آخر مرة نظرنا فيها إلى مشاريع الطائرات ذات الشكل القرصي التي تم إنشاؤها في ألمانيا النازية. لم يصل أي منهم إلى حالة مصقولة إلى حد ما. أنجح تصميم ، طائرة AS-6 ، تمكنت من الدخول في اختبارات الطيران وحتى محاولة الإقلاع. ومع ذلك ، تم تحقيق كل هذا على حساب العديد من الحوادث. نتيجة لذلك ، لم تستلم ألمانيا ، بعد أن استثمرت الكثير من المال ، طائرة واحدة ذات شكل دائري غير قياسي. قبل سنوات قليلة من ظهور الألمان ، بدأ مهندسون أمريكيون مشاريع مماثلة. ولأسباب مختلفة ، تبين أن "الأقراص" من الولايات المتحدة كانت أكثر نجاحًا من الأقراص الألمانية ، على الرغم من أنها لم تدخل في الإنتاج الضخم.
"الفطائر" لزيمرمان
من بين جميع المهندسين الأمريكيين ، حقق Charles Zimmerman أول نجاح في مجال الطائرات ذات الشكل القرصي. وتجدر الإشارة إلى أن فكرة جعل جولة الجناح في المخطط موجودة من قبل. بقيت الأفكار السابقة فقط في مراحل الأفكار أو الرسومات الأولية لمظهر الطائرة. في عام 1933 ، حصل Zimmerman على وظيفة في Chance Vought وكان قادرًا على بدء البحث عن أجنحة ذات نسبة عرض إلى ارتفاع منخفضة للغاية. كان الغرض من عمله هو دراسة خصائص الجناح بنسبة عرض إلى ارتفاع تبلغ حوالي الوحدة ، بالإضافة إلى الأشكال المختلفة للحواف الأمامية والخلفية للجناح. على مدار عدة سنوات ، اختبر زيمرمان العديد من التكوينات الديناميكية الهوائية حتى توصل إلى استنتاج مفاده أن خصائص سطح المحمل ، الذي كان له شكل دائري في المخطط ، كانت جيدة.
Vought V-173 "Flying Pancake"
أظهرت الدراسات أن الجناح على شكل قرص ، على الرغم من مقاومة الهواء العالية نسبيًا ، يتمتع برفع جيد جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، وجد في نماذج الاختبار أنه من الممكن تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لطائرة بمثل هذا الجناح فقط من خلال الترتيب الصحيح للمحركات والمراوح. للقيام بذلك ، يجب وضع الأخير بحيث يؤدي التدفق الناتج عنهم إلى غسل الأسطح العلوية والسفلية للجناح. بحلول عام 1939 ، وصل مشروع Zimmermann إلى المرحلة التي كان من الممكن فيها التوقف عن تجربة النماذج والبدء في تصميم طائرة كاملة.
قامت الطائرة التي تحمل المؤشر V-173 والاسم غير الرسمي Flying Pancake ("Flying Pancake") بدمج جميع الأفكار الجديدة لـ Zimmermann. كانت الوحدة الرئيسية للهيكل هي بدن الجناح ، قريب الشكل من الدائرة. في هذه الحالة ، كان المظهر الجانبي للجناح متماثلًا. تم دفع مروحتين للطائرة إلى الأمام من الجناح ويبلغ قطر كل منهما أكثر من خمسة أمتار. بفضل هذا ، بالإضافة إلى سرعة الدوران المختارة خصيصًا للمراوح ، كان رفع الجناح أعلى بعدة مرات من رفع الجناح المستقيم من نفس المدى. بالإضافة إلى ذلك ، تدور المراوح بحيث تدور الدوامات المنبعثة من الشفرات في الاتجاه المعاكس لحركة دوامات اليقظة في نهايات الجناح. زادت ميزة التصميم هذه من امتداد مستوى المحمل الفعال من واحد إلى أربعة. في الوقت نفسه ، لم تكن هناك حاجة لتغييرات في حجم الطائرة.
داخل هيكل الجناح ، تم وضع محركين مكبسيين من طراز Continental A80 بسعة 80 حصانًا فقط. تم توصيل كل واحد منهم بمروحة خاصة به ومزامنة مع المحرك الآخر من خلال عمود إضافي. تجدر الإشارة إلى أنه لضمان التدفق الفعال حول الجناح ، كان لا بد من إدخال علبة تروس منفصلة في آلية التزامن: يقوم أحد المحركات بتدوير المروحة في اتجاه عقارب الساعة ، والآخر عكس اتجاه عقارب الساعة.ومع ذلك ، حتى مع وجود محطة طاقة معقدة وغير عادية ، لم يزن V-173 أكثر من 1400 كجم. في وسط الجزء الأمامي من هيكل الجناح ، تم وضع قمرة القيادة مع مظلة على شكل قطرة. لراحة الطيار ، تم صنع الجانب السفلي من الجناح الأمامي من الزجاج. والحقيقة هي أنه عندما تم إغلاق هذا الجزء من الطائرة بقطعة قماش أو خشب رقائقي ، لم يستطع الطيار عادة النظر للأمام وللأسفل ، مما قد يكون له تأثير مؤسف للغاية على هبوط الطائرة. تم التخطيط للهبوط والإقلاع بالطريقة التقليدية ، باستخدام المدرج. تم تجهيز V-173 بمعدات هبوط بسيطة غير قابلة للسحب. بالنسبة لطائرة تجريبية بحتة ، كان هذا يعتبر كافيًا. كان من المقرر أن يتم التحكم في الطيران باستخدام عارضتين مع دفات ومثبتين مع دفات تسمى "المصاعد". كما تصورها Zimmermann ، لعبت في نفس الوقت دور كل من الجنيحات والمصاعد. بعد ذلك بقليل ، سيطلق على هذه الهيئة الإدارية مصطلح "Elevon".
بحلول بداية تجميع النموذج الأولي ، أصبح مكتب البحرية الأمريكية للملاحة الجوية مهتمًا بالمشروع. بعد ذلك بوقت قصير ، غيروا اهتمامهم باهتمام شديد وطالبوا بتطوير V-173 بشكل أكبر مع مراعاة التشغيل المحتمل على حاملات الطائرات. ومع ذلك ، كان مظهر الآلة غير عادي لدرجة أن السلطات البحرية طلبت في البداية أن يتم نفخ نموذج "بانكيك" بالحجم الكامل في نفق هوائي. وصل الأمر إلى حد أن أحد الأدميرالات طرح سؤالاً مثل "هل يمكن لهذا الشيء أن يطير؟" في 15 سبتمبر 1941 ، اكتملت التجارب في نفق الرياح ولم يعد أحد من السلطات العليا يشك في إمكانات الطائرة الجديدة. في اليوم التالي لنهاية اختبارات النموذج الكامل ، عرضت البحرية على Chance Vought عقدًا لتطوير مقاتلة كاملة قائمة على الناقل.
أثناء التطهير ، تم تحديد العديد من عيوب التصميم ، والتي سرعان ما تم تصحيحها. في صيف 42 ، تم اختبار V-173 من ذوي الخبرة. في البداية ، اقتصر طيارو الاختبار على سيارات الأجرة والركض فقط. جرت أول رحلة للطائرة في 23 نوفمبر فقط. في الوقت نفسه ، أظهر Flying Pancake بالفعل في الرحلات الأولى خصائص ممتازة وأكد تمامًا صحة مصممه. على سبيل المثال ، لم تتجاوز سرعة الإقلاع أثناء الإقلاع 45-50 كم / ساعة ، ومحركين فقط 80 حصان لكل منهما. سارعها إلى 240 كيلومترًا في الساعة. بالنسبة لمحطة طاقة ضعيفة كهذه ، كان هذا أكثر من جيد. لا يخلو من الحوادث. في بداية عام 1943 ، تم إيقاف تشغيل كلا المحركين في النموذج الأولي للطائرة أثناء الرحلة. كان على الطيار أن ينزلق إلى أقرب شاطئ ويقوم بهبوط اضطراري. بسبب القوة غير الكافية "للطلاء" الرملي ، انقلبت الطائرة من خلال الأنف وألحقت أضرارًا بالمراوح. ومع ذلك ، استغرق الإصلاح بضعة أيام فقط.
بحلول الوقت الذي أعيد فيه بناء النموذج الأولي V-173 ، كان Zimmerman ، بالتعاون مع مصممي Chance Vout تحت إشراف Y. Greenwood ، قد أكمل تطوير نسخة جديدة من Flying Pancake. هذه المرة ، كان التصميم مخصصًا للاستخدام العسكري. فقط الجيش ، دعنا نواجه الأمر ، لم يُظهر اهتمامًا كبيرًا بالطائرة الأصلية. نعم ، بدا أداء الإقلاع والهبوط واعدًا ، لكن الحاجة إلى إعادة هيكلة الإنتاج ، وإدخال تقنيات جديدة ، وما إلى ذلك. من الواضح أنه لم يضف التفاؤل. لذلك ، تم اعتماد تصميم الطائرة الجديدة بمؤشر XF5U فقط في يوليو 1943 ، وتم توقيع عقد بناء نموذجين بعد عام. حصل المقاتل الجديد على لقب Skimmer - "Skimmer".
كان التصميم العام لـ XF5U مشابهًا للطراز V-173. ومع ذلك ، على عكس الهيكل الخشبي للطائرة القديمة ، تم اقتراح صنع الهيكل الجديد من المعدن. كانت هذه المادة عبارة عن مركب من أجزاء البلسا المغطاة بصفائح الألمنيوم. كان للميتاليت قيم قوة جيدة وكان خفيف الوزن للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك إمكانية لتصنيع الأجزاء المعدنية عن طريق الختم ، والتي وعدت بتقليل تكلفة الإنتاج بشكل كبير.تعد XF5U أكبر من سابقتها ، والتي ، مع ذلك ، ليس لها أي تأثير على الأحمال المسموح بها. ظل نظام التحكم ككل كما هو ، ولكن تم تغيير قمرة القيادة بشكل كبير. بفضل الإطار المعدني القوي الجديد ، تم تحريك قمرة القيادة لأعلى ، مما أتاح أيضًا إزالة النافذة الموجودة على الجانب السفلي من مقدمة الجناح. تم وضع ستة مدافع رشاشة من طراز Browning M2 عيار 12.7 ملم على جانبي قمرة القيادة. على جانبي مكان عمل الطيار ، كان هناك منشأتان لثلاث رشاشات. بالنسبة لمنتصف الأربعينيات من القرن الماضي ، اعتبرت هذه الأسلحة كافية ، ولكن في المستقبل كان من المخطط استبدال المدافع الرشاشة بمدافع 20 ملم. بالإضافة إلى برميل التسلح ، يمكن للطائرة أن تحمل صواريخ غير موجهة وقنابل وما إلى ذلك. بالنسبة لهم ، كان هناك ستة أبراج تحت الجزء الأوسط من الطائرة.
بشكل منفصل ، يجدر الحديث عن محطة الطاقة الجديدة XF5U. كان من المقرر أن يتم تشغيل مقاتلة كاملة على أساس الناقل بواسطة محركات مكبس Pratt & Whitney R2000-7 بسعة 1350 حصان. جنبا إلى جنب مع المحركات الجديدة ، تلقى "Pancake" المحدث مراوح جديدة. بالنسبة إلى XF5U ، طورت Hamilton Standard شكل المروحة الأصلي للشفرة. بالمقارنة مع القديمة ، كانوا أكثر كفاءة في السرعات المنخفضة والمتوسطة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين المراوح الجديدة ذات الشفرات الأربع للحصول على أداء منخفض نسبيًا لعدد الدورات في الدقيقة. تجاوزت الطاقة الإجمالية لمحطة توليد الكهرباء ألفين ونصف ألف حصان. بالاقتران مع مراوح فعالة وأقصى وزن للإقلاع يبلغ 7600 كجم ، جعل هذا من الممكن الإقلاع عموديًا. لهذا فقط كان من الضروري تثبيت الطائرة على منحدر خاص.
في منتصف يونيو 1945 ، كان أول نموذج أولي لشوموفكا جاهزًا. حداثة التصميم وحتى مفهومه لفترة طويلة حالت دون بدء الاختبار. أصدرت قيادة البحرية الأمريكية بين الحين والآخر حظرا جديدا على الرحلات الجوية. لهذا السبب ، لم يكن من الممكن إجراء أول سيارة أجرة إلا في نهاية 46. في المقابل ، تمت الرحلة الأولى في 12 يناير 1947. لحسن الحظ ، كانت هناك مشاكل قليلة في دعم الجيش. بحلول بداية القرن السابع والأربعين ، قطعت البحرية التمويل أيضًا. لهذا السبب ، كان لا بد من تقصير برنامج اختبار الطيران. ومع ذلك ، مع الحفاظ على أداء الإقلاع والهبوط ، كان من الممكن تسريع الطائرة إلى أكثر من 800 كيلومتر في الساعة. بالنسبة لعام 1945 ، كان هذا مؤشرًا جيدًا جدًا ، ولكن ليس للمؤشر الثامن والأربعين. بحلول ذلك الوقت ، بدأت المقاتلات النفاثة في دخول القوات ولم تجد "شوموفكا" مكانًا في تسمية الطائرات البحرية. في أوائل عام 1948 ، تم تجميد البرنامج ، وبعد ذلك بقليل ، تم تفكيك كلا النموذجين.
XF5U-1
من الناحية النظرية ، فإن الديناميكيات الهوائية لـ "Flying Pancake" و "Skimmer" جعلت من الممكن إجراء مثل هذه المناورات التي لم تكن الطائرات الأخرى قادرة على القيام بها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصميم XF5U Skimmer يمكن أن يجعل الحياة أسهل بكثير لأطقم حاملات الطائرات. ومع ذلك ، كانت الجدة الثورية للتصميم هي العامل الذي وضع حدًا للمشروع بأكمله. من بين جميع طائرات Zimmermann ذات الشكل القرصي التي تم إنتاجها ، نجا واحد فقط من النماذج الأولية للطائرة V-173 ، المحفوظة في متحف سميثسونيان ، حتى يومنا هذا.
الصحن الطائر الذي لم يطير
لعدة سنوات بعد إغلاق مشاريع Zimmermann ، عادت أفكار التخطيطات غير القياسية بطريقة علمية فقط. لم يأتِ لبناء النماذج. تغير ذلك في عام 1952 عندما بدأ جون "جاك" فروست ، الموظف في شركة Avro Canada ، مشروع Avro VZ-9 Avrocar. تجدر الإشارة إلى أنه ، على عكس التصميمات الموصوفة سابقًا ، تتوافق فكرة فروست تمامًا مع ما يتخيله معظم الناس عندما يقولون "طائرة على شكل قرص". قرر المصمم الكندي عدم صنع الجناح على شكل قرص ، ولكن التأرجح في فكرة أصلية أخرى.
Avrocar S / N 58-7055 (تحمل علامة AV-7055)
قرر فروست استخدام الدفع النفاث المألوف بالفعل في ذلك الوقت مع ما يسمى بـ. تأثير كواندا.يكمن جوهر هذه الظاهرة في حقيقة أن تيارًا من السائل أو الغاز ، يتحرك بجوار أي جسم ، يميل إلى الاقتراب منه أو حتى "الالتصاق". وفقًا لفكرة فروست ، كان من المفترض أن يؤدي سلوك الهواء هذا إلى تسهيل مناورة الجهاز. أولاً ، صنع مهندسو Avro Canada جهازًا صغيرًا لعرض أفكارهم. يمكن للنموذج الذي يبلغ قطره 11 سم فقط أن يرتفع في الهواء إلى ارتفاع صغير ، لكن أي آليات مناورة لا تتناسب معه. ومع ذلك ، أصبحت الدائرة العسكرية الكندية مهتمة بالفكرة وخصصت حوالي 400 ألف دولار أمريكي لمواصلة العمل. بعد ذلك بوقت قصير ، تلقى المشروع مؤشر Y2.
في هذه المرحلة ، أصبح Avrocar في المستقبل هدفًا لدراما الجاسوسية. منذ عام 1952 ، تحاول وكالة المخابرات المركزية معرفة ما إذا كانت بعض الدول لديها تصميمات طائرات جديدة. في الثالث والخمسين ، علم الكشافة بوجود مشروع Y2 وأبلغوا رؤسائهم بذلك. بعد وقت قصير من نقل الوثائق إلى "الطابق العلوي" ، اتصل السادة من البنتاغون بالجيش الكندي ودعوتهم لمواصلة إنشاء Y2 معًا. قبلت كندا العرض. من بين أمور أخرى ، كان لهذا آثار مالية سارة. قام رئيس قسم أبحاث القوات الجوية الأمريكية ، اللفتنانت جنرال دي.بوت ، بجمع 2 مليون دولار من التمويل سنويًا. جريئة جدا لمشروع ثوري جديد. ومع ذلك ، تم تخصيص الأموال وواصلت Avro بحثها. بحلول منتصف العقد ، كان مشروع VZ-9 جاهزًا ، والذي أصبح في الواقع "أغنية البجعة" لبرنامج Y2.
يمكن للقرص الذي يبلغ طوله خمسة عشر مترًا والمكون من ستة محركات نفاثة ، والذي يقذف الغازات من خلال فتحاته الخاصة ، ويشغل أيضًا توربينًا كبيرًا ، الصعود نظريًا إلى أي ارتفاع ويطير في أي اتجاه. وافق العميل ، ممثلاً بالجيش الأمريكي والكندي ، على المشروع ، لكنه طالب أولاً باختبار التكنولوجيا الجديدة على مركبة أصغر مأهولة. وبسبب هذا ، تم ضغط "الصفيحة" إلى قطر يبلغ حوالي ستة أمتار. تم تغيير محطة الطاقة أيضًا وفقًا لذلك: تم وضع ثلاثة محركات فقط حول التوربين المركزي. نظام التحكم في الطيران مثير للاهتمام. بالنسبة للصعود أو الهبوط ، كان من المفترض أن يغير قوة دفع جميع المحركات دفعة واحدة ، مما يؤثر على سرعة التوربين الرفع. للإمالة في اتجاه أو آخر ، كان لدى Avrocar نظام خاص غير قوة دفع المحركات الفردية بحيث يميل جسم الجهاز ، بسبب اختلافه ، في الاتجاه الصحيح. اضطررت إلى العبث كثيرًا بهذا النظام: كان من الضروري مراعاة استجابة دواسة الوقود للمحركات واستقرار الجهاز بأكمله والعديد من المعلمات الأخرى.
عدد قليل من الصور في الرحلة
في منتصف عام 1959 ، كان أول نموذج أولي لـ Avrocar جاهزًا. حان وقت الاختبار. تم قضاء الأسابيع الأولى في تحديد تفاعل المحركات وأنظمة التحكم الخاصة بها. لقد كان عملاً صعبًا ، لكن الكنديين والأمريكيين فعلوه. بحلول نوفمبر من نفس العام ، كانت VZ-9 جاهزة لرحلتها الأولى. في 12 نوفمبر ، أقلع "الصحن الطائر" من الأرض وحلق على ارتفاع منخفض. بمرور الوقت ، بدأوا في إضافة قوة الجر ونقل الجهاز إلى ارتفاعات أعلى قليلاً. على مسافة حوالي متر من الأرض ، علقت Avrocar بحرية ، وتناور ويمكن أن تتحرك في أي اتجاه. ولكن عندما يتعلق الأمر بالتسلق إلى ارتفاع لا يقل عن بضعة أمتار ، ظهرت فجأة ميزة غير سارة للغاية للمشروع. يمكن لمحطة الطاقة الضعيفة نسبيًا في النموذج الأولي أن توفر استقرارًا وإمكانية تحكم مرضيين فقط على ارتفاع يصل إلى متر ونصف المتر. مع زيادة صعود "أفروكار" كان لا بد من الاعتماد فقط على تأثير كواندا. واختفى تأثير الشاشة بدوره وفقدت الطائرة ثباتها السابق. بعد سلسلة من الرحلات التجريبية ، اضطر مهندسو شركة Avro Canada للعودة خلف الأدراج. في غضون ذلك ، غير راضٍ عن النتائج ، توصل الجيش الكندي إلى نتيجة مفادها أن المشروع غير مجدي ورفض الاستمرار في إصدار الأموال.
خلال الأشهر التالية ، حاول فريق من المصممين بقيادة J. Frost إيجاد حل للمشكلة المكتشفة وضمان الاستقرار المناسب. في هذه المرحلة من العمل ، تم جمع العديد من النماذج الأخرى ، والتي تم وضع أفكار جديدة عليها. ومع ذلك ، لم يكن أي من الطرز قادرًا على الصعود إلى ارتفاع مقبول ولا يزال غير قادر على التدحرج. من بين أسباب هذا السلوك للمركبات عدم وجود دعم جوي إضافي (نفس التأثير الأرضي) ، ومتطلبات التصميم لموازنة دقيقة ودقيقة ، والحاجة إلى مزامنة تشغيل المحركات. كل هذا لا يمكن تصحيحه إلا بمساعدة تغيير جذري في التصميم. في نهاية عام 1960 ، بدأ فروست في إعادة تصميم المشروع وفقًا للخبرة التي جمعها. منذ عام 1959 ، تم تمويل مشروع Y2 من قبل الولايات المتحدة فقط. بمرور الوقت ، بدأ المسؤولون الأمريكيون المسؤولون عن البرنامج يشككون في جدواه. لذلك ، بعد وقت قصير من بدء التحديث الأساسي ، توقف تمويل Avrokar. كان طاقم البنتاغون قاسيا ومقتضبا. أشارت وثيقة إنهاء العمل إلى عدم جدوى المشروع ، وكذلك عدم وجود أي نتيجة مرضية بتكلفة حوالي اثني عشر مليون دولار.
ومع ذلك ، تم نقل "الصحن" الذي لا يطير إلى متحف الفضاء
نجا كلا النموذجين المبنيين من Avrocar حتى يومنا هذا ويتم الاحتفاظ بهما في متاحف الطيران في الولايات المتحدة. قبل حوالي عشر سنوات ، دعا عدد من المؤرخين الكنديين إلى نقل أحد "الأفروكار" إلى كندا. لقد حفزوا ذلك بالحاجة إلى الاعتراف بمزايا بلدهم في إنشاء المشروع. في الوقت نفسه ، تم تجاوز موضوع تمويل الأسهم بطريقة ما ، على الرغم من أن الولايات المتحدة أنفقت أكثر من عشرة أضعاف الأموال على برنامج Y2 من جارتها الشمالية. على وجه الخصوص ، وبالتالي ، ظلت المحادثات في بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مجرد محادثات ، ولا يزال كل من VZ-9s المبنيان في المتاحف الأمريكية.
