Dornier Do.31 ir eksperimentāla VTOL reaktīvā transporta lidmašīna. Mašīnu Vācijā izveidoja kompānija Dornier. Pasūtītājs bija militārais departaments, kuram bija nepieciešama taktiskā transporta lidmašīna.
Sešdesmitajos gados daudzas valstis koncentrējās uz vertikālu pacelšanās un nosēšanās lidmašīnu attīstību. Piemēram, Hawker P.1127 tika izstrādāts Lielbritānijā. Tādējādi britu dizaineri demonstrēja iespēju izveidot vertikālu pacelšanās un nosēšanās iznīcinātāju-bumbvedēju. Protams, viņu panākumi ļāva sākt apsvērt šo sistēmu transportlīdzekļiem. Viena no šīm mašīnām tika izstrādāta Vācijā.
1960. gadā firma "Dornier" ("Dornier") pēc Vācijas Federatīvās Republikas Aizsardzības ministrijas rīkojuma visstingrākajā slepenībā sāka izstrādāt taktiskā militārā transporta lidmašīnas projektu vertikālai pacelšanās nosēšanās Do.31. Jaunajai mašīnai vajadzēja būt kombinētai spēkstacijai, kas sastāv no pacelšanas un uzturēšanas dzinējiem. Uzņēmums Dornier veica projektēšanu sadarbībā ar kompānijām Focke-Wulf, Weser un Hamburger Flyugzeugbau, kas 1963. gadā apvienojās WFV aviācijas uzņēmumā. Projekts Do.31 ir daļa no FRG programmas vertikālu pacelšanās un nosēšanās transporta lidmašīnu izstrādei, kurā tika pārskatītas un ņemtas vērā NATO MBR-4 taktiskās un tehniskās prasības militārajam transporta lidaparātam VVP.
1963. gadā ar Lielbritānijas Aizsardzības ministrijas un Vācijas Federatīvās Republikas atbalstu tika parakstīts divu gadu līgums par britu firmas Hawker Siddley dalību lidmašīnas projektēšanā. Šī izvēle nebija nejauša - britu kompānijai līdz tam laikam jau bija liela pieredze vertikālo pacelšanās un nosēšanās lidmašīnu - "Harrier" - izstrādē. Bet 1965. gadā, pēc līguma termiņa beigām, tas netika atjaunots, jo Hokers Sidlijs sāka izstrādāt savus projektus. Tāpēc Dornjē nolēma Do.31 projektēšanā un būvniecībā iesaistīt amerikāņu uzņēmumus un nākotnē vienoties ar NASA par kopīgiem pētījumiem.
Lai noteiktu vertikāli pacelšanās transporta lidmašīnas optimālo izkārtojumu, Dornjē salīdzināja dažādus vertikāli pacelšanās transportlīdzekļus: helikopteru, lidmašīnu ar rotējošiem dzenskrūvēm un lidmašīnu ar pacelšanas un kreisēšanas turboreaktīvajiem dzinējiem. Kā sākotnējais uzdevums viņi paņēma 3 tonnu kravas pārvadāšanu 500 km attālumā ar atgriešanos bāzē. Pētījuma rezultātā tika atklāts, ka vertikāli pacelšanās lidmašīnai ar pacelšanas un kreisēšanas turbopūtes dzinējiem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem transportlīdzekļu veidiem. Firmas "Dornier" arī sniedza aprēķinus, lai izvēlētos optimālāko elektrostacijas izkārtojumu.
Pirms Do.31 izstrādes NASA tika veikti plaši modeļu testi Vācijā - Getingenā un Štutgartē, kā arī ASV. Pirmajiem nerūsējošā tērauda modeļiem ar pacelšanas turboreaktīviem dzinējiem nebija, jo tika pieņemts, ka spēkstacija sastāvēs tikai no diviem pacelšanas un kreisēšanas turboreaktīvajiem dzinējiem Bristol Siddley BS.100 (katra 16000 kgf vilce) ar pēcdedzi ventilatora ķēdē. 1963. gadā NASA pētniecības centrā. Lenglijs pārbaudīja lidmašīnu modeļus un atsevišķus konstrukcijas elementus vēja tuneļos. Vēlāk modelis tika pārbaudīts brīvā lidojumā.
Balstoties uz šo pētījumu rezultātiem, tika izstrādāta Do.31 VTOL lidmašīnas galīgā versija ar kombinētu pacelšanas un pacelšanas-uzturēšanas dzinēju spēkstaciju. Lai izpētītu mašīnas stabilitāti un vadāmību ar kombinēto spēkstaciju lidināšanas režīmā, Dornjē plānā izveidoja eksperimentālu lidojošu krusta formas kopnes testa stendu. Stenda spēkstacijā tika izmantoti četri Rolls-Royce RB.108 turboreaktīvie dzinēji, kas uzstādīti vertikāli uz šķērseniskās kopnes. Iekšējais dzinēju pāris tika uzstādīts nekustīgi (katra vilce bija 1000 kg). Ārējais pāris tika atšķirīgi novirzīts attiecībā pret šķērsvirziena asi +6 grādu leņķī, tādējādi nodrošinot virziena kontroli. Ārējo dzinēju vilce radīja katra 730 kg, atlikušo krājumu izmantoja statīva sānu vadībai. Gareniskā kontrole tika veikta, izmantojot reaktīvo sistēmu, un šķērsvirziena vadība tika veikta, mainot ārējo turboreaktīvo dzinēju vilces spēku.
Stenda izmēri bija tādi paši kā Do.31 lidmašīnai, pacelšanās svars bija 2800 kg. Dzinēju kopējā vilce testu laikā bija 3000 kgf, nodrošinot vilces un svara attiecību 1, 07. Stendā līdz 1965. gada beigām tika veikti 247 lidojumi. Lai izpētītu stabilizācijas un vadības sistēmu, tika izmantots cits statīvs, kas uzstādīts uz eņģēm balstīta atbalsta, kas ļāva leņķisko pārvietojumu aptuveni trīs asīm.
Tika izstrādāts eksperimentāls lidaparāts, lai pārbaudītu konstrukciju, pārbaudītu sistēmas un pārbaudītu lidmašīnas pilotēšanas tehniku, kas tika apzīmēta ar Do.31E. Vācijas Aizsardzības ministrija pasūtījusi trīs automašīnas. Divas lidmašīnas bija paredzētas lidojumu testiem, bet trešās - statiskajiem testiem.
Lidmašīna tika izgatavota pēc monoplāna shēmas, tai bija kombinēta spēkstacija, kas sastāvēja no pacelšanas turboreaktīvo dzinēju un pacelšanas turboreaktīvo dzinēju.
Fizelāža-pilnīgi metāla daļēji monokoku tipa. Šķērsgriezums ir apaļš, ar diametru 3,2 metri. Priekšgalā atradās divvietīga apkalpes kajīte. Aiz kabīnes atradās kravas nodalījums, kura izmēri bija 9200x2750x2200 mm un tilpums 50 m3. Pilotu kabīnē uz guļošiem sēdekļiem varēja izmitināt 36 desantniekus vai 24 ievainotos uz nestuvēm. Astes daļa bija aprīkota ar kravas lūku ar iekraušanas rampu.
Lidmašīnas Do.31 spēkstacija ir apvienota - pacelšanas -kruīza un pacelšanas dzinēji. Sākotnējais plāns bija uzstādīt divus Bristol Pegasus turbopūtes dzinējus katrā no diviem iekšējiem naceliem un četrus Rolls-Royce RB162 pacelšanas dzinējus pāris ārējos naglos. Tomēr nākotnē elektrostacija tika mainīta.
Divi Rolls-Royce (Bristol) Pegasus BS.53 pacelšanas-kruīza turboreaktīvie dzinēji ar rotējošām sprauslām (katra 7000 kgf vilce) ir uzstādīti zem spārna gondolās. Neregulētas aksiālās gaisa ieplūdes atveres. Katram dzinējam ir četras pagriežamas sprauslas. Diametrs 1220 mm, garums 2510 mm, sausais svars 1260 kg.
Astoņi pacelšanas turboreaktīvie dzinēji Rolls-Royce RB. 162-4 (vilces spēks par katru 2000 kgf) tika uzstādīti spārna galos divās gondolās, pa četrām katrā. Dzinēji bija aprīkoti ar sprauslām ar deflektoriem, kas novirza gāzes plūsmu par 15 grādiem atpakaļ vai uz priekšu, un tām ir kopīgas gaisa ieplūdes atveres ar atlokiem nacelos. Garums 1315 mm, diametrs 660 mm, svars 125 kg.
Pirmajā eksperimentālajā Do.31 tika uzstādīti tikai Pegasus dzinēji, visi 10 dzinēji tika uzstādīti tikai otrajā mašīnā.
Degviela tika ievietota spārnā piecās tvertnēs ar 8000 litru tilpumu. Degviela tika piegādāta dzinējiem no centrālās tvertnes, kur tā tika iegūta no pārējām tvertnēm.
Spārns ir virs galvas, nepārtraukts, taisns, trīs spārnu dizains. Spārna profila saknē NACA 64 (A412) - 412, 5, spārna galā - NACA64 (A412) - 410. Katrā spārna pusē starp turboreaktīvo dzinēju un turboreaktīvo dzinēju gondolas ir divu sekciju atloku aileri, novirzoties par +25 grādiem. Parastie atloki atrodas starp turboreaktīvo dzinēju nacelles un fizelāžu. Atloki un atloku hermetoni ir hidrauliski darbināmi, un tiem nav apdares cilņu.
Astes vienība ir bultiņas formas. Stabilizatora darbības joma, kas atrodas uz ķīļa, ir 8 m, platība ir 16,4 m2, slaucīšanas leņķis gar priekšējo malu ir 15 grādi. Ķīļa slaucīšanas leņķis (laukums 15,4 m2) ir 40 grādi pie 1/4 akordiem. Lifts ir četru sekciju, katrai sekcijai ir atsevišķa hidrauliskā piedziņa. Katra no divām stūres sekcijām ir aprīkota arī ar atsevišķu hidraulisko piedziņu.
Ievelkamajai trīsriteņu šasijai ir divi riteņi uz katra statīva. Galvenie balsti ir ievilkti pacēlāja balsta dzinēja aizmugurē. Deguna balsts ir pašorientējošs, kontrolēts, arī ievelkas atpakaļ. Šasijā tiek izmantoti eļļas pneimatiskie amortizatori. Visiem balstiem ir zema spiediena pneimatika. Sliežu ceļš - šasija 7, 5 m, pamatne - 8, 6 m.
Lidojuma laikā vadībai tika izmantotas parastās aerodinamiskās stūres. Lidināšanas režīmā, lidojot ar mazu ātrumu un pārejošos režīmos, tika izmantota reaktīvās vadības sistēma. Garenisko kontroli veic, izmantojot sprauslas, kas atrodas aizmugurējā fizelāžā. Saspiests gaiss tika ņemts no turboreaktīvā dzinēja: pāris sprauslu virzīja gaisu uz augšu, otrs pāris - uz leju. Sānu vadībai pacelšanas motoru vilce tika mainīta atšķirīgi, sliežu vadība - labās un kreisās turbopūtes dzinēju sprauslas tika novirzītas pretējā virzienā. Vertikālā nobīde lidināšanas režīmā tika panākta, mainot turboreaktīvā dzinēja vilces spēku. Norādītais lidojuma augstums tika saglabāts, izmantojot automātiskās stabilizācijas sistēmu.
Hidrauliskajā sistēmā bija divas neatkarīgas galvenās sistēmas un avārijas sistēma. Darba spiediens - 210 kgf / cm2. Pirmā galvenā sistēma nodrošināja šasijas piedziņu, kravas rampu, atlokus, gondolu lūkas ar turboreaktīviem dzinējiem, kravas lūku durvis un daļu no vadības sistēmas hidrauliskajiem cilindriem. Otra galvenā sistēma nodrošināja tikai vadības sistēmas hidraulisko cilindru piedziņu.
Elektriskajā sistēmā ietilpst 4 trīsfāžu ģeneratori (katra jauda 9 kW, 115/200 V, 400 Hz), kas uzstādīti uz katra turboreaktīvā dzinēja, divi un divi pārveidotāji-taisngrieži līdzstrāva (jauda 3 kW, 28 V, 50 A).
Kabīne bija aprīkota ar aprīkojuma standartu militārajām transporta lidmašīnām ar automātiski stabilizējošu sistēmu no uzņēmuma Bodenseeerke.
Kā minēts iepriekš, tika uzbūvēti trīs Do.31. Pirmais Do.31E-1 pacēlās 1967. gada 10. februārī tikai ar Pegasus dzinējiem. Otrā automašīna pacēlās 1967. gada 14. jūlijā, un tai jau bija visi 10 dzinēji. 1967. gada 16. decembrī šī lidmašīna veica pirmo pāreju no vertikālās pacelšanās uz horizontālo lidojumu, un pāreja uz vertikālo nosēšanos no horizontālā lidojuma tika veikta piecas dienas vēlāk. 1969. gadā Do.31 lidojuma laikā uz Parīzes gaisa šovu no Minhenes uzstādīja vairākus jaunus rekordus lidmašīnām ar vertikālu reaktīvo vilci. 1969.-1970. Gadā ASV tika novērtēts Do.31E-3 trešais gadījums, kas paredzēts statiskai pārbaudei. 1969. gadā Do.31 pirmo reizi tika prezentēts Parīzes gaisa izstādē, padarot to par pirmo vertikālo pacelšanās un nosēšanās transporta lidmašīnu pasaulē.
Do.31 bija un paliek vienīgā reaktīvā transporta VTOL lidmašīna, kas jebkad uzbūvēta. Pārbaudes programma tika pārtraukta 1970. gada aprīlī. Programmas pārtraukšanas iemesli bija salīdzinoši zemais transportlīdzekļa ātrums, kravnesība un diapazons salīdzinājumā ar tradicionālajiem transporta lidaparātiem.
Līdz šim no trim uzbūvētajiem Dornier Do.31 eksemplāriem ir saglabājušies divi - E1 un E3. Pirmais atrodas Frīdrihshafenas pilsētā Dornjē muzejā, otrais - Šlēišheimā pie Minhenes Vācu muzeja ekspozīcijā.
Lidojuma tehniskās īpašības:
Garums - 20, 88 m;
Augstums - 8, 53 m;
Spārnu platums - 18, 06 m;
Spārnu laukums - 57, 00 m2;
Tukša lidmašīnas svars - 22453 kg;
Parastais pacelšanās svars - 27442 kg;
Pacelšanās dzinēji-8 Rolls-Royce RB 162-4D turboreaktīvie dzinēji ar vilces spēku 1996 kgf katrs;
Kruīza dzinēji-2 turboreaktīvi Rolls-Royce (Bristol) Pegasus 5-2 7031 kgf vilces spēks katrs;
Kruīza ātrums - 644 km / h;
Maksimālais ātrums - 730 km / h;
Servisa griesti - 10515 m;
Diapazons - 1800 km;
Ietilpība: 24 ievainoti uz nestuvēm vai 36 karavīri, vai 4990 kg kravas;
Apkalpe - 2 cilvēki.
Sagatavots, pamatojoties uz materiāliem:
