Экспериментальный конвертоплан Doak VZ-4 (США)
Изучая тематику летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, специалисты ведущих стран предлагали самые разные способы решения основных задач, связанных с изменением вектора тяги. В пятидесятых годах прошлого века был предложен, проработан и доведен до проверки на практике вариант конвертоплана с размещением несущих винтов в поворотных кольцевых каналах. Первой машиной такой архитектуры, вышедшей на испытания, стал конвертоплан Doak VZ-4.
Компания Doak Aircraft была основана в 1940 году бывшим вице-президентом фирмы Douglas Aircraft Эдмундом Р. Доаком. Во время Второй мировой войны компания на правах субподрядчика участвовала в строительстве разнообразной авиационной техники. Она производила силовые наборы и целые фюзеляжи, двери, люки, орудийные установки и т.д. Кроме того, специалисты компании «Доак» параллельно вели исследования, целью которых было создание новых схем летательных аппаратов. Одна из исследовательских программ затрагивала летательные аппараты вертикального взлета. На теоретическом уровне проверялись некоторые оригинальные предложения, касавшиеся архитектуры летательных аппаратов.
При повороте каналов и переходе к горизонтальному полету в работу включались рули хвостового оперения. После перевода каналов в горизонтальное положение передние лопатки устанавливались параллельно потоку, а газовые рули блокировались. Управление в горизонтальном полете выполнялось при помощи аэродинамических рулей и изменения параметров тянущих винтов.
Интересной особенностью примененной системы управления было отсутствие каких-либо автоматических средств стабилизации. Одной из целей проекта Model 16 / VZ-4 было создание конвертоплана-тилтдакта, не нуждающегося в подобных средствах. Э.Р. Доак желал получить летательный аппарат, показывающий высокие характеристики без особых технических новшеств. Решение такой задачи, однако, было связано с необходимостью проведения нескольких важных исследований.
Испытания продолжаются. Фото журнал LIFE / Getty Images
Экспериментальный характер проекта позволил максимально сократить размеры и массу будущего демонстратора технологий. Конвертоплан Doak VZ-4 должен был иметь длину 9,75 м и размах крыла (с учетом кольцевых каналов) – 7,77 м. Крыло имело площадь 8,92 кв.м. Высота машины – 3,05 м. Пустой летательный аппарат весил 1043 кг, максимальная взлетная масса задавалась на уровне 1451 кг. По расчетам, впоследствии подтвержденным практикой, машина могла развивать скорость до 370 км/ч, подниматься на высоту 1830 м и пролетать до 370 км.
Разработка нового проекта закончилась в последних месяцах 1957 года, после чего стартовала сборка опытного образца. В феврале следующего года прототип конвертоплана VZ-4 вывели на аэродром Torrance Municipal Airport. В течение нескольких первых недель специалистами компании-разработчика проводились наземные испытания. В течение 32 часов машину тестировали на специальном стенде, после чего допустили к подлетам на привязи. Изучение работы техники на режиме висения при использовании страховочных тросов заняло еще 18 часов. Только после этого было принято решение о начале полноценных проверок со свободным полетом.
Очередной тестовый полет. Фото US Navy
25 февраля 1958 года опытный Model 16 / VZ-4 впервые отправился в свободный полет. Изначально прототип проверялся в вертикальных полетах. Позже были осуществлены первые попытки перехода между режимами. По мере проведения наземных и летных испытаний вскрывались определенные недостатки конструкции, часть которых была ликвидирована в ходе доводки проекта. К середине года компания-разработчик посчитала заводские испытания завершенными и передала машину заказчику.
В октябре 1958 года единственный опытный образец Doak VZ-4 доставили на авиабазу Эдвардс, где его должны были изучить специалисты и пилоты военно-воздушных сил. Этот этап испытаний продолжался чуть менее года. Силами исследователей от ВВС было выполнено несколько полетов на разных режимах общей продолжительностью 50 часов. В сентябре 1959-го прототип был передан Армии США, тоже проявлявшей интерес к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. На этом этапе проект получил обновленное обозначение VZ-4DA.
Конвертоплан после получения нового обозначения VZ-4DA. Фото US Army
В 1960 году произошли события, оказавшие самое заметное влияние на дальнейшие работы по конвертоплану-тилтдакту. Из-за негативных процессов, развивавшихся в американской авиационной промышленности, компания Doak Aircraft была вынуждена пойти на сокращение рабочих мест: пришлось уволить почти 90% сотрудников. После этого фирма не могла продолжать сопровождение проекта. Конструкторская документация и несколько патентов по проекту Model 16 / VZ-4 были выкуплены компанией Douglas Aircraft. Кроме того, она приняла на работу четырех конструкторов «Доак», игравших важную роль в проекте. Вскоре после этого, не имея возможности продолжать работу, компания Э.Р. Доака закрылась.
В ходе испытаний было установлено, что предложенный летательный аппарат имеет как преимущества, так и недостатки. Основные преимущества были связаны с возможностью вертикального взлета с последующим переходом к горизонтальному полету со сравнительно высокой скоростью. В будущем, по мере развития основных идей проекта, это позволяло дать вооруженным силам современную технику с рядом важных особенностей.
Diak VZ-4 участвует в выставке авиационной техники. Фото Rritter78 / Picssr.com
На практике выяснилось, что машина не может подтвердить расчетные параметры укороченного взлета: ей требовался более длинный разбег, чем считалось ранее. В первую очередь, это было связано с недостаточной подъемной силой небольшого крыла. Серьезной проблемой посчитали подъем носа при переводе кольцевых каналов из вертикального положения в горизонтальное. Компенсация кабрирования не представляла сложности, однако все же требовала внимания летчика и в определенной мере затрудняла пилотирование.
Компания Douglas Aircraft, приняв оригинальный проект, предприняла попытку его улучшения. Изучив имеющиеся проблемы, специалисты этой организации предложили ряд доработок конструкции. В частности, некоторые недостатки можно было исправить путем применения более мощного двигателя. Кроме того, предлагались иные, менее крупные изменения тех или иных элементов конструкции.
Прототип на стоянке после завершения испытаний. Фото Airliners.net
В 1961 году новый разработчик выступил с инициативой о доработке существующего проекта VZ-4DA. Специалисты Армии изучили это предложение, но не одобрили его. Они посчитали необходимым продолжение испытаний конвертоплана в существующем виде. Даже при наличии известных недостатков этот образец позволял собирать требуемую информацию и проводить различные исследования.
Испытания опытной машины в интересах армейской авиации продолжались до 1963 года, после чего были остановлены. К этому времени Пентагон успел изучить некоторое количество перспективных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, и определился со своими нуждами. Лучше всех в ходе испытаний и практической эксплуатации показали себя вертолеты. Машины альтернативных схем, имея некоторые преимущества перед вертолетами, отличались длинными списками недостатков. В итоге все работы по дальнейшему развитию подобной техники были остановлены.
Более не нужный Армии США опытный образец VZ-4DA передали аэрокосмическому агентству NASA. Уникальная машина уже потеряла все шансы получить развитие и поступить на службу, однако все еще представляла большой интерес для ученых. Новый этап испытаний, проводившийся исключительно в научных целях, продолжался несколько лет. Последние полеты опытной машины состоялись только в начале семидесятых годов. К этому времени конвертоплан успел выработать свой ресурс, что и привело к прекращению исследований.
Опытный конвертоплан в музее U.S. Army Transportation Museum. Фото Wikimedia Commons
После завершения исследовательской программы NASA единственный построенный конвертоплан-тилтдакт Doak Model 16 / VZ-4 был передан музею U.S. Army Transportation Museum (база Форт-Юстис). Уникальная машина выставлена в одном из павильонов музея, посвященных военно-транспортной авиации.
Проект Model 16 / VZ-4 компании Doak Aircraft был первой попыткой американской авиационной промышленности построить летательный аппарат вертикального взлета с поворотными кольцевыми каналами винтов. Результатом этого проекта стало строительство опытного образца, использовавшегося в многочисленных испытаниях и позволившего собрать массу важнейшей информации. В существующем виде прототип, фактически являвшийся демонстратором технологий, не мог найти практического применения. Тем не менее, с его помощью удалось установить жизнеспособность новых идей, впоследствии использованных в новых проектах.
По материалам сайтов:
http://aviastar.org/
https://vertipedia.vtol.org/
http://airwar.ru/
http://diseno-art.com/
Компания Doak Aircraft была основана в 1940 году бывшим вице-президентом фирмы Douglas Aircraft Эдмундом Р. Доаком. Во время Второй мировой войны компания на правах субподрядчика участвовала в строительстве разнообразной авиационной техники. Она производила силовые наборы и целые фюзеляжи, двери, люки, орудийные установки и т.д. Кроме того, специалисты компании «Доак» параллельно вели исследования, целью которых было создание новых схем летательных аппаратов. Одна из исследовательских программ затрагивала летательные аппараты вертикального взлета. На теоретическом уровне проверялись некоторые оригинальные предложения, касавшиеся архитектуры летательных аппаратов.
При повороте каналов и переходе к горизонтальному полету в работу включались рули хвостового оперения. После перевода каналов в горизонтальное положение передние лопатки устанавливались параллельно потоку, а газовые рули блокировались. Управление в горизонтальном полете выполнялось при помощи аэродинамических рулей и изменения параметров тянущих винтов.
Интересной особенностью примененной системы управления было отсутствие каких-либо автоматических средств стабилизации. Одной из целей проекта Model 16 / VZ-4 было создание конвертоплана-тилтдакта, не нуждающегося в подобных средствах. Э.Р. Доак желал получить летательный аппарат, показывающий высокие характеристики без особых технических новшеств. Решение такой задачи, однако, было связано с необходимостью проведения нескольких важных исследований.
Испытания продолжаются. Фото журнал LIFE / Getty Images
Экспериментальный характер проекта позволил максимально сократить размеры и массу будущего демонстратора технологий. Конвертоплан Doak VZ-4 должен был иметь длину 9,75 м и размах крыла (с учетом кольцевых каналов) – 7,77 м. Крыло имело площадь 8,92 кв.м. Высота машины – 3,05 м. Пустой летательный аппарат весил 1043 кг, максимальная взлетная масса задавалась на уровне 1451 кг. По расчетам, впоследствии подтвержденным практикой, машина могла развивать скорость до 370 км/ч, подниматься на высоту 1830 м и пролетать до 370 км.
Разработка нового проекта закончилась в последних месяцах 1957 года, после чего стартовала сборка опытного образца. В феврале следующего года прототип конвертоплана VZ-4 вывели на аэродром Torrance Municipal Airport. В течение нескольких первых недель специалистами компании-разработчика проводились наземные испытания. В течение 32 часов машину тестировали на специальном стенде, после чего допустили к подлетам на привязи. Изучение работы техники на режиме висения при использовании страховочных тросов заняло еще 18 часов. Только после этого было принято решение о начале полноценных проверок со свободным полетом.
Очередной тестовый полет. Фото US Navy
25 февраля 1958 года опытный Model 16 / VZ-4 впервые отправился в свободный полет. Изначально прототип проверялся в вертикальных полетах. Позже были осуществлены первые попытки перехода между режимами. По мере проведения наземных и летных испытаний вскрывались определенные недостатки конструкции, часть которых была ликвидирована в ходе доводки проекта. К середине года компания-разработчик посчитала заводские испытания завершенными и передала машину заказчику.
В октябре 1958 года единственный опытный образец Doak VZ-4 доставили на авиабазу Эдвардс, где его должны были изучить специалисты и пилоты военно-воздушных сил. Этот этап испытаний продолжался чуть менее года. Силами исследователей от ВВС было выполнено несколько полетов на разных режимах общей продолжительностью 50 часов. В сентябре 1959-го прототип был передан Армии США, тоже проявлявшей интерес к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. На этом этапе проект получил обновленное обозначение VZ-4DA.
Конвертоплан после получения нового обозначения VZ-4DA. Фото US Army
В 1960 году произошли события, оказавшие самое заметное влияние на дальнейшие работы по конвертоплану-тилтдакту. Из-за негативных процессов, развивавшихся в американской авиационной промышленности, компания Doak Aircraft была вынуждена пойти на сокращение рабочих мест: пришлось уволить почти 90% сотрудников. После этого фирма не могла продолжать сопровождение проекта. Конструкторская документация и несколько патентов по проекту Model 16 / VZ-4 были выкуплены компанией Douglas Aircraft. Кроме того, она приняла на работу четырех конструкторов «Доак», игравших важную роль в проекте. Вскоре после этого, не имея возможности продолжать работу, компания Э.Р. Доака закрылась.
В ходе испытаний было установлено, что предложенный летательный аппарат имеет как преимущества, так и недостатки. Основные преимущества были связаны с возможностью вертикального взлета с последующим переходом к горизонтальному полету со сравнительно высокой скоростью. В будущем, по мере развития основных идей проекта, это позволяло дать вооруженным силам современную технику с рядом важных особенностей.
Diak VZ-4 участвует в выставке авиационной техники. Фото Rritter78 / Picssr.com
На практике выяснилось, что машина не может подтвердить расчетные параметры укороченного взлета: ей требовался более длинный разбег, чем считалось ранее. В первую очередь, это было связано с недостаточной подъемной силой небольшого крыла. Серьезной проблемой посчитали подъем носа при переводе кольцевых каналов из вертикального положения в горизонтальное. Компенсация кабрирования не представляла сложности, однако все же требовала внимания летчика и в определенной мере затрудняла пилотирование.
Компания Douglas Aircraft, приняв оригинальный проект, предприняла попытку его улучшения. Изучив имеющиеся проблемы, специалисты этой организации предложили ряд доработок конструкции. В частности, некоторые недостатки можно было исправить путем применения более мощного двигателя. Кроме того, предлагались иные, менее крупные изменения тех или иных элементов конструкции.
Прототип на стоянке после завершения испытаний. Фото Airliners.net
В 1961 году новый разработчик выступил с инициативой о доработке существующего проекта VZ-4DA. Специалисты Армии изучили это предложение, но не одобрили его. Они посчитали необходимым продолжение испытаний конвертоплана в существующем виде. Даже при наличии известных недостатков этот образец позволял собирать требуемую информацию и проводить различные исследования.
Испытания опытной машины в интересах армейской авиации продолжались до 1963 года, после чего были остановлены. К этому времени Пентагон успел изучить некоторое количество перспективных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, и определился со своими нуждами. Лучше всех в ходе испытаний и практической эксплуатации показали себя вертолеты. Машины альтернативных схем, имея некоторые преимущества перед вертолетами, отличались длинными списками недостатков. В итоге все работы по дальнейшему развитию подобной техники были остановлены.
Более не нужный Армии США опытный образец VZ-4DA передали аэрокосмическому агентству NASA. Уникальная машина уже потеряла все шансы получить развитие и поступить на службу, однако все еще представляла большой интерес для ученых. Новый этап испытаний, проводившийся исключительно в научных целях, продолжался несколько лет. Последние полеты опытной машины состоялись только в начале семидесятых годов. К этому времени конвертоплан успел выработать свой ресурс, что и привело к прекращению исследований.
Опытный конвертоплан в музее U.S. Army Transportation Museum. Фото Wikimedia Commons
После завершения исследовательской программы NASA единственный построенный конвертоплан-тилтдакт Doak Model 16 / VZ-4 был передан музею U.S. Army Transportation Museum (база Форт-Юстис). Уникальная машина выставлена в одном из павильонов музея, посвященных военно-транспортной авиации.
Проект Model 16 / VZ-4 компании Doak Aircraft был первой попыткой американской авиационной промышленности построить летательный аппарат вертикального взлета с поворотными кольцевыми каналами винтов. Результатом этого проекта стало строительство опытного образца, использовавшегося в многочисленных испытаниях и позволившего собрать массу важнейшей информации. В существующем виде прототип, фактически являвшийся демонстратором технологий, не мог найти практического применения. Тем не менее, с его помощью удалось установить жизнеспособность новых идей, впоследствии использованных в новых проектах.
По материалам сайтов:
http://aviastar.org/
https://vertipedia.vtol.org/
http://airwar.ru/
http://diseno-art.com/
Автор: Glenn Witcher