Minule sme sa pozreli na projekty lietadiel v tvare disku vytvorených v nacistickom Nemecku. Žiadny z nich nedosiahol viac či menej rafinovaný stav. Najúspešnejší dizajn, lietadlo AS-6, zvládlo letové testy a dokonca sa pokúsilo vzlietnuť. Napriek tomu to všetko bolo dosiahnuté za cenu niekoľkých nehôd. Výsledkom bolo, že Nemecko, ktoré investovalo veľa peňazí, nikdy nedostalo jediné lietadlo s neštandardným okrúhlym tvarom. Niekoľko rokov pred Nemcami začali podobné projekty americkí inžinieri. A z rôznych dôvodov sa „disky“zo Spojených štátov ukázali byť oveľa úspešnejšie ako nemecké, aj keď tiež neprešli do sériovej výroby.
„Palacinky“od Zimmermanna
Charles Zimmerman dosiahol zo všetkých amerických inžinierov prvý úspech v oblasti diskových lietadiel. Je potrebné poznamenať, že myšlienka zaobliť krídlo v pláne existovala už predtým. Len predchádzajúce nápady zostali vo fázach myšlienok alebo predbežných náčrtov vzhľadu lietadla. V roku 1933 dostal Zimmerman prácu v spoločnosti Chance Vought a mohol začať výskum krídel s ultra nízkym pomerom strán. Cieľom jeho práce bolo študovať vlastnosti krídla s pomerom strán približne jednoty, ako aj rôzne formy predných a zadných okrajov krídla. V priebehu niekoľkých rokov testoval Zimmermann rôzne aerodynamické konfigurácie, až dospel k záveru, že charakteristiky nosnej plochy, ktorá mala v pláne okrúhly tvar, sú dobré.
Vought V-173 „Flying Pancake“
Štúdie ukázali, že krídlo v tvare kotúča má napriek relatívne vysokému odporu vzduchu veľmi dobrý zdvih. Na testovacích modeloch sa navyše zistilo, že je možné zlepšiť aerodynamické vlastnosti lietadla s takýmto krídlom iba správnym usporiadaním motorov a vrtúľ. Aby ste to urobili, mali by byť umiestnené tak, aby nimi vytvorený prúd premýval horné a dolné povrchy krídla. Do roku 1939 sa Zimmermannov projekt dostal do štádia, kedy bolo možné prestať experimentovať na modeloch a začať navrhovať plnohodnotné lietadlo.
Lietadlo s indexom V-173 a neoficiálnym názvom Flying Pancake („Flying Pancake“) zapracovalo všetky nové nápady spoločnosti Zimmermann. Hlavnou jednotkou stavby bol trup krídla, tvarom blízky kruhu. V tomto prípade bol profil krídla symetrický. Dve vrtule lietadla boli nesené pred krídlo a každá mala priemer viac ako päť metrov. Vďaka tomu, ako aj špeciálne zvolenej rýchlosti otáčania vrtúľ, bol zdvih krídla niekoľkokrát vyšší ako u lietadiel s rovným krídlom rovnakého rozpätia. Vrtule sa navyše otáčali tak, že víry vychádzajúce z lopatiek vírili opačným smerom ako pohyb bdiacich vírov na koncoch krídla. Tento konštrukčný prvok zvýšil účinné predĺženie roviny ložiska z jedného na štyri. Súčasne neboli požadované žiadne zmeny veľkosti lietadla.
Vo vnútri trupu krídla boli umiestnené dva piestové motory Continental A80 s výkonom iba 80 koní. Každý z nich bol spojený s vlastnou vrtuľou a synchronizovaný s druhým motorom prostredníctvom ďalšieho hriadeľa. Stojí za zmienku, že aby sa zabezpečil efektívny tok okolo krídla, musela byť do synchronizačného mechanizmu zavedená samostatná prevodovka: jeden motor otáčal vrtuľou v smere hodinových ručičiek a druhý proti smeru hodinových ručičiek. Napriek tomu ani pri takej zložitej a neobvyklej elektrárni vážil V-173 nie viac ako 1400 kg. V strede prednej časti trupu krídla bol umiestnený kokpit s vrchlíkom v tvare kvapky. Pre pohodlie pilota bola spodná strana prednej časti krídla sklenená. Faktom je, že keď bola táto časť lietadla zapečatená plátnom alebo preglejkou, pilot sa normálne nemohol pozerať dopredu a dole, čo by mohlo mať mimoriadne poľutovaniahodný vplyv na pristátie lietadla. Pristátie a štart boli naplánované na tradičný spôsob s využitím pristávacej dráhy. V-173 bol vybavený jednoduchým nevytiahnuteľným podvozkom s výstužou. V prípade čisto experimentálneho lietadla sa to považovalo za dostatočné. Riadenie letu sa malo vykonávať pomocou dvoch kíl s kormidlami a dvoch stabilizátorov s kormidlami, nazývaných „výťahy“. Podľa koncepcie Zimmermanna hrali súčasne úlohu krídeliek aj výťahov. O niečo neskôr sa takýto riadiaci orgán bude nazývať výraz „Elevon“.
Na začiatku montáže prototypu sa o projekt začal zaujímať americký úrad pre letectvo. Krátko na to zmenili záujem na zvýšenú pozornosť a požadovali ďalší vývoj V-173 s prihliadnutím na možnú prevádzku na lietadlových lodiach. Vzhľad stroja bol však taký neobvyklý, že námorné úrady najskôr požadovali, aby sa plnohodnotný model „palacinky“odpálil vo veternom tuneli. Dostalo sa to do bodu, keď jeden z admirálov položil otázku typu „môže táto vec lietať?“15. septembra 1941 boli experimenty vo veternom tuneli ukončené a nikto z vysokých úradov už nepochyboval o potenciáli nového lietadla. Deň po skončení testov plnohodnotného modelu námorníctvo ponúklo Chance Vought zmluvu na vývoj plnohodnotného stíhača na báze nosiča.
Počas čistenia bolo identifikovaných niekoľko konštrukčných nedostatkov, ktoré boli čoskoro opravené. V lete 42 išiel na testovanie skúsený V-173. Skúšobní piloti sa spočiatku obmedzovali iba na rolovanie a beh. Prvý let lietadla sa uskutočnil iba 23. novembra. Zároveň už v prvých letoch „Flying Pancake“vykazoval vynikajúce vlastnosti a plne potvrdil správnosť svojho návrhára. Napríklad rýchlosť vzletu počas štartu nepresiahla 45-50 km / h a dva motory iba 80 koní. zrýchlil na 240 kilometrov za hodinu. Na tak slabú elektráreň to bolo viac ako dobré. Nie bez nehôd. Začiatkom roku 1943 boli na prototype lietadla počas letu vypnuté oba motory. Pilot sa musel kĺzať na najbližšiu pláž a núdzovo pristáť. Vzhľadom na nedostatočnú pevnosť piesčitého „povlaku“lietadlo prevrátilo nos a poškodilo vrtule. Oprava však trvala iba niekoľko dní.
V čase, keď bol prototyp V-173 prestavaný, Zimmerman v spolupráci s konštruktérmi Chance Vout pod vedením Y. Greenwooda dokončil vývoj novej verzie Flying Pancake. Tentoraz bol dizajn určený na vojenské účely. Len armáda, priznajme si to, neprejavila o pôvodné lietadlo veľký záujem. Áno, výkon pri vzlete a pristátí vyzeral sľubne, ale potreba reštrukturalizácie výroby, zavedenia nových technológií atď. evidentne to nepridalo na optimizme. Usporiadanie nového lietadla s indexom XF5U bolo preto prijaté až v júli 1943 a zmluva na stavbu dvoch prototypov bola podpísaná o rok neskôr. Nový bojovník dostal prezývku Skimmer - „Skimmer“.
Celkový dizajn XF5U bol podobný ako V-173. Na rozdiel od drevenej konštrukcie starších lietadiel však bolo navrhnuté vyrobiť nové z kovu. Tento materiál bol kompozitom z balzových dielov pokrytých hliníkovým plechom. Metalit mal dobré hodnoty pevnosti a bol veľmi ľahký. Okrem toho existovala možnosť výroby kovových dielov lisovaním, čo sľubovalo výrazné zníženie výrobných nákladov. XF5U je väčší ako jeho predchodca, čo však nemá vplyv na prípustné zaťaženie. Riadiaci systém ako celok zostal rovnaký, ale kokpit bol výrazne zmenený. Vďaka novému silnému metalitovému rámu bol kokpit posunutý nahor, čo umožnilo aj odstránenie okna na spodnej strane prednej časti krídla. Na bokoch kokpitu bolo umiestnených šesť guľometov Browning M2 12,7 mm. Po stranách pilotného pracoviska boli dve inštalácie troch guľometov. V polovici štyridsiatych rokov boli tieto zbrane považované za dostatočné, ale v budúcnosti sa plánovalo nahradiť guľomety 20 mm kanónmi. Lietadlo mohlo okrem hlaveňovej výzbroje niesť aj neriadené strely, bomby atď. Pre nich bolo pod strednou časťou lietadla šesť stožiarov.
Samostatne stojí za to hovoriť o novej elektrárni XF5U. Plnohodnotný stíhač na báze nosiča mal byť poháňaný piestovými motormi Pratt & Whitney R2000-7 s výkonom 1350 koní. Spolu s novými motormi dostala aktualizovaná „palacinka“nové vrtule. Pre model XF5U vyvinula spoločnosť Hamilton Standard originálny tvar vrtule. V porovnaní so starými boli efektívnejšie pri nízkych a stredných otáčkach. Nové štvorlistové vrtule boli navyše optimalizované pre relatívne nízke otáčky. Celkový výkon elektrárne presiahol dva a pol tisíc koní. V kombinácii s efektívnymi vrtuľami a maximálnou vzletovou hmotnosťou 7600 kg to dokonca umožňovalo vzlet aj vertikálne. Iba na to bolo potrebné nainštalovať lietadlo na špeciálnu rampu.
V polovici júna 1945 bol pripravený prvý prototyp Shumovky. Novosť dizajnu a dokonca aj jeho samotného konceptu na dlhú dobu zabránili spusteniu testovania. Vedenie amerického námorníctva každú chvíľu vydávalo nové zákazy letov. Z tohto dôvodu bolo prvé rolovanie možné iba na konci 46. Prvý let sa uskutočnil 12. januára 1947. Šťastie malo, že s podporou armády bolo len málo problémov. Začiatkom 47. námorníctva taktiež obmedzilo financovanie. Z tohto dôvodu musel byť program letových skúšok skrátený. Napriek tomu bolo možné pri zachovaní výkonu pri vzlete a pristátí zrýchliť lietadlo na viac ako 800 kilometrov za hodinu. Pre rok 1945 to bol veľmi dobrý ukazovateľ, ale nie pre 48. miesto. V tom čase začali prúdové stíhačky vstupovať do vojsk a „Shumovka“jednoducho nenašla miesto v nomenklatúre námorných lietadiel. Začiatkom roku 1948 bol program zmrazený a o niečo neskôr boli obidva prototypy rozobraté.
XF5U-1
Aerodynamika „Flying Pancake“a „Skimmer“teoreticky umožňovala vykonávať také manévre, aké iné lietadlá jednoducho nedokázali. Rozloženie Skimmeru XF5U by navyše mohlo posádkam lietadlových lodí značne uľahčiť život. Revolučná novinka dizajnu však bola faktorom, ktorý ukončil celý projekt. Zo všetkých vyrobených lietadiel Zimmermann v tvare kotúča prežil dodnes iba jeden prototyp V-173, ktorý je uložený v Smithsonianskom múzeu.
Lietajúci tanier, ktorý neletel
Niekoľko rokov po uzavretí Zimmermannových projektov sa myšlienky neštandardných usporiadaní vracali iba vedeckým spôsobom. Nedostalo sa to až k stavaniu prototypov. To sa zmenilo v roku 1952, keď zamestnanec Avro Canada John „Jack“Frost inicioval projekt Avro VZ-9 Avrocar. Stojí za zmienku, že na rozdiel od vyššie opísaných návrhov bola Frostova myšlienka úplne v súlade s tým, čo si väčšina ľudí predstaví, keď sa povie „lietadlo v tvare disku“. Kanadský dizajnér sa rozhodol nevyrobiť krídlo vo forme kotúča, ale švihnúť pri inom originálnom nápade.
Avrocar S / N 58-7055 (označený AV-7055)
Frost sa rozhodol použiť v tej dobe už známy tryskový ťah v kombinácii s tzv. Coandov efekt. Podstata tohto javu spočíva v tom, že prúd kvapaliny alebo plynu, pohybujúci sa vedľa akéhokoľvek predmetu, má tendenciu sa k nemu približovať alebo dokonca „prilepiť“. Podľa Frostovej predstavy malo toto správanie vzduchu uľahčiť manévrovanie aparátu. Inžinieri z Avro Canada najskôr vyrobili malý prístroj, ktorý predviedol ich nápady. Model s priemerom iba 11 centimetrov mohol stúpať do vzduchu do malej výšky, ale žiadne manévrovacie mechanizmy sa do neho nezmestili. Napriek tomu sa o túto myšlienku začalo zaujímať kanadské vojenské oddelenie a vyčlenilo asi 400 tisíc amerických dolárov na pokračovanie práce. Krátko nato získal projekt index Y2.
V tejto fáze sa budúci Avrocar stal terčom špionážnej drámy. Od roku 1952 sa CIA pokúšala zistiť, či niektoré krajiny majú nové konštrukcie lietadiel. V 53. roku sa skauti dozvedeli o existencii projektu Y2 a oznámili to svojim nadriadeným. Krátko po prenose dokumentov „hore“páni z Pentagonu kontaktovali kanadskú armádu a pozvali ich, aby spoločne pokračovali vo vytváraní Y2. Kanada ponuku prijala. Okrem iného to malo príjemné finančné dôsledky. Vedúci výskumnej divízie amerických vzdušných síl generálporučík D. Putt každoročne získal finančné prostriedky vo výške 2 milióny dolárov. Veľmi odvážne na nový revolučný projekt. Peniaze však boli pridelené a Avro pokračoval vo výskume. V polovici desaťročia bol pripravený projekt VZ-9, ktorý sa v skutočnosti stal „labutou piesňou“programu Y2.
Pätnásťmetrový kotúč so šiestimi prúdovými prúdmi, ktoré vyvrhovali plyny vlastnými dýzami a poháňal aj veľkú turbínu, mohol teoreticky stúpať do akejkoľvek výšky a lietať akýmkoľvek smerom. Zákazník, zastúpený americkou a kanadskou armádou, projekt schválil, ale najskôr požadoval otestovanie novej technológie na menšom vozidle s posádkou. Z tohto dôvodu bola „platňa“stlačená na priemer asi šesť metrov. Elektráreň bola tiež zodpovedajúcim spôsobom zmenená: teraz boli okolo centrálnej turbíny umiestnené iba tri motory. Systém riadenia letu je zaujímavý. Na stúpanie alebo klesanie to malo zmeniť ťah všetkých motorov naraz, čo ovplyvnilo rýchlosť zdvíhacej turbíny. Na nakláňanie v jednom alebo inom smere mal Avrocar špeciálny systém, ktorý zmenil ťah jednotlivých motorov tak, aby sa telo zariadenia kvôli svojmu rozdielu naklonilo správnym smerom. S týmto systémom som musel veľa pohrávať: bolo potrebné vziať do úvahy odozvu motora na plyn, stabilitu celého aparátu a množstvo ďalších parametrov.
Niekoľko fotografií za letu
V polovici roku 1959 bol pripravený prvý prototyp Avrocaru. Nastal čas testovania. Prvé týždne strávili cvičením interakcie motorov a ich riadiacich systémov. Bol to náročný obchod, ale Kanaďania a Američania to zvládli. V novembri toho istého roku bol VZ-9 pripravený na svoj prvý let. 12. novembra „lietajúci tanier“vzlietol zo zeme a vznášal sa v nízkej výške. Časom začali pridávať trakciu a odviezli zariadenie do mierne vyšších nadmorských výšok. Vo vzdialenosti asi meter od zeme Avrocar voľne visel, manévroval a mohol sa pohybovať akýmkoľvek smerom. Ale keď prišlo na lezenie do aspoň niekoľko metrovej výšky, zrazu sa vynorila jedna veľmi nepríjemná vlastnosť projektu. Relatívne slabá elektráreň prototypu by mohla poskytnúť uspokojivú stabilitu a ovládateľnosť iba vo výške až jeden a pol metra. S ďalším vzostupom sa „Avrocar“musel spoliehať iba na Coandov efekt. Efekt obrazovky zase zmizol a lietadlo stratilo svoju bývalú stabilitu. Po sérii testovacích letov sa inžinieri Avro Canada museli vrátiť za zásuvky. Kanadská armáda, nespokojná s výsledkami, medzitým dospela k záveru, že projekt je zbytočný a odmietla pokračovať v rozdávaní peňazí.
Nasledujúce mesiace sa tím dizajnérov pod vedením J. Frosta pokúsil nájsť riešenie objaveného problému a zaistiť správnu stabilitu. V tejto fáze práce bolo zozbieraných niekoľko ďalších modelov, na ktorých boli vypracované nové nápady. Žiadny z modelov však nedokázal vyliezť do únosnej výšky a stále sa neprevrátiť. Medzi dôvody tohto správania vozidiel patril nedostatok dodatočnej vzduchovej podpory (rovnaký pozemný efekt) a konštrukčné požiadavky na presné a presné vyváženie a potreba synchronizácie činnosti motorov. To všetko bolo možné napraviť iba pomocou radikálnej zmeny dizajnu. Koncom roku 1960 začal Frost redizajnovať projekt v súlade so skúsenosťami, ktoré nazbieral. Od roku 1959 projekt Y2 financujú iba Spojené štáty. Americkí predstavitelia zodpovední za program časom začali pochybovať o jeho účelnosti. Preto krátko po začiatku zásadnej modernizácie prestali financovať Avrokar. Personál Pentagónu bol tvrdý a lakonický. Dokument o ukončení práce naznačoval márnosť projektu, ako aj absenciu akéhokoľvek uspokojivého výsledku za cenu asi dvanásť miliónov dolárov.
Bezletový „tanier“bol napriek tomu prevezený do leteckého múzea
Oba postavené prototypy Avrocaru, ktoré sú uložené v leteckých múzeách v USA, sa zachovali dodnes. Asi pred desiatimi rokmi sa niekoľko kanadských historikov zasadzovalo za odovzdanie jedného z „avrokarov“do rúk Kanady. Motivovali to potrebou uznať zásluhy svojej krajiny pri vytváraní projektu. Téma financovania akcií bola zároveň akosi obídená, hoci Spojené štáty minuli na program Y2 viac ako desaťkrát viac peňazí ako severný sused. Najmä preto rozhovory zo začiatku 2000-tych rokov zostali len rozhovormi a oba postavené VZ-9 sú stále v amerických múzeách.
