Avro Canada VZ-9 Avrocar — это самолёт вертикального взлёта и посадки, разработанный Avro Canada в рамках секретного военного проекта США, который осуществлялся в первые годы Холодной войны . [1] [2] Avrocar был предназначен для использования эффекта Коанда для обеспечения подъёмной силы и тяги от одного «турборетрогенератора», выдувающего выхлопные газы из обода дискообразного самолёта. В воздухе он напоминал бы летающую тарелку . [3]
Первоначально разработанный как истребитель , способный развивать очень большую скорость и высоту, проект неоднократно сокращался с течением времени, и ВВС США в конечном итоге отказались от него. Затем разработка была продолжена армией США для тактического боевого самолета, своего рода высокопроизводительного вертолета . [4] В ходе летных испытаний Avrocar показал, что у него есть нерешенные проблемы с тягой и устойчивостью, которые ограничивали его ухудшенным, низкопроизводительным диапазоном полета ; впоследствии проект был отменен в сентябре 1961 года.
На протяжении истории программы проект назывался по-разному. Avro называла свои усилия проектом Y, а отдельные машины — Spade и Omega. Проект Y-2 позже финансировался ВВС США, которые называли его WS-606A, Project 1794 и Project Silver Bug. Когда армия США присоединилась к усилиям, он принял свое окончательное название «Avrocar» и обозначение «VZ-9», часть проектов СВВП армии США в серии VZ.
Avrocar был конечным результатом серии исследовательских проектов по голубому небу конструктора «Джека» Фроста , который присоединился к Avro Canada в июне 1947 года после работы в нескольких британских фирмах. [5] Он работал в 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. [6]
В Avro Canada он работал над Avro CF-100 , прежде чем создать исследовательскую группу, известную как «Группа специальных проектов» (SPG). Сначала Фрост окружил себя группой единомышленников-инженеров-«независимых», затем организовал рабочее место. Первоначально укрывшись в «Пентхаусе» (насмешливое прозвище для исполнительного крыла административного здания), SPG впоследствии был перемещен в здание времен Второй мировой войны напротив штаб-квартиры компании, здание Шеффера, которое было защищено охранниками, запертыми дверями и специальными пропусками. Иногда SPG также работал из экспериментального ангара, где делил пространство с другими эзотерическими проектными группами Avro. [ необходима цитата ]
В то время Фрост был особенно заинтересован в конструкции реактивного двигателя и способах повышения эффективности компрессора без ущерба для простоты турбинного двигателя. Он нашел конструкцию «обратного потока» Фрэнка Уиттла слишком сложной и был заинтересован в способах очистки компоновки. Это привело его к разработке нового типа компоновки двигателя с пламегасителями, лежащими непосредственно снаружи внешнего обода центробежного компрессора , направленными наружу, как спицы на колесе. Мощность для компрессора получалась от нового типа турбины, похожей на центробежный вентилятор , в отличие от более типичной конструкции обычных двигателей в виде вертушки. Турбина приводила компрессор в движение с помощью зубчатой передачи, а не вала. Получившийся двигатель был выполнен в форме большого диска, который он назвал «двигателем-блином». [7] Реактивная тяга выходила из всего обода двигателя, и это создавало проблемы при попытке адаптировать конструкцию к типичному самолету. [ требуется цитата ]
В то же время авиационная промышленность в целом все больше интересовалась самолетами вертикального взлета и посадки . Ожидалось, что любая будущая европейская война начнется с ядерного обмена, который уничтожит большинство авиабаз, поэтому самолетам придется действовать с ограниченных авиабаз, дорог или даже неподготовленных полей. Значительные исследовательские усилия были направлены на различные решения по обеспечению возможности нанесения второго удара. Некоторые из этих решений включали ракетные самолеты, такие как концепция запуска с нулевой длины , в то время как многие компании начали работу над самолетами вертикального взлета и посадки как над более подходящим долгосрочным решением. [8]
Фрост чувствовал, что превосходные характеристики его нового двигателя будут естественным образом подходить для самолета вертикального взлета и посадки из-за его высокого ожидаемого отношения мощности к весу . 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 ряд воздуховодов и вентиляционных отверстий, чтобы перенаправить тягу, вытекающую из передней части двигателя, в заднюю часть. Чтобы сделать трубы как можно короче, конструкция вывела тягу вдоль передней кромки того, что по сути было толстым треугольным крылом . Поскольку двигатель имел форму диска, треугольная дельта-форма была выдвинута около передней части, где она встречалась с диском двигателя, создавая форму, примерно похожую на пику на игральной карте . [7]
Двигатель имел форму диска, а его воздухозаборник располагался посередине, что означало, что воздухозаборники двигателя должны были располагаться около середины крыла. В конструкции Ace они располагались прямо перед центром сверху и снизу самолета. Кабина располагалась над главным подшипником, за воздухозаборниками. «Хребет» сверху и снизу проходил от области кабины к заднему краю самолета. Также изучались несколько других версий базовой компоновки, включая «Омегу», которая была более дискообразной, поскольку она также срезала задние части треугольного крыла. [ необходима цитата ]
Для операций VTOL самолет должен был сидеть направленным вверх, поддерживаемый длинными посадочными опорами, которые выходили из позвоночника. Посадка должна была осуществляться под очень большим углом, что делало видимость во время захода на посадку очень сложной. Ряд других экспериментов VTOL той эпохи пытались решить эту проблему различными способами, включая вращающиеся сиденья пилотов и кабины, но ни один из них не оказался очень эффективным. Другая проблема с различными экспериментами VTOL заключалась в том, что устойчивость в зависании было трудно обеспечить, хотя и не совсем неожиданно. Решение этой проблемы потребовало бы направления тяги вниз с большей площади, как это происходит в вертолете, где подъемная сила подается по всей площади диска ротора. [4] Большинство конструкторов обратились к выпуску воздуха из компрессора двигателя и направлению его по трубам, расположенным вокруг самолета. Конструкция двигателя Фроста использовала такое большое количество сопел, что такое расположение было бы не слишком легко построить. [ необходима цитата ]
В 1952 году проект был достаточно продвинут, чтобы Канадский совет по оборонным исследованиям профинансировал его с помощью контракта на 400 000 канадских долларов. К 1953 году был завершен деревянный макет проекта Y, от которого остались только изображения. Похоже, что проект был сочтен слишком дорогостоящим в военном ведомстве, которое в то время участвовало в нескольких чрезвычайно дорогих проектах по противовоздушной обороне. 11 февраля 1953 года история о проекте просочилась в Toronto Star вместе с изображениями проекта Omega, по-видимому, 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 подниматься вертикально. Тем не менее, дальнейшего финансирования не последовало. [ необходима цитата ]
Пока проект Y продолжался, Фрост тем временем заинтересовался эффектом Коанды , при котором потоки жидкости будут следовать сильно выпуклым формам, что может показаться неожиданным на первый взгляд. Фрост чувствовал, что эффект может быть использован с его конструкцией двигателя для создания более практичного самолета вертикального взлета и посадки, выхлопные газы которого будут выходить наружу по верхней поверхности самолета, а затем направляться вниз по конструкции, похожей на закрылок. Это создаст подъемную силу по всему краю самолета, позволяя ему приземляться «плоско». Он создал ряд небольших экспериментальных конструкций, используя сжатый воздух вместо двигателя, чтобы выбрать подходящую форму планера, и в конечном итоге решил, что диск будет лучшим решением. [9]
Продолжая эти эксперименты, он обнаружил, что та же система направления тяги, которую он предназначал для операций VTOL, работала так же хорошо 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 подъемной силы — то есть, она летел бы вбок так же легко, как и вперед. Однако, изменяя воздушный поток с применением небольшого количества реактивной тяги, общий воздушный поток над судном можно было бы кардинально изменить, создав своего рода «виртуальный аэродинамический профиль» любой необходимой конфигурации. Например, направляя даже небольшое количество реактивной тяги вниз, большая масса воздуха будет вытягиваться над верхней поверхностью крыла и резко увеличивать поток над крылом, создавая подъемную силу. [10]
Это, казалось, предлагало решение одной из самых неприятных проблем эпохи, проектируя самолет, который был бы эффективен на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Дозвуковая подъемная сила создается потоком воздуха вокруг крыла, следующим по линиям тока , но сверхзвуковая подъемная сила создается ударными волнами в точках критической кривизны. Ни одна конструкция не могла бы обеспечить высокую производительность для обоих режимов. Выдувной диск мог бы решить эту проблему, будучи разработанным только для сверхзвуковых характеристик, а затем используя реактивную тягу для изменения дозвукового воздушного потока в подобие обычного крыла. Полученная конструкция была бы настроена на высокие сверхзвуковые характеристики, имела бы приемлемые дозвуковые характеристики, а также предлагала бы VTOL, и все это в одной конструкции. [ требуется цитата ]
В конце 1953 года группа экспертов по обороне США посетила Avro Canada, чтобы осмотреть новый истребитель CF-100. [11] Где-то по пути Фрост переманил тур и перенаправил его в зону специальных проектов, где он продолжил демонстрировать макет Project Y, а также модели и чертежи (некоторые из них никогда ранее не видели старшие должностные лица компании) для полностью круглого дискообразного самолета, известного как «Project Y-2». ВВС США согласились взять на себя финансирование Special Projects Group 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 стал системой оружия 606A . [ необходима цитата ]
Было изучено множество конструкций истребителя вертикального взлета и посадки [4], все они вращались вокруг формы диска, что привело к проекту 1794, включающему сверхзвуковой большой дисковый истребитель. Концепция была подвергнута испытаниям в аэродинамической трубе с различными масштабными моделями. Она включала приподнятую секцию посередине над двигателем, в которой находилась кабина, и ряд прямоугольных воздухозаборников, которые обеспечивали двигатель воздухом во время полета на низкой скорости. Для сверхзвукового полета верхние воздухозаборники закрывались с помощью жалюзи , а воздух вместо этого подавался из отдельного сверхзвукового воздухозаборника вдоль передней части приподнятой секции. Оценки производительности Фроста для этой концепции были для потенциала 3,5 Маха на высоте 100 000 футов (30 000 м). [ необходима цитата ]
В ходе разработки проекта 1794 компания Avro Canada предложила версию «Проекта Y», TS-140, для соответствия спецификации TS-140 ВМС США для истребителя вертикального взлета и посадки в 1956 году; она была отклонена ВМС. [12] TS-140 был самолетом типа «утка», оснащенным четырьмя реактивными двигателями Bristol Orpheus ; вместо этого ВМС выбрали D-188A компании Bell Aircraft для своих требований. [ требуется ссылка ]
В ВВС США возникли некоторые дебаты по поводу этой концепции, поскольку многие группы пытались получить финансирование для своих собственных любимых проектов, таких как бомбардировщики с ядерным двигателем . [13] Повторяя более раннюю публикацию Toronto Star , в 1955 году в журнале Look появилась обширная статья , в которой, среди прочих утверждений, высказывалось предположение, что нынешние наблюдения НЛО были тарелками советской постройки. [b] Далее в статье описывался такой самолет со схемами, которые явно были вдохновлены конструкцией Avro. [14]
Для целей тестирования был разработан новый двигатель, состоящий из шести реактивных двигателей Armstrong Siddeley Viper , продувающих внешний обод импеллера, под названием PV-704, PV означало Private Venture (частное предприятие). PV-704 был временной конструкцией, встроенной в похожее на бункер здание за экспериментальным испытательным комплексом Avro. Он был предназначен для проверки различных концепций проекта 1794 и предоставления ВВС США данных испытаний, чтобы показать жизнеспособность концепции. Первоначальный план первоначального тестирования установки Viper Engine Rig состоял в том, чтобы продолжить испытания в свободном полете. К сожалению, испытания были совсем не гладкими; испытательная модель пострадала от опасных утечек масла, что привело к трем пожарам. [15] В конечном итоге дошло до того, что персонал боялся машины, даже когда она была надежно укрыта в кабине, 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, работавший на взводе, убедило Фроста в необходимости менее опасного испытательного автомобиля. [ необходима ссылка ]
Чтобы собрать данные о полете по базовой концепции, пока продолжалась разработка двигателя, в 1958 году Фрост предложил построить меньший «доказательный» испытательный автомобиль, который он назвал Avrocar . К этому моменту армия США была вовлечена в широкий спектр экспериментов с меньшими самолетами вертикального взлета и посадки, которые должны были действовать как «летающий джип», [16] и они также заинтересовались концепцией Avro. [17] Фрост представил свой меньший проект как прототип транспортного средства, подходящего для нужд армии, так и аэродинамический испытательный стенд для WS-606. Первоначальные требования к характеристикам для Avrocar включали десятиминутную возможность зависания в зоне влияния земли и дальность полета 25 миль (40 км) с полезной нагрузкой 1000 фунтов (450 кг). [17]
Новый план, казалось, устроил всех, и контракт на совместные услуги на сумму 2 миллиона долларов [18], управляемый ВВС, был присужден Avro для строительства и испытания двух Avrocar, которые армия называла VZ-9-AV (где AV означает «Avro», необычное отклонение от обычной номенклатуры армии США [19] ), последний в серии самолетов «VZ». Интерес армии к программе Avrocar был, по-видимому, очень высок. Бернард Линденбаум из Лаборатории динамики полета ВВС вспоминает поездку в Вашингтон в конце 1950-х годов, чтобы запросить дополнительное финансирование для исследования по снижению сопротивления вертолета. 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. [17]
Дополнительное финансирование ВВС в размере около 700 000 долларов (неизрасходованное из программы 606A) также было переведено на проект Avrocar. В марте 1959 года был получен дополнительный контракт на 1,77 миллиона долларов на второй прототип. При выкатке прогнозируемые характеристики намного превышали требования: максимальная скорость 225 узлов (417 км/ч), потолок 10 000 футов (3000 м), дальность полета 130 миль (209 км) с полезной нагрузкой 1000 фунтов (450 кг) и висение вне зоны влияния земли с полезной нагрузкой 2428 фунтов (1101 кг). Максимальный взлетный вес с переходом к прямому полету вне зоны влияния земли был рассчитан как 5650 фунтов (2560 кг), максимальный вес с переходом в зону влияния земли (GETOL) составил 6970 фунтов (3160 кг). [17]
Как раз когда были изготовлены первые рабочие испытательные модели, случилась катастрофа. Канадское правительство отменило программу Avro CF-105 Arrow в «черную пятницу» 20 февраля 1959 года. Последующим результатом стало увольнение почти всех сотрудников Avro Canada, включая сотрудников Special Projects Group. Однако через три дня после объявления об отмене Arrow многие сотрудники Special Projects были снова наняты. Но все было не совсем так, как обычно. Теперь в команду входили люди из команд CF-100 и CF-105, а Special Projects Group переехала в главное здание, которое было почти пустым. Кроме того, «руководители» компании стали более активно участвовать в деятельности группы. [20]
Офис проекта ВВС США, занимающийся проектами Avro, рекомендовал отменить WS-606A и все связанные с ним работы (включая Avrocar). Был выдан приказ «стоп/гоу» [21] , и Фросту пришлось снова попытаться спасти проект. В тщательно продуманных усилиях Фрост убедительно обосновал необходимость продолжения финансирования со стороны армии США. В конце мая 1959 года ВВС США разрешили Avro продолжить программы «летающих тарелок». [22]
Avrocar был дискообразным летательным аппаратом с той же базовой формой, что и фрисби , верхняя поверхность диска была довольно изогнутой, а нижняя — гораздо менее. Диск был 18 футов (5,5 м) в диаметре и 3,5 фута (1,1 м) в толщину. [23] Основная структурная ферма представляла собой большой равносторонний треугольник, к которому крепились различные компоненты. 124-лопастной «турборетротор» находился в центре треугольника, причем большая часть тяги ротора направлялась прямо вниз через отверстие в нижней поверхности, но часть отводилась для питания системы управления, работающей вдоль внешнего обода диска. [23]
.jpg/1280px-Avrocar_schematic_(high_resolution).jpg)
Мощность ротора обеспечивалась тремя реактивными двигателями Continental J69-T-9, прикрепленными к ферме. Каждый двигатель имел собственные топливные и масляные баки и другие вспомогательные системы, хотя ожидалось, что они будут взаимосвязаны в будущих моделях. Большая часть планера была сделана из алюминия с пустым весом 3000 фунтов (1400 кг). [24] Ходовая часть Avrocar была рудиментарной с тремя небольшими литейными колесами, установленными на «корневых» валах; набор полозьев был заменен позже в ходе испытаний, хотя они обычно не были установлены. [25]
Пилотное управление осуществлялось полностью с помощью одной боковой ручки управления. Тангаж и крен контролировались с помощью обычных движений вперед-назад и из стороны в сторону, в то время как рыскание можно было контролировать, поворачивая ручку. Механические связи не использовались, вместо этого ручка управляла потоком воздуха высокого давления вокруг судна, который либо напрямую присоединялся к различным поверхностям управления, либо косвенно через местные тросовые связи, чтобы заменить органы управления, которые должны были приводиться в действие тросом (например, органы управления дроссельной заслонкой на двигателях). [23]
Система управления ориентацией/тягой состояла из большого кольца, расположенного снаружи основного диска, по форме примерно похожего на закругленный треугольник с плоской поверхностью на «внутри». Если смотреть на корабль сбоку, то заслонка управления почти не видна, появляясь в нейтральном положении, чтобы слиться с профилем. Средства управления пилота перемещали кольцо относительно остальной части корабля, влияя на воздушный поток, движущийся наружу от центра корабля. Вертикальный подъем можно было увеличить, переместив все кольцо вниз, что создавало бы больший воздушный поток над его верхней поверхностью, который затем изгибался бы вниз по этой поверхности к земле. Наклон кольца приводил к асимметричной тяге для управления направлением. [26]
Было обнаружено, что судно изначально было неустойчивым в прямом полете, так как аэродинамический центр давления находился значительно впереди центра тяжести . [27] Таким образом, Avrocar включал механическую систему повышения устойчивости , которая была независима от органов управления пилота. Турборетротор имел довольно большой угловой момент и был предназначен для работы в качестве мощного гироскопа , обеспечивая «нормальное» направление полета. Управляющие тросы, прикрепленные к основанию ротора, натягивались, когда судно двигалось относительно ротора, приводя в действие управляющие поверхности для противодействия движению. [ необходима цитата ]
Транспортное средство управлялось экипажем из двух человек, размещенных в отдельных кабинах, втиснутых в пустые области в планере. На практике во время испытаний на борту обычно находился только один пилот; ряд полетов выполнялся с наблюдателем во второй кабине. Пока проблемы с управлением не были полностью решены, летчики-испытатели Avro приобрели «прикосновение» к чрезвычайно чувствительным управляющим воздействиям, и главный летчик-испытатель по разработке самолетов Avro Потоцкий в конечном итоге смог продемонстрировать «полет без участия человека». 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. Дринквотер III, которые все летали на Avrocar, считали его все еще сложным в управлении транспортным средством. Дринквотер сравнил полет на нем с «балансированием на пляжном мяче». [28]
Первый Avrocar, № 58-7055 , выехал с завода Avro Malton в мае 1959 года. С 9 июня по 7 октября 1959 года он испытывался на статическом стенде висения. [29] К сожалению, было обнаружено, что горячий газ из выхлопных газов смешивался обратно в воздухозаборники при висении, что снижало тягу двигателя. Кроме того, вентилятор создавал подъемную силу только с небольшой площади своей поверхности, что снижало общую доступную тягу. Воздуховоды также показали более высокие потери, чем ожидалось, и ряд модификаций не смог решить эту проблему в какой-либо значительной степени. Эти проблемы снизили максимальную подъемную силу на больших высотах вне зоны влияния земли до 3150 фунтов (1430 кг), что меньше пустого веса самолета в 4285 фунтов (1944 кг). Это означало, что самолет не сможет зависать вне зоны влияния земли. После этих испытаний транспортное средство было отправлено 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 зависания с Avrocar, привязанным к земле. [30] После того, как транспортное средство поднялось в воздух, началось неконтролируемое колебание, связанное с креном и тангажем, которое заставило каждое из трех колес по очереди коснуться земли. Пилот, В. Д. «Спад» Потоцкий, немедленно выключил все двигатели. Были внесены изменения в систему стабилизации, чтобы обеспечить большую управляемость, в то время как новые тросы были исследованы для улучшения способности контролировать подобные проблемы. [4] По мере продолжения испытаний стало ясно, что проблема была присуща конструкции, и инженеры начали называть этот эффект «колпаком ступицы», так названным, поскольку он был похож на колпак ступицы, вращающийся на земле. [31]
Исследования эффекта выявили причину проблемы. В то время как в эффекте земли воздух высокого давления под кораблем был захвачен, заполняя всю область и, таким образом, обеспечивая устойчивую базу. Когда корабль поднимался из эффекта земли, воздух образовывал один узкий столб, описанный Фростом как «ствол дерева». На промежуточных высотах корабль на мгновение переходил из одного режима в другой, в течение которого одна сторона корабля полностью поддерживалась, в то время как поддержка исчезала под другой. Это приводило к сильному тангажу в сторону неподдерживаемой стороны. Как только это происходило, эта сторона приближалась к земле и восстанавливала поддерживающий воздух, в то время как другая сторона затем поднималась выше этого предела. Этот процесс повторялся, при этом корабль перекатывался из стороны в сторону. Были проведены модификации, чтобы попытаться решить эту проблему. В конце концов, в днище корабля была просверлена серия из 52 отверстий, расположенных радиально в трех футах от центра. Они должны были обеспечить центральную струю для стабилизации подушки земли. [32]
После завершения этих модификаций и, по-видимому, их работы, 12 ноября 1959 года состоялся первый полностью свободный полет. Это испытание доказало неприемлемость системы управления соплом. Интерцепторы были предназначены для направления воздуха через верхнюю или нижнюю часть кольцевого закрылка, через нижнюю часть только во время висения, но через верхнюю и нижнюю часть во время полета вперед. Идея заключалась в том, что когда закрылок был установлен для обеспечения управления, подъемная сила опускалась с одной стороны и поднималась с другой. Подъемная сила действительно опускалась с одной стороны, но подъемная сила не улучшалась с другой, поэтому каждое воздействие на управление приводило к потере высоты. После пяти полетов испытания были временно остановлены 5 декабря 1959 года, к тому времени Avrocar в общей сложности провел 18,5 часов испытательного времени. [ необходима цитата ]
Зимой была установлена совершенно новая конструкция. Оригинальные интерцепторы были удалены и заменены одним кольцом под кольцевым закрылком. Кольцо смещалось относительно управляемого аппарата, «запечатывая» зазор с одной стороны и открывая его с другой. Испытания продолжились в январе 1960 года и, по-видимому, работали намного лучше. Однако, хотя новая система управления улучшила зависательные качества, аппарат теперь стал нестабильным на более высоких скоростях, превышающих 30 узлов (56 км/ч). Первый Avrocar в Эймсе был аналогичным образом модифицирован, и в апреле 1960 года он был испытан в их аэродинамической трубе размером 40 футов × 80 футов (12 м × 24 м). [33] Проблема стала очевидной: кольцо блокировало так много общей тяги двигателя, что общая мощность значительно снижалась. По мере того, как аппарат ускорялся, поток воздуха на нижней стороне уменьшал рециркуляцию, уменьшая подъемную силу из-за потока воздуха над верхней поверхностью. Это было несколько неожиданно; рециркуляция считалась «плохой вещью» из-за потери тяги двигателя, и ее положительное влияние на подъемную силу, похоже, не было оценено по достоинству. В конце концов, чтобы поддерживать подъемную силу на более высоких скоростях движения вперед, судно пришлось наклонить до предела его возможностей управления. [ необходима цитата ]
Avro был убежден, что концепция все еще работоспособна, и предложил новую программу для серьезной переработки системы движения и управления. Вместо одного кольцевого треугольного закрылка и спойлеров или более позднего кольцевого управления, новая система включала две отдельные системы управления для зависания и полета вперед, объединенные в одно сопло. Для зависания в сопла открывался ряд «переходных дверей», блокируя их и перенаправляя поток вниз под самолет. Управление в этом режиме обеспечивалось перемещением внешней части закрылка для «фокусировки» потока. На более высоких скоростях двери закрывались, позволяя воздуху вытекать из края самолета, где располагался ряд простых органов управления, похожих на закрылки. Новая система управления охватывала задние 3/4 внешней окружности самолета; передняя часть имела только органы управления зависанием. [25]
Модификации модели Ames были завершены, и испытания возобновились в апреле 1961 года. Новая конструкция продемонстрировала гораздо лучшее управление в режиме висения и значительно улучшенную подъемную силу. Теперь аппарат мог летать со скоростью до 100 узлов (190 км/ч), что было большим улучшением по сравнению с 30 узлами (56 км/ч), достигнутыми ранее. Однако он оставался нестабильным по тангажу и демонстрировал сильный дифферент носа вверх. Инженеры NASA попытались модифицировать это с помощью T-образного хвоста , но он оказался в пределах воздушного потока турборотора и не помог. Команда Фроста рассмотрела два новых проекта: один с большим вертикальным хвостом и один с крылом с установленными на конце вертикалями — «крылышками». Оба проекта использовали два турбореактивных двигателя General Electric J85 с тягой 2700 фунтов силы (12 кН) и увеличили диаметр турборотора с пяти до шести футов. [34]
9 июня 1961 года вторая летная оценка ВВС США/НАСА Avrocar была проведена на аналогично модифицированном втором прототипе на объекте Avro. Во время этих испытаний машина достигла максимальной скорости 20 узлов (37 км/ч) и показала способность пересекать ров шириной шесть футов и глубиной 18 дюймов (460 мм). Полет выше критической высоты оказался опасным, если не почти невозможным из-за присущей ей нестабильности. [35] Отчет о летных испытаниях далее выявил ряд проблем с управлением. [36]
Прежде чем удалось добиться изменений, финансирование закончилось в марте 1961 года. Предложения Фроста по измененной конструкции не были приняты, и программы Avrocar и связанные с ними сверхзвуковые VTOL WS-606A были официально отменены в декабре 1961 года американскими военными. Руководители компании Avro поощряли дополнительные исследовательские проекты VTOL, исследуя новые конфигурации в сочетании с дисковой платформой [35] и даже версию «подъемного реактивного самолета», 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, включая концепцию истребителя Avro P470 VTOL, полученную от Special Projects Group, были представлены для участия в конкурсе НАТО на тактический ударный истребитель. [37] Эти потребности были удовлетворены Hawker Siddeley Harrier , но в более общем плане интерес к VTOL угас, поскольку стало широко распространено мнение, что ядерный первый удар не будет использован в начале европейской войны. [ требуется ссылка ]
.jpg/1280px-NASM_Avro_VZ9V-1._(1984).jpg)
Второй Avrocar налетал около 75 часов к концу летных испытаний. Судя по его характеристикам, Avrocar был полным провалом: он не мог безопасно подняться более чем на несколько футов от земли, а его выпуклая конструкция ограничивала высокоскоростные характеристики, сопровождаемые невыносимой жарой и пронзительным шумом выхлопных газов, что делало его непрактичным для военных. Хотя его считали технической неудачей, его конструкция оказалась пророческой: это была резиновая юбка, которая едва не стала одним из первых в мире судов на воздушной подушке , Saunders Roe SR.N1 также поднялся в воздух в 1959 году. Тем не менее, конструктор компании Джон Фрост подал заявки на ряд патентов в Канаде, Великобритании и США, которые установили ключевую роль, которую Avrocar и связанные с ним экспериментальные транспортные средства Avro сыграли в мире VTOL. [6] [38]
.jpg/1280px-U.S._Air_Force_Museum_C_(34).jpg)
По словам Рассела Ли, куратора Национального музея авиации и космонавтики , Avro VZ-9 Avrocar был «тупиком» в проектировании VTOL, однако его технологические инновации заинтриговали других дизайнеров. Один из элементов дизайна, который он воплощал, использование канальных вентиляторов, привело к другим экспериментальным программам. Доктор Пол Моллер, канадский эмигрант, работавший в Avro Canada молодым инженером, основал первую серию экспериментальных аппаратов VTOL на технологии «блюдца», используя заглубленный канальный вентилятор а-ля Avrocar. XM-2, первый из серии, выглядел удивительно похожим на миниатюрную летающую тарелку. После успешных испытаний троса [39] проекты блюдца, также одно время рекламируемые как «дискоджет», были заброшены, и их последний проект, Moller Skycar , имеет вид летающего автомобиля. [40]
История Avrocar не закончилась с закрытием программы. Было произведено всего два Avrocar, и поскольку американские военные оплатили работу, они вернулись в собственность США по окончании программы. Второй экземпляр, S/N 59-4975 , использовавшийся для «летных» испытаний, ненадолго вернулся в Канаду для показа в Монреале на выставке «Человек и его мир» (1968); после длительного периода экспонирования на открытом воздухе он сейчас находится на реставрации в Музее транспорта армии США в Форт-Юстисе, Вирджиния. [18]
Первый Avrocar, серийный номер 58-7055 (с маркировкой AV-7055 ), после испытаний в привязи стал испытательной моделью «аэродинамической трубы» в NASA Ames, где он оставался на хранении с 1961 по 1966 год, когда он был передан в дар Национальному музею авиации и космонавтики в Сьютленде, штат Мэриленд . Там он продолжал пылиться в течение следующих 40 лет. Музей, наконец, запланировал его реставрацию и экспозицию в недавно построенном Центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи . Вместо этого Avrocar был передан в аренду Национальному музею ВВС США в Дейтоне, штат Огайо , и прибыл туда в ноябре 2007 года. После полной реставрации, которая включала изготовление обоих недостающих плексигласовых пузырей, он был выставлен в июне 2008 года в Галерее холодной войны музея. С тех пор он был перемещен в Президентскую галерею самолетов. В 2016 году Avrocar был перемещен в Галерею исследований и разработок музея в его новый четвертый ангар. [ необходима ссылка ]
Полномасштабная реплика Avrocar была подготовлена для постановки 2002 года Avrocar: Saucer Secrets from the Past. Сейчас она находится в качестве экспоната в Королевском музее авиации Западной Канады , Виннипег , Манитоба , Канада. [41]
Данные Avrocar: Канадская летающая тарелка... [42] и Худшие самолеты мира: от первых неудач до многомиллионно-долларовых катастроф [43]
Общая характеристика
Производительность
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
