťahu boli umiestnené jedenástky. Krídlo dostalo konce kontajnerov, v ktorých boli ďalšie palivové nádrže. Použitý tvar krídla umožňoval získať maximálnu možnú plochu s obmedzenými rozmermi.
Skúsené lietadlo na transportnom vozíku. Fotografia Airwar.ru
Charakteristickým znakom zariadenia Convair Tailsitter je jeho veľký kýl a ventrálny hrebeň. Vďaka použitiu veľkého krídla bolo možné opustiť stabilizátory klasického dizajnu. Stabilitu a ovládateľnosť v režime vertikálneho vzletu a smerovú stabilitu v horizontálnom lete mal v prvom rade zabezpečiť zvislý chvost. Použili sa dve zvislé roviny so zdvihnutým nábežným okrajom a zaoblenou špičkou. Na odtokovej hrane kýlu a hrebeňa boli kormidlá. Obe roviny boli symetrické okolo pozdĺžnej osi stroja. V tomto prípade však vzhľadom na asymetrický dizajn trupu mal kýl vyčnievajúci nad ním menšiu plochu a iný tvar koreňovej časti.
Vďaka svojej charakteristickej polohe na parkovisku alebo počas štartu dostalo lietadlo „sediace na chvoste“originálny podvozok. V blízkosti kontajnerov krídla a kontajnerov krídla a v blízkosti špičiek zvislého chvosta boli rúrkové puzdrá, v ktorých boli upevnené vzpery podvozku. Koncové lietadlo dostalo štvorbodový podvozok s tlmičmi a malými kolesami. Regály s kolieskami umožňovali lietadlu zaujať zvislú polohu, ako aj manévrovať pri vlečení.
Interiér kabíny. Fotografia Airwar.ru
V strednej časti trupu, priamo pod kokpitom, bol turbovrtuľový motor Allison YT40-A-6 s výkonom 5100 koní. Prívod atmosférického vzduchu do motora sa uskutočňoval pomocou dvoch sacích zariadení umiestnených po stranách pred okrajom krídla. V spodnej časti bol umiestnený prívod vzduchu pre radiátory. K tryskovému zariadeniu motora bolo pripevnené potrubie, ktoré sa dostalo k chvostu trupu a odstránilo von reaktívne plyny. Lietadlo bolo vybavené dvoma koaxiálnymi trojlistými vrtulami s priemerom 4,88 m, vyvinutými spoločnosťou Curtiss-Wright. Čepele boli namontované na spoločnom puzdre pomerne zložitej konštrukcie. Pohon vrtule bol vybavený hydraulickou brzdou.
Jeden pilot, ktorý bol v kokpite, mal ovládať stroj. Jeho pracovisko bolo vybavené veľkým prístrojovým panelom s ciferníkmi a niekoľkými panelmi s rôznym vybavením. Ovládanie sa malo vykonávať pomocou štandardných „stíhacích“systémov: ovládacích páčok lietadla a motora a dvoch pedálov. Kokpit dostal vystreľovacie sedadlo s neobvyklými montážnymi prostriedkami. Pre väčšie pohodlie pri práci v rôznych režimoch sa stolička môže hojdať v širokom sektore. V prípade neúspešného pristátia mohol pilot opustiť lietadlo a zostúpiť na zem pomocou 25-stopového (7,6 m) lana upevneného v kokpite. Pilot pred prichádzajúcim prúdom chránila veľkoplošná lampa. Vo svojom zložení bol pevný štít a hlavná časť, posuvná dozadu.
Testovací pilot James F. Coleman. Fotografia amerického námorníctva
Experimentálne lietadlo nepotrebovalo zbraň, ale tento problém sa stále riešil vo fáze návrhu. Pri zachovaní existujúcich rozmerov a hmotnostných parametrov mohol Convair XFY-1 niesť až štyri 20 mm automatické delá alebo niekoľko desiatok neriadených striel. Vzhľadom na nedostatok ďalších voľných objemov bolo navrhnuté ich namontovanie do kontajnerov na koncoch krídla.
Napriek všetkému úsiliu o zníženie veľkosti sa sľubné lietadlo na chvoste ukázalo byť dosť veľké. Dĺžka vozidla dosiahla 10,66 m, rozpätie krídel bolo 8,43 m. Vertikálne rozpätie chvosta bolo asi 7 m. Prázdne lietadlo malo hmotnosť 5,33 t, maximálny vzlet bol určený na úrovni 7, 37 ton. Hladinový let mal prekročiť 980 km / h. Plánovalo sa dosiahnuť vysokú rýchlosť stúpania: skrutky preto museli vykonávať funkcie nosičov nákladu.
Testovací pilot John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
Na prepravu lietadla so špecifickým podvozkom bol vyvinutý špeciálny ťahaný podvozok. Rám so štyrmi kolesami obsahoval dva výkyvné nosníky s hydraulickými valcami. Na voľné konce nosníkov boli pomocou vlastných závesov a oddelených pohonov upevnené menšie prídržné zariadenia. Pri nakladaní lietadla boli posledné uvedené pod jeho stredovú časť a spojené s ním pomocou zámkov. Hydraulika umožnila premiestniť stroj do vodorovnej polohy a pomocou samostatného traktora presunúť vozík do požadovanej polohy. Pri príprave na štart bolo lietadlo premiestnené do vzpriamenej polohy, po ktorom sa odpojilo a postavilo na vlastné kolesá.
Koncom roku 1953 začal Convair stavať experimentálne zariadenia. V rámci rozsiahleho testovacieho programu bolo rozhodnuté postaviť tri identické stroje určené na riešenie rôznych problémov. Prvý klzák mal byť vybavený skupinou poháňanou vrtuľami, palivovým systémom a ovládacími prvkami. Takýto prototyp bol určený na predbežné kontroly elektrárne. Tretia vzorka bola odoslaná na statické testovanie. Kontrolovaný na zemi, vyviazaný do vzduchu a po voľnom lietaní nasledoval druhý skúsený Tailsitter.
Príprava na štart, motor v chode. Fotografia Airwar.ru
Po kontrole chodu motora na prvom prototype bolo získané povolenie na vykonávanie následných skúšok s pozemným testovaním zariadení a následným výstupom do vzduchu. Ako miesto pre tieto kontroly bolo zvolené letisko Moffett (Kalifornia), konkrétne jedno z jeho sklzov, svojho času postavené pre vzducholode. Pod strechou člna vysokého takmer 60 m bol žeriavový nosník, ktorý sa mal stať bezpečnostným zariadením. Špecialisti developerskej spoločnosti, ktorí pripravovali skúseného XFY-1 na lety, demontovali kapotáž vrtuľového náboja, pod ktorou bola špeciálna upevňovacia konštrukcia. S pomocou druhého by malo byť lietadlo zavesené na háku žeriavového nosníka. Výberom a uvoľnením lana mohol žeriavnik zabrániť pádu lietadla.
29. apríla 1954 malo lietadlo po prvý raz vzlietnuť pomocou istenia. Prevádzku prototypu mal na starosti pilot James F. Coleman. Inžinier Bob McGreary obsluhoval výložníkový žeriav a monitoroval dĺžku voľného kábla. Po uvedení motora na požadovaný výkon bol skúšobný pilot schopný zdvihnúť auto zo zeme, ale bezprostredne potom začali problémy. Lietadlo sa už vo vzduchu začalo nekontrolovane otáčať okolo pozdĺžnej osi. Vďaka včasnej reakcii obsluhy žeriava bol stroj zachránený pred pádom. Po dokončení prvého testovacieho letu sa auto s určitými ťažkosťami posadilo.
Auto je na parkovisku. Fotografia Airwar.ru
Pravdepodobne práve v tejto fáze, kvôli zvláštnostiam pruženia podvozka, dostalo lietadlo prezývku Pogo (od Pogo -stick - športový projektil „Grasshopper“). Následne sa neoficiálny názov projektu stal široko známym a v súčasnosti sa používa rovnako často ako oficiálne označenie pridelené zákazníkom.
Lietadlo ukázalo svoju schopnosť vertikálneho vzletu a pristátia, ale nekontrolované otáčanie v týchto režimoch neumožnilo realizovať všetky výhody pôvodnej schémy. Bolo potrebné zistiť príčiny takýchto problémov a odstrániť ich. Na tento účel boli vonkajšie povrchy draku prelepené „hodvábnymi niťami“, ktorých pozorovanie umožnilo identifikovať problémy aerodynamickej povahy. Takéto testy rýchlo priniesli výsledky. Ukázalo sa, že ani existujúca veľká lodenica nie je dostatočne veľká na experimentálne vozidlo. Prúd vzduchu z vrtúľ narazil na podlahu konštrukcie, presunul sa do strán, odrazil sa od stien a vrátil sa späť. Práve početné víry bránili lietadlu chvosta zachovať požadovanú polohu.
Convair XFY-1 Pogo robí vertikálny vzlet, 30. novembra 1954. Foto od US Navy
Testeri túto skutočnosť vzali do úvahy, ale napriek tomu boli nútení pokračovať v testovaní v uzavretej štruktúre. Prototyp stroja stále potreboval poistenie, ktoré mohol vykonávať iba lodný žeriav. Inštalácia takéhoto zariadenia na otvorenom priestranstve nebola možná. V takýchto ťažkých podmienkach J. F. Coleman absolvoval niekoľko desiatok testovacích letov s celkovou dĺžkou asi 60 hodín. Vzhľadom na nestabilné správanie stroja počas prvých skúšok a nasledujúcich letov testovací pilot nikdy nezatvoril lampu. To spôsobilo určité nepríjemnosti, ale Coleman ich považoval za prijateľnú cenu za schopnosť rýchlo opustiť lietadlo.
V polovici roku 1954 bol prototyp prevezený na otvorené priestranstvo na bezplatné lety. Hneď prvý deň takýchto skúšok bol testovací pilot schopný vyliezť do výšky 6 m a potom prekonať tyč 45 m. Ovládanie stroja nebolo veľmi jednoduché, ale absencia stien a strechy malo pozitívny vplyv na vlastnosti zariadenia. Využívajúc to, J. F. Coleman pokračoval vo vertikálnych letoch s početnými vzletmi, manévrami helikoptér a následným pristátím.
Let helikoptérou. Fotografia amerického námorníctva
Skúseného „chvosta“čoskoro previezli do Brown Field (Kalifornia), kde mali testy pokračovať pod dohľadom zástupcov vojenského rezortu. Na novom mieste bolo vykonaných ďalších 70 zvislých letov, po ktorých bolo rozhodnuté otestovať prototyp v prechodových režimoch a v horizontálnom lete.
2. novembra 1954 skúsený XFY-1 prvýkrát vzlietol vertikálne a po stúpaní prešiel na horizontálny let. Potom bolo auto vrátené do vzpriamenej polohy a zasadené. Let trval 21 minút, z toho 7 bolo podobných lietadlám. Začiatok takýchto kontrol umožnil určiť skutočné vlastnosti horizontálneho letu. Zistilo sa teda, že aj pri minimálnom ťahu motora vyvinie zadné lietadlo rýchlosť viac ako 480 km / h. Lietadlo nebolo vybavené vzduchovými brzdami, čo sťažovalo ovládanie rýchlosti. Z tohto dôvodu opakovane nedobrovoľne predbiehal záložné lietadlo, ktoré ho sprevádzalo.
Vodorovný let. Fotografia Airwar.ru
Po potvrdení vypočítaných charakteristík prototyp ukázal určité nevýhody. Najprv sa zistilo, že XFY-1 je ťažko ovládateľný, najmä v prechodných podmienkach. Pre bezpečné pristátie skúsený pilot J. F. Coleman musel auto presunúť do vzpriamenej polohy vo výškach asi 300 m a potom ho jemne spustiť na zem. Posledné metre zostupu boli spojené so špeciálnymi ťažkosťami, pretože pri pristávaní prekážali početné víry a navyše pilot zo svojho kokpitu nemohol situáciu poriadne monitorovať. Aby sa tento problém čiastočne vyriešil, v jednej z testovacích fáz dostal prototyp rádiový výškomer so svetelnými poplachmi: zelené a oranžové žiarovky označovali normálny zostup a červené svetlo znamenalo prekročenie bezpečnej vertikálnej rýchlosti.
J. F. Coleman lietal na jednom Pogu až do polovice roku 1955. Skúsenému pilotovi sa podarilo zvládnuť všetky jemnosti riadenia takého stroja v ťažkých režimoch. Zároveň sa ukázalo, že obyčajní piloti z bojových jednotiek sa pravdepodobne nebudú môcť naučiť pilotovať takúto techniku. Navyše tieto úlohy boli nad sily dokonca aj profesionálnych testerov. V polovici mája 1955 sa teda mal k testom pripojiť pilot John Knebel. Pri prvom lete bez istenia nedokázal udržať auto na mieste a takmer ho havaroval. Potom boli všetky nové lety priradené iba Colemanovi.
Pohľad zozadu. Fotografia Airwar.ru
16. júna 1955 J. F. Coleman poslal skúseného Tailsittera naposledy do voľného letu. Potom bolo auto odoslané do hangáru pri štúdiu výsledkov testov, finalizácii projektu atď. Na jar budúceho roku bolo námornými silami rozhodnuté vykonať nové testy, na ktoré sa išli učiť dvaja piloti námorného letectva. Nikdy sa však nemohli zapojiť do práce.
Počas testovacích letov sa jedinému letovému modelu Convair XFY-1 Pogo podarilo vyvinúť väčšinu zdrojov. Pri ďalšej kontrole boli v oleji z prevodovky nájdené triesky. Pred novými testami potrebovalo auto opravu a obnovu. Zákazník však považoval generálnu opravu lietadla za nepotrebnú. Pôvodný projekt ho už prestal zaujímať, takže reštaurovanie prototypu stratilo význam.
„Pogo“vo farbe. Fotografia Airwar.ru
Po preskúmaní úspechov dvoch pilotných projektov spoločností Lockheed a Convair vyvodilo americké námorné velenie závery o praktických výhodách lietadiel sediacich za chvostom. Táto technika mala znateľné výhody oproti lietadlám aj helikoptéram, ale zároveň nemala charakteristické nevýhody. Testy prototypu „Pogo“ukázali, že s takýmto strojom je veľmi ťažké lietať a je náročné na miesta pristátia. Ovládanie takejto techniky by priemerný pilot sotva zvládol. Pristátie na hojdacej palube lode bolo navyše prakticky nemožné.
Neobvyklé projekty boli technického a vedeckého záujmu. Ukázali základnú možnosť vytvorenia neštandardných vertikálnych vzletových lietadiel. Tento vývoj mal zároveň špecifický pomer pozitívnych a negatívnych vlastností. Sériová výroba, prevádzka a masový vývoj takýchto zariadení nedávali zmysel.
Experimentálny stroj ako exponát, august 1957. Foto Wikimedia Commons
V roku 1956 bol projekt XFY-1 uzavretý kvôli nedostatku reálnych perspektív. Prvý a tretí prototyp, určené na pozemné a statické skúšky, boli demontované ako nepotrebné. Jediné lietajúce Pogo bolo nejaký čas na leteckej základni Norfolk (Kalifornia). Neskôr bol darovaný Národnému leteckému a vesmírnemu múzeu Smithsonian Institution. Unikátny kus zariadenia je uložený v pobočke múzea v meste Suiteland (Maryland).
Ukončenie experimentálneho projektu Convair XFY-1 viedlo k ukončeniu prác na lietadle Tailsitter, ktoré sa na príkaz amerického námorníctva realizovali od konca štyridsiatych rokov. Dva projekty ukázali zásadnú možnosť vývoja a stavby zariadení neobvyklého vzhľadu, ale zároveň demonštrovali nadmernú zložitosť jeho prevádzky. Pôvodne sa plánovalo, že výsledkom dvoch projektov bude vznik stíhačky založenej na nosičoch, ale neskôr sa tento vývoj stal experimentálnym. Dva projekty úspešne vyriešili podobný problém.
