Avro Canada VZ-9 Avrocar был VTOL самолет , разработанный Авро Канада как часть секретного военного проекта США , проводимой в первые годы холодной войны . [1] Avrocar намеревался использовать эффект Коанды для обеспечения подъемной силы и тяги от одного «турбороторного» двигателя, выдувающего выхлопные газы из обода дискообразного самолета. В воздухе он напоминал бы летающую тарелку .
ВЗ-9 Аврокар | |
---|---|
Avrocar S / N 58-7055 (с маркировкой AV-7055 ) на выпуске. | |
Роль | Экспериментальный самолет вертикального взлета и посадки " Proof of concept " |
национальное происхождение | Канада |
Производитель | Avro Canada |
Дизайнер | Джон Фрост |
Первый полет | 12 ноября 1959 г. |
Вступление | 1958 г. |
На пенсии | 1961 г. |
Основные пользователи | ВВС США (предполагалось) Армия США (предполагалось) |
Произведено | 1958–1959 гг. |
Количество построенных | 2 |
Первоначально разработанный как истребитель, способный развивать очень большую скорость и высоту, проект неоднократно свертывался со временем, и ВВС США в конечном итоге отказались от него. Затем армия США занялась разработкой тактического боевого самолета, своего рода высокопроизводительного вертолета . [2] В ходе летных испытаний у Avrocar были обнаружены нерешенные проблемы с тягой и стабильностью, которые ограничили его ухудшенным диапазоном полета с низкими характеристиками ; впоследствии проект был закрыт в сентябре 1961 года.
На протяжении всей истории программы проект назывался разными именами. Авро назвал эти усилия «Проектом Y» с отдельными автомобилями, известными как Spade и Omega. Позднее проект Y-2 финансировался ВВС США, которые называли его WS-606A, Project 1794 и Project Silver Bug. Когда армия США присоединилась к усилиям, она получила свое окончательное название «Аврокар» и обозначение «VZ-9», часть проектов СВВП армии США в серии VZ.
Дизайн и развитие
Происхождение
Avrocar стал конечным результатом серии исследовательских проектов « голубого неба » дизайнера Джека Фроста , который присоединился к Avro Canada в июне 1947 года после работы в нескольких британских фирмах. [3] Он работал с de Havilland с 1942 года и работал над de Havilland Hornet , реактивным истребителем de Havilland Vampire и самолетом de Havilland Swallow , где он был главным конструктором сверхзвукового исследовательского проекта. [4]
В Avro Canada он работал над Avro CF-100 до создания исследовательской группы, известной как «Группа специальных проектов» (SPG). Сначала Фрост окружил себя группой инженеров-единомышленников, а затем организовал рабочее место. Первоначально размещенная в «Пентхаусе», насмешливом прозвище исполнительного крыла административного здания, САУ впоследствии была перемещена в здание времен Второй мировой войны напротив штаб-квартиры компании, здание Шеффера, которое охранялось охранниками. запертые двери и специальные пропускные карты. Время от времени SPG также действовала из экспериментального ангара, где она делила пространство с другими эзотерическими проектными командами Avro. [ необходима цитата ]
В то время Фрост особенно интересовался конструкцией реактивного двигателя и способами повышения эффективности компрессора без ущерба для простоты газотурбинного двигателя. Он счел конструкцию «обратного потока» Фрэнка Уиттла слишком сложной и интересовался способами очистки компоновки. Это привело его к разработке нового типа компоновки двигателя, в котором пламегасители располагались непосредственно за пределами внешнего обода центробежного компрессора и были направлены наружу, как спицы колеса. Энергия для компрессора была получена от турбины нового типа, похожей на центробежный вентилятор , в отличие от более типичной конструкции в виде вертушки обычных двигателей. Турбина приводила компрессор в действие с помощью зубчатой передачи, а не вала. Получившийся двигатель имел форму большого диска, который он назвал «двигателем-блинчиком». [5] Реактивная тяга исходила от всего обода двигателя, и это представляло проблемы при попытке адаптировать конструкцию к типичному самолету. [ необходима цитата ]
Проект Y
В то же время авиационная промышленность в целом проявляла все больший интерес к самолетам вертикального взлета и посадки . Ожидалось, что любая будущая европейская война начнется с обмена ядерными ударами, который уничтожит большинство авиабаз, поэтому самолетам придется действовать с ограниченных авиабаз, дорог или даже неподготовленных полей. Значительные исследовательские усилия были вложены в различные решения для обеспечения возможности нанесения второго удара. Некоторые из этих решений включали запускаемые ракетами самолеты, такие как концепция запуска с нулевой длиной , в то время как многие компании начали работу над самолетами вертикального взлета и посадки как более подходящим долгосрочным решением. [6]
Фрост чувствовал, что отличные характеристики его нового двигателя будут естественным образом подходить для самолета вертикального взлета и посадки из-за его ожидаемого высокого отношения мощности к массе . Проблема заключалась в том, как использовать кольцевую тягу для движения самолета вперед, а также в проблеме установки очень большого двигателя в подходящий планер. Фрост предложил использовать серию воздуховодов и вентиляционных отверстий, чтобы перенаправить тягу, исходящую от передней части двигателя, к задней. Чтобы трубы были как можно короче, в конструкции была перенесена тяга вдоль передней кромки, по сути, толстого треугольного крыла . Поскольку двигатель имел форму диска, треугольная дельта-форма была выдвинута ближе к передней части, где она встречалась с диском двигателя, создавая форму, примерно похожую на лопату на игральной карте . [5] По этой причине дизайн также упоминался как «Avro Ace», вероятно, отсылка к тузу пик. [ необходима цитата ]
Двигатель имел форму диска, а его воздухозаборник располагался посередине, что означало, что воздухозаборники двигателя должны были располагаться ближе к середине крыла. В конструкции Ace они были расположены прямо перед центром наверху и внизу самолета. Кабина располагалась над коренным подшипником, за воздухозаборниками. «Хребет» сверху и снизу тянулся от зоны кабины к задней кромке самолета. Также были изучены несколько других версий базовой компоновки, в том числе «Омега», которая была более дискообразной, так как также срезала задние части треугольного крыла. [ необходима цитата ]
Для операций вертикального взлета и посадки предполагалось, что самолет будет стоять направленным вверх, поддержанный длинными посадочными опорами, выходящими из позвоночника. Посадка будет производиться под очень большим углом, что затрудняет обзор во время захода на посадку. В ряде других экспериментов с вертикальным взлетом и посадкой того времени предлагались различные решения этой проблемы, включая вращение кресел пилотов и кабины пилотов, но ни один из них не оказался очень эффективным. Еще одна проблема, связанная с различными экспериментами с вертикальным взлетом и посадкой, заключалась в том, что стабильность при зависании было трудно обеспечить, хотя и не совсем неожиданным. Решение этой проблемы потребовало бы, чтобы тяга была направлена вниз с большей площади, как в вертолете, где подъемная сила подается по всей площади диска ротора. [2] Большинство конструкторов решили стравливать воздух из компрессора двигателя и направлять его через трубы, расположенные вокруг самолета. В конструкции двигателя Фроста использовалось такое большое количество форсунок, что такое расположение было бы непросто построить. [ необходима цитата ]
В 1952 году конструкция была настолько усовершенствована, что Канадский совет по оборонным исследованиям профинансировал эту работу, заключив контракт на 400 000 долларов. К 1953 году был завершен деревянный макет проекта Y, от которого остались только изображения. Похоже, этот проект считался слишком дорогостоящим в военном ведомстве, которое в то время участвовало в нескольких чрезвычайно дорогостоящих проектах противовоздушной обороны. 11 февраля 1953 года в « Торонто Стар» просочилась история проекта вместе с изображениями дизайна Омеги, очевидно, для того, чтобы получить дополнительное финансирование. [a] Пять дней спустя министр оборонного производства сообщил Палате общин, что Avro действительно работает над «макетом» летающей тарелки, способной летать со скоростью 1500 миль в час (2400 км / ч) и лазание по вертикали. Тем не менее дальнейшего финансирования не последовало. [ необходима цитата ]
Проект Y-2: «плоский подступенок»
Пока продолжался проект Y, Фрост тем временем заинтересовался эффектом Коанды , когда потоки жидкости будут следовать сильно выпуклым формам, что на первый взгляд может быть неожиданным. Фрост чувствовал, что этот эффект может быть использован с его конструкцией двигателя для создания более практичного летательного аппарата вертикального взлета и посадки, выхлопные газы выходят наружу по верхней поверхности самолета, а затем направляются вниз через закрылки. Это создаст подъемную силу по всему краю самолета, позволяя ему приземлиться "ровно". Он произвел ряд небольших экспериментальных проектов, используя сжатый воздух вместо двигателя, чтобы выбрать подходящую форму планера, и в конце концов решил, что диск - лучшее решение. [7]
Продолжая эти эксперименты, он обнаружил, что та же система направления тяги, которую он предназначал для операций вертикального взлета и посадки, работает так же хорошо и для полета вперед. В этом случае форма диска сама по себе не была хорошей подъемной поверхностью, так как она была нейтральной с точки зрения направления подъема - то есть он летел вбок так же легко, как и вперед. Однако, изменяя воздушный поток с применением небольшого количества реактивной тяги, можно резко изменить общий воздушный поток над кораблем, создав своего рода «виртуальный аэродинамический профиль» любой необходимой конфигурации. Например, направляя вниз даже небольшое количество реактивной тяги, большая масса воздуха будет вытягиваться над верхней поверхностью крыла и резко увеличивать поток над крылом, создавая подъемную силу. [8]
Это, казалось, предлагало решение одной из самых неприятных проблем той эпохи - создание самолета, который был эффективен на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Дозвуковая подъемная сила создается воздушным потоком вокруг крыла по линиям тока , а сверхзвуковая подъемная сила создается ударными волнами в точках критической кривизны. Ни один проект не может обеспечить высокую производительность для обоих режимов. Раздутый диск может решить эту проблему, если его использовать только для сверхзвуковых характеристик, а затем использовать реактивную тягу для преобразования дозвукового воздушного потока в подобие нормального крыла. Полученная в результате конструкция будет настроена на высокие сверхзвуковые характеристики, будет иметь приемлемые дозвуковые характеристики, а также будет предлагать вертикальный взлетно-посадочный аппарат, все в единой конструкции. [ необходима цитата ]
Участие США: Project 1794 / WS 606A
В конце 1953 года группа американских оборонных экспертов посетила Avro Canada, чтобы осмотреть новый истребитель CF-100. [9] Где-то по пути Фрост кооптировал тур и перенаправил его в зону специальных проектов, где он начал демонстрировать макет проекта Y, модели и чертежи (некоторые из них никогда раньше не видели высшие должностные лица компании) для демонстрации. полностью круговой дискообразный самолет, известный как «Проект Y-2». ВВС США согласились взять на себя финансирование группы специальных проектов Фроста, и в 1955 году последовал контракт на 750 000 долларов США. К 1956 году руководство Avro было достаточно заинтересовано, чтобы выделить 2,5 миллиона долларов на создание прототипа «частного предприятия». В марте 1957 года ВВС добавили дополнительное финансирование, и самолет получил название Weapons System 606A . [ необходима цитата ]
Были изучены самые разные конструкции истребителя вертикального взлета и посадки, [2] все вращались вокруг формы диска, что привело к проекту 1794, включающему сверхзвуковой истребитель с большим диском. Концепция прошла испытания в аэродинамической трубе с различными масштабными моделями. Он имел приподнятую секцию посередине над двигателем, которая содержала кабину и ряд прямоугольных воздухозаборников, которые подавали воздух в двигатель во время полета на малой скорости. Для сверхзвукового полета верхние воздухозаборники были закрыты с помощью жалюзи, а воздух вместо этого подавался из отдельного сверхзвукового воздухозаборника вдоль передней части поднятой секции. По оценкам Фроста, потенциал концепта составлял 3,5 Маха на высоте 100 000 футов (30 000 м). [ необходима цитата ]
Когда был разработан проект 1794, Avro Canada предложила версию «Проекта Y», TS-140, чтобы соответствовать Спецификации TS-140 ВМС США для истребителя вертикального взлета и посадки в 1956 году; он был отклонен ВМФ. [10] TS-140 был самолетом типа «утка», оснащенным четырьмя реактивными двигателями Bristol Orpheus ; ВМС вместо этого выбрали D-188A компании Bell Aircraft в соответствии с его требованиями. [ необходима цитата ]
В ВВС США были некоторые дискуссии по поводу этой концепции, поскольку многие группы пытались получить финансирование для своих любимых проектов, таких как атомные бомбардировщики . [11] В повторении более раннего выпуска Toronto Star в 1955 году в журнале Look появилась обширная статья, в которой, среди прочего, высказывались предположения, что нынешние наблюдения НЛО - это тарелки советского производства. [b] Далее в статье описывался такой самолет со схемами, на которые явно повлиял дизайн Avro. [12]
Для целей испытаний новый двигатель, состоящий из шести реактивных двигателей Armstrong Siddeley Viper, обдувающих внешний обод крыльчатки, был разработан под названием PV-704, PV расшифровывалось как Private Venture. PV-704 представлял собой временную конструкцию, встроенную в здание, похожее на бункер, позади экспериментального испытательного центра Avro. Он был предназначен для тестирования различных концепций проекта 1794 и предоставления ВВС США данных испытаний, чтобы показать жизнеспособность концепции. Первоначальный план первоначальных испытаний Viper Engine Rig заключался в продолжении испытаний в свободном полете. К сожалению, тестирование было далеко не гладким; на испытательной модели произошла опасная утечка масла, что привело к трем пожарам. [13] В конечном итоге дошло до того, что сотрудники боялись машины, даже когда они благополучно устроились в будке, построенной из пуленепробиваемого стекла и стали толщиной в четверть дюйма. Последнее, катастрофическое и почти смертельное испытание двигателя в 1956 году, в котором участвовал реактивный двигатель Viper, убедило Фроста в необходимости менее опасного испытательного автомобиля. [ необходима цитата ]
Генезис Аврокара
Чтобы собрать летные данные о базовой концепции, пока продолжалась разработка двигателя, в 1958 году Фрост предложил построить меньший по размеру испытательный автомобиль «для проверки концепции», который он назвал Avrocar . К этому моменту армия США была вовлечена в широкий спектр экспериментов с небольшими самолетами вертикального взлета и посадки, которые будут действовать как «летающие джипы» [14], и они также заинтересовались концепцией Avro. [15] Фрост представил свою меньшую конструкцию как прототип машины, пригодной для нужд армии, а также как аэродинамический испытательный стенд для WS-606. Первоначальные требования к характеристикам Avrocar заключались в возможности зависания в течение 10 минут с эффектом земли и дальности 25 миль (40 км) с полезной нагрузкой в 1000 фунтов (450 кг). [15]
Новый план, казалось, обрадовал всех, и контракт на совместные услуги [16] на сумму 2 миллиона долларов [16], которым управляют ВВС, был присужден компании Avro на создание и испытание двух автомобилей Avrocar, которые в армии назывались VZ-9-AV (с AV, что означает "Avro", необычное отклонение от обычной номенклатуры армии США [17] ), последний в серии самолетов "VZ". Интерес армии к программе Avrocar был явно очень высок. Бернард Линденбаум из Лаборатории динамики полета ВВС вспоминает поездку в Вашингтон в конце 1950-х годов с просьбой о дополнительном финансировании исследования по снижению лобового сопротивления вертолетов. Хотя финансирование было одобрено, он услышал замечание генерала армии о том, что Huey будет последним вертолетом, который армия купит, поскольку вертолет будет заменен на Avrocar. [15]
Дополнительное финансирование ВВС в размере около 700 000 долларов (не израсходованное по программе 606A) также было переведено на проект Avrocar. В марте 1959 года был получен дополнительный контракт на 1,77 миллиона долларов на второй прототип. При развертывании прогнозируемая производительность была намного выше требований: максимальная скорость 225 узлов (417 км / ч), потолок 10000 футов (3000 м), дальность 130 миль (209 км) с полезной нагрузкой 1000 фунтов (450 кг). , и зависать от земли с полезной нагрузкой 2428 фунтов (1101 кг). Максимальный взлетный вес с переходом на прямой полет без влияния земли был рассчитан равным 5 650 фунтам (2 560 кг), максимальный вес с переходом на эффект земли (GETOL) составлял 6970 фунтов (3 160 кг). [15]
Когда были изготовлены первые действующие опытные образцы, случилась катастрофа. Канадское правительство отменило программу Avro CF-105 Arrow в «Черную пятницу» 20 февраля 1959 года. Следствием этого стало увольнение почти всех сотрудников Avro Canada, включая тех, кто работал в группе специальных проектов. Однако через три дня после объявления об отмене проекта Arrow многие сотрудники Специальных проектов были вновь наняты. Но это было не совсем обычное дело. Теперь в команду входили люди из команд CF-100 и CF-105, а группа специальных проектов была переведена в главное здание, которое было почти пустым. Кроме того, компания "Брасс" стала более активно участвовать в деятельности группы. [18]
Проектный офис USAF, посвященный проектам Avro, рекомендовал отменить WS-606A и все связанные с этим работы (включая Avrocar). Был дан приказ «Стоп-вперед» [19] , и Фрост был вынужден еще раз попытаться спасти проект. В результате тщательных усилий Фрост привел убедительные аргументы в пользу продолжения военного финансирования США. В конце мая 1959 года ВВС США разрешили Avro продолжить программы «летающих тарелок». [20]
Дизайн
Avrocar был летательным аппаратом в форме диска с той же базовой формой, что и фрисби , причем верхняя поверхность диска была довольно изогнутой, а нижняя - гораздо менее изогнутой. Диск имел диаметр 18 футов (5,5 м) и толщину 3,5 фута (1,1 м). [21] Основная структурная ферма представляла собой большой равносторонний треугольник, к которому были прикреплены различные компоненты. «Турборотор» с 124 лопастями находился в центре треугольника, при этом большая часть тяги ротора была направлена прямо вниз через отверстие в нижней поверхности, но часть была сброшена, чтобы привести в действие систему управления, работающую вдоль внешнего обода диска. . [21]
Силу для несущего винта обеспечивали три реактивных двигателя Continental J69-T-9, прикрепленные к ферме. Каждый двигатель имел свои собственные топливные и масляные баки и другие вспомогательные системы, хотя ожидалось, что они будут соединены между собой в будущих моделях. Большая часть планера была сделана из алюминия с массой пустого в 3000 фунтов (1400 кг). [22] Ходовая часть Avrocar была элементарной с тремя небольшими роликами, установленными на "коротких" валах; позже во время испытаний был заменен комплект салазок, хотя обычно они не устанавливались. [23]
Управление пилотом полностью осуществлялось с помощью единственного рычага управления, установленного сбоку. Угол наклона и крена контролировались обычными продольными и поперечными движениями, в то время как рыскание можно было контролировать, поворачивая рукоять. Никаких механических соединений не использовалось, вместо этого ручка управляла потоком воздуха под высоким давлением вокруг корабля, который либо непосредственно прикреплялся к различным управляющим поверхностям, либо косвенно через местные кабельные соединения, чтобы заменить органы управления, которые должны были приводиться в действие тросом (например, органы управления дроссельной заслонкой на двигателях). [21]
Система контроля ориентации / тяги состояла из большого кольца, расположенного за пределами основного диска, в форме примерно закругленного треугольника с плоской поверхностью на «внутренней стороне». Если смотреть на аппарат сбоку, то створка управления почти не видна, она находится в нейтральном положении и сливается с профилем. Органы управления пилота перемещали кольцо по отношению к остальной части корабля, влияя на воздушный поток, движущийся наружу от центра корабля. Вертикальный подъем можно увеличить, переместив все кольцо вниз, что приведет к увеличению потока воздуха над его верхней поверхностью, который затем будет изгибаться по этой поверхности к земле. Наклон кольца приводил к асимметричной тяге для управления направлением. [24]
Было обнаружено, что летательный аппарат изначально нестабилен в прямом полете, поскольку аэродинамический центр давления находился значительно впереди центра тяжести . [25] Avrocar, таким образом, включал в себя систему увеличения механической устойчивости, которая не зависела от органов управления пилота. Турборотор имел довольно большой угловой момент и предназначался для работы в качестве мощного гироскопа , обеспечивающего «нормальное» направление полета. Кабели управления, прикрепленные к основанию ротора, будут вытягиваться, когда аппарат перемещается по отношению к ротору, приводя в действие управляющие поверхности для противодействия движению. [ необходима цитата ]
Экипаж машины состоял из двух человек, которые размещались в отдельных кабинах, втиснутых в пустые пространства планера. На практике во время испытаний на борту обычно находился только один пилот; был выполнен ряд полетов с наблюдателем во второй кабине. Пока проблемы с управлением не были полностью решены, летчики-испытатели Avro научились «прикоснуться» к чрезвычайно чувствительным управляющим сигналам, и главный летчик-испытатель Avro Aircraft Потоцкий в конце концов смог продемонстрировать полет без участия рук. Тем не менее, летчик-испытатель Avro Питер Коуп, пилот проекта ВВС США Уолтер Дж. Ходжсон и главный летчик-испытатель исследовательского центра Эймса НАСА Фред Дж. Дринкуотер III, которые летали на Avrocar, считали, что летать на нем по-прежнему сложно. Дринкуотер сравнил полет в нем с «балансированием на пляжном мяче». [26]
История эксплуатации
Тестирование
Первый Avrocar № 58-7055 сошел с завода Avro Malton в мае 1959 года. С 9 июня по 7 октября 1959 года он проходил испытания на статической установке висения. [27] К сожалению, было обнаружено, что горячий газ из выхлопных газов снова попадает в воздухозаборники при зависании, снижая тягу двигателя. Кроме того, вентилятор создавал подъемную силу только на небольшой площади своей поверхности, что уменьшало общую тягу. Воздуховоды также показали более высокие потери, чем ожидалось, и серия модификаций не смогла решить эту проблему в значительной степени. Эти проблемы снизили максимальную подъемную силу на больших высотах из-за влияния земли до 3150 фунтов (1430 кг), что меньше веса пустого самолета, составляющего 4 285 фунтов (1944 кг). Это означало, что самолет не сможет зависнуть от земли. После этих испытаний автомобиль был отправлен в NASA Ames для испытаний в аэродинамической трубе. [ необходима цитата ]
Второй, № 59-4975 , был завершен в августе 1959 года. 29 сентября была предпринята первая попытка зависнуть с привязанным к земле «Аврокаром». [28] После того, как транспортное средство поднялось в воздух, начались неконтролируемые колебания, связанные с креном и тангажом, в результате чего каждое из трех колес по очереди касалось земли. Пилот WD "Spud" Потоцкий немедленно выключил все двигатели. В систему стабильности были внесены изменения, чтобы предоставить больше возможностей контроля, в то время как новые привязи были исследованы, чтобы улучшить способность контролировать такого рода проблемы. [2] По мере продолжения испытаний стало ясно, что проблема заложена в конструкции, и инженеры начали называть этот эффект «колпаком ступицы», так называемым, поскольку он выглядел похожим на колпак, вращающийся на земле. [29]
Исследование эффекта выявило причину проблемы. Во время эффекта земли воздух под высоким давлением под кораблем был захвачен, заполнив всю площадь и, таким образом, обеспечив стабильную базу. Когда корабль вышел из-под земли, воздух образовал единую узкую колонну, которую Фрост описал как «ствол дерева». На промежуточных высотах аппарат на мгновение переходит из одного режима в другой, в течение которого одна сторона аппарата будет полностью поддерживаться, в то время как поддержка исчезает под другой. Это привело к сильной качке в сторону без опоры. Как только это происходит, эта сторона приближается к земле и восстанавливает поддерживающий воздух, тогда как другая сторона поднимается выше этого предела. Этот процесс повторяется, и корабль перекатывается из стороны в сторону. Доработки проводились с целью попытаться решить проблему. В итоге в днище машины было просверлено 52 отверстия, расположенных в радиальном направлении в трех футах от центра. Они должны были обеспечить центральную струю для стабилизации грунтовой подушки. [30]
После завершения этих модификаций и, по всей видимости, работающих, первый полностью свободный полет произошел 12 ноября 1959 года. Это испытание подтвердило неприемлемость системы управления соплом. Интерпретаторы предназначались для направления воздуха через верхнюю или нижнюю часть кольцевого закрылка, наружу через нижнюю часть только во время зависания, но через верх и низ во время полета вперед. Идея заключалась в том, что, когда заслонка была установлена для обеспечения контроля, подъемник будет опускаться с одной стороны и подниматься с другой. Подъемная сила действительно была снижена с одной стороны, но, к сожалению, подъемная сила не улучшилась с другой, поэтому каждое управляющее воздействие приводило к потере высоты. После пяти полетов испытания были временно остановлены 5 декабря 1959 года, когда Avrocar наработал в общей сложности 18,5 часов испытаний. [ необходима цитата ]
За зиму установили совершенно новую конструкцию. Оригинальные спойлеры были сняты и заменены одним кольцом под кольцевым щитком. Кольцо смещалось по отношению к управляемому аппарату, «перекрывая» зазор с одной стороны и открывая его с другой. Испытания продолжились в январе 1960 г., и оказалось, что они работают намного лучше. Однако, хотя новая система управления улучшила характеристики зависания, судно стало нестабильным на более высоких скоростях, превышающих 30 узлов (56 км / ч). Первый Avrocar в Эймсе был модифицирован аналогичным образом, и в апреле 1960 года он был испытан в их аэродинамической трубе 40 футов × 80 футов (12 м × 24 м). [31] Проблема стала ясна; кольцо блокировало настолько большую часть общей тяги двигателя, что общая мощность сильно уменьшалась. По мере того, как корабль ускорялся, воздушный поток на нижней стороне уменьшал рециркуляцию, уменьшая подъемную силу из-за потока воздуха над верхней поверхностью. Это было несколько неожиданно; рециркуляция считалась «плохим явлением» из-за потери тяги двигателя, и ее положительное влияние на подъемную силу, по-видимому, не оценивалось. В конце концов, чтобы поддерживать подъемную силу на более высоких скоростях движения, корабль должен был быть доведен до предела своих возможностей управления. [ необходима цитата ]
Avro был убежден, что концепция все еще работоспособна, и предложил новую программу по серьезной переработке силовой установки и системы управления. Вместо одного кольцевого треугольного закрылка и интерцепторов или более позднего кольцевого управления новая система включала две отдельные системы управления полетом в воздухе и вперед, объединенные в одно сопло. Для зависания в соплах открывался ряд «переходных дверей», которые блокировали их и перенаправляли поток вниз под самолет. Управление в этом режиме обеспечивалось перемещением внешней части заслонки для «фокусировки» потока. На более высоких скоростях двери были закрыты, позволяя воздуху выходить с края самолета, где располагался ряд простых элементов управления в виде откидных створок. Новая система управления покрывала задние 3/4 внешней окружности самолета; в передней части были только элементы управления парением. [23]
Модификации были завершены на модели Эймса, и испытания возобновились в апреле 1961 года. Новая конструкция продемонстрировала гораздо лучший контроль при зависании и значительно улучшенную подъемную силу. Теперь машина могла развивать скорость до 100 узлов (190 км / ч), что значительно превосходило ранее достигнутые 30 узлов (56 км / ч). Тем не менее, он оставался нестабильным по тангажу и демонстрировал сильную обрезку носа. Инженеры НАСА пытались модифицировать его с помощью Т-образного хвоста , но оказалось, что он находится в воздушном потоке турбореактивного двигателя и не помог. Команда Фроста рассмотрела две новые конструкции, одну с большим вертикальным оперением и одну с крылом с установленными на концах вертикалями - «крылышки». Обе конструкции использовали два турбореактивных двигателя General Electric J85 с тягой 2700 фунтов силы (12 кН) и увеличили диаметр турбореактивного двигателя с пяти до шести футов [32].
9 июня 1961 года на предприятии Avro была проведена вторая летная оценка Avrocar USAF / NASA на аналогичном модифицированном втором прототипе. Во время этих испытаний машина развила максимальную скорость 20 узлов (37 км / ч) и показала способность преодолевать канаву шириной шесть футов и глубиной 18 дюймов (460 мм). Полет выше критической высоты оказался опасным, если не почти невозможным из-за внутренней нестабильности. [33] В отчете о летных испытаниях также был выявлен ряд проблем с управлением. [34]
Аннулирование
До того, как были осуществлены модификации, финансирование закончилось в марте 1961 года. Предложения Фроста по измененной конструкции не были приняты, а Avrocar и связанные с ним программы сверхзвукового вертикального взлета и посадки WS-606A были официально отменены в декабре 1961 года военными США. Руководители компании Avro поощряли дополнительные исследовательские проекты вертикального взлета и посадки, исследуя новые конфигурации, связанные с дисковой платформой [33], и даже версию «лифт-джет», но никакого дальнейшего интереса со стороны канадских или других источников не последовало, чтобы завершить эту программу Special Projects Group . В 1961 году ряд более поздних предложений, в том числе концепция истребителя вертикального взлета и посадки Avro P470, разработанная Группой специальных проектов, были представлены для участия в конкурсе НАТО на создание тактического ударного истребителя. [35] Эти потребности были удовлетворены с помощью Hawker Siddeley Harrier , но в более общем плане интерес к вертикальному взлетно-посадочному аппарату угас, так как стало широко распространено мнение, что первый ядерный удар не будет использован в начале европейской войны. [ необходима цитата ]
К концу летных испытаний второй Avrocar налетал около 75 часов. Судя по его характеристикам, Avrocar оказался вопиющим провалом: он не мог безопасно подняться на высоту более нескольких футов от земли, а его выпуклая конструкция, ограничивающая высокие скоростные характеристики, сопровождаемые невыносимым жаром и кричащим шумом выхлопных газов, делала его непрактичным для мотоциклистов. военный. Несмотря на то, что это считалось технической ошибкой, его конструкция была пророческой: это была резиновая юбка, которая не могла быть одним из первых в мире судов на воздушной подушке , Saunders Roe SR.N1 также взлетел в 1959 году. Тем не менее, дизайнер компании Джон Фрост подал заявку на ряд проектов. патенты в Канаде, Великобритании и США, которые установили ключевую роль Avrocar и связанных с ним экспериментальных автомобилей Avro в мире вертикального взлета и посадки. [4] [36]
Последние разработки
По словам Рассела Ли, куратора Национального музея авиации и космонавтики , Avro VZ-9 Avrocar был «тупиком» в конструкции вертикального взлета и посадки , однако его технологические инновации заинтриговали других дизайнеров. Один из элементов дизайна, который он воплощал, - использование вытяжных вентиляторов - привел к разработке других экспериментальных программ. Доктор Пол Моллер, канадский эмигрант, который работал в Avro Canada в качестве молодого инженера, основал первую серию экспериментальных транспортных средств вертикального взлета и посадки на основе технологии «блюдца» с использованием скрытого воздуховода в стиле Avrocar. XM-2, первый из серии, был удивительно похож на миниатюрную летающую тарелку. После успешных испытаний троса [37] от конструкции тарелки, которая когда-то была известна как «диско-джет», отказались, и их последний проект, Moller Skycar , имеет вид летающей машины. [38]
История Avrocar не закончилась прекращением программы. Когда-либо было произведено всего два автомобиля Avrocar, и, поскольку американские военные оплатили работу, они вернулись в собственность США в конце программы. Второй образец, серийный номер 59-4975 , использованный для «летных» испытаний, ненадолго вернулся в Канаду для демонстрации в Монреале на выставке « Человек и его мир» (1968); после продолжительного периода выставок на открытом воздухе он сейчас находится на реставрации в Транспортном музее армии США в Форт-Юстисе, штат Вирджиния. [16]
Первый Avrocar, S / N 58-7055 (с маркировкой AV-7055 ), после испытаний на привязи стал испытательной моделью в «аэродинамической трубе» в NASA Ames, где он хранился с 1961 по 1966 год, когда был передан в дар Национальному обществу. Музей авиации и космонавтики в Сьютленде, штат Мэриленд . Там он продолжал пылиться следующие сорок лет. Музей наконец запланировал его реставрацию и показ в недавно построенном Центре Стивена Удвар-Хейзи . Вместо этого Avrocar был передан в аренду Национальному музею ВВС США в Дейтоне, штат Огайо , и прибыл в ноябре 2007 года. После полной реставрации, которая включала изготовление обоих отсутствующих пузырей из оргстекла, он был выставлен на обозрение в июне 2008 года. Галерея времен холодной войны в музее. С тех пор он был перемещен в Президентскую галерею самолетов. В 2016 году Avrocar был переведен в Галерею исследований и разработок музея в его новый четвертый ангар. [ необходима цитата ]
Полномасштабная копия Avrocar была подготовлена для постановки 2002 года Avrocar: Saucer Secrets from the Past. Сейчас он находится в качестве экспоната в Музее авиации Западной Канады , Виннипег , Манитоба , Канада. [ необходима цитата ]
Технические характеристики (ВЗ-9-АВ)
Данные Avrocar: Канадская летающая тарелка ... [39] и Худший самолет в мире: от новаторских неудач до многомиллионных катастроф [40]
Общие характеристики
- Экипаж: 2
- Вместимость: 1 наблюдатель / инженер
- Диаметр: 18 футов (5,5 м)
- Рост: 3 фута 6 дюймов (1,07 м)
- Площадь крыла: 254 кв.м (23,6 м 2 )
- Пустой вес: 3000 фунтов (1361 кг)
- Максимальный взлетный вес: 5 560 фунтов (2522 кг)
- Силовая установка: 3 турбореактивных двигателя Continental J69-T-9 с тягой 660 фунтов силы (2,9 кН) каждый
Представление
- Максимальная скорость: 300 миль / ч (480 км / ч, 260 узлов) (расчетная), 35 миль / ч (56 км / ч) (фактическая)
- Диапазон: 995 миль (1601 км, 865 миль) (расчетный), 79 миль (127 км) (фактический)
- Практический потолок: 10000 футов (3000 м) (расчетный), 3 фута (0,91 м) (фактический)
Смотрите также
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
- Крайслер ВЗ-6
- Curtiss-Wright VZ-7
- Пясецкий VZ-8 Airgeep
- Пионерское судно на воздушной подушке Saunders-Roe SR.N1
Заметки
- ^ Это была общая стратегия в США в то время, известная как политика в пресс-релизах .
- ^ Другой распространенной темой политики в пресс-релизах являются заявления о том, что «это делают Советы».
Рекомендации
- ^ Yenne 2003, стр. 281-283.
- ^ а б в г Милберри 1979, стр. 137.
- ^ Milberry 1981, стр. 15.
- ^ a b Милберри 1981, стр. 19.
- ^ а б Аврокар ... 2002
- ^ Zuuring 1999, стр. 221.
- Перейти ↑ Campagna 1998, p. 61.
- Перейти ↑ Campagna 1998, pp. 62–63.
- ^ Whitcomb 2002, стр. 58.
- ^ Zuk 2001, с.56.
- ^ Zuuring 1999, стр. 220.
- ^ Смотрите статью 1955 г.
- ↑ Джон Фрост
- Перейти ↑ Harding 1999, p. 73.
- ^ а б в г Линденбаум, Бернард и Уильям Блейк. ВЗ-9 Аврокар . VZ-9 AVROCAR. Архивировано 27 сентября 2006 года на Wayback Machine . Дата обращения: 17 февраля 2007 г. Примечание: большая часть обсуждения систем управления и проблем устойчивости взята из этого источника.
- ^ а б Хардинг 1999, стр. 74.
- ^ Zuk 2001, стр. 65.
- ^ Zuk 2001, стр. 70-71.
- ^ Zuk 2001, стр. 71.
- ^ Zuk 2001, стр. 71-72.
- ^ a b c Роджерс 1989, стр. 84.
- Перейти ↑ Campagna 1998, p. 68.
- ^ a b Winchester 2005, стр. 69.
- Перейти ↑ Campagna 1998, pp. 69–70.
- ^ Zuk 2001, стр. 85-87.
- ^ Avrocar: блюдце Секреты из прошлого, 2002. [ Страница необходимости ] .
- ^ Zuk 2001, стр. 74.
- Перейти ↑ Taylor 1999, p. 78.
- ^ Zuk 2001, стр. 79.
- Перейти ↑ Rogers 1989. p. 85.
- ^ Zuk 2001, стр. 76.
- ^ Zuk 2001, стр. 82. Примечание: переработанный Аврокар Фроста был всего лишь «бумажным» проектом.
- ^ a b Winchester 2005, стр. 68.
- ^ Zuk 2001, стр. 79. Цитата: «... они сосредоточились на ухудшении характеристик двигателя и турборотора, а также на отсутствии управляемости в диапазоне скоростей Avrocar ...»
- ^ Zuk 2001, стр. 89.
- ^ Zuk 2001, стр. 85-87. Примечание: современная переоценка Avrocar сосредоточена на аэродинамических проблемах и их разрешении.
- ^ Relly Виктория Петреску и Флориан Ион Петреску. История авиации (Новый самолет I) . История авиации (Новый самолет I) . Дата обращения: 25 марта 2018 г. Примечание. Ссылка на успешное выполнение привязанного теста находится на стр. 19.
- ^ Зук 2001, стр. 92, 93.
- ^ Zuk 2001, стр. 69.
- Перейти ↑ Winchester 2005, p. 104.
Библиография
- «Аврокар: Блюдце тайны из прошлого» . Виннипег: MidCanada Entertainment. 2002. Архивировано из оригинала 4 августа 2006 года.
- Кампанья, Пальмиро. Файлы НЛО: разоблачение канадской связи . Торонто: Stoddart Publishing, 1998. ISBN 0-7737-5973-5 .
- Хардинг, Стивен (ноябрь – декабрь 1999 г.). «Канадская связь: склонность авиации армии США к канадским типам». Энтузиаст воздуха (84): 72–74. ISSN 0143-5450 .
- Милберри, Ларри . Авиация в Канаде . Торонто: McGraw-Hill Ryerson Limited, 1979. ISBN 0-07-082778-8 .
- Милберри, Ларри. Модель Avro CF-100 . Торонто: Книги CANAV, 1981. ISBN 0-9690703-0-6 .
- Роджерс, Майк. VTOL: военно-исследовательский самолет . Нью-Йорк: Orion Books, 1989. ISBN 0-517-57684-8 .
- Роуз, Билл и Тони Баттлер. Самолет "летающая тарелка" (секретные проекты) . Лестер, Великобритания: Midland Publishing, 2006. ISBN 1-85780-233-0 .
- Тейлор, Майкл. Самый странный самолет в мире . Лондон: Grange Books plc, 1999. ISBN 1-85627-869-7 .
- Винчестер, Джим. Худший самолет в мире: от новаторских неудач до многомиллионных катастроф . Лондон: Эмбер Букс Лтд., 2005. ISBN 1-904687-34-2 .
- Уиткомб, Рэндалл. Avro Aircraft и авиация холодной войны . Св. Катарины, Онтарио: Ванвелл, 2002. ISBN 1-55125-082-9 .
- Йенн, Уильям. «От Фокке-Вульфа до Аврокара». Секретное оружие Второй мировой войны: военно-технические прорывы, изменившие историю . Нью-Йорк: Беркли Букс, 2003. ISBN 0-425-18992-9 .
- Зук, Билл. Avrocar, Летающая тарелка Канады: История секретных проектов Avro Canada . Эрин, Онтарио: Boston Mills Press, 2001. ISBN 1-55046-359-4 .
- Зук, Билл. История Аврокара. Виннипег: MidCanada Entertainment, 2002 год. История Avrocar. Архивировано 7 февраля 2006 г. на Wayback Machine.
- Зууринг, Питер. Альбом для вырезок со стрелками . Кингстон, Онтарио: Arrow Alliance Press, 1999. ISBN 1-55056-690-3 .
Внешние ссылки
- Aero Sys Div, 1969 (RG 342 UD-UP 138; NND 63253; коробки 35 и 58)
- Avrocar на virtualstrange.net
- История Аврокара
- Летающие платформы
- Информационный бюллетень Национального музея ВВС США для Avrocar
- официальный отчет Project Silverbug на Cufon
- Итоговый сводный отчет о разработке проекта 1794, 06/1956 Идентификатор ARC 6920770 / номер MLR UD-UP 138
- Аврокар: Летающая тарелка Канады
- В телевизионном эпизоде "Летающий автомобиль с вращающимся двигателем Ванкеля", посвященном самолету Моллера, есть несколько клипов, демонстрирующих проблему "колпачка".