Minule jsme se podívali na projekty diskovitých letadel vytvořených v nacistickém Německu. Žádný z nich nedosáhl více či méně rafinovaného stavu. Nejúspěšnější konstrukce, letoun AS-6, zvládla vstoupit do letových zkoušek a dokonce se pokusila vzlétnout. To vše však bylo dosaženo za cenu několika nehod. V důsledku toho Německo, které investovalo spoustu peněz, nikdy nedostalo jediné letadlo s nestandardním kulatým tvarem. Několik let před Němci zahájili podobné projekty američtí inženýři. A z různých důvodů se „disky“ze Spojených států ukázaly jako mnohem úspěšnější než německé, přestože se také nedostaly do sériové výroby.
„Palačinky“od Zimmermanna
Ze všech amerických inženýrů dosáhl Charles Zimmerman prvního úspěchu na poli diskovitých letadel. Je třeba poznamenat, že myšlenka udělat křídlo v plánu existovala již dříve. Pouze předchozí nápady zůstaly ve fázích nápadů nebo předběžných skic vzhledu letadla. V roce 1933 dostal Zimmerman práci v Chance Vought a byl schopen zahájit výzkum křídel s ultra nízkým poměrem stran. Účelem jeho práce bylo studium vlastností křídla s poměrem stran přibližně jednoty, jakož i různých forem náběžné a odtokové hrany křídla. V průběhu několika let Zimmermann testoval různé aerodynamické konfigurace, až dospěl k závěru, že vlastnosti nosné plochy, která měla v plánu kulatý tvar, jsou dobré.
Vought V-173 "Flying Pancake"
Studie ukázaly, že křídlo ve tvaru disku má navzdory relativně vysokému odporu vzduchu velmi dobrý vztlak. Na testovacích modelech se navíc zjistilo, že je možné zlepšit aerodynamické vlastnosti letadla s takovým křídlem pouze správným uspořádáním motorů a vrtulí. Za tímto účelem by měl být umístěn tak, aby jimi vytvořený tok omýval horní a dolní povrchy křídla. V roce 1939 se Zimmermannův projekt dostal do fáze, kdy bylo možné přestat experimentovat na modelech a začít navrhovat plnohodnotné letadlo.
Letoun s indexem V-173 a neoficiálním názvem Flying Pancake („Flying Pancake“) začlenil všechny nové myšlenky společnosti Zimmermann. Hlavní jednotkou stavby byl trup křídla, tvarově blízký kruhu. V tomto případě byl profil křídla symetrický. Dvě vrtule letadla byly neseny před křídlem a každá měla průměr více než pět metrů. Díky tomu, jakož i speciálně zvolené rychlosti otáčení vrtulí, byl vztlak křídla několikrát vyšší než u letadel s rovným křídlem stejného rozpětí. Kromě toho se vrtule otáčely tak, že víry vycházející z lopatek vířily ve směru opačném k pohybu bdělých vírů na koncích křídla. Tento konstrukční prvek zvýšil efektivní prodloužení roviny ložiska z jedné na čtyři. Současně nebyly požadovány žádné změny velikosti letounu.
Uvnitř trupu křídla byly umístěny dva pístové motory Continental A80 s výkonem pouze 80 koní. Každý z nich byl připojen k vlastní vrtuli a synchronizován s druhým motorem pomocí další hřídele. Stojí za zmínku, že aby byl zajištěn efektivní tok kolem křídla, musela být do synchronizačního mechanismu zavedena samostatná převodovka: jeden motor otáčel vrtulí ve směru hodinových ručiček a druhý proti směru hodinových ručiček. Přesto ani s tak složitou a neobvyklou elektrárnou vážil V-173 ne více než 1400 kg. Ve středu přední části trupu křídla byl umístěn kokpit s kapucí ve tvaru kapky. Pro pohodlí pilota byla spodní strana přední části křídla vyrobena ze skla. Faktem je, že když byla tato část letadla utěsněna plátnem nebo překližkou, pilot se normálně nemohl dívat dopředu a dolů, což by mohlo mít extrémně žalostný vliv na přistání letadla. Přistání a vzlet měly být provedeny tradičním způsobem pomocí přistávací dráhy. V-173 byl vybaven jednoduchým vzpěrou vyztuženým nezatahovacím podvozkem. U čistě experimentálních letadel to bylo považováno za dostačující. Řízení letu mělo být prováděno pomocí dvou kýlů s kormidla a dvou stabilizátorů s kormidla, nazývaných „výtahy“. Jak je pojal Zimmermann, současně hrály roli křidélek i výtahů. O něco později bude takový řídící orgán nazýván termínem „Elevon“.
Na začátku montáže prototypu se o projekt začal zajímat americký úřad pro letectví. Brzy poté změnili svůj zájem na velkou pozornost a požadovali, aby byl V-173 dále vyvíjen s přihlédnutím k možnému provozu na letadlových lodích. Vzhled stroje byl však tak neobvyklý, že námořní úřady nejprve požadovaly, aby byl model „Pancake“v plném měřítku vyfouknut ve větrném tunelu. Dostalo se to do bodu, kdy jeden z admirálů položil otázku typu „může tahle věc létat?“Dne 15. září 1941 byly experimenty ve větrném tunelu dokončeny a nikdo z vysokých úřadů již nepochyboval o potenciálu nového letadla. Den po skončení testů plnohodnotného modelu nabídlo námořnictvo Chance Vought kontrakt na vývoj plnohodnotného stíhače na bázi nosiče.
Během čištění bylo identifikováno několik konstrukčních nedostatků, které byly brzy opraveny. V létě 42 šel na testování zkušený V-173. Zkušební piloti se zpočátku omezovali pouze na pojíždění a běh. První let letadla se uskutečnil teprve 23. listopadu. Současně již v prvních letech „Flying Pancake“ukázal vynikající vlastnosti a plně potvrdil správnost svého návrháře. Například vzletová rychlost při vzletu nepřekročila 45-50 km / h a dva motory každý jen o výkonu 80 koní. zrychlil na 240 kilometrů za hodinu. Na tak slabou elektrárnu to bylo více než dobré. Ne bez nehod. Na začátku roku 1943 byly u motoru během letu vypnuty oba motory. Pilot musel klouzat na nejbližší pláž a nouzově přistát. Kvůli nedostatečné pevnosti písčitého „povlaku“letoun převrátil nos a poškodil vrtule. Oprava však trvala jen několik dní.
V době, kdy byl prototyp V-173 přestavěn, dokončil Zimmerman ve spolupráci s designéry Chance Vout pod vedením Y. Greenwooda vývoj nové verze Flying Pancake. Tentokrát byl design určen pro vojenské použití. Pouze armáda, přiznejme si to, neprojevila o původní letoun velký zájem. Ano, výkon při vzletu a přistání vypadal slibně, ale potřeba restrukturalizace výroby, zavedení nových technologií atd. zjevně nepřidalo optimismus. Uspořádání nového letounu s indexem XF5U bylo proto přijato až v červenci 1943 a o rok později byla podepsána smlouva na stavbu dvou prototypů. Nový bojovník dostal přezdívku Skimmer - „Skimmer“.
Obecný design XF5U byl podobný V-173. Na rozdíl od dřevěné konstrukce starších letadel však bylo navrženo vyrobit nové z kovu. Tento materiál byl složen z balzových dílů pokrytých hliníkovým plechem. Metalit měl dobré hodnoty pevnosti a byl velmi lehký. Kromě toho existovala možnost výroby kovových dílů lisováním, což slibovalo výrazné snížení výrobních nákladů. XF5U je větší než jeho předchůdce, což však nemá žádný vliv na přípustná zatížení. Řídicí systém jako celek zůstal stejný, ale kokpit byl výrazně pozměněn. Díky novému, silnému metalitovému rámu byl kokpit posunut vzhůru, což také umožnilo vyjmout okno na spodní straně přední části křídla. Po stranách kokpitu bylo umístěno šest kulometů Browning M2 12,7 mm. Po stranách pilotního pracoviště byly dvě instalace tří kulometů. V polovině 40. let byly takové zbraně považovány za dostačující, ale v budoucnu se plánovalo nahradit kulomety 20mm kanóny. Kromě hlavní výzbroje mohly letouny nést neřízené střely, bomby atd. Pro ně bylo pod střední částí letadla šest pylonů.
Samostatně stojí za to mluvit o nové elektrárně XF5U. Plnohodnotný stíhací letoun na nosiči měl pohánět pístové motory Pratt & Whitney R2000-7 s výkonem 1350 koní. Spolu s novými motory dostala aktualizovaná „Pancake“nové vrtule. Pro XF5U vyvinul Hamilton Standard originální tvar vrtule. Ve srovnání se starými byly účinnější při nízkých a středních rychlostech. Nové čtyřlisté vrtule byly navíc optimalizovány pro relativně nízké otáčky. Celkový výkon elektrárny přesáhl dva a půl tisíce koní. V kombinaci s účinnými vrtulemi a maximální vzletovou hmotností 7600 kg to dokonce umožňovalo vzlétnout svisle. Pouze k tomu bylo nutné instalovat letadlo na speciální rampu.
V polovině června 1945 byl připraven první prototyp Shumovky. Novinka designu a dokonce i samotného konceptu na dlouhou dobu zabránila zahájení testování. Vedení amerického námořnictva každou chvíli vydávalo nové zákazy letů. Z tohoto důvodu bylo první pojíždění možné až na konci 46. První let se uskutečnil 12. ledna 1947. Štěstí bylo, že s podporou armády bylo jen málo problémů. Začátkem 47. námořnictvo také omezilo financování. Z tohoto důvodu musel být program letových zkoušek zkrácen. Přesto při zachování výkonu vzletu a přistání bylo možné letoun zrychlit na více než 800 kilometrů za hodinu. Pro rok 1945 to byl velmi dobrý ukazatel, ale ne pro 48. Do té doby začaly proudové stíhačky vstupovat do vojsk a „Shumovka“prostě nenašla místo v nomenklatuře námořních letadel. Na začátku roku 1948 byl program zmrazen a o něco později byly oba prototypy rozebrány.
XF5U-1
Aerodynamika „Flying Pancake“a „Skimmer“teoreticky umožňovala provádět takové manévry, jaké jiná letadla prostě nebyla schopná. Rozložení skimmeru XF5U by navíc mohlo posádkám letadlových lodí značně usnadnit život. Revoluční novinka designu však byla faktorem, který celý projekt ukončil. Ze všech vyrobených letadel ve tvaru disku Zimmermann přežil dodnes pouze jeden prototyp V-173, který je uložen ve Smithsonianském muzeu.
Létající talíř, který neletěl
Několik let po uzavření Zimmermannových projektů se myšlenky nestandardních rozvržení vracely pouze vědecky. Nedostalo se to k věci stavět prototypy. To se změnilo v roce 1952, kdy zaměstnanec Avro Canada John „Jack“Frost zahájil projekt Avro VZ-9 Avrocar. Stojí za zmínku, že na rozdíl od dříve popsaných návrhů byla Frostova myšlenka plně v souladu s tím, co si většina lidí představí, když se řekne „letadlo ve tvaru disku“. Kanadský designér se rozhodl nevyrobit křídlo ve formě disku, ale švihnout k další originální myšlence.
Avrocar S / N 58-7055 (označeno AV-7055)
Frost se rozhodl použít v té době již známý tryskový tah v kombinaci s tzv. Coandův efekt. Podstata tohoto jevu spočívá v tom, že proud kapaliny nebo plynu, pohybující se vedle jakéhokoli předmětu, má tendenci se k němu přibližovat nebo dokonce „držet“. Podle Frostovy myšlenky mělo toto chování vzduchu usnadnit manévrování aparátu. Nejprve inženýři Avro Canada vyrobili malý aparát, který měl předvést jejich nápady. Model s průměrem pouhých 11 centimetrů mohl stoupat do vzduchu do malé výšky, ale žádné manévrovací mechanismy se do něj nevešly. Kanadské vojenské oddělení se však o tento nápad začalo zajímat a vyčlenilo asi 400 tisíc amerických dolarů na pokračování prací. Krátce poté získal projekt index Y2.
V této fázi se budoucí Avrocar stal terčem špionážního dramatu. Od roku 1952 se CIA snaží zjistit, zda některé země mají nové konstrukce letadel. V 53. se skauti dozvěděli o existenci projektu Y2 a oznámili to svým nadřízeným. Brzy po převodu dokumentů „nahoře“pánové z Pentagonu kontaktovali kanadskou armádu a pozvali je, aby společně pokračovali ve vytváření Y2. Kanada nabídku přijala. Mimo jiné to mělo příjemné finanční důsledky. Vedoucí výzkumné divize amerického letectva generálporučík D. Putt získal 2 miliony dolarů na financování ročně. Velmi odvážné pro nový revoluční projekt. Peníze však byly přiděleny a Avro pokračoval ve výzkumu. V polovině desetiletí byl připraven projekt VZ-9, který se ve skutečnosti stal „labutí písní“programu Y2.
Patnáctimetrový kotouč se šesti proudovými motory, které vyhazovaly plyny vlastními tryskami, a také poháněl velkou turbínu, mohl teoreticky stoupat do jakékoli výšky a létat jakýmkoli směrem. Zákazník, zastoupený americkou a kanadskou armádou, projekt schválil, ale nejprve požadoval otestování nové technologie na menším vozidle s posádkou. Kvůli tomu byla „deska“stlačena na průměr asi šesti metrů. Elektrárna byla také odpovídajícím způsobem změněna: nyní byly kolem centrální turbíny umístěny pouze tři motory. Systém řízení letu je zajímavý. Pro stoupání nebo klesání to mělo změnit tah všech motorů najednou, což ovlivnilo rychlost zvedací turbíny. K naklápění v jednom nebo druhém směru měl Avrocar speciální systém, který měnil tah jednotlivých motorů tak, aby se tělo zařízení díky svému rozdílu naklonilo správným směrem. S tímto systémem jsem musel hodně pohrávat: bylo nutné vzít v úvahu odezvu plynů motorů, stabilitu celého aparátu a spoustu dalších parametrů.
Pár fotografií za letu
V polovině roku 1959 byl připraven první prototyp Avrocaru. Přišel čas na testování. První týdny byly věnovány práci na interakci motorů a jejich řídicích systémů. Byl to těžký byznys, ale Kanaďané a Američané to zvládli. V listopadu téhož roku byl VZ-9 připraven na svůj první let. 12. listopadu vzlétl „létající talíř“ze země a vznášel se v malé výšce. Postupem času začali přidávat trakci a odnášet zařízení do mírně vyšších nadmořských výšek. Ve vzdálenosti asi metru od země Avrocar visel volně, manévroval a mohl se pohybovat jakýmkoli směrem. Když ale došlo na lezení do výšky alespoň pár metrů, najednou se objevila jedna velmi nepříjemná vlastnost projektu. Relativně slabá elektrárna prototypu by mohla poskytnout uspokojivou stabilitu a ovladatelnost pouze ve výšce až jeden a půl metru. S dalším vzestupem se „Avrocar“musel spoléhat pouze na Coandův efekt. Efekt obrazovky zase zmizel a letadlo ztratilo svou dřívější stabilitu. Po sérii testovacích letů se museli inženýři Avro Canada vrátit za zásuvky. Mezitím kanadská armáda, nespokojená s výsledky, došla k závěru, že projekt je k ničemu, a odmítla nadále rozdávat peníze.
Během následujících měsíců se tým designérů pod vedením J. Frosta pokusil najít řešení objeveného problému a zajistit správnou stabilitu. V této fázi práce bylo shromážděno několik dalších modelů, na kterých byly vypracovány nové nápady. Žádný z modelů však nebyl schopen vylézt do únosné výšky a přesto se nepřevrátit. Mezi důvody tohoto chování vozidel patřila absence dodatečné vzduchové podpory (stejný účinek na půdu) a konstrukční požadavky na přesné a přesné vyvážení a potřeba synchronizace provozu motorů. To vše bylo možné napravit pouze pomocí radikální změny designu. Na konci roku 1960 začal Frost projekt přepracovávat podle zkušeností, které nasbíral. Od roku 1959 je projekt Y2 financován pouze Spojenými státy. Časem začali američtí představitelé odpovědní za program pochybovat o jeho účelnosti. Proto krátce po zahájení zásadní modernizace financování Avrokaru přestalo. Zaměstnanci Pentagonu byli tvrdí a lakoničtí. Dokument o ukončení prací naznačoval marnost projektu a také absenci uspokojivého výsledku za cenu zhruba dvanáct milionů dolarů.
Bezletový „talíř“byl přesto odvezen do leteckého muzea
Oba postavené prototypy Avrocaru, které jsou uchovávány v leteckých muzeích USA, přežily do naší doby. Zhruba před deseti lety se řada kanadských historiků zasazovala o převod jednoho z „Avrokarů“do rukou Kanady. Motivovali to potřebou uznat zásluhy své země při tvorbě projektu. Přitom bylo téma financování akcií jaksi obcházeno, přestože USA utratily na program Y2 více než desetkrát více peněz než jeho severní soused. Zejména proto rozhovory na počátku dvacátých let zůstaly jen konverzacemi a oba postavené VZ-9 jsou stále v amerických muzeích.
