Самолеты вертикального взлета с хвоста

Концепция самолетов с вертикальным взлетом и приземлением на хвост стала недолгим, но ярким эпизодом в истории мировой авиации. Большинство прототипов и опытных образцов самолетов-VTOL (аббревиатура расшифровывается и переводится как «вертикальный взлет и посадка», а по-другому такие летательные аппараты называли «тейлситтерами» (tailsitter) – дословно, «садящимися на хвост») было создано в конце сороковых - начале пятидесятых годов и предназначались для военных нужд.

Главной предпосылкой появления и развития этой концепции было стремление отказаться от взлетной полосы, строительство которой в период военных действий не только увеличивало текущие расходы, но и означало потерю потенциального преимущества во времени. Предлагаем вам краткий экскурс в историю VTOL-аппаратов по фотографиям из архивов федерального правительства США и ряда открытых источников.



]]>
В 1947 году американские ВМФ и ВВС, опираясь на результаты немецких исследований, начали работу над проектом «Колибри» (Hummingbird).

В своих изысканиях в области VTOL американцы действительно мысленно отталкивались от проекта летательного аппарата, запатентованного в 1939 году профессором Генрихом Фоке (Heinrich Focke), создателем самолётов Focke-Wulf.

Разработка и постройка СВВП XFV-1 осуществлялась фирмой «Локхид» с 1950 г. одновременно с разработкой СВВП XFY-1 фирмы «Конвэр» но одним и тем же требованиям флота США к палубному вертикально взлетающему истребителю. По контракту стоимостью 10 млн. долл. предусматривалась постройка двух экспериментальных истребителей.



Focke-Wulf VTOL был задуман по известному ныне принципу «винт в кольце». Точнее, в центре самолёта с неназванным турбореактивным двигателем должно было быть два огромных пропеллера, вращавшихся в противоположных направлениях. Хотя профессор, по некоторым сведениям, работал и после войны, дальше деревянной модели для туннельных испытаний дело не пошло.

Что же касается США, то в 1950 году они получают два предложения по проекту «вертикального» самолёта — от компаний Lockheed и Convair. Самое интересное, что ни один из разработчиков не пошёл по стопам Генриха Фоке. Можно сказать, что в первых проектах по-американски VTOL было воспринято как-то чрезвычайно буквально.




Так или иначе, но обе компании подписали с военными контракт и в середине 1951 года предоставили опытные образцы. Машина Lockheed поначалу называлась XFO-1 (Model 081-40-01). Образцы, их было два, носили номера 138657 и 138658. Позднее Lockheed поменял обозначение на XFV-1 Salmon («Лосось»). Самолёт Convair звался просто XFY-1 Pogo.

Подробно расскажем о детище Lockheed, поскольку о нём и информации больше, и разработка Convair от него практически ничем не отличается. В общем, «Лососем» его назвали в честь руководителя группы инженеров, лётчика-испытателя Германа Салмона (Herman Salmon), у которого тоже было прозвище — «Fish» («Рыба»).



Как во время взлёта, так и во время посадки «Лосось» (11,27 метра в длину) пребывал в вертикальном положении, стоя на крестообразном хвосте с амортизатором и колёсиком на каждом из наконечников.

Состоящий из пары соединённых турбин T38, двигатель Allison YT40-A-6 мощностью 5850 лошадиных сил «заводил» пару трёхлопастных пропеллеров диаметром 4,88 метра каждый. Предполагалось, что, оторвавшись от земли, «Лосось» примет в воздухе обычное горизонтальное положение, а по возвращению опять перевернётся и сядет вертикально на хвост.




Согласно рассчётам, максимальная скорость «Лосося» должна была быть 933 км/час, а круизная 659 км/час. Вес: 5260 кг пустой, 7348 загруженный. Размах крыла 9,4 метра. На вооружении должны быть четыре 20-миллиметровых пушки или сорок шесть 70-миллиметровых ракет, размещённых в крыльях.




СВВП XFV-1 выполнен по схеме моноплана с одним ТВД с соосными воздушными винтами и четырехопорным шасси.

Фюзеляж малого удлинения, с выступающим фонарем кабины. Сиденье летчика могло отклоняться на 45°, как на самолете XFY-1.

Крыло прямое, трапециевидной формы в плане, с небольшой относительной толщиной профиля, отличалось отсутствием механизации. На концах крыла предусматривалась установка дополнительных топливных баков или контейнеров с вооружением.

Оперение Х-образное, стреловидное, с аэродинамическими рулями и триммерами.

Шасси четырехопорное, неубирающееся, с четырьмя амортизационными стойками в обтекателях на концах Х-образного оперения и небольшими колесами. Для начального этапа летных испытаний на самолете было установлено вспомогательное шасси с двумя стойками и подкосами, крепящимися к фюзеляжу, и сравнительно небольшими колесами, а также дополнительные стойки с небольшими колесами на двух нижних поверхностях оперения.



В дальнейшем на самолет ставили ТВД Аллисон YT-40-A-14, как на СВВП XFY-1, который предполагалось заменить на более мощный ТВД YT-40-A-16 с суммарной эквивалентной мощностью 6825 л. с, и соосные трехлопастные винты Кертисс-Райт «Турбоэлектрик».




Надо сказать, пилоту, который управлял XFV-1 в гордом одиночестве, повезло меньше других. Мало того, что его место переворачивалось на 45 градусов, так ещё и вход/выход из кабины требовал специальной лестницы.

В ноябре 1953 года прошли первые испытания, и 23 декабря 1953 самолёт под управлением Германа «Рыбы» сделал, наконец, краткий перелёт. Первый официальный полёт имел место 16 июня 1954 года — с парением самолёт справился вполне успешно.




Однако вертикальных взлётов и приземлений на хвост XFV-1 фактически никогда не совершал — запускали его всё же из горизонтального положения, для чего сделали временное, как тогда казалось, шасси.

Практически сразу стало ясно, что имеющийся турбовинтовой двигатель не может гарантировать безопасность. Не хватало мощности, нужно было, как минимум, на пару тысяч «лошадей» больше, и такой двигатель — YT40-A-14 — ожидался. К сожалению, 7100 лошадиных сил «Лосось» так и не получил — двигатель просто не стали для него делать.



В июне 1955 года проект XFV-1 был закрыт так же, как и проект Convair XFY-1 Pogo (280 рейсов на привязи в ангаре, один свободный полёт в 1954 году с переходами в горизонтальное положение).

Американская программа турбовинтовых, садящихся на хвост, была свёрнута полностью. После отмены опытные образцы были переданы аэрокосмическим музеям. Проект не был успешен по нескольким причинам: прежде всего, из-за недостатка мощности двигателя и надёжности в целом, а также из-за экспериментальных навыков, требуемых, чтобы пилот посадил самолёт на хвост.
Надо сказать, что американцы отказались как нельзя вовремя.



СВВП XFV-1 имел такую же силовую установку, как и СВВП XFY-1, но существенным образом отличался от него по компоновке, имея прямое крыло и Х-образное оперение. Подобно СВВП XFY-1, экспериментальный самолет XFV-1 имел при стоянке вертикальное положение фюзеляжа, опирающегося на неубирающиеся опоры шасси, однако вертикальный взлет и посадка на нем не были совершенны. Для проведения начального этапа летных испытаний СВВП был снабжен вспомогательными опорами шасси для взлета с разбегом и посадки с пробегом.

Постройка первого экспериментального СВВП XFV-1 была завершена 23 февраля 1953 г., а первый полет со взлетом с разбегом с помощью вспомогательного шасси был совершен 16 июля 1954 г. летчиком-испытателем Германом Сэлмоном, в честь которого самолет был назван «Сэлион».

Характеристики СВВП Локхид XFV-1
Размеры:
размах крыла 8,43 м
длина самолета 16,66 м
диаметр винта 4,88 м
Двигатели 1 ТВД Аллисон YT-40-A-14
мощность двигателя 5260 л. с.
Массы и нагрузки:
взлетная масса 7170 кг
пустого самолета 5327 кг
Летные данные (расчетные);
максимальная скорость
на высоте 4575 м 934 км/ч
максимальная скороподъемность 60 м/сек
практический потолок 10 670 м
продолжительность полета 1,22ч













Параллельно с компанией «Локхид» в декабре 1946 г. фирма "Райен" приступила к эскизному проектированию реактивного летательного аппарата с рабочим обозначением "Модель 38". Ведущим конструктором назначили главного инженера компании Бена Салмона (Ben Salmon), который начал свою работу с поиска наиболее подходящего двигателя. Основным критерием оценки ТРД стала его удельная масса, т.е. отношение массы двигателя к максимальной тяге. Чем меньше это число, тем лучше. Этот показатель у английского двигателя Nene фирмы Rolls-Royse составлял около 0,31 кг/кгс тяги, но его в распоряжении "Райен" не было. Продолжив поиски и рассмотрев еще около восьми моделей ТРД, выпускаемых в США, Салмон остановился на J33 фирмы General Electric с удельной массой 0,39 кг/кгс.



10 января 1947 г. группа проектировщиков закончила первые прикидки характеристик "Модели 38". Они показали, что снаряженный самолет будет весить целых 3405 кг, а значит, один J33, развивавший тягу 2090 кгс, не сможет вертикально поднять аппарат в воздух. Тогда Салмон решил использовать на старте четыре пороховых ускорителя JATO. После взлета летчик должен был их сбросить и перейти в горизонтальный полет. Когда, выполнив задание, самолет вернется к месту старта, его масса уменьшится за счет истраченного топлива, и он сможет выполнить вертикальную посадку. Этот вариант машины получил обозначение "38-1". Опасаясь, что он морякам не понравится, Салмон разработал еще две версии - "38-2" и "38-3" под гипотетический ТРД с тягой более 3500 кгс.



В марте 1947 г. все три проекта были представлены ВМФ. Во время доклада Салмон затронул основные проблемы, которые еще только предстояло решить в ходе работ над "Моделью 38". Наиболее сложной выглядела проблема управления аппаратом на висении. Если на СВВП с турбовинтовыми двигателями на таком режиме использовались обычные аэродинамические рули, которые обдувались мощным потоком воздуха от винтов и почти не теряли эффективности, то на реактивном самолете они становились бесполезными, и для управления следовало применить изменение направления тяги двигателя. Райен и Салмон смогли убедить военных, что все трудности вполне преодолимы. Это позволило подписать 24 апреля контракт на 50000 USD, предусматривавший проведение исследований и постройку летающего макета самолета.

Теоретические изыскания продлились более года. За это время группа разработчиков рассмотрела около 80 вариантов различных систем управления. В итоге 24 июня 1948 г, Салмон представил проект летающего дистанционно управляемого стенда. Он представлял собой трубчатую раму с двигателем J33, к удлинительной трубе которого присоединялось с помощью шарнирного соединения отклоняемое сопло. Часть горячих газов отводилась по жаропрочным трубопроводам к двум небольшим поворотным рулевым соплам, дифференциальное отклонение которых позволяло поворачивать аппарат вокруг продольной оси. Стенд построили на заводе в Сан-Диего. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала его подвесили на тросе, а испытательную площадку огородили стальными листами. Управление осуществлялось по кабелю. Первые включения двигателя провели 20 октября 1950 г., а первый "полет" с работающей системой управления состоялся 31 мая 1951 г. Наконец мечта инженеров "Райен" стала обретать реальные формы. Но с момента подписания контракта прошло более 4-х лет, выделенные деньги закончились, да и самолет "38" морально устарел. Следовало разработать новый истребитель и заново начинать переговоры с военными.

21 сентября Салмон предложил флоту проект вертикально взлетающего самолета, вооруженного четырьмя 20-мм пушками, который был в несколько раз тяжелее предшественника. Его планировалось оснастить разрабатываемым фирмой General Electric двигателем J53-GE-X10 с тягой 8000 кгс. Предложение не вызвало большого интереса, ведь такой СВВП не мог быть построен в ближайшее время, и работы по проекту "38" были окончательно остановлены. Но "Райен" не сдавалась. Почти через два года ей удалось убедить военных в необходимости возобновить финансирование исследований.



Новая машина с дельтавидным крылом и Т-образным хвостовым оперением получила обозначение "38R". Она рассчитывалась под реальный двигатель фирмы Pratt & Whitney J57-PW-11 с тягой 6600 кгс. В феврале 1953 г. ВМС заключили контракт с "Райен" на проведение предварительных исследований и постройку летающих моделей. Однако в ход событий вмешалась Корейская война. В конце лета командование ВМС отправило Райену письмо, в котором сообщало о разрыве договоренностей: "... в связи с сокращением количества исследовательских программ". К тому времени компания "Конвер" уже начала летные испытания реактивной корабельной летающей лодки Sea Dart и завершала постройку СВВП с турбовинтовым двигателем XFY-1 Pogo. He отставала и фирма "Локхид" - полет ее "вертикалки" XFV-1 Salmon планировался на осень 1953 г. На фоне этих успехов разработки "Райен" выглядели неперспективно, ведь ей требовалось еще несколько лет на проектирование и испытания.



Получалось, что лучшие конструкторы компании проработали семь лет впустую! Смириться с этим Клод Райен не захотел и продолжил борьбу за проект, предложив его вечным конкурентам флота - Военно-воздушным силам. Представители главного штаба ВВС согласились финансировать программу, о чем официально уведомили компанию в августе 1953 г. В соответствии с контрактом Af33(600)-25895, предстояло построить два экспериментальных самолета, именуемых моделью "69" и получивших военное обозначение Х-13 Vertijet. Ключом к успеху должен был стать английский двигатель Avon фирмы Rolls-Royse, который считался тогда одним из лучших в мире и применялся на большинстве британских самолетов. Удельная масса выбранной американцами модификации R.A. 28 составляла всего 0,28 кг/кгс, а максимальная тяга достигала 4540 кгс.

Говорят, что все новое - хорошо забытое старое. Инженеры "Райен", начав новый проект, вернулись к своему старому летающему стенду, который местные острословы прозвали за громкий рев и привязанное состояние "цепной собакой". На аппарат водрузили пустой бак от бомбардировщика В-47, сделав из него импровизированную кабину для пилота. 24 ноября 1953 г. летчик-испытатель Питер Жирард (Peter Girard) "приподнял" привязанный тросом стенд. Затем он совершил еще несколько полетов на привязи, вырабатывая навыки управления.

В это время группа проектировщиков "Райен" под руководством нового главного инженера Кертиса Бейтса (Curtiss Bates) работала над чертежами "Вертиджета". Самолет имел аэродинамическую схему "бесхвостка", наиболее выгодную в весовом отношении, и высокорасположенное крыло. В средней части фюзеляжа находился двигатель, воздух к которому поступал через боковые воздухозаборники. Для улучшения обзора при вертикальном положении фюзеляжа сиденье пилота наклонялось на 45 вперед. В горизонтальном полете самолет управлялся элевонами и рулем направления, в вертикальном основным органом управления становилось отклоняемое сопло двигателя, а для поворота аппарата относительно продольной оси использовались установленные на законцовках крыла дифференциально отклоняемые газовые рули, воздух для которых отбирался от компрессора ТРД. Летчик управлял соплом и газовыми рулями, используя привычные ручку управления самолетом и педали.

После продувок в аэродинамической трубе выяснилось, что при полетах на больших углах атаки, особенно во время перехода от горизонтального полета к вертикальному, киль, невзирая на его солидные размеры, будет затеняться фюзеляжем. Поэтому для сохранения продольной устойчивости на законцовках крыла "Вертиджета" закрепили дополнительные вертикальные поверхности. Расчетная максимальная взлетная масса машины составила 3630 кг, что позволяло получить тяговооруженность 1,25 - более чем достаточную для вертикального взлета.



Уникальной особенностью проекта Х-13 стало полное отсутствие колесного шасси. Самолет должен был садиться и взлетать с вертикально установленной платформы, разработанной в техническом отделе "Райен" под руководством Роберта Фурмана (Robert Fuhrman). За ее изготовление взялась фирма Freuhauf Trailer card Company. В верхней части платформы между двумя шарнирно закрепленными балками натягивался стальной трос диаметром 25,4 мм, к которому с помощью носового крюка подвешивался "Вертиджет". Во время взлета летчик медленно увеличивал тягу двигателя, самолет начинал подниматься вверх, и крюк выходил из зацепления с тросом.

После этого пилот отводил машину от платформы на безопасное расстояние, набирал высоту и переходил в горизонтальный полет. Во время посадки летчик, установив Х-13 вертикально, подлетал к платформе и цеплялся крюком за трос. После уменьшения тяги двигателя "Вертиджет" провисал на тросе и упирался в платформу двумя бамперами пирамидального типа. Балки поворачивались вниз, прижимали трос к платформе, фиксируя носовую часть Х-13. В походном положении и при обслуживании самолета платформа занимала горизонтальное положение. "Вертиджет" швартовался к ней фалами. Подъем и опускание платформы осуществлялись двумя телескопическими гидравлическими домкратами. Платформа устанавливалась на четырехколесное шасси и могла перевозиться грузовым автомобилем.

Сборка первого экземпляра машины (заводской 54-1619) началась 20 января 1954 г. Планер и основные системы собрали в июне.

Но двигатель где-то задержался, и машину удалось подготовить к полетам только к концу 1955 г. Понимая, что испытывать такой сложный аппарат нужно последовательно и осторожно, избегая неоправданного риска, конструкторы решили оснастить "Вертиджет" обычным трехопорным шасси и облетать его традиционным способом. Самолет на трейлере перевезли в летно-испытательный центр ВВС на авиабазе Эдварде. Утром 10 декабря 1955 г. после нескольких пробных пробежек Питер Жирард поднял Х-13 в воздух. Летчик быстро обнаружил, что самолет имеет серьезные проблемы с управляемостью, в воздухе его интенсивно раскачивало по крену и курсу. Несмотря на трудности в пилотировании, Жирард продержался в воздухе около 7 минут и совершил успешную посадку.



После этого полета Х-13 в течение двух недель доработали, установив в соответствующих каналах управления демпферы. Второй полет состоялся 24 декабря. Теперь машина вела себя гораздо лучше, и Жирард остался доволен ее пилотажными качествами.

В следующей фазе испытаний предстояло проверить Х-13 во время вертикального взлета и посадки. Полной уверенности в его предсказуемом поведении на этих режимах у Бейтса и Жи-рарда не было, самолет запросто могло бросить в сторону или раскрутить реактивным моментом от вращающихся компрессора и турбины двигателя. В такой ситуации "Вертиджету" желательно находиться как можно дальше от платформы, а лучше всего ее вообще убрать. Поэтому решили временно установить самолет в вертикальное положение с помощью закрепленной на нем трубчатой четырехколесной рамы. Для компенсации веса рамы с "Вертиджета" сняли элевоны, руль направления, фонарь и часть крыльевых шайб, что позволило сохранить тяговооруженность на прежнем уровне. Для посадки летчика в кабину к раме прикрепили лестницу.



28 мая 1956 г. Жирард совершил первый вертикальный взлет. Достигнув высоты 15 м, он с небольшой горизонтальной скоростью начал снижение и успешно посадил Х-13. Ожидаемой раскрутки самолета Жирард не обнаружил. Единственное замечание пилот высказал в адрес системы управления силовой установкой, не обеспечивавшей адекватность положения РУД режиму работы двигателя. Эту проблему решили довольно быстро за счет доработки, позволившей согласовывать скорость перемещения РУД со скоростью изменения тяги двигателя. В следующем полете летчик высоко оценил новшество. В целом, зависший в воздухе "Вертиджет" вел себя устойчиво и уверенно управлялся.

В день первого вертикального взлета к программе испытаний подключили второй опытный Х-13 54-1620. Конструктивно он почти полностью повторял своего предшественника, за исключением установленного на законцовке киля дополнительного газового руля, облегчавшего стабилизацию машины по тангажу. В первом полете "Вертиджет" 2 пилотировал летчик-испытатель Луи Эверет (Lou Everett).

В последующих полетах начали отрабатывать методику подлета к платформе и посадку на нее. По оценкам разработчиков, точность выхода самолета к тросу, за который цеплялась носовая часть, должна была составлять около 50 см. Во время испытаний Жирард показал, что система управления позволяет пилоту, пользуясь подсказками с земли, выводить Х-13 в заданное пространственное положение с точностью до 10 см. После этих полетов команда испытателей обрела полную уверенность в успехе и начала готовиться к проведению первого взлета с платформы со штатной посадкой на трос. С первого "Вертиджета" сняли раму и опять установили колесное шасси. После нескольких предварительных полетов Жирард впервые в истории реактивной авиации совершил переход от горизонтального полета к вертикальному. Повисев несколько секунд в воздухе на высоте 1800 м, он вернул Х-13 в горизонтальное положение и совершил успешную посадку на ВПП "по-самолетному". Это историческое событие произошло 28 ноября 1956 г. Далее последовали тренировочные полеты, в которых Жирард и Эверет тренировались цепляться за дюймовый трос, натянутый между двумя прожекторными вышками. Оба аппарата летали на четырехопорных рамах. Специально для этой фазы испытаний специалисты "Райен" сменили металлические носовые конусы Х-13 на деревянные, которые легко заменялись в случае их повреждения при ударе о трос. Точный выход самолета на трос обеспечивался командами с земли.



Теперь для работы с платформы оставалось научиться подлетать к ней. Дело в том, что в вертикальном положении самолет приближался к платформе "брюхом", и летчик не видел, куда летел. Ему требовался какой-то ориентир для оценки своего положения относительно платформы. Таким ориентиром стал выкрашенный в красно-белую полоску шестиметровый шест, который в горизонтальном положении прикрепили к одной из балок, державших трос. Кроме того, рядом с платформой установили высокую стремянку для оператора посадки, подсказывавшего летчику по радио его местоположение. Оператору поручили и управление балками, между которыми натягивался трос. Они находились в промежуточном положении, в нужный момент оператор резко поднимал их на угол около 20 и "подцеплял" зависший Х-13.

Доработки оборудования и тренировки пилотов закончили весной 1957 г. 11 апреля первый Х-13 установили на платформу. "Вертиджет" имел колесное шасси с крюком на передней стойке, и если бы все попытки зацепиться за трос закончились неудачно, то самолет можно было посадить традиционным способом. Жирард занял свое место в кабине, и платформу установили в стартовое положение. Летчик наклонил кресло вперед на 45 и запустил двигатель. Увеличив тягу, он вышел из зацепления с тросом и начал медленно, "спиной вперед" отходить от платформы, удерживая аппарат на высоте 3-4 м.
Отлетев на пару десятков метров, Жирард развернул Х-13 на 180, набрал высоту и перешел в горизонтальный полет. Посадка проходила в обратном порядке. Подойдя к платформе на 5-6 м, летчик обнаружил, что переплет фонаря кабины совершенно заслоняет полосатый шест. Пришлось полностью положиться на команды оператора. Очень полезным приспособлением оказался шнурок, прикрепленный к носовой штанге, по отклонению которого можно было судить о направлении движения Х-13. Зацепившись за трос, Жирард снизил тягу, и машина коснулась платформы. Исторический полет завершился. После него фонарь кабины переделали, устроив на левой стороне окно для наблюдения за шестом.

"Райен" заслуженно праздновала успех, ведь "Вертиджет" был лишен большинства недостатков, присущих СВВП фирм "Локхид" и "Конвер", в частности, вибрации винтов и силовой установки, влияния близости земли и т.д. Процесс посадки на Х-13 оказался проще и безопаснее. Более того, использование троса придавало "Вертиджету" универсальность. Ведь совсем не обязательно использовать специальную платформу, трос можно натянуть между большими деревьями или опорами моста. Таким образом, Х-13 становился более вероятным прообразом тактического СВВП, нежели XFV-1 и XFY-1. Осталось убедить в этом военных, грамотно продемонстрировав им самолет.

Первый публичный показ "Вертиджета" был задуман Раненом в лучших американских традициях. Его решили проводить на авиабазе Эндрюс близ Вашингтона, куда пригласили более 3000 военных и журналистов. Специально подготовленный второй экземпляр Х-13 не мог перелететь всю страну своим ходом, и его пришлось везти с западного побережья на корабле через Панамский канал. Утром 28 июня Жирард и Эверет совершили на невиданном самолете несколько демонстрационных полетов, вызвав восторженные отзывы зрителей. "Вертиджет" с легкостью садился на платформу, словно муха на стену, цепляясь за нее своим крюком. До сих пор ни один самолет в мире не может вытворять подобное. Специально для этих полетов платформу доработали. Ставить рядом с ней стремянку с оператором было несолидно, и в правом верхнем углу платформы закрепили квадратную люльку, выкрашенную в черный цвет. Кульминацией показа стали перелет Х-13 с базы Эндрюс к Пентагону и посадка возле этого знаменитого здания. "Вертиджет" подлетал к Пентагону в вертикальном положении со стороны реки Потомак в облаке водяных брызг, производя неизгладимое впечатление. Однако Жирард, находившийся в кабине самолета, думал не о внешнем эффекте, а о неумолимо заканчивавшемся топливе. Брызги воды оседали на фонаре, сводя "на ноль" и без того скудный обзор. Только благодаря оператору он успешно приземлился. Х-13 в очередной раз вошел в историю как единственный реактивный самолет, совершивший штатную посадку возле Пентагона. 12 сентября 1957 г. Х-13 2 вернулся на базу Эдварде, чтобы присоединиться к первому экземпляру, на котором уже летали военные летчики-испытатели.



Однако, невзирая на удачный показ и успешные испытания, военные прекратили финансирование и закрыли программу Х-13. Вместе с "Вертиджетом" прикрыли и другие программы разработки СВВП с вертикальным положением фюзеляжа. Главная причина была у всех одна - сложность взлета-посадки для летчика средней квалификации. Х-13 грешил еще и тем, что струя газов от ТРД разрушала бетонное покрытие ВПП, а в полевых условиях поднимала бы гигантские столбы пыли, демаскируя стартовые площадки.

30 сентября 1957 г. Х-13 поднялся в воздух последний раз. Некоторое время американцы возили "Вертиджет" на авиационные выставки, где показывали его в статической экспозиции. Однако зрители довольно быстро потеряли интерес к Х-13, и о нем постепенно забыли. В мае 1959 г. "Вертиджет" 2 сдали на хранение в музей ВВС США в Дейтоне, а в I960 г. компания "Райен" подарила Х-13 1 вместе с платформой Национальному аэрокосмическому музею США.





Исследования реактивных СВВП во Франции начались в 1954 г., когда новой фирмой BTZ (техническое бюро Г. Зборовского) совместно с известной двигателестроительной фирмой «SNECMA» был разработан и предложен проект СВВП с кольцевым крылом, получившего название «Coleoptere» (кольцекрылый). Подобно американскому реактивному СВВП X-13 СВВП SNECMA C.450 Coleoptere тоже должен был иметь вертикальное положение фюзеляжа при взлёте и посадке, что представлялось естественным для лёгкого боевого самолёта, причем кольцевое крыло обеспечивает достаточную базу для размещения на ней опор шасси.



Исследования колеоптеров явились одной из главных тем второго съезда германского авиационного общества в 1954 г. Утверждалось, что применение кольцевого крыла позволяет интегрировать силовую установку с крылом, которое может использоваться как внешний контур прямоточного двигателя для сверхзвуковых самолетов, а для дозвуковых – служить каналом для соосных воздушных винтов.



В то время конструкторы, работающие над технологией создания самолета с кольцевым крылом, имели уверенность, что такое расположение крыла позволит провести качественную интеграцию силовой установки в крыло самолета для использования его в качестве внешнего контура реактивного двигателя. При использовании такого крыла для самолетов с дозвуковой скоростью полученная конструкция будет служить основным каналом для соосных винтов. Почти все разработки того времени по СВВП с крылом кольцевого типа строились на проектах, захваченных в Германии, где работы по данным проектам, наконец, достигли определенных успехов.



Подчеркивалось, что предлагаемые проекты колеоптеров являются развитием исследовательских и проектных работ, производившихся во время второй мировой войны в Германии, где был разработан ряд оригинальных проектов СВВП, в том числе и с кольцевым крылом. Для исследования работы систем управления ТРД при вертикальном положении был построен и испытан на привязи сперва беспилотный летающий стенд с ТРД SNECMA «Atar», получивший обозначение и название SNECMA C.400-P1 «Atar Volant» (летающий Атар), а затем на привязи и в свободном полете пилотируемый стенд SNECMA C.400-P1. Испытания стендов проводились в течение трех лет с 1955 по 1958 г.



Экспериментальный СВВП SNECMA C.450 Coleoptere с кольцевым крылом разрабатывался фирмой «SNECMA» по исследовательской программе сначала на собственные средст фирмы, а затем в соответствии с контрактом, заключенным с министерством обороны ФРГ. СВВП SNECMA C.450 Coleoptere имел силовую установку и системы, прошедшие испытания на летающем стенде C.400-P2 «Atar Volant». Постройка экспериментального C.450 Coleoptere была завершена в конце 1958 г., и он начал проходить наземные испытания на аэродроме фирмы в Мельн Виларош, а затем полеты сперва на режиме висения (первый свободный полет был совершен б мая 1958 г.), а позже с переходом к горизонтальному полету. Летчик-испытатель Август Морель. Во время одного из таких полетов 25 июля 1958 г. самолёт потерял управление на высоте 75 м, разбился и сгорел, летчик успел катапультироваться на высоте 18 – 22 м, но в результате неудачного приземления повредил позвоночник.

При расследовании аварии было установлено, что аэродинамика кольцевого крыла и система струйного управления, являющиеся особенностями СВВП C.450 Coleoptere, не были ее причиной, но тем не менее фирма «SNECMA» не решилась продолжать программу разработки этого явно амбициозного проекта, хотя к этому времени фирмой был разработан ряд оригинальных проектов боевых реактивных СВВП с кольцевым крылом (штурмовика и сверхзвукового истребителя-перехватчика), а также проект пассажирского СВВП с ТВД и соосными воздушными винтами.



В проекте дозвукового штурмовика «Бруш» предусматривалось лежачее расположение летчика в кабине. Взлет и посадка обоих самолётов должны производиться при вертикальном положении фюзеляжа с использованием ТРД, снабженного газовыми рулями. В проекте сверхзвукового истребителя-перехватчика кольцевое крыло является внешним контуром прямоточного двигателя, создающего тягу при больших сверхзвуковых скоростях полета (М = 2,5), когда ТРД становится неэкономичным и отключается, Был разработан также ряд проектов других боевых самолётов с дозвуковой скоростью, в которых предполагалось использовать в качестве силовой установки соосные воздушные винты в кольцевом крыле, эффективно работающие не только при вертикальном взлете и посадке, но и в горизонтальном полете. Соосные воздушные винты предлагалось использовать также в проекте многоцелевого СВВП «Ганнетон» с двумя ТВД. Для удобства размещения летчика и пассажиров кресла предполагалось выполнить поворачивающимися.



Особенностью конструкции SNECMA C.450 Coleoptere является вертикальное положение и размещение фюзеляжа при взлете и посадке в кольцевом крыле, самолет снабжен одним ТРД и четырех – опорным шасси, конструкция планера изготовлена фирмой «Норд». Фюзеляж цельнометаллический небольшого удлинения, имеет круглое сечение в зоне сопряжения с крылом. В носовой части размещена одноместная кабина летчика с выступающим фонарем и боковым остеклением для улучшения обзора. В кабине установлено катапультное кресло CkaSE.120B, которое может отклоняться на 45° при изменении положения фюзеляжа. Кресло обеспечивает катапультирование на режиме висения у земли.



Крыло кольцевое, изготовлено из легких сплавов, имеет каркасную конструкцию, подкрепляющую внешнюю и внутреннюю обшивки, внешний диаметр крыла 3,2 м, внутренний – 2,84 м, хорда крыла 3 м, относительная толщина профиля крыла 12%. Крыло не имеет механизации. Оперение состоит из четырех крестообразно расположенных в хвостовой части крыла треугольных поверхностей, снабженных аэродинамическими рулями и обеспечивающих управление в горизонтальном полете. Внутри кольцевого крыла внешние поверхности управления сопрягаются с четырьмя профилированными стреловидными поверхностями, соединенными с фюзеляжем. Шасси четырехопорное неубирающееся, установлено на крыле в корневых частях поверхностей оперения. Стойки с масляно-воздушными амортизаторами имеют большой ход и снабжены самоориентирующимися колесами со сплошными резиновыми шинами.



Силовая установка состоит из одного ТРД SNECMA «Atar» 101Е со статической тягой 3700 кгс, установленного в фюзеляже. Воздухозаборники боковые, нерегулируемые, сопло снабжено газовыми рулями. Отбираемый от компрессора ТРД сжатый воздух по каналам в профилированных поверхностях внутри крыла направляется в сопла струйной системы управления. Система управления состоит из аэродинамических рулей для управления в горизонтальном полете и газовых и струйных рулей для управления на вертикальных режимах полета. Эксплуатация SNECMA C.450 Coleoptere должна была обеспечиваться с помощью специальной тележки с наклоняющейся рампой. Для транспортировки SNECMA C.450 Coleoptere устанавливался на тележке в горизонтальном положении на опорах, для взлета рампа устанавливалась в вертикальном положении.







Фирменная особенность «C-450 Coleoptere» — вертикальное расположение самолета при выполнении взлета-посадки и использование крыла кольцевого типа. Экспериментальный самолет имел 4 опорных шасси, силовую установку – один ТРД. Конструкцию планера изготовила по заказу компания «Норд». Цельнометаллический фюзеляж изготовлен с небольшим удлинением и круглым сечением в месте сопряжения его с крылом. В передней части выполнена кабина для одного пилота, имеющая выступающий фонарь и боковое остекление, дающее улучшенный обзор. Внутри кабины находится кресло с катапультой «Sud SE.120B», которое имеет угол наклона до 45 градусов при катапультировании.

Также кресло можно использовать на вертикальных режимах влета-посадки. Крыло кольцевого типа каркасной конструкции создано из сплавов легких металлов с подкреплением внешней и внутренней обшивки. В конструкции крыла не использовали никаких механических деталей. Основное оперение выполнено в хвостовой части на внешней и внутренней поверхности крыла. Внешнее оперение – 4-е треугольные поверхности расположенные крестом. Они управляются аэродинамическими рулями, что обеспечивают самолету полет в горизонтальном направлении. Внутреннее оперение — сопряженного типа с внешним оперением, которое имеет стекловидные профилированные поверхности, соединенные с корпусом самолета.





Самолёт имеет 4-х опорное шасси неубирающегося типа. Стойки, изготовленные с применением масляно-воздушных амортизаторов, получили хороший ход и оканчиваются колесами свободного вращения. Колеса имеют шины из сплошной резины.





Силовая – один ТРД, установленный в фюзеляже. Управление воздушным потоком осуществляется с помощью боковых воздухозаборников нерегулируемого типа и сопла с газовыми рулями. Сжатый воздух проступаемый от компрессора двигателя проходит по каналам профповерхностей и достигает сопел системы струйного управления. Система имеет аэродинамические рули, которые управляют горизонтальным полетом и газоструйные рули, которые управляют вертикальным полетом самолета. Данную систему успешно испытали еще на первом стенде и установили на экспериментальный самолет «C-450 Coleoptere».



Для транспортировки самолета использовали спецтележку с наклоняющейся рампой. При перемещении самолета его устанавливали в горизонтальном положении, для осуществления взлета рампу фиксировали в вертикальном положении.

Основные характеристики;
- диаметр крыла внешний/внутренний – 3.2/2.8 метра;
- хорда крыла – 3 метра;
- относительная толщина профкрыла – 12 процентов;
- двигатель – ТРД 10IE «Atar»;
- статическая тяга – 3.7 тысячи кгс.
- длина 8 метров;
- скорость 800 км/ч;
- высотный потолок – 3 километра;
- вес топлива 700 килограмм;



25.06.1959 года при выполнении очередного испытательного полета пилот-испытатель А.Морель не смог справится с управлением «C-450 Coleoptere», в результате чего самолет с высоты в 75 метров вошел в штопор и разбился, а пилот еле успел совершить катапультирование на высоте примерно 20 метров, однако при приземлении получил серьезное повреждение (травма позвоночника). Проведенное расследование показало, что особенности данного СВВП, а именно конструкция крыла кольцевого типа и система управления воздушным потоком никакого отношения к произошедшей катастрофе не имели.

Однако компания «SNECMA» не стала развивать дальнейшее использование в построении самолетов крыла кольцевого типа, хотя у нее уже были готовы к созданию проекты боевых машин – штурмовой истребитель и реактивный истребитель перехватчик. Кроме того, были наработки по гражданским судам вертикального взлета и посадки с использованием ТВД и соосных винтов.

Эта катастрофа стала последней точкой в реализации программы Coleoptere. Несмотря на перспективу дальнейших разработок и поддержку французского Министерства обороны, компания SNECMA, понеся огромные убытки, так и не решилась продолжить дальнейшие разработки.







Источники:
http://www.sciencer.ru/warcraft/575466/
http://jpcolliat.free.fr/xfv1/xfv1-6.htm
http://www.k2x2.info/transport_i_aviacija/amerikanskie_samolety_vertikalnogo_vzleta/p15.php
http://www.airwar.ru/enc/xplane/x13.html
http://www.dailytechinfo.org/space/3697-mashiny-monstry-c-450-coleoptere-eksperimentalnyy-francuzskiy-samolet-1950-h-godov-s-kolcevym-krylom.html
http://airspot.ru/catalogue/item/snecma-c-450-coleoptere

Экспериментальный самолёт с крылом обратной стреловидности Grumman X-29

Американский опытный бомбардировщик Martin XB-51

Израильский беспилотник вертикального взлета приступил к автономным полетам

Пентагон заказал разработку скоростных конвертопланов

Самолет - летающая лаборатория Ту-144ЛЛ