La darrera vegada vam examinar els projectes d’avions en forma de disc creats a l’Alemanya nazi. Cap d’ells no va arribar a un estat més o menys refinat. El disseny amb més èxit, l'avió AS-6, va aconseguir introduir proves de vol i fins i tot va intentar enlairar-se. Tot i això, tot això es va aconseguir a costa de diversos accidents. Com a resultat, Alemanya, després d’haver invertit molts diners, no va rebre mai cap aparell amb una forma rodona no estàndard. Uns anys abans dels alemanys, enginyers nord-americans van iniciar projectes similars. I per diversos motius, els "discos" dels Estats Units van resultar ser molt més reeixits que els alemanys, tot i que tampoc van entrar en producció massiva.
"Creps" de Zimmermann
De tots els enginyers nord-americans, Charles Zimmerman va obtenir el primer èxit en el camp dels avions en forma de disc. Cal assenyalar que la idea de fer l’ala rodona en pla existia abans. Només les idees anteriors van romandre en les etapes de les idees o esbossos preliminars de l'aparença de l'avió. El 1933, Zimmerman va obtenir feina a Chance Vought i va poder començar a investigar sobre les ales de proporció ultra baixa. El propòsit del seu treball era estudiar les propietats d'una ala amb una relació d'aspecte d'aproximadament la unitat, així com diverses formes de les vores anteriors i posteriors de l'ala. Al llarg de diversos anys, Zimmermann va provar diverses configuracions aerodinàmiques fins que va arribar a la conclusió que les característiques de la superfície portant, que tenien una forma rodona en planta, eren bones.
Vought V-173 "Crepe volant"
Els estudis han demostrat que una ala en forma de disc, tot i la resistència de l’aire relativament alta, té una elevació molt bona. A més, es va comprovar en models de proves que era possible millorar les característiques aerodinàmiques d'un avió amb tal ala només mitjançant la correcta disposició de motors i hèlixs. Per fer-ho, s’hauria de col·locar aquest darrer de manera que el flux creat per ells renti les superfícies superior i inferior de l’ala. El 1939, el projecte de Zimmermann havia arribat a l'etapa en què era possible deixar d'experimentar models i començar a dissenyar un avió de ple dret.
L'avió amb l'índex V-173 i el nom no oficial Flying Pancake ("Flying Pancake") ha incorporat totes les noves idees de Zimmermann. La unitat principal de l'estructura era un casc d'ala, de forma propera a un cercle. En aquest cas, el perfil de les ales era simètric. Dues hèlixs de l'avió es portaven cap a davant de l'ala i cadascuna tenia un diàmetre de més de cinc metres. Gràcies a això, així com a la velocitat de rotació especialment seleccionada de les hèlixs, l’elevació de l’ala va ser diverses vegades superior a la dels avions amb una ala recta del mateix tram. A més, les hèlixs giraven de manera que els vòrtexs que sortien de les pales giraven en la direcció oposada al moviment dels vòrtex de vigília als extrems de l’ala. Aquesta característica de disseny va augmentar l’extensió efectiva del pla de rodament d’un a quatre. Al mateix temps, no calia fer cap canvi en la mida de l'avió.
Dins del casc de l'ala es van col·locar dos motors de pistons Continental A80 amb només 80 cavalls de potència cadascun. Cadascun d'ells estava connectat a la seva pròpia hèlix i sincronitzat amb l'altre motor mitjançant un eix addicional. Val a dir que per garantir un flux eficaç al voltant de l’ala, calia introduir una caixa de canvis separada al mecanisme de sincronització: un motor girava l’hèlix en sentit horari i l’altre en sentit antihorari. Tot i això, fins i tot amb una central elèctrica tan complexa i inusual, el V-173 no pesava més de 1400 kg. Al centre de la part frontal del casc de l'ala hi havia una cabina amb un dosser en forma de gota. Per comoditat del pilot, la part inferior de la part frontal de l’ala era de vidre. El fet és que quan aquesta part de l’avió estava segellada amb un llenç o contraxapat, el pilot no podia mirar cap endavant i cap avall, cosa que podria tenir un efecte extremadament deplorable en l’aterratge de l’avió. Es preveia que l’aterratge i l’enlairament es fessin de manera tradicional, mitjançant la pista. El V-173 estava equipat amb un tren d’aterratge simple no retràctil reforçat amb puntals. Per a un avió purament experimental, es va considerar suficient. El control de vol s'havia de dur a terme mitjançant dues quilles amb timons i dos estabilitzadors amb timons, anomenats "elevadors". Tal com va concebre Zimmermann, van jugar simultàniament el paper d’alerons i ascensors. Una mica més tard, aquest òrgan de govern es dirà el terme "Elevon".
Al començament del muntatge del prototip, l'Oficina d'Aeronàutica de la Marina dels Estats Units es va interessar pel projecte. Poc després van canviar el seu interès per posar-hi molta atenció i van exigir que es desenvolupés el V-173 tenint en compte la possible operació en portaavions. No obstant això, l'aparença de la màquina era tan inusual que les autoritats navals van exigir primer que el model a gran escala del "Pancake" fos bufat en un túnel del vent. Va arribar al punt que un dels almiralls va fer una pregunta com "pot volar aquesta cosa?" El 15 de setembre de 1941 es van completar els experiments al túnel del vent i ningú de les altes autoritats ja va dubtar del potencial del nou avió. L’endemà de finalitzar les proves del model a gran escala, la Marina va oferir a Chance Vought un contracte per desenvolupar un cacera de ple dret basat en transportistes.
Durant la purga, es van identificar diversos defectes de disseny, que aviat es van corregir. L'estiu del 42, un experimentat V-173 va anar a fer proves. Al principi, els pilots de prova es limitaven només al rodatge i al trot. El primer vol de l’avió només va tenir lloc el 23 de novembre. Al mateix temps, ja en els primers vols, "Flying Pancake" va mostrar excel·lents característiques i va confirmar plenament la correcció del seu dissenyador. Per exemple, la velocitat d'enlairament durant l'enlairament no superava els 45-50 km / h, i dos motors només de 80 CV cadascun. l’accelerà a 240 quilòmetres per hora. Per a una central elèctrica tan feble, això era més que bo. No sense accidents. A principis de 1943, els dos motors es van apagar a l'avió prototip durant el vol. El pilot va haver de planejar fins a la platja més propera i fer un aterratge d'emergència. A causa de la resistència insuficient del "revestiment" sorrenc, l'avió va girar el nas i va danyar les hèlixs. Tot i això, la reparació va trigar pocs dies.
Quan es va reconstruir el prototip V-173, Zimmerman, en col·laboració amb els dissenyadors de Chance Vout sota la direcció de Y. Greenwood, havia completat el desenvolupament d’una nova versió del Flying Pancake. Aquesta vegada, el disseny estava pensat per a ús militar. Siguem realistes, només els militars no van mostrar gaire interès per l’avió original. Sí, el rendiment d’enlairament i aterratge semblava prometedor, però la necessitat de reestructurar la producció, introduir noves tecnologies, etc. clarament no va afegir optimisme. Per tant, la disposició del nou avió amb l’índex XF5U només es va adoptar el juliol de 1943 i el contracte per a la construcció de dos prototips es va signar un any després. El nou lluitador va rebre el sobrenom de Skimmer - "Skimmer".
El disseny general del XF5U era similar al V-173. No obstant això, a diferència de l'estructura de fusta de l'avió més antic, es va proposar fabricar-ne de nou de metall. Aquest material era un compost de peces de balsa recobertes amb xapa d’alumini. La metalita tenia bons valors de resistència i era molt lleugera. A més, hi havia la possibilitat de fabricar peces metàl·liques mitjançant estampació, que prometia reduir significativament el cost de producció. El XF5U és més gran que el seu predecessor, que, no obstant això, no té cap impacte sobre les càrregues admissibles. El sistema de control en general va continuar sent el mateix, però la cabina es va modificar significativament. Gràcies a un nou i fort marc de metallita, la cabina es va moure cap amunt, cosa que també va permetre treure la finestra de la part inferior de la part frontal de l’ala. Sis metralladores Browning M2 de 12,7 mm es van col·locar als laterals de la cabina. Als laterals del lloc de treball del pilot hi havia dues instal·lacions de tres metralladores. A mitjans dels anys 40, aquestes armes es consideraven suficients, però en el futur es preveia substituir les metralladores per canons de 20 mm. A més de l’armament de canó, l’avió podia transportar míssils sense guia, bombes, etc. Per a ells, hi havia sis pilones sota la part mitjana de l'avió.
A part, val la pena parlar de la nova central elèctrica XF5U. Un caça basat en un transportista de ple dret havia de ser alimentat per motors de pistons Pratt & Whitney R2000-7 amb una capacitat de 1350 CV. Juntament amb els nous motors, el "Pancake" actualitzat va rebre noves hèlixs. Per al XF5U, Hamilton Standard ha desenvolupat una forma d'hèlix de fulla original. En comparació amb els antics, eren més eficients a velocitats baixes i mitjanes. A més, les noves hèlixs de quatre pales s’han optimitzat per obtenir un rendiment de RPM relativament baix. La potència total de la central va superar els dos milers i mig de cavalls. En combinació amb unes hèlixs eficients i un pes màxim d’enlairament de 7600 kg, fins i tot va fer possible l’enlairament vertical. Només per a això va ser necessari instal·lar l'avió en una rampa especial.
A mitjan juny de 1945, el primer prototip de la Shumovka estava a punt. La novetat del disseny i fins i tot del seu concepte durant molt de temps va impedir l’inici de les proves. De tant en tant, el lideratge de la Marina dels Estats Units feia noves prohibicions sobre els vols. Per això, el primer rodatge només va ser possible a finals del 46. Al seu torn, el primer vol va tenir lloc el 12 de gener de 1947. Per sort, hi va haver pocs problemes per donar suport als militars. A principis del 47, la Marina també va retallar el finançament. Per aquest motiu, es va haver d’escurçar el programa de proves de vol. Tot i això, tot mantenint el rendiment d’enlairament i aterratge, era possible accelerar l’avió a més de 800 quilòmetres per hora. Per al 1945, aquest va ser un indicador molt bo, però no per al 48è. En aquell moment, els caces a reacció van començar a entrar a les tropes i "Shumovka" simplement no va trobar un lloc a la nomenclatura dels avions navals. A principis de 1948, el programa es va congelar i, una mica més tard, es van desmuntar els dos prototips.
XF5U-1
Teòricament, l'aerodinàmica del "Flying Pancake" i "Skimmer" va fer possible la realització de maniobres que altres avions simplement no eren capaços de fer. A més, la disposició del XF5U Skimmer podria facilitar la vida de les tripulacions dels portaavions. Tanmateix, la novetat revolucionària del disseny va ser el factor que va posar fi a tot el projecte. De tots els avions en forma de disc Zimmermann produïts, només un prototip V-173, que es conserva al Museu Smithsonian, ha sobreviscut fins als nostres dies.
El plat volador que no va volar
Durant diversos anys després del tancament dels projectes de Zimmermann, les idees de dissenys no estàndards només van tornar de manera científica. No va arribar al punt de construir prototips. Això va canviar el 1952 quan John "Jack" Frost, empleat d'Avro Canada, va iniciar el projecte Avro VZ-9 Avrocar. Val a dir que, a diferència dels dissenys descrits anteriorment, la idea de Frost era totalment coherent amb el que la majoria de la gent s’imagina quan diuen “avions en forma de disc”. El dissenyador canadenc va decidir no fer l’ala en forma de disc, sinó basar-se en una altra idea original.
L'Avocar S / N 58-7055 (marcat AV-7055)
Frost va decidir utilitzar l'embranzida del jet ja coneguda en aquella època en combinació amb l'anomenada. l’efecte Coanda. L'essència d'aquest fenomen rau en el fet que un corrent de líquid o gas, que es mou al costat de qualsevol objecte, tendeix a acostar-s'hi o fins i tot a "enganxar-se". Segons la idea de Frost, se suposava que aquest comportament de l'aire facilitaria les maniobres de l'aparell. En primer lloc, els enginyers d’Avro Canada van fabricar un petit aparell per demostrar les seves idees. El model amb un diàmetre de només 11 centímetres podia pujar a l’aire a una alçada petita, però els mecanismes de maniobra no hi cabien. No obstant això, el departament militar canadenc es va interessar per la idea i va destinar uns 400 mil dòlars nord-americans a continuar la feina. Poc després, el projecte va rebre l'índex Y2.
En aquesta etapa, el futur Avrocar es va convertir en l'objectiu d'un drama d'espionatge. Des de 1952, la CIA intenta esbrinar si alguns països tenen nous dissenys d'avions. Al 53, els exploradors van conèixer l'existència del projecte Y2 i van informar d'això als seus superiors. Poc després de la transferència de documents als "pis de dalt", els senyors del Pentàgon es van posar en contacte amb l'exèrcit canadenc i els van convidar a continuar la creació de Y2 conjuntament. Canadà va acceptar l'oferta. Entre altres coses, això va tenir agradables implicacions financeres. El cap de la Divisió de Recerca de la Força Aèria dels Estats Units, el tinent general D. Putt, ha recaptat 2 milions de dòlars en finançament a l'any. Molt atrevit per a un nou projecte revolucionari. Tot i això, els diners es van destinar i Avro va continuar la seva investigació. A mitjan dècada, el projecte VZ-9 estava llest, que, de fet, es va convertir en la "cançó del cigne" del programa Y2.
El disc de quinze metres amb sis turborreactors, que expulsaven gasos a través dels seus propis brocs i que també alimentaven una gran turbina, teòricament podia pujar a qualsevol altura i volar en qualsevol direcció. El client, representat pels militars nord-americans i canadencs, va aprovar el projecte, però va exigir primer provar la nova tecnologia en un vehicle tripulat més petit. A causa d'això, la "placa" es va esprémer fins a un diàmetre d'uns sis metres. La central elèctrica també es va canviar en conseqüència: ara només es col·locaven tres motors al voltant de la turbina central. El sistema de control de vol és interessant. Per ascens o descens, se suposava que havia de canviar l’empenta de tots els motors alhora, cosa que afectava la velocitat de la turbina d’elevació. Per inclinar-se en una direcció o altra, Avrocar tenia un sistema especial que canviava l’empenta dels motors individuals de manera que el cos del dispositiu, a causa de la seva diferència, s’inclinava en la direcció correcta. Vaig haver de jugar moltíssim amb aquest sistema: calia tenir en compte la resposta de l’accelerador dels motors, l’estabilitat de tot l’aparell i molts altres paràmetres.
Unes fotografies en vol
A mitjan 1959, el primer prototip de l'Avocar estava llest. Ha arribat el moment de les proves. Les primeres setmanes es van dedicar a treballar la interacció dels motors i els seus sistemes de control. Va ser un negoci dur, però els canadencs i els nord-americans ho van fer. Al novembre del mateix any, el VZ-9 estava llest per al seu primer vol. El 12 de novembre, el "plat volador" va enlairar-se del terra i va planar a poca altitud. Amb el pas del temps, van començar a afegir tracció i a portar el dispositiu a cotes lleugerament més altes. A una distància aproximada d’un metre del terra, Avrocar penjava lliurement, maniobrava i podia moure’s en qualsevol direcció. Però a l’hora d’escalar fins a una alçada d’uns pocs metres, de sobte va aparèixer una característica molt desagradable del projecte. La planta d'energia relativament feble del prototip podria proporcionar una estabilitat i controlabilitat satisfactòries només a una alçada de fins a un metre i mig. Amb el nou ascens d '"Avrocar" va haver de confiar només en l'efecte Coanda. L'efecte de pantalla, al seu torn, va desaparèixer i l'avió va perdre la seva antiga estabilitat. Després d'una sèrie de vols de prova, els enginyers d'Avro Canada van haver de tornar darrere dels calaixos. Mentrestant, l'exèrcit canadenc, insatisfet amb els resultats, va arribar a la conclusió que el projecte era inútil i es va negar a continuar donant diners.
Durant els propers mesos, un equip de dissenyadors dirigit per J. Frost va intentar trobar una solució al problema descobert i garantir una estabilitat adequada. En aquesta etapa del treball, es van recollir diversos models més sobre els quals es van elaborar noves idees. No obstant això, cap dels models va ser capaç de pujar a una alçada tolerable i encara no es va bolcar. Entre els motius d’aquest comportament dels vehicles hi havia la manca de suport aeri addicional (el mateix efecte de terra) i els requisits de disseny per a un equilibri precís i precís i la necessitat de sincronitzar el funcionament dels motors. Tot això només es podria corregir amb l'ajut d'un canvi de disseny radical. A finals de 1960, Frost va començar a redissenyar el projecte d'acord amb l'experiència que havia acumulat. Des del 1959, el projecte Y2 només ha estat finançat pels Estats Units. Amb el pas del temps, els funcionaris nord-americans responsables del programa van començar a dubtar de la seva conveniència. Per tant, poc després de l'inici de la modernització cardinal, el finançament d'Avrokar va cessar. El personal del Pentàgon era dur i lacònic. El document sobre la finalització del treball indicava la inutilitat del projecte, així com l’absència de qualsevol resultat satisfactori amb un cost d’uns dotze milions de dòlars.
El "plat" sense vol va ser portat al museu aeroespacial
Tots dos prototips d'Avrocar construïts, que es conserven als museus d'aviació dels Estats Units, han arribat fins als nostres dies. Fa uns deu anys, diversos historiadors canadencs van defensar la transferència d'un dels "Avrokars" a mans del Canadà. Ho van motivar per la necessitat de reconèixer els mèrits del seu país en la creació del projecte. Al mateix temps, el tema del finançament de les accions es va obviar d'alguna manera, tot i que els Estats Units van gastar més de deu vegades més diners en el programa Y2 que el seu veí del nord. En particular, i per tant, les converses de principis de la dècada de 2000 no han estat més que converses, i ambdues VZ-9 construïdes encara es troben als museus nord-americans.
