Pagājušajā reizē mēs apskatījām nacistiskajā Vācijā radītos disku formas lidmašīnu projektus. Neviens no viņiem nesasniedza vairāk vai mazāk izsmalcinātu stāvokli. Visveiksmīgākajam dizainam-lidmašīnai AS-6-izdevās iekļūt lidojuma testos un pat mēģināja pacelties. Tomēr tas viss tika panākts par vairāku negadījumu cenu. Tā rezultātā Vācija, ieguldījusi daudz naudas, nekad nav saņēmusi nevienu lidmašīnu ar nestandarta apaļu formu. Dažus gadus pirms vāciešiem līdzīgus projektus uzsāka amerikāņu inženieri. Un dažādu iemeslu dēļ "diski" no Amerikas Savienotajām Valstīm izrādījās daudz veiksmīgāki nekā vācu, lai gan tie arī netika iegūti masveida ražošanā.
Cimermanes "Pankūkas"
No visiem amerikāņu inženieriem Čārlzs Cimmermans guva pirmos panākumus disku formas lidmašīnu jomā. Jāatzīmē, ka ideja padarīt spārnu apaļo pēc plāna pastāvēja jau iepriekš. Lidmašīnas izskata ideju vai sākotnējo skicju stadijās palika tikai iepriekšējās idejas. 1933. gadā Cimmermans ieguva darbu uzņēmumā Chance Vought un varēja sākt pētījumus par īpaši zemu malu attiecību spārniem. Viņa darba mērķis bija izpētīt spārna īpašības, kuru malu attiecība ir aptuveni vienota, kā arī dažādas spārna priekšējās un aizmugurējās malas. Vairāku gadu laikā Zimmermans pārbaudīja dažādas aerodinamiskās konfigurācijas, līdz nonāca pie secinājuma, ka gultņu virsmas īpašības, kurām bija apaļa forma, bija labas.
Vought V-173 "Lidojoša pankūka"
Pētījumi ir parādījuši, ka diska formas spārnam, neskatoties uz salīdzinoši augsto gaisa pretestību, ir ļoti laba pacelšanās spēja. Turklāt testa modeļos tika konstatēts, ka tikai ar pareizu dzinēju un propelleru izvietojumu ir iespējams uzlabot lidmašīnas ar šādu spārnu aerodinamiskās īpašības. Lai to izdarītu, pēdējais jānovieto tā, lai to radītā plūsma mazgātu spārna augšējo un apakšējo virsmu. Līdz 1939. gadam Zimmermanna projekts bija sasniedzis stadiju, kad bija iespējams pārtraukt eksperimentēt ar modeļiem un sākt izstrādāt pilnvērtīgu lidmašīnu.
Lidmašīna ar indeksu V-173 un neoficiālu nosaukumu Flying Pancake ("Lidojošā pankūka") ir iekļāvusi visas Zimmermann jaunās idejas. Konstrukcijas galvenā vienība bija spārnu korpuss, kas pēc formas bija tuvu aplim. Šajā gadījumā spārnu profils bija simetrisks. Divas lidmašīnas dzenskrūves tika pārnestas uz spārnu, un katra diametrs bija lielāks par pieciem metriem. Pateicoties tam, kā arī speciāli izvēlētajam dzenskrūves rotācijas ātrumam, spārna pacelšanās bija vairākas reizes augstāka nekā lidmašīnām ar tāda paša laiduma taisnu spārnu. Turklāt dzenskrūves griežas tā, ka virpuļi, kas nāk no lāpstiņām, virpuļoja virzienā, kas ir pretējs modināšanas virpuļu kustībai spārna galos. Šī dizaina iezīme palielināja efektīvo gultņu plaknes pagarinājumu no viena līdz četriem. Tajā pašā laikā lidmašīnas izmēru izmaiņas nebija vajadzīgas.
Spārna korpusa iekšpusē tika novietoti divi Continental A80 virzuļdzinēji ar tikai 80 zirgspēku jaudu. Katrs no tiem bija savienots ar savu dzenskrūvi un caur papildu vārpstu tika sinhronizēts ar otru motoru. Ir vērts atzīmēt, ka, lai nodrošinātu efektīvu plūsmu ap spārnu, sinhronizācijas mehānismā bija jāievieš atsevišķa pārnesumkārba: viens motors pagrieza savu dzenskrūvi pulksteņrādītāja virzienā, bet otrs - pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Neskatoties uz to, pat ar tik sarežģītu un neparastu spēkstaciju V-173 svēra ne vairāk kā 1400 kg. Spārna korpusa priekšējās daļas centrā tika novietota kabīne ar piliena formas nojumi. Pilota ērtībai spārna priekšpuses apakšdaļa bija no stikla. Fakts ir tāds, ka tad, kad šī lidmašīnas daļa tika aizzīmogota ar audeklu vai saplāksni, pilots parasti nevarēja skatīties uz priekšu un uz leju, kas varētu ārkārtīgi nožēlojami ietekmēt lidmašīnas nosēšanos. Nosēšanās un pacelšanās bija plānota tradicionālā veidā, izmantojot skrejceļu. V-173 bija aprīkots ar vienkāršu balstiekārtu nenostiprināmu šasiju. Tīri eksperimentālai lidmašīnai tas tika uzskatīts par pietiekamu. Lidojuma vadība bija jāveic, izmantojot divus ķīļus ar stūres un divus stabilizatorus ar stūres, ko sauc par "liftiem". Kā izdomāja Zimmermans, viņi vienlaikus spēlēja gan spīdekļu, gan liftu lomu. Nedaudz vēlāk šāda pārvaldes institūcija tiks saukta par terminu "Elevon".
Līdz prototipa montāžas sākumam par šo projektu sāka interesēties ASV Jūras spēku aeronautikas birojs. Drīz pēc tam viņi mainīja savu interesi un pievērsa uzmanību un pieprasīja V-173 tālāk attīstīt, ņemot vērā iespējamo darbību ar lidmašīnu pārvadātājiem. Tomēr mašīnas izskats bija tik neparasts, ka jūras varas iestādes vispirms pieprasīja, lai "Pancake" pilna mēroga modelis tiktu izpūsts vēja tunelī. Sanāca tā, ka viens no admirāļiem uzdeva tādu jautājumu kā "vai šī lieta var lidot?" 1941. gada 15. septembrī eksperimenti vēja tunelī tika pabeigti, un neviens no augstākajām iestādēm vairs nešaubījās par jaunās lidmašīnas potenciālu. Dienu pēc pilna mēroga modeļa testu beigām Jūras spēki piedāvāja Chance Vought līgumu, lai izstrādātu pilnvērtīgu iznīcinātāju, kura pamatā ir pārvadātājs.
Tīrīšanas laikā tika konstatēti vairāki dizaina trūkumi, kas drīz tika novērsti. 42. gada vasarā pieredzējis V-173 devās pārbaudīt. Sākumā testa piloti aprobežojās tikai ar taksometru un skriešanu. Lidmašīnas pirmais lidojums notika tikai 23. novembrī. Tajā pašā laikā jau pirmajos lidojumos "Flying Pancake" parādīja izcilas īpašības un pilnībā apstiprināja tā dizainera pareizību. Piemēram, pacelšanās ātrums pacelšanās laikā nepārsniedza 45-50 km / h, un divi dzinēji katrs tikai 80 ZS. paātrināja to līdz 240 kilometriem stundā. Tik vājai spēkstacijai tas bija vairāk nekā labi. Ne bez avārijām. 1943. gada sākumā lidmašīnas prototipā abi dzinēji tika izslēgti lidojuma laikā. Pilotam vajadzēja slīdēt uz tuvāko pludmali un veikt ārkārtas nosēšanos. Smilšainā "pārklājuma" nepietiekamās izturības dēļ lidmašīna apgāza degunu un sabojāja dzenskrūves. Tomēr remonts aizņēma tikai dažas dienas.
Līdz prototipa V-173 pārbūvei Zimmermans sadarbībā ar Chance Vout dizaineriem Y. Grīnvuda vadībā bija pabeidzis jaunas lidojošās pankūkas versijas izstrādi. Šoreiz dizains bija paredzēts militārām vajadzībām. Tikai militārie spēki, atklāti sakot, neizrādīja lielu interesi par oriģinālo lidaparātu. Jā, pacelšanās un nosēšanās rādītāji izskatījās daudzsološi, bet nepieciešamība pārstrukturēt ražošanu, ieviest jaunas tehnoloģijas utt. nepārprotami nepievienoja optimismu. Tāpēc jaunās lidmašīnas ar XF5U indeksu izkārtojums tika pieņemts tikai 1943. gada jūlijā, un līgums par divu prototipu būvi tika parakstīts gadu vēlāk. Jaunais cīnītājs saņēma segvārdu Skimmer - "Skimmer".
XF5U vispārējais dizains bija līdzīgs V-173. Tomēr atšķirībā no vecākās lidmašīnas koka konstrukcijas tika ierosināts jauno izgatavot no metāla. Šis materiāls bija balsa detaļu salikums, kas pārklāts ar alumīnija loksni. Metalītam bija labas izturības vērtības un tas bija ļoti viegls. Turklāt bija iespēja izgatavot metāla detaļas ar štancēšanu, kas solīja ievērojami samazināt ražošanas izmaksas. XF5U ir lielāks nekā tā priekšgājējs, kas tomēr neietekmē pieļaujamās slodzes. Vadības sistēma kopumā palika nemainīga, taču kabīne tika būtiski mainīta. Pateicoties jaunam, spēcīgam metalīta rāmim, kabīne tika pārvietota uz augšu, kas arī ļāva noņemt logu spārna priekšpuses apakšpusē. Kabīnes malās tika novietoti seši Browning M2 12,7 mm ložmetēji. Pilota darba vietas malās bija divas trīs ložmetēju iekārtas. 40. gadu vidū šādi ieroči tika uzskatīti par pietiekamiem, bet nākotnē tika plānots aizstāt ložmetējus ar 20 mm lielgabaliem. Papildus mucu bruņojumam lidmašīna varēja pārvadāt nevadāmas raķetes, bumbas utt. Viņiem zem lidmašīnas vidusdaļas bija seši piloni.
Atsevišķi ir vērts runāt par jauno spēkstaciju XF5U. Pilnvērtīgu uz nesēju balstītu iznīcinātāju vajadzēja darbināt ar Pratt & Whitney R2000-7 virzuļdzinējiem ar jaudu 1350 ZS. Kopā ar jaunajiem motoriem atjauninātā "Pankūka" saņēma jaunus dzenskrūves. Attiecībā uz XF5U Hamilton Standard ir izstrādājis oriģinālu lāpstiņu dzenskrūves formu. Salīdzinot ar vecajiem, tie bija efektīvāki zemā un vidējā ātrumā. Turklāt jaunie četru lāpstiņu dzenskrūves ir optimizētas salīdzinoši zemam apgriezienu skaitam. Elektrostacijas kopējā jauda pārsniedza divarpus tūkstošus zirgspēku. Kombinācijā ar efektīviem dzenskrūvēm un maksimālo pacelšanās svaru 7600 kg tas ļāva pacelties pat vertikāli. Tikai šim nolūkam lidmašīna bija jāuzstāda uz īpašas rampas.
1945. gada jūnija vidū bija gatavs pirmais Šumovkas prototips. Dizaina jaunums un pat tā koncepcija ilgu laiku neļāva sākt testēšanu. ASV Jūras spēku vadība ik pa laikam izdeva jaunus lidojumu aizliegumus. Šī iemesla dēļ pirmā braukšana ar taksometru bija iespējama tikai 46. datuma beigās. Savukārt pirmais lidojums notika 1947. gada 12. janvārī. Lai veicas, militārpersonu atbalstam bija maz problēmu. Līdz 47. gada sākumam Jūras spēki arī samazināja finansējumu. Šī iemesla dēļ lidojuma pārbaudes programma bija jāsaīsina. Neskatoties uz to, saglabājot pacelšanās un nosēšanās rādītājus, bija iespējams paātrināt lidmašīnu līdz vairāk nekā 800 kilometriem stundā. 1945. gadam tas bija ļoti labs rādītājs, bet ne 48. rādītājs. Līdz tam laikam karaspēkā sāka ienākt reaktīvie iznīcinātāji, un "Šumovka" vienkārši neatrada vietu jūras lidmašīnu nomenklatūrā. 1948. gada sākumā programma tika iesaldēta, un nedaudz vēlāk abi prototipi tika izjaukti.
XF5U-1
Teorētiski "Lidojošās pankūkas" un "Skimmer" aerodinamika ļāva veikt tādus manevrus, kādus citas lidmašīnas vienkārši nebija spējīgas. Turklāt XF5U Skimmer izkārtojums varētu ievērojami atvieglot lidmašīnu pārvadātāju apkalpes dzīvi. Tomēr dizaina revolucionārais jaunums bija faktors, kas izbeidza visu projektu. No visām Zimmermann diska formas lidmašīnām līdz mūsdienām ir saglabājies tikai viens prototips V-173, kas tiek glabāts Smitsona muzejā.
Lidojošais šķīvītis, kas nelidoja
Vairākus gadus pēc Zimmermanna projektu slēgšanas nestandarta izkārtojumu idejas atgriezās tikai zinātniski. Līdz prototipu veidošanai netika. Tas mainījās 1952. gadā, kad Avro Canada darbinieks Džons "Džeks" Frosts uzsāka Avro VZ-9 Avrocar projektu. Ir vērts atzīmēt, ka atšķirībā no iepriekš aprakstītajiem dizainiem Frosta ideja pilnībā saskanēja ar to, ko lielākā daļa cilvēku iedomājas, sakot "diska formas lidmašīna". Kanādiešu dizaineris nolēma neveidot spārnu diska formā, bet gan šūpoties pie citas oriģinālas idejas.
Avrocar S / N 58-7055 (ar apzīmējumu AV-7055)
Frosts nolēma izmantot tam laikam jau pazīstamo reaktīvo vilci kombinācijā ar t.s. Coanda efektu. Šīs parādības būtība slēpjas faktā, ka šķidruma vai gāzes plūsma, pārvietojoties blakus jebkuram objektam, mēdz tai tuvoties vai pat "pielipt". Saskaņā ar Frosta ideju šai gaisa uzvedībai vajadzēja atvieglot aparāta manevrēšanu. Pirmkārt, Avro Canada inženieri izgatavoja nelielu aparātu savu ideju demonstrēšanai. Modelis, kura diametrs ir tikai 11 centimetri, varēja pacelties gaisā nelielā augstumā, taču jebkādi manevrēšanas mehānismi tajā neiederējās. Neskatoties uz to, Kanādas militārais departaments ieinteresējās par šo ideju un piešķīra aptuveni 400 tūkstošus ASV dolāru, lai turpinātu darbu. Drīz pēc tam projekts saņēma Y2 indeksu.
Šajā posmā topošais Avrocar kļuva par spiegu drāmas mērķi. Kopš 1952. gada CIP cenšas noskaidrot, vai dažās valstīs ir jauns lidaparātu dizains. 53. gadā skauti uzzināja par Y2 projekta esamību un ziņoja par to saviem priekšniekiem. Drīz pēc dokumentu nodošanas "augšstāvā" kungi no Pentagona sazinājās ar Kanādas armiju un aicināja viņus kopīgi turpināt Y2 izveidi. Kanāda pieņēma piedāvājumu. Cita starpā tam bija patīkamas finansiālas sekas. ASV Gaisa spēku izpētes nodaļas vadītājs ģenerālleitnants D. Puts gadā ir piesaistījis finansējumu 2 miljonu ASV dolāru apmērā. Ļoti drosmīgs revolucionāram jaunam projektam. Tomēr nauda tika piešķirta, un Avro turpināja pētījumus. Līdz desmitgades vidum bija gatavs VZ-9 projekts, kas faktiski kļuva par Y2 programmas "gulbja dziesmu".
Piecpadsmit metru disks ar sešiem turboreaktīviem, kas izplūda gāzes caur savām sprauslām, kā arī darbināja lielu turbīnu, teorētiski varēja uzkāpt jebkurā augstumā un lidot jebkurā virzienā. Klients, kuru pārstāvēja Amerikas un Kanādas militārpersonas, projektu apstiprināja, taču vispirms pieprasīja jauno tehnoloģiju izmēģināt ar mazāku apkalpotu transportlīdzekli. Šī iemesla dēļ "plāksne" tika saspiesta apmēram sešu metru diametrā. Attiecīgi tika mainīta arī elektrostacija: tagad ap centrālo turbīnu tika novietoti tikai trīs dzinēji. Lidojuma vadības sistēma ir interesanta. Uzkāpšanai vai nolaišanai bija paredzēts mainīt visu dzinēju vilces spēku vienlaikus, kas ietekmēja pacelšanas turbīnas ātrumu. Lai sasvērtos vienā vai otrā virzienā, Avrocar bija īpaša sistēma, kas mainīja atsevišķu dzinēju vilces spēku tā, ka ierīces korpuss tās atšķirības dēļ sasvērās pareizajā virzienā. Ar šo sistēmu man bija daudz jātērē: bija jāņem vērā dzinēju droseļvārsta reakcija, visa aparāta stabilitāte un daudzi citi parametri.
Lidojuma laikā dažas fotogrāfijas
1959. gada vidū bija gatavs pirmais Avrocar prototips. Ir pienācis laiks pārbaudīt. Pirmās nedēļas tika pavadītas, izstrādājot dzinēju un to vadības sistēmu mijiedarbību. Tas bija grūts bizness, bet kanādieši un amerikāņi to izdarīja. Līdz tā paša gada novembrim VZ-9 bija gatavs pirmajam lidojumam. 12. novembrī "lidojošais šķīvītis" pacēlās no zemes un lidinājās nelielā augstumā. Laika gaitā viņi sāka pievienot vilkmi un nogādāt ierīci nedaudz augstāk. Apmēram metra attālumā no zemes Avrocar brīvi karājās, manevrēja un varēja pārvietoties jebkurā virzienā. Bet, runājot par kāpšanu vismaz dažu metru augstumā, pēkšņi parādījās viena ļoti nepatīkama projekta iezīme. Salīdzinoši vājā prototipa spēkstacija varētu nodrošināt apmierinošu stabilitāti un vadāmību tikai līdz pusotra metra augstumam. Turpinot "Avrocar" pieaugumu, bija jāpaļaujas tikai uz Koandas efektu. Savukārt ekrāna efekts pazuda un lidmašīna zaudēja savu iepriekšējo stabilitāti. Pēc pārbaudes lidojumu sērijas Avro Canada inženieriem nācās atgriezties aiz atvilktnēm. Tikmēr Kanādas armija, neapmierināta ar rezultātiem, nonāca pie secinājuma, ka projekts ir bezjēdzīgs, un atteicās turpināt piešķirt naudu.
Nākamo mēnešu laikā J. Frosta vadītā dizaineru komanda centās rast risinājumu atklātajai problēmai un nodrošināt pienācīgu stabilitāti. Šajā darba posmā tika savākti vēl vairāki modeļi, pēc kuriem tika izstrādātas jaunas idejas. Tomēr neviens no modeļiem nespēja uzkāpt pieļaujamā augstumā un joprojām neapgāzties. Viens no iemesliem šādai transportlīdzekļu uzvedībai bija papildu gaisa atbalsta trūkums (tas pats zemes efekts) un konstrukcijas prasības precīzai un precīzai balansēšanai, kā arī nepieciešamība sinhronizēt dzinēju darbību. To visu varēja labot tikai ar radikālu dizaina izmaiņu palīdzību. 1960. gada beigās Frosts sāka pārveidot projektu saskaņā ar savu pieredzi. Kopš 1959. gada Y2 projektu finansē tikai ASV. Laika gaitā par šo programmu atbildīgās amerikāņu amatpersonas sāka šaubīties par tās lietderību. Tāpēc neilgi pēc kardinālas modernizācijas sākuma Avrokar finansējums tika pārtraukts. Pentagona darbinieki bija skarbi un lakoniski. Dokuments par darba pārtraukšanu norādīja uz projekta bezjēdzību, kā arī par apmierinoša rezultāta neesamību par aptuveni divpadsmit miljoniem dolāru.
Bezlidojuma "apakštase" tomēr tika nogādāta kosmosa muzejā
Abi uzbūvētie Avrocar prototipi, kas tiek glabāti ASV aviācijas muzejos, ir saglabājušies līdz mūsdienām. Pirms aptuveni desmit gadiem vairāki Kanādas vēsturnieki iestājās par viena no "Avrokara" nodošanu Kanādas rokās. Viņi to motivēja ar nepieciešamību atzīt savas valsts nopelnus projekta tapšanā. Tajā pašā laikā akciju finansēšanas tēma kaut kā tika apieta, lai gan ASV Y2 programmai iztērēja vairāk nekā desmit reizes vairāk naudas nekā tās ziemeļu kaimiņvalsts. Jo īpaši, un tāpēc 2000. gada sākuma sarunas ir palikušas tikai sarunās, un abi uzbūvētie VZ-9 joprojām atrodas Amerikas muzejos.
