Мессир часть 110

МЕССИР ЧАСТЬ 110
Аэродинамик Чарльз Циммерман ( интересно совпадение фамилии с автором одного из немецких летающих дисков ) оригинально решил проблему концевых вихрей: на концах крыла установили винты, раскручивающие воздух против них. В результате аэродинамическое качество возросло в 4 раза, а все способности диска к полету на любых углах атаки сохранились! Низкооборотные винты большого диаметра при достаточной энерговооруженности позволяли висеть, как вертолету поперечной схемы, и совершать вертикальный взлет, а низкое лобовое сопротивление давало самолетную скорость.
Интересно, что Циммерман  начал свои разработки ещё в 1933-м. В 1935 году он построил пилотируемую модель с размахом 2м. Оснастил ее 2х25 л.с. двигателями Клеон воздушного охлаждения. Пилот должен был лежать внутри фюзеляжа - крыла. Но модель не оторвалась от земли из-за невозможности синхронизировать вращение винтов. Тогда Циммерман построил резиномоторную модель полуметрового размаха. Она успешно летала. После поддержки в NAСA (предшественника NASA), где до этого отвергали изобретения Циммермана, как чересчур современные, конструктора летом 1937 года пригласили работать на фирму Chance-Vought (генеральный директор Юджин Уилсон). Здесь, пользуясь большим потенциалом лабораторий, Чарльз построил модель - электролет V-I62 метрового размаха. Он совершил ряд успешных полетов в ангаре.
В конце апреля 1938-го Циммерман запатентовал свой самолет, рассчитанный на двух пассажиров и пилота. Его разработками заинтересовалось военное ведомство. В начале 1939 года в рамках конкурса на истребитель нетрадиционной схемы, в котором, кроме Chance-Vought, приняли участие фирмы Curtiss и Nortrop, Чарльз занялся разработкой и постройкой легкомоторного аналога V-173. Работа финансировалась ВМС США.
V-173 имел сложную деревянную конструкцию, обтянутую тканью. Два синхронизированных двигателя Континентал А-80 по 80 л.с. вращали через редукторы огромные трехлопастные винты диаметром по 5,03 метра. Размах крыла 7,11 м, его площадь 39,67 м2, длина машины 8,13 м. Шасси для простоты сделали неубирающимся, с резиновой амортизацией. Профиль крыла выбрали симметричным, NASA - 0015. По курсу самолет управлялся посредством двух килей с рулями направления, а по крену и тангажу - с помощью цельноповоротных элеронов.
Из-за революционности концепции V-173 было решено перед началом летных испытаний продуть его в одной из самых больших аэродинамических труб в мире, на испытательном комплексе Лэнгли-Филд. Все успешно завершилось в декабре 1941 года. Начались летные испытания. После коротких пробежек и подлетов на аэродроме фирмы в г.Стратфорде (штат Коннектикут), шеф-пилот фирмы Бун Гайтон 23 ноября 1942 года поднял V-I73 в воздух. Первый 13-минутный полет показал, что нагрузка на  ручку, особенно в канале крена чрезмерно велика. Этот недостаток устранили установкой весовых компенсаторов, подбором шага винтов в зависимости от режима работы двигателей. Самолет стал послушным в управлении. Гайтон констатировал, что ручка без чрезмерных усилий отклоняется в  канале тангажа на 45 градусов в обе стороны.
Несмотря на секретность программы, V-I73 много летал и за пределами Стратфордского аэродрома, став "своим" в небе Коннектикута. При полетном весе 1400 кг мощности 160 л.с. машине явно не хватало. Несколько раз в результате отказа двигателя V-I73 совершал вынужденные посадки. Однажды на песчаном пляже скапотировал (колеса малого диаметра зарылись в грунт). Но всякий раз очень малая посадочная скорость и прочность конструкции спасали его от серьезных поломок.
 Основным недостатком V-I73 Гайтон и присоединившиеся к нему в процессе испытаний знаменитые летчики Ричард "Рик" Бурове и Чарльз Линдберг признали плохой обзор из кабины вперед при рулежке и на взлете. Причина этого - очень большой стояночный угол, 22°15. Тогда подняли пилотское кресло, сделали иллюминатор для обзора вниз-вперед. Но и это мало помогло. Разбег самолета составил всего 60 метров. При встречном ветре 46 км/ч он поднимался в воздух вертикально. Потолок машины - 1524 м, максимальная скорость - 222 км/ч .
Параллельно с конструированием и испытаниями V-I73 фирма Chance-Vought начала проектировать истребитель. Контракт на его разработку получила от ВМС 16 сентября 1941 года, через день  после дачи согласия на продувки V-I73 в трубе Лэнгли-Филд. Этот проект имел фирменное обозначение VS-315. После успешного завершения продувок V-173 19 января 1942 года   
Бюро по аэронавтике ВМС США запросило у фирмы техническое предложение о постройке двух опытных образцов и продувочной модели в 1/3 натуральной величины. К маю 1942-го работа над техническим предложением была завершена. В команду Циммермана пришел молодой талантливый инженер Юджин "Пайк" Гринвуд. Он отвечал за проектирование конструкции нового самолета. В июне техническое предложение передали в Бюро по аэронавтике, будущий самолет получил наименование по системе, принятой в ВМС: XF5U-I. Основной его особенностью стало соотношение между максимальной и посадочной скоростью - около 11, по обычной схеме - 5. Расчетный диапазон скоростей от 32 до 740 км/ч. 
Для достижения таких характеристик следовало решить множество проблем. Например, на малых скоростях полета  угол атаки сильно возрастал. Из-за  несимметричности обтекания еще на V-I73 отмечали очень сильные вибрации, грозившие прочности конструкции. Чтобы отделаться от этого режима, фирма Chance-Vought, сотрудничавшая с фирмой Hamilton Standart (она производила воздушные винты), разработала движитель под названием "разгруженный пропеллер". Деревянные лопасти очень сложной формы, с широким комлем крепились к стальным проушинам, связанным с автоматом перекоса. С его помощью можно было менять циклический шаг лопастей.
В создании винтомоторной группы приняла также участие фирма Pratt & Whitney. Ею были спроектированы и изготовлены синхронизатор для двигателей R-2000-7, пятикратные редукторы,  муфты сцепления, позволявшие любому из двух моторов выключаться в случае повреждения или перегрева. Специалисты помогли также сконструировать принципиально новую топливную  систему, позволявшую питать двигатели при длительном полете на больших углах атаки (до 90° при висении по вертолетному).
По внешней форме XF5U-1 практически повторял V-I73. Той же осталась и система управления. Гондола пилота и крыло - фюзеляж полумонококовой конструкции были выполнены из металита (двухслойной панели из бальзы и алюминиевого листа) весьма прочного и достаточно легкого. Двигатели, утопленные в крыле - фюзеляже, имели хороший доступ. Планировалось установить 6 пулеметов Кольт-Браунинг калибром 12,7 мм с запасом патронов по 200 шт. на ствол, четыре из которых на серийных машинах хотели заменить на 20-мм пушки Форд-Понтиак М 39А, к тому времени находившимися еще в стадии разработки.
Деревянный макет XF5U-I попал на макетную комиссию ВМС 7 июня 1943 года. Он имел трехлопастные винты. После переделок, вызванных замечаниями комиссии, вновь представленный к рассмотрению контракт на изготовление опытных образцов по непонятным причинам подписали лишь 15 июля 1944 года. Первый прототип решили оснастить двигателями Pratt & Whitney R-2000-7 (1100 л.с. - мощность на максимале, 1350 л.с. - на форсаже с впрыском воды), второй - XR-2000-2,  с турбокомпрессорами фирмы Wright. Вооружение на первом прототипе не устанавливалось.
Первый прототип XF5U-I был выкачен из ангара 25 июня 1945 года. К этому времени фирма получила разрешение на проведение летных испытаний на хорошо оборудованном полигоне Myрок Драй Лейк (Калифорния). Ранее, 24 марта, она обратилась к ВМС с просьбой продолжить финансирование проекта, так как кредит, выделенный на XF 5U-I, был уже растрачен. Для экономии средств урезали программу летных испытаний, в частности, ее полетную часть и статические испытания. Временно оборудованный 4-лопастыми винтами, аналогичными применяемым на истребителе F4U-4 Corsaur (модель Хайцроматик фирмы Hamilton), XF5U-I успешно рулил. Второй экземпляр использовался для статических испытаний. После установки на первый прототип "разгруженных пропеллеров" Бун Гайтон, наконец, поднял самолет в воздух в середине января 1947 года.
Scimmer, как прозвали машину на фирме, с честью прошел программу  летных испытаний, достигнув рекордной для того времени скорости в 811 км/ч. Этот неофициальный рекорд принадлежал Ричарду Буровсу. Скорости он достиг на высоте 8808 м на форсажном режиме. Были продемонстрированы возможности вертикального взлета со специальной трапеции "по-вертолетному", винтами вверх, висение так-же "по-вертолетному". Скиммер подготовили для перевозки морем через Панамский канал в Калифорнию, но программу внезапно закрыли. Основных причин оказалось две: финансовые затруднения на фирме, причем отказ от Скиммера стал самым простым способом сэкономить деньги, и тот факт, что уже шло перевооружение флота США на реактивную технику.
Весной 1948 года согласно инструкции ВМС с самолетов сняли все ценное оборудование, а корпуса превратили бульдозерами в металлолом. V-I73 примерно в это же время передали в музей при Смитсониановском институте, где он хранится по сей день.
После "Скиммера" и "Аврокара" дископланы переместились в сферу интересов авиасамодельщиков, лишь в некоторых программах, в числе прочих схем, они продувались в аэродинамических трубах.