V průběhu vývoje letecké technologie byly často navrhovány odvážné a neobvyklé nápady, což znamenalo odmítnutí obvyklých schémat letadel. Počátkem padesátých let vedly pokusy o vytvoření technologie s vertikálním vzletem a přistáním ke vzniku letadel třídy Tailsitter. Testování neobvyklých myšlenek tohoto konceptu bylo naplánováno prostřednictvím dvou pilotních projektů společností Lockheed a Convair. Ten představil k testování letoun Convair XFY-1 Pogo.
Myšlenka na letadlo typu Tailsitter („Sedící na ocase“) se objevila jako výsledek analýzy zkušeností s používáním letadel na bázi dopravce a řady nových studií. I přes všechny své výhody potřebovali stíhači a bombardéry na bázi letadel velkou loď letadlové lodi a podle definice bez ní nemohli fungovat. Koncem čtyřicátých let byl navržen originální nápad, který umožnil umístit stíhačku téměř na jakoukoli loď nebo plavidlo. Bylo navrženo vyvinout a postavit svislý vzletový bojový letoun.
Prototyp Convair XFY-1 během testování. Foto 456fis.org
Jak pojali autoři nového konceptu, na zemi nebo na palubě nosné lodi měl být nadějný „tailsitter“umístěn svisle. To mu umožnilo vzlétnout bez běhu a poté přepnout na horizontální let „jako letadlo“. Před přistáním bylo podle toho nutné se znovu vrátit k vertikálnímu letu. Bez potřeby velké přistávací dráhy nebo letové paluby by takové letadlo mohlo být založeno na široké škále lodí s dostatečným volným prostorem. V důsledku toho to byl velký zájem námořních sil.
V roce 1948 byl zahájen program na vytvoření slibného bojového „hlídače“. Ve svých prvních fázích se výzkumné organizace zabývaly teoretickými výpočty a experimenty, jejichž výsledky brzy umožnily začít vytvářet plnohodnotné projekty. Vývojem nové technologie byli pověřeni dva přední výrobci letadel - Lockheed a Convair. Měli rozsáhlé zkušenosti s vytvářením letecké technologie, včetně neobvyklých schémat. Spolu se svými zkušenostmi musely dodavatelské společnosti použít údaje shromážděné z nedávného výzkumu.
Schéma stroje. Obrázek Airwar.ru
Zpočátku byli dodavatelé postaveni před poměrně obtížný úkol. Museli vyvinout ocasní hlídací letoun vhodný pro praktické použití v ozbrojených silách. Velení námořnictva se dále chystalo porovnat dva obdržené vzorky a vybrat ten nejúspěšnější. Bylo plánováno, že toto auto bude uvedeno do výroby a posláno vojákům. Přesto se brzy ukázalo, že takový přístup k tvorbě nové vojenské techniky nelze uvést do praxe. Nejprve bylo nutné během testů vyzkoušet nové originální nápady, posoudit jejich vyhlídky a až poté převzít vytvoření plnohodnotného bojového vozidla.
V tomto ohledu dostali Lockheed a Convair v roce 1950 nové úkoly. Nyní byli povinni vytvořit experimentální letadlo, které by bylo možné použít k testování konceptu Tailsitter. S příznivým dokončením této etapy projektu bylo možné převzít tvorbu bojových letadel.
Příprava na testy v hangáru. Foto 456fis.org
19. dubna 1951 podepsalo americké námořnictvo smlouvy na stavbu prototypů. V souladu s uzavřenou dohodou měl Convair postavit a předložit k testování dva prototypy. Následně se společnost proaktivně rozhodla postavit tři stroje, které měly převzít různé druhy testů. Projekt Convair v této fázi obdržel oficiální označení XFY-1, vytvořené v souladu s pravidly pojmenování leteckého vybavení flotily. První písmeno označení naznačovalo experimentální povahu projektu, písmeno „F“spojovalo letadlo se stíhačkami a písmeno „Y“označovalo společnost Convair. Jednotka proto ukázala, že to byl první projekt v řadě.
Navrhovaná operace na lodích námořních sil a další požadavky vedly k vytvoření neobvyklého designu letadla. „Tailsitter“Convair XFV-1 měl obecně připomínat stávající letadla, ale hlavní technická řešení mu dodávaly neobvyklý vzhled. Projekt navrhl stavbu meziplanového turbovrtulového motoru s velkým šípovým křídlem bez horizontálního ocasu. Současně měl být použit velký kýl a ventrální hřeben. K získání požadovaného tahu byly použity dvě vrtule velkého průměru. Výsledkem bylo, že auto mělo rozpoznatelný vzhled.
Let na vodítku. Foto 456fis.org
Bezocasý letoun dostal originální konstrukci trupu. Tato jednotka měla zjednodušený tvar s proměnnou plochou průřezu. Bezprostředně za rozmetačem a nábojem vrtule trup výrazně narostl do výšky, při zachování původní šířky. Horní část trupu tvořila výrazný „hrb“nezbytný pro umístění pilotní kabiny. Za lucernou byl krátký stařík, na kterém byly umístěny držáky kýlu. Bylo použito velmi originální rozložení trupu. Nosní část byla umístěna pod reduktorem motoru a nábojem koaxiálních šroubů. Motor byl umístěn za převodovkou nad dnem. Pilotní kabina byla umístěna nad ním. V ocasních oddílech trupu byla umístěna část palivových nádrží a také dlouhé výfukové potrubí motoru. Ten byl zobrazen na ocasní části trupu.
Pro letoun bylo vyvinuto nové křídlo velkého rozmítání, jehož kořenová část zabírala většinu stran trupu. Na odtokové hraně malého tahu byly umístěny elevány. Křídlo dostalo zakončení kontejneru, ve kterém byly další palivové nádrže. Použitý tvar křídla umožňoval získat maximální možnou plochu s omezenými rozměry.
Zkušené letadlo na přepravním vozíku. Fotografie Airwar.ru
Charakteristickým rysem Convair Tailsitter je jeho velký kýl a ventrální hřeben. Díky použití velkého křídla bylo možné opustit stabilizátory klasického designu. Stabilitu a ovladatelnost v režimu svislého vzletu a směrovou stabilitu v horizontálním letu měl zajistit především svislý ocas. Byly použity dvě svislé roviny se smetenou náběžnou hranou a zaoblenou špičkou. Na odtokové hraně kýlu a hřebene byla kormidla. Obě roviny byly symetrické kolem podélné osy stroje. V tomto případě však kvůli asymetrickému designu trupu měl kýl vystupující nad něj menší plochu a jiný tvar kořenové části.
Díky své charakteristické poloze na parkovišti nebo při vzletu dostal letoun „sedící na ocase“originální podvozek. V blízkosti kontejnerů křídel a v blízkosti špiček svislého ocasu byly trubkové pláště, ve kterých byly pevné vzpěry podvozku. Zadní letoun dostal čtyřbodový podvozek s tlumiči a malými koly. Regály s kolečky umožňovaly letadlu zaujmout svislou polohu, stejně jako manévrovat při vlečení.
Interiér kabiny. Fotografie Airwar.ru
Ve střední části trupu, přímo pod kokpitem, byl turbovrtulový motor Allison YT40-A-6 o výkonu 5100 koní. Přívod atmosférického vzduchu k motoru byl prováděn pomocí dvou sacích zařízení umístěných po stranách před okrajem křídla. Na spodní straně byl umístěn přívod vzduchu pro chladiče. K tryskovému aparátu motoru byla připevněna trubka, která dosáhla ocasu trupu a odstranila reaktivní plyny ven. Letoun byl vybaven dvěma koaxiálními třílistými vrtulemi o průměru 4,88 m, vyvinutými firmou Curtiss-Wright. Čepele byly namontovány na společné pouzdro poměrně složité konstrukce. Pohon vrtule byl vybaven hydraulickou brzdou.
Jeden pilot, který byl v kokpitu, měl stroj ovládat. Jeho pracoviště bylo vybaveno velkým přístrojovým panelem s číselníkovými měřidly a několika panely s nejrůznějším vybavením. Řízení mělo být prováděno pomocí standardních „stíhacích“systémů: ovládacích páček letadel a motoru a také dvou pedálů. Kokpit dostal vystřelovací sedadlo s neobvyklými montážními prostředky. Pro větší pohodlí při práci v různých režimech by se židle mohla houpat v širokém sektoru. V případě neúspěšného přistání mohl pilot opustit letadlo a sestoupit na zem pomocí 25 stop (7,6 m) lana upevněného v kokpitu. Pilot před příchozím proudem chránila velkoplošná lucerna. V jeho složení byl pevný hledí a hlavní část, posuvná zpět.
Testovací pilot James F. Coleman. Foto amerického námořnictva
Experimentální letoun nepotřeboval zbraň, ale tento problém se stále řešil ve fázi návrhu. Při zachování stávajících rozměrů a hmotnostních parametrů mohl Convair XFY-1 nést až čtyři 20mm automatická děla nebo několik desítek neřízených střel. Vzhledem k nedostatku dalších volných svazků bylo navrženo namontovat je do kontejnerů na koncích křídla.
Přes veškerou snahu o zmenšení velikosti se ukázalo, že slibné letadlo na zádi bylo docela velké. Délka vozidla dosáhla 10, 66 m, rozpětí křídel bylo 8, 43 m. Svislé rozpětí ocasu bylo asi 7 m. Prázdné letadlo mělo hmotnost 5,33 tuny, maximální vzlet byl určen na úrovni 7 Úroveň letu 37 tun měla překročit 980 km / h. Bylo plánováno získat vysokou rychlost stoupání: k tomu musely šrouby plnit funkce nosičů nákladu.
Testovací pilot John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
Pro přepravu letadel se specifickým podvozkem byl vyvinut speciální tažený podvozek. Rám se čtyřmi koly pojal dva výkyvné nosníky s hydraulickými válci. Na volných koncích nosníků byla pomocí vlastních závěsů a samostatných pohonů upevněna menší přídržná zařízení. Při nakládání letounu byly tyto umístěny pod jeho středovou část a spojeny s ní pomocí zámků. Hydraulika umožnila převést stroj do vodorovné polohy a pomocí samostatného traktoru přesunout vozík do požadované polohy. V rámci přípravy na vzlet bylo letadlo přeneseno do vzpřímené polohy, načež se odpojilo a postavilo na vlastní kola.
Na konci roku 1953 začal Convair stavět experimentální zařízení. V rámci rozsáhlého testovacího programu bylo rozhodnuto postavit tři identické stroje určené k řešení různých problémů. První kluzák měl být vybaven skupinou poháněnou vrtulemi, palivovým systémem a ovládacími prvky. Takový prototyp byl určen k předběžným kontrolám elektrárny. Třetí vzorek byl odeslán na statické testování. Kontrolován na zemi, připoután do vzduchu a po volném létání následoval druhý zkušený Tailsitter.
Příprava na start, motor v chodu. Fotografie Airwar.ru
Po kontrole chodu motoru na prvním prototypu bylo získáno povolení k provádění následných zkoušek s pozemními zkouškami zařízení a následným výstupem do vzduchu. Jako místo pro tyto kontroly bylo vybráno letiště Moffett (Kalifornie), a to jeden z jeho skluzů, svého času postavený pro vzducholodě. Pod téměř 60 m vysokou střechou loděnice byl jeřábový paprsek, který se měl stát bezpečnostním zařízením. Specialisté vývojářské společnosti, kteří připravili zkušeného XFY-1 na lety, demontovali kapotáž vrtulového náboje, pod nímž byla speciální upevňovací struktura. S pomocí posledně uvedeného by mělo být letadlo zavěšeno na háku jeřábového nosníku. Výběrem a uvolněním lana mohl obsluha jeřábu zabránit pádu letadla.
29. dubna 1954 mělo letadlo poprvé vzlétnout pomocí jištění. Provoz prototypu měl na starosti pilot James F. Coleman. Inženýr Bob McGreary obsluhoval výložníkový jeřáb a sledoval délku volného kabelu. Po uvedení motoru na požadovaný výkon byl testovací pilot schopen zvednout auto ze země, ale hned poté začaly problémy. Jakmile bylo letadlo ve vzduchu, začalo se nekontrolovaně otáčet kolem podélné osy. Díky včasné reakci obsluhy jeřábu byl stroj zachráněn před pádem. Po dokončení prvního zkušebního letu se auto s určitými obtížemi posadilo.
Auto je na parkovišti. Fotografie Airwar.ru
Pravděpodobně to bylo v této fázi, kvůli zvláštnostem tlumení podvozkové pružiny, letadlo dostalo přezdívku Pogo (od Pogo -stick - sportovní projektil „Grasshopper“). Následně se neoficiální název projektu stal široce známým a nyní se používá stejně často jako oficiální označení přidělené zákazníkem.
Letoun ukázal svou schopnost vzlétnout a přistát svisle, ale nekontrolované otáčení v těchto režimech neumožnilo realizovat všechny výhody původního schématu. Bylo nutné zjistit příčiny takových problémů a odstranit je. K tomu byly vnější povrchy draku přelepeny „hedvábnými nitěmi“, jejichž pozorování umožnilo identifikovat problémy aerodynamické povahy. Takové testy rychle poskytly výsledky. Ukázalo se, že ani stávající velká loděnice nebyla dostatečně velká pro experimentální vozidlo. Proud vzduchu z vrtulí narazil na podlahu konstrukce, přesunul se do stran, odrazil se od stěn a vrátil se zpět. Právě četné víry bránily zadnímu letounu v udržení požadované polohy.
Convair XFY-1 Pogo provádí vertikální vzlet, 30. listopadu 1954. Foto od US Navy
Testeri tuto skutečnost vzali v úvahu, ale přesto byli nuceni pokračovat v testování v uzavřené struktuře. Prototyp stroje stále potřeboval pojištění, které by mohl provádět pouze jeřábník loděnice. Instalace takového zařízení na otevřeném prostranství nebyla možná. V takových obtížných podmínkách J. F. Coleman absolvoval několik desítek testovacích letů s celkovou délkou asi 60 hodin. Kvůli nestabilnímu chování stroje během prvních testů a následných letů testovací pilot lampu nikdy nezavřel. To způsobilo určité nepříjemnosti, ale Coleman je považoval za přijatelnou cenu za schopnost rychle opustit letadlo.
V polovině roku 1954 byl prototyp převezen na volné prostranství pro volné lety. Hned první den těchto zkoušek byl zkušební pilot schopen vystoupat do výšky 6 m, a poté překonat laťku 45 m. Ovládání stroje nebylo příliš jednoduché, ale absence zdí a střechy mělo pozitivní vliv na vlastnosti zařízení. S využitím této výhody J. F. Coleman pokračoval ve vertikálních letech s četnými vzlety, manévry helikoptérami a následným přistáním.
Let helikoptérou. Foto amerického námořnictva
Brzy byl zkušený „zadák“převezen do Brown Field (Kalifornie), kde měly testy pokračovat pod dohledem zástupců vojenského oddělení. Na novém místě bylo provedeno dalších 70 svislých letů, poté bylo rozhodnuto vyzkoušet prototyp v přechodových režimech a ve vodorovném letu.
2. listopadu 1954 zkušený XFY-1 poprvé vzlétl svisle a po stoupání přešel na horizontální let. Poté bylo auto vráceno do vzpřímené polohy a osazeno. Let trval 21 minut, z toho 7 letů podobných letadlům. Začátek těchto kontrol umožnil určit skutečné vlastnosti horizontálního letu. Bylo tedy zjištěno, že i při minimálním tahu motoru vyvíjí ocasní letoun rychlost více než 480 km / h. Letoun nebyl vybaven vzduchovými brzdami, což ztěžovalo ovládání rychlosti. Kvůli tomu opakovaně nedobrovolně předjel záložní letoun, který ho doprovázel.
Vodorovný let. Fotografie Airwar.ru
Po potvrzení vypočtených charakteristik ukázal prototyp určité nevýhody. Nejprve bylo zjištěno, že XFY-1 je obtížné ovládat, zejména v přechodových podmínkách. Pro bezpečné přistání zkušený pilot J. F. Coleman musel vůz přemístit do vzpřímené polohy ve výškách asi 300 m a poté jej jemně spustit na zem. Poslední metry klesání byly spojeny se zvláštními obtížemi, protože do přistání zasahovaly četné víry, a navíc pilot ze svého kokpitu nemohl situaci řádně sledovat. Aby se tento problém částečně vyřešil, v jedné z testovacích fází prototyp obdržel rádiový výškoměr se světelnými alarmy: zelené a oranžové žárovky ukazovaly normální klesání a červené značily překročení bezpečné vertikální rychlosti.
J. F. Coleman létal na jediném Pogu až do poloviny roku 1955. Zkušenému pilotovi se podařilo zvládnout všechny jemnosti ovládání takového stroje v obtížných režimech. Současně vyšlo najevo, že běžní piloti bojových jednotek pravděpodobně nebudou schopni naučit se pilotovat takovou techniku. Navíc takové úkoly byly nad síly i profesionálních testerů. V polovině května 1955 se měl k testům připojit pilot John Knebel. Při svém prvním letu bez jištění nebyl schopen udržet auto na místě a málem ho rozbil. Poté byly všechny nové lety přiřazeny pouze Colemanovi.
Pohled zezadu. Fotografie Airwar.ru
16. června 1955 J. F. Coleman poslal zkušeného Tailsittera naposledy do volného letu. Poté bylo auto posláno do hangáru při studiu výsledků testů, finalizaci projektu atd. Na jaře příštího roku bylo rozhodnuto o provedení nových testů námořních sil, pro které šli dva piloti námořního letectví studovat. Nikdy se však nemohli připojit k práci.
Během testovacích letů se jedinému letovému modelu Convair XFY-1 Pogo podařilo vyvinout většinu zdroje. Při další kontrole byly v oleji z převodovky nalezeny třísky. Vůz potřeboval před novými testy opravu a restaurování. Zákazník však považoval generální opravu letadla za zbytečnou. Původní projekt ho již nezajímal, což způsobilo, že restaurování prototypu ztratilo smysl.
"Pogo" v barvě. Fotografie Airwar.ru
Po prozkoumání úspěchů dvou pilotních projektů společností Lockheed a Convair vyvodilo americké námořní velení závěry o praktických výhodách letadel sedících za ocasem. Tato technika měla znatelné výhody oproti letadlům i vrtulníkům, ale zároveň nebyla bez charakteristických nevýhod. Testy prototypu „Pogo“ukázaly, že takový stroj je velmi obtížné létat a je náročný na místa přistání. Ovládání takové techniky by průměrný pilot stěží zvládl. Přistání na houpací palubě lodi bylo navíc prakticky nemožné.
Neobvyklé projekty byly technického a vědeckého zájmu. Ukázali zásadní možnost vytvoření nestandardních vertikálních vzletových letadel. Tento vývoj měl zároveň specifický poměr pozitivních a negativních rysů. Sériová výroba, provoz a masový vývoj takových zařízení nedávalo smysl.
Experimentální stroj jako exponát, srpen 1957. Foto Wikimedia Commons
V roce 1956 byl projekt XFY-1 uzavřen kvůli nedostatku reálných vyhlídek. První a třetí prototyp, určené pro pozemní a statické zkoušky, byly demontovány jako zbytečné. Jediné létající Pogo bylo nějakou dobu na letecké základně Norfolk (Kalifornie). Později byl darován Národnímu leteckému a vesmírnému muzeu Smithsonian Institution. Unikátní vybavení je uloženo v pobočce muzea ve městě Suiteland (Maryland).
Uzavření experimentálního projektu Convair XFY-1 vedlo k dokončení prací na letounu Tailsitter, prováděných od konce čtyřicátých let na příkaz amerického námořnictva. Dva projekty ukázaly zásadní možnost vývoje a stavby zařízení neobvyklého vzhledu, ale zároveň prokázaly přílišnou složitost jeho provozu. Původně se plánovalo, že výsledkem dvou projektů bude vznik stíhacího letounu na bázi letadel, ale později se tento vývoj stal experimentálním. Dva projekty úspěšně vyřešily podobný problém.
