En el curs del desenvolupament de la tecnologia de l’aviació, sovint es van proposar idees atrevides i inusuals, que impliquen el rebuig dels esquemes habituals dels avions. A principis dels anys cinquanta, els intents de crear tecnologia amb enlairament i aterratge vertical van provocar l'aparició d'avions de la classe Tailsitter. La prova de les idees inusuals darrere d’aquest concepte es va planejar a través de dos projectes pilot de Lockheed i Convair. Aquest últim va presentar l'avió Convair XFY-1 Pogo per provar-lo.
La idea d'un avió del tipus Tailsitter ("Assegut a la cua") va aparèixer com a resultat d'una anàlisi de l'experiència d'utilitzar avions basats en transportistes i diversos estudis nous. Malgrat tots els seus avantatges, els caces i bombarders basats en transportistes necessitaven un gran vaixell portaavions i, per definició, no podrien funcionar sense ell. A finals dels anys quaranta es va proposar una idea original que permetia situar un combatent en gairebé qualsevol vaixell o vaixell. Es va proposar desenvolupar i construir un avió de combat d'enlairament vertical.
Prototip de Convair XFY-1 durant les proves. Foto 456fis.org
Tal com van concebre els autors del nou concepte, a terra o a la coberta del vaixell portador, el prometedor "tailsitter" s'havia de col·locar verticalment. Això li va permetre enlairar-se sense córrer i després passar al vol horitzontal "com un avió". Abans d'aterrar, en conseqüència, era necessari tornar al vol vertical. Sense la necessitat d'una gran pista o plataforma de vol, aquest avió podria basar-se en una àmplia varietat de vaixells amb suficient espai lliure. Com a resultat, va ser de gran interès per a les forces navals.
El programa de creació d'un "tailsitter" de combat prometedor es va llançar el 1948. En les seves primeres etapes, les organitzacions de recerca es van dedicar a realitzar càlculs i experiments teòrics, els resultats dels quals aviat van permetre començar a crear projectes de ple dret. El desenvolupament de la nova tecnologia es va confiar a dos fabricants d'avions principals: Lockheed i Convair. Tenien una àmplia experiència en la creació de tecnologia d'aviació, inclosos esquemes inusuals. Juntament amb la seva experiència, les empreses contractistes van haver d’utilitzar les dades recollides de la investigació recent.
Diagrama de la màquina. Figura Airwar.ru
Inicialment, els contractistes s’enfrontaven a una tasca bastant difícil. Van haver de desenvolupar avions de cua adequats per a un ús pràctic a les forces armades. A més, el comandament de la Marina anava a comparar les dues mostres rebudes i a triar la més reeixida. Aquest cotxe estava previst per a la producció i enviament a les tropes. Malgrat tot, aviat es va fer evident que aquest enfocament per a la creació de nous equips militars no es podia posar en pràctica. En primer lloc, es va exigir provar noves idees originals durant les proves, avaluar les seves perspectives i només després d’això assumir la creació d’un vehicle de combat en tota regla.
En aquest sentit, el 1950, Lockheed i Convair van rebre una nova assignació. Ara se’ls havia de crear avions experimentals que es poguessin utilitzar per provar el concepte de Tailsitter. Amb una finalització favorable d’aquesta etapa del projecte, es va poder assumir la creació d’avions de combat.
Preparació per a proves al hangar. Foto 456fis.org
El 19 d'abril de 1951, la Marina dels Estats Units va signar contractes per a la construcció de prototips. D'acord amb l'acord celebrat, Convair havia de construir i sotmetre a prova dos prototips. Posteriorment, l’empresa va decidir proactivament construir tres màquines que havien de realitzar diferents tipus de proves. El projecte Convair en aquesta etapa va rebre la designació oficial XFY-1, formada d'acord amb les regles de denominació de l'equipament d'aviació de la flota. La primera lletra de la designació indicava el caràcter experimental del projecte, la lletra "F" relacionava l'avió amb els caces i la lletra "Y" designava la companyia Convair. La unitat, per tant, va demostrar que aquest era el primer projecte de la seva línia.
L'operació proposada en vaixells de les forces navals i altres requisits van conduir a la formació d'un disseny inusual de l'avió. El "Tailsitter" Convair XFV-1, en general, se suposava que s'assemblava als avions existents, però les principals solucions tècniques li donaven un aspecte inusual. El projecte proposava la construcció d'un turbopropulsor de pla mitjà amb una gran ala escombrada, sense cua horitzontal. Al mateix temps, s’havia d’utilitzar una gran quilla i una cresta ventral. Per obtenir l’empenta necessària es van utilitzar dues hèlixs de gran diàmetre. Com a resultat, el cotxe tenia un aspecte reconeixible.
Vol amb corretja. Foto 456fis.org
L'avió sense cua va rebre un disseny original de fuselatge. Aquesta unitat tenia una forma estilitzada amb una àrea de secció variable variable. Immediatament darrere de la filadora i del cub de l'hèlix, el fuselatge va augmentar significativament en alçada, tot mantenint l'amplada original. La part superior del fuselatge formava una pronunciada "gepa" necessària per acollir la cabina del pilot. Darrere de la llanterna hi havia una gargota de curta longitud, sobre la qual estaven situats els suports de la quilla. Es va utilitzar un disseny de fuselatge molt original. La part del morro es donava sota el reductor del motor i el cub dels cargols coaxials. El motor estava situat darrere de la caixa de canvis per sobre de la part inferior. La cabina del pilot estava situada a sobre. Els compartiments de la cua del fuselatge allotjaven part dels dipòsits de combustible, així com el llarg tub d’escapament del motor. Aquesta última es mostrava a la secció de la cua del fuselatge.
Es va desenvolupar una nova ala d'un gran escombrat per a l'avió, la part arrel de la qual ocupava la majoria dels costats del fuselatge. Es van col·locar elevons a la vora de sortida d'un petit escombrat. L'ala va rebre terminacions de contenidors, en què hi havia dipòsits de combustible addicionals. La forma d'ala utilitzada va permetre obtenir la màxima superfície possible amb unes dimensions limitades.
Avió experimentat en un carro de transport. Foto Airwar.ru
Una característica del Convair Tailsitter és la seva gran quilla i la seva dorsal ventral. Gràcies a l'ús d'una ala gran, es va poder abandonar els estabilitzadors del disseny clàssic. L’estabilitat i controlabilitat en el mode d’enlairament vertical i l’estabilitat direccional en vol horitzontal havien de ser assegurades, en primer lloc, per la cua vertical. Es van utilitzar dos plans verticals amb una vora arrossegada i una punta arrodonida. A la vora de la quilla i la cresta hi havia timons. Tots dos plans eren simètrics respecte a l'eix longitudinal de la màquina. En aquest cas, però, a causa del disseny asimètric del fuselatge, la quilla que sobresortia per sobre tenia una àrea més petita i una forma diferent de la part arrel.
A causa de la seva posició característica a l'aparcament o durant l'enlairament, l'avió "assegut a la cua" va rebre un tren d'aterratge original. Prop de les puntes de les ales-contenidors de l’ala i prop de les puntes de la cua vertical, hi havia carcasses tubulars, en les quals hi havia puntals fixes del tren d’aterratge. L'avió de tailsitter va rebre un tren d'aterratge de quatre punts amb amortidors i rodes petites. Els bastidors amb rodes volants permetien a l’avió prendre una posició vertical, així com maniobrar en remolcar.
Interior de la cabina. Foto Airwar.ru
A la part central del fuselatge, directament sota la cabina, hi havia un motor turbohélice Allison YT40-A-6 amb una potència de 5100 CV. El subministrament d’aire atmosfèric al motor es realitzava mitjançant dos dispositius d’admissió situats als laterals davant de la vora de l’ala. A la part inferior es proporcionava una entrada d’aire per a radiadors. Es va connectar una canonada a l'aparell de broquetes del motor, que va arribar a la cua del fuselatge i va eliminar els gasos reactius de l'exterior. L'avió estava equipat amb dues hèlixs coaxials de tres pales amb un diàmetre de 4,88 m, desenvolupades per Curtiss-Wright. Les fulles es van muntar sobre una boixa comuna d’un disseny relativament complex. La transmissió de l'hèlix estava equipada amb un fre hidràulic.
Se suposava que un pilot que estava a la cabina controlava la màquina. El seu lloc de treball estava equipat amb un gran quadre d’instruments amb indicadors d’esfera i diversos panells amb una gran varietat d’equips. El control s’havia de dur a terme mitjançant sistemes de “caça” estàndard: palets de control d’avions i motors, així com dos pedals. La cabina va rebre un seient d’expulsió amb mitjans de muntatge inusuals. Per a més comoditat en el treball en diferents modes, la cadira es pot balancejar dins d’un ampli sector. En cas d'aterratge sense èxit, el pilot podia deixar l'avió i baixar a terra mitjançant una corda de 7,6 m (25 peus) fixada a la cabina. Una llanterna de gran superfície protegia el pilot del corrent entrant. A la seva composició hi havia una visera fixa i la part principal, lliscant cap enrere.
Pilot de proves James F. Coleman. Foto de US Navy
L'avió experimental no necessitava cap arma, però aquest problema encara s'estava treballant en la fase de disseny. Tot i mantenir les dimensions i els paràmetres de pes existents, el Convair XFY-1 podria transportar fins a quatre canons automàtics de 20 mm o diverses dotzenes de míssils no guiats. A causa de la manca d’altres volums lliures, es va proposar muntar-los en contenidors als extrems de l’ala.
Malgrat tots els esforços per reduir la mida, l'avió prometedor de tailsitter va resultar ser bastant gran. La longitud del vehicle arribava als 10, 66 m, l’envergadura de les ales, els 43 m. L’obertura vertical de la cua era d’uns 7 m. L’avió buit tenia una massa de 5,33 tones, l’enlairament màxim es va determinar al nivell de 7 Se suposava que el vol de nivell de 37 tones superaria els 980 km / h. Es va planejar obtenir una alta taxa de característiques de pujada: per a això, els cargols havien de realitzar les funcions de portadors de càrrega.
Pilot de proves John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
Per al transport d'un avió amb un xassís específic, s'ha desenvolupat un bogie especial remolcat. Un marc amb quatre rodes acollia dues bigues oscil·lants amb cilindres hidràulics. Als extrems lliures de les bigues, utilitzant les seves pròpies frontisses i accionaments separats, es van fixar dispositius de retenció més petits. Quan es carregava l’avió, aquests darrers es portaven sota la seva secció central i s’hi connectaven amb panys. La hidràulica va permetre traslladar la màquina a una posició horitzontal i, mitjançant un tractor separat, moure el carro a la posició desitjada. En preparació per a l'enlairament, l'avió va ser traslladat a una posició vertical, després de la qual es va desacoblar i es va situar sobre les seves pròpies rodes.
A finals de 1953, Convair va començar a construir equips experimentals. Es va decidir construir tres màquines idèntiques dissenyades per resoldre diferents problemes com a part d’un ampli programa de proves. El primer planador hauria d’haver estat equipat amb un grup d’hèlix, un sistema de combustible i controls. Aquest prototip estava destinat a verificacions preliminars de la central elèctrica. La tercera mostra es va enviar per fer proves estàtiques. Revisat a terra, llançat a l'aire i el vol lliure va ser seguit per un segon Tailsitter experimentat.
Preparació per a l'enlairament, motor en marxa. Foto Airwar.ru
Després de comprovar el funcionament del motor del primer prototip, es va obtenir permís per realitzar proves posteriors amb proves a terra dels equips i posterior ascensió a l'aire. Com a lloc per a aquests controls, es va escollir l’aeròdrom de Moffett (Califòrnia), concretament un dels seus corredisses, construït alhora per dirigibles. Sota el sostre de la caseta, quasi 60 m d’alçada, hi havia una biga de grua que s’havia de convertir en un dispositiu de seguretat. Preparant l'experimentat XFY-1 per als vols, els especialistes de la companyia desenvolupadora van desmantellar el carenat del hub de l'hèlix, sota el qual hi havia una estructura de subjecció especial. Amb l'ajut d'aquest últim, l'aeronau s'ha de penjar al ganxo d'una biga de grua. En seleccionar i deixar anar la corda, l’operador de la grua podria evitar la caiguda de l’avió.
El 29 d'abril de 1954, l'avió havia d'enlairar-se per primera vegada amb assegurança. El pilot James F. Coleman va ser l’encarregat d’operar el prototip. L'enginyer Bob McGreary va accionar la grua de foc i va supervisar la longitud del cable lliure. Després d’haver portat el motor a la potència necessària, el pilot de proves va poder aixecar el cotxe del terra, però immediatament després van començar els problemes. Un cop a l’aire, l’avió va començar a girar sense control al voltant de l’eix longitudinal. Gràcies a la resposta oportuna de l’operari de la grua, la màquina es va salvar de la caiguda. Després de completar el primer vol de prova, el cotxe es va asseure amb certa dificultat.
El cotxe és a l’aparcament. Foto Airwar.ru
Probablement va ser en aquesta etapa, a causa de les peculiaritats de l'amortiment del moll del xassís, que l'avió va rebre el sobrenom de Pogo (de Pogo-stick - el projectil esportiu "Grasshopper"). Posteriorment, el nom no oficial del projecte es va fer àmpliament conegut i ara s'utilitza tan sovint com la designació oficial assignada pel client.
L'avió va mostrar la seva capacitat per enlairar-se i aterrar verticalment, però la rotació descontrolada en aquests modes no va permetre realitzar tots els avantatges de l'esquema original. Calia esbrinar les causes d’aquests problemes i eliminar-los. Per a això, les superfícies exteriors de la cèl·lula es van enganxar amb "fils de seda", l'observació dels quals va permetre identificar problemes de naturalesa aerodinàmica. Aquestes proves van donar ràpidament resultats. Va resultar que fins i tot la casa de vaixells gran existent no era prou gran per a un vehicle experimental. El flux d'aire de les hèlixs va tocar el terra de l'estructura, es va moure cap als laterals, es va reflectir des de les parets i va tornar cap enrere. Van ser els nombrosos vòrtexs que van evitar que el pla de la tailsitter mantingués la posició requerida.
Convair XFY-1 Pogo realitza l'enlairament vertical, el 30 de novembre de 1954. Foto de US Navy
Els provadors van tenir en compte aquest fet, però encara es van veure obligats a continuar les proves en una estructura tancada. El prototip de màquina encara necessitava una assegurança, que només podia dur a terme una grua per a embarcacions. La instal·lació d’aquest equip en una zona oberta no va ser possible. En unes condicions tan difícils, J. F. Coleman va realitzar diverses dotzenes de vols de prova amb una durada total d’unes 60 hores. A causa del comportament inestable de la màquina durant les primeres proves i els vols posteriors, el pilot de proves mai no va tancar el llum. Això va causar certes molèsties, però Coleman els va considerar un preu acceptable per la possibilitat de deixar ràpidament l'avió.
A mitjan 1954, el prototip es va portar a una zona oberta per fer vols gratuïts. El primer dia d’aquestes proves, el pilot de proves va poder pujar a una alçada de 6 m i després superar la barra de 45 m. El control de la màquina no era molt senzill, però l’absència de parets i sostre va tenir un efecte positiu sobre les característiques de l’equip. Aprofitant això, J. F. Coleman va continuar els vols verticals amb nombrosos enlairaments, maniobres en helicòpter i l'aterratge posterior.
Vol en helicòpter. Foto de US Navy
Aviat, un experimentat "tailsitter" va ser traslladat a Brown Field (Califòrnia), on les proves havien de continuar sota la supervisió de representants del departament militar. A la nova ubicació, es van realitzar 70 vols verticals més, després dels quals es va decidir provar el prototip en modes transitoris i en vol horitzontal.
El 2 de novembre de 1954, l'experimentat XFY-1 va enlairar-se verticalment per primera vegada i després de pujar va passar al vol horitzontal. Després d'això, el cotxe es va tornar en posició vertical i es va plantar. El vol va durar 21 minuts, dels quals 7 eren de tipus avió. L’inici d’aquestes comprovacions va permetre determinar les característiques reals del vol horitzontal. Per tant, es va comprovar que, fins i tot amb l’empenta mínima del motor, l’avió de tailsitter desenvolupa una velocitat de més de 480 km / h. L’avió no estava equipat amb frens d’aire, cosa que dificultava el control de la velocitat. A causa d'això, va avançar de manera involuntària repetidament l'avió de seguretat que l'acompanyava.
Vol a nivell. Foto Airwar.ru
Un cop confirmades les característiques calculades, el prototip presentava certs inconvenients. Primer de tot, es va trobar que el XFY-1 és difícil de controlar, especialment en condicions transitòries. Per a un aterratge segur, l’experimentat pilot J. F. Coleman va haver de traslladar el cotxe a una posició vertical a uns 300 m d’altitud i després baixar-lo suaument fins al terra. Els darrers metres del descens es van associar amb dificultats especials, ja que nombrosos remolins van interferir amb l’aterratge i, a més, el pilot de la seva cabina no va poder controlar adequadament la situació. Per resoldre parcialment aquest problema, en una de les etapes de prova, el prototip va rebre un radioaltímetre amb alarmes lleugeres: les làmpades verdes i taronges indicaven un descens normal i el vermell indicava un excés de la velocitat vertical segura.
J. F. Coleman va volar un sol Pogo fins a mitjan 1955. Un pilot experimentat va aconseguir dominar totes les subtileses de controlar aquesta màquina en modes difícils. Al mateix temps, es va fer evident que és probable que els pilots ordinaris de les unitats de combat no puguin aprendre a pilotar aquesta tècnica. A més, aquestes tasques estaven fora del poder fins i tot dels verificadors professionals. Per tant, a mitjans de maig de 1955, el pilot John Knebel se suposava que s’uniria a les proves. En el seu primer vol sense assegurar, no va poder mantenir el cotxe en posició i gairebé el va estavellar. Després d'això, tots els nous vols es van assignar només a Coleman.
Vista posterior. Foto Airwar.ru
16 de juny de 1955 J. F. Coleman va enviar l'experimentat Tailsitter a vol lliure per última vegada. Després d'això, el cotxe va ser enviat al hangar mentre estudiava els resultats de les proves, finalitzava el projecte, etc. A la primavera de l'any vinent, es va decidir realitzar noves proves per part de les forces navals, per a les quals van anar a estudiar dos pilots d'aviació naval. Tot i això, mai no van poder unir-se al treball.
Durant els vols de prova, l'únic model de vol Convair XFY-1 Pogo va aconseguir desenvolupar la major part del recurs. Durant el següent control, es van trobar estelles a l'oli de la caixa de canvis. El cotxe necessitava reparació i restauració abans de noves proves. Tot i això, el client va considerar innecessària la revisió de l'avió. El projecte original ja no li interessava, cosa que va fer que la restauració del prototip fos fàcilment significativa.
"Pogo" en color. Foto Airwar.ru
Després d’examinar els èxits de dos projectes pilot de Lockheed i Convair, el Comandament Naval dels Estats Units ha extret conclusions sobre els beneficis pràctics dels avions asseguts a la cua. Aquesta tècnica tenia notables avantatges tant en avions com en helicòpters, però al mateix temps no presentava desavantatges característics. Les proves del prototip "Pogo" van demostrar que aquesta màquina és molt difícil de volar i exigent als llocs d'aterratge. El control d’aquesta tècnica difícilment podria ser dominat per un pilot mitjà. A més, l’aterratge a la coberta mecànica del vaixell era pràcticament impossible.
Els projectes inusuals eren d’interès tècnic i científic. Van mostrar la possibilitat fonamental de crear avions d’enlairament vertical no estàndard. Al mateix temps, aquests desenvolupaments presentaven una proporció específica de trets positius i negatius. La producció en sèrie, l'operació i el desenvolupament massiu d'aquests equips no tenien sentit.
Màquina experimental com a mostra, agost de 1957. Foto de Wikimedia Commons
El 1956, el projecte XFY-1 es va tancar a causa de la manca de perspectives reals. El primer i el tercer prototipus, destinats a proves estàtiques i terrestres, es van desmantellar per innecessaris. L'únic Pogo volador va estar durant un temps a la base de la Força Aèria de Norfolk (Califòrnia). Posteriorment va ser donat al Museu Nacional de l'Aire i de l'Espai de la Smithsonian Institution. Es conserva un equipament únic a la sucursal del museu de la ciutat de Suiteland (Maryland).
El tancament del projecte experimental Convair XFY-1 va portar a la finalització dels treballs de l'avió Tailsitter, realitzats des de finals dels anys quaranta per ordre de la Marina dels Estats Units. Dos projectes van mostrar la possibilitat fonamental de desenvolupar i construir equips d’aspecte inusual, però alhora van demostrar l’excessiva complexitat del seu funcionament. Originalment es va planejar que el resultat de dos projectes seria l’aparició d’un combat basat en transportistes, però més tard aquests desenvolupaments van esdevenir experimentals. Dos projectes van resoldre amb èxit un problema similar.
