Au cours du développement de la technologie aéronautique, des idées audacieuses et inhabituelles ont souvent été proposées, impliquant le rejet des schémas habituels des avions. Au début des années cinquante, des tentatives pour créer une technologie à décollage et atterrissage verticaux ont conduit à l'émergence d'avions de la classe Tailsitter. Tester les idées inhabituelles derrière ce concept a été planifié dans le cadre de deux projets pilotes de Lockheed et Convair. Ce dernier a présenté l'avion Convair XFY-1 Pogo pour des tests.
L'idée d'un avion de type Tailsitter ("Sitting on the tail") est apparue à la suite d'une analyse de l'expérience d'utilisation d'avions embarqués et d'un certain nombre de nouvelles études. Malgré tous ses avantages, les chasseurs et bombardiers basés sur porte-avions avaient besoin d'un gros porte-avions et, par définition, ne pouvaient pas fonctionner sans lui. À la fin des années quarante, une idée originale a été proposée qui permettait de placer un chasseur sur presque n'importe quel navire ou navire. Il a été proposé de développer et de construire un avion de combat à décollage vertical.
Prototype Convair XFY-1 pendant les tests. Photo 456fis.org
Telle que conçue par les auteurs du nouveau concept, au sol ou sur le pont du navire transporteur, la prometteuse "tailsitter" devait être placée à la verticale. Cela lui a permis de décoller sans courir, puis de passer au vol horizontal "comme un avion". Avant d'atterrir, il a donc été nécessaire de revenir à nouveau au vol vertical. Sans avoir besoin d'une grande piste ou d'un pont d'envol, un tel avion pourrait être basé sur une grande variété de navires avec un espace libre suffisant. En conséquence, il était d'un grand intérêt pour les forces navales.
Le programme de création d'un "tailsitter" de combat prometteur a été lancé en 1948. À ses premiers stades, les organismes de recherche se sont engagés dans des calculs théoriques et des expérimentations, dont les résultats ont rapidement permis de commencer à créer des projets à part entière. Le développement de nouvelles technologies a été confié à deux grands constructeurs aéronautiques - Lockheed et Convair. Ils avaient une vaste expérience dans la création de technologies aéronautiques, y compris des schémas inhabituels. En plus de leur expérience, les entreprises contractantes ont dû utiliser les données recueillies lors de la recherche récente.
Schéma de la machine. Figurine Airwar.ru
Au départ, les entrepreneurs étaient confrontés à une tâche assez difficile. Ils ont dû développer des avions de queue adaptés à une utilisation pratique dans les forces armées. De plus, le commandement de la Marine allait comparer les deux échantillons reçus et choisir le plus réussi. Cette voiture devait être mise en production et envoyée aux troupes. Néanmoins, il est vite devenu évident qu'une telle approche de la création de nouveaux équipements militaires ne pouvait pas être mise en pratique. Tout d'abord, il s'agissait de tester de nouvelles idées originales lors de tests, d'évaluer leurs perspectives et seulement ensuite de se lancer dans la création d'un véhicule de combat à part entière.
À cet égard, en 1950, Lockheed et Convair ont reçu une nouvelle affectation. Maintenant, ils devaient créer des avions expérimentaux qui pourraient être utilisés pour tester le concept Tailsitter. L'achèvement favorable de cette étape du projet a permis de se lancer dans la création d'avions de combat.
Préparation aux tests dans le hangar. Photo 456fis.org
Le 19 avril 1951, l'US Navy signe des contrats pour la construction de prototypes. Conformément à l'accord conclu, Convair devait construire et soumettre aux essais deux prototypes. Par la suite, l'entreprise a décidé de manière proactive de construire trois machines, qui devaient subir différents types de tests. Le projet Convair à ce stade a reçu la désignation officielle XFY-1, formée conformément aux règles de dénomination des équipements aéronautiques de la flotte. La première lettre de la désignation indiquait le caractère expérimental du projet, la lettre "F" reliait l'avion aux chasseurs, et la lettre "Y" désignait la société Convair. L'unité a ainsi montré qu'il s'agissait du premier projet de sa lignée.
L'opération proposée sur les navires des forces navales et d'autres exigences ont conduit à la formation d'une conception inhabituelle de l'avion. Le « Tailsitter » Convair XFV-1, en général, était censé ressembler aux avions existants, mais les principales solutions techniques lui donnaient un aspect inhabituel. Le projet proposait la construction d'un turbopropulseur central avec une grande aile en flèche, dépourvue d'empennage horizontal. Dans le même temps, une grande quille et une crête ventrale devaient être utilisées. Pour obtenir la poussée requise, deux hélices de grand diamètre ont été utilisées. En conséquence, la voiture avait une apparence reconnaissable.
Vol en laisse. Photo 456fis.org
L'avion sans queue a reçu une conception de fuselage originale. Cette unité avait une forme profilée avec une section transversale variable. Immédiatement derrière le cône et le moyeu de l'hélice, le fuselage a augmenté de manière significative en hauteur, tout en conservant la largeur d'origine. La partie supérieure du fuselage formait une « bosse » prononcée nécessaire pour accueillir la cabine du pilote. Derrière la lanterne se trouvait un gargrot de courte longueur, sur lequel se trouvaient les supports de quille. Une disposition de fuselage très originale a été utilisée. La partie avant a été donnée sous le réducteur du moteur et le moyeu des vis coaxiales. Le moteur était situé derrière la boîte de vitesses au-dessus du fond. La cabine du pilote était située au-dessus. Les compartiments arrière du fuselage abritaient une partie des réservoirs de carburant, ainsi que le long tuyau d'échappement du moteur. Ce dernier était affiché sur la queue du fuselage.
Une nouvelle aile d'un grand balayage a été développée pour l'avion, dont la partie racine occupait la plupart des côtés du fuselage. Elevons ont été placés sur le bord de fuite d'un petit balayage. L'aile a reçu des extrémités de conteneurs, dans lesquelles se trouvaient des réservoirs de carburant supplémentaires. La forme d'aile utilisée a permis d'obtenir le maximum de surface possible avec des dimensions limitées.
Avion expérimenté sur un chariot de transport. Photo Airwar.ru
Une caractéristique du Convair Tailsitter est sa grande quille et sa crête ventrale. Grâce à l'utilisation d'une grande aile, il était possible d'abandonner les stabilisateurs de la conception classique. La stabilité et la contrôlabilité en mode décollage vertical et la stabilité directionnelle en vol horizontal devaient être assurées en premier lieu par l'empennage vertical. Deux plans verticaux avec un bord d'attaque en flèche et une pointe arrondie ont été utilisés. Sur le bord de fuite de la quille et de la crête se trouvaient des gouvernails. Les deux plans étaient symétriques par rapport à l'axe longitudinal de la machine. Dans ce cas, cependant, en raison de la conception asymétrique du fuselage, la quille dépassant au-dessus d'elle avait une surface plus petite et une forme différente de la partie racine.
En raison de sa position caractéristique dans le parking ou lors du décollage, l'avion "assis sur sa queue" a reçu un train d'atterrissage d'origine. Près des conteneurs d'extrémité d'aile et près des extrémités de l'empennage vertical, il y avait des boîtiers tubulaires dans lesquels se trouvaient des jambes de train d'atterrissage fixes. L'avion de queue a reçu un train d'atterrissage à quatre points avec amortisseurs et petites roues. Des crémaillères à roulettes permettaient à l'avion de prendre une position verticale, ainsi que de manœuvrer lors du remorquage.
Intérieur de la cabine. Photo Airwar.ru
Dans la partie centrale du fuselage, directement sous le cockpit, se trouvait un turbopropulseur Allison YT40-A-6 d'une puissance de 5100 ch. L'alimentation en air atmosphérique du moteur s'effectuait à l'aide de deux dispositifs d'admission placés sur les côtés devant le bord de l'aile. Une prise d'air pour les radiateurs était prévue sur le fond. Un tuyau était fixé à l'appareil de tuyère du moteur, qui atteignait la queue du fuselage et évacuait les gaz réactifs à l'extérieur. L'avion était équipé de deux hélices tripales coaxiales d'un diamètre de 4,88 m, développées par Curtiss-Wright. Les pales étaient montées sur une douille commune de conception relativement complexe. L'entraînement de l'hélice était équipé d'un frein hydraulique.
Un pilote qui était dans le cockpit était censé contrôler la machine. Son lieu de travail était équipé d'un grand tableau de bord avec des comparateurs à cadran et de plusieurs panneaux avec une variété d'équipements. Le contrôle devait s'effectuer à l'aide de systèmes "de chasse" standards: des manettes de commande avion et moteur, ainsi que deux pédales. Le cockpit a reçu un siège éjectable avec des moyens de montage inhabituels. Pour plus de commodité dans le travail dans différents modes, la chaise pourrait se balancer dans un large secteur. En cas d'atterrissage infructueux, le pilote pouvait quitter l'avion et redescendre au sol à l'aide d'une corde de 7,6 m (25 pieds) fixée dans le cockpit. Une grande lanterne protégeait le pilote du flux entrant. Dans sa composition il y avait une visière fixe et la partie principale, coulissante vers l'arrière.
Pilote d'essai James F. Coleman. Photo de l'US Navy
L'avion expérimental n'avait pas besoin d'arme, mais cette question était encore en cours d'élaboration au stade de la conception. Tout en conservant les paramètres de dimensions et de poids existants, le Convair XFY-1 pouvait emporter jusqu'à quatre canons automatiques de 20 mm ou plusieurs dizaines de missiles non guidés. Faute d'autres volumes libres, il a été proposé de les monter dans des conteneurs aux extrémités de l'aile.
Malgré tous les efforts pour réduire la taille, l'avion de queue prometteur s'est avéré être assez grand. La longueur du véhicule atteignait 10, 66 m, l'envergure était de 8, 43 m. L'empennage vertical était d'environ 7 m. L'avion à vide avait une masse de 5,33 tonnes, le décollage maximum a été déterminé au niveau de 7, 37 tonnes en vol en palier était censé dépasser les 980 km/h. Il était prévu d'obtenir des caractéristiques de taux de montée élevés: pour cela, les vis devaient remplir les fonctions de porte-charges.
Pilote d'essai John Knebel. Photo Thetartanterror.blogspot.fr
Pour le transport d'un avion avec un châssis spécifique, un bogie tracté spécial a été développé. Un châssis à quatre roues abritait deux balanciers à vérins hydrauliques. Aux extrémités libres des poutres, à l'aide de leurs propres charnières et de leurs entraînements séparés, des dispositifs de maintien plus petits ont été fixés. Lors du chargement de l'avion, ces derniers ont été amenés sous sa section centrale et reliés à celle-ci par des verrous. L'hydraulique a permis de transférer la machine en position horizontale et, à l'aide d'un tracteur séparé, de déplacer le chariot à la position souhaitée. En vue du décollage, l'avion a été transféré en position verticale, après quoi il s'est désaccouplé et s'est tenu sur ses propres roues.
À la fin de 1953, Convair a commencé à construire des équipements expérimentaux. Il a été décidé de construire trois machines identiques conçues pour résoudre différents problèmes dans le cadre d'un vaste programme de tests. Le premier planeur aurait dû être équipé d'un groupe propulsé par hélice, d'un système de carburant et de commandes. Un tel prototype était destiné aux contrôles préliminaires de la centrale. Le troisième échantillon a été envoyé pour des tests statiques. Vérifié au sol, tenu en laisse dans les airs, et le vol libre a été suivi par un deuxième Tailsitter expérimenté.
Préparation au décollage, moteur en marche. Photo Airwar.ru
Après avoir vérifié le fonctionnement du moteur sur le premier prototype, l'autorisation a été obtenue pour effectuer des tests ultérieurs avec des tests au sol de l'équipement et une ascension ultérieure dans les airs. Comme site pour ces contrôles, l'aérodrome de Moffett (Californie) a été choisi, à savoir l'une de ses cales, autrefois construite pour les dirigeables. Sous le toit du hangar à bateaux, haut de près de 60 m, se trouvait une poutre-grue, qui allait devenir un dispositif de sécurité. En préparant le XFY-1 expérimenté pour les vols, les spécialistes de la société de développement ont démonté le carénage du moyeu de l'hélice, sous lequel se trouvait une structure de fixation spéciale. Avec l'aide de ce dernier, l'avion doit être accroché au crochet d'une poutre-grue. En sélectionnant et en relâchant la corde, le grutier pouvait empêcher l'avion de tomber.
Le 29 avril 1954, l'avion devait décoller pour la première fois en assurage. Le pilote James F. Coleman était chargé d'exploiter le prototype. L'ingénieur Bob McGreary a actionné la grue à flèche et surveillé la longueur du câble libre. Après avoir amené le moteur à la puissance requise, le pilote d'essai a pu soulever la voiture du sol, mais immédiatement après cela, des problèmes ont commencé. Une fois en l'air, l'avion a commencé à tourner de manière incontrôlable autour de l'axe longitudinal. Grâce à la réponse rapide du grutier, la machine a été sauvée de la chute. Après l'achèvement du premier vol d'essai, la voiture s'est assise avec difficulté.
La voiture est sur le parking. Photo Airwar.ru
C'est probablement à ce stade, en raison des particularités de l'amortissement du ressort du châssis, que l'avion a reçu le surnom de Pogo (de Pogo-stick - le projectile de sport "Grasshopper"). Par la suite, le nom officieux du projet est devenu largement connu et est maintenant utilisé aussi souvent que la désignation officielle attribuée par le client.
L'avion a montré sa capacité à décoller et à atterrir verticalement, mais une rotation incontrôlée dans ces modes n'a pas permis de réaliser tous les avantages du schéma d'origine. Il était nécessaire de rechercher les causes de ces problèmes et de les éliminer. Pour cela, les surfaces extérieures de la cellule ont été recouvertes de "fils de soie", dont l'observation a permis d'identifier des problèmes d'ordre aérodynamique. De tels tests ont rapidement donné des résultats. Il s'est avéré que même le grand hangar à bateaux existant n'était pas assez grand pour un véhicule expérimental. Le flux d'air des hélices a heurté le sol de la structure, s'est déplacé vers les côtés, s'est réfléchi sur les murs et est revenu en arrière. Ce sont les nombreux tourbillons qui ont empêché l'avion de queue de maintenir la position requise.
Le Convair XFY-1 Pogo effectue un décollage vertical, le 30 novembre 1954. Photo de l'US Navy
Les testeurs ont tenu compte de ce fait, mais ont tout de même été contraints de poursuivre les tests dans une structure fermée. La machine prototype avait encore besoin d'une assurance, qui ne pouvait être assurée que par une grue de hangar à bateaux. L'installation d'un tel équipement dans un espace ouvert n'était pas possible. Dans des conditions aussi difficiles, J. F. Coleman a effectué plusieurs dizaines de vols d'essai d'une durée totale d'environ 60 heures. En raison du comportement instable de la machine lors des premiers essais et des vols suivants, le pilote d'essai n'a jamais fermé la lampe. Cela a causé quelques désagréments, mais Coleman les considérait comme un prix acceptable pour la possibilité de quitter rapidement l'avion.
Au milieu de 1954, le prototype a été emmené dans une zone ouverte pour des vols libres. Dès le premier jour de ces tests, le pilote d'essai a pu grimper à une hauteur de 6 m, puis franchir la barre de 45 m. Le contrôle de la machine n'était pas très simple, mais l'absence de murs et de toit a eu un effet positif sur les caractéristiques de l'équipement. Profitant de cela, J. F. Coleman a poursuivi ses vols verticaux avec de nombreux décollages, manœuvres d'hélicoptère et atterrissages ultérieurs.
Vol en hélicoptère. Photo de l'US Navy
Bientôt, une "tailsitter" expérimentée a été transférée à Brown Field (Californie), où les tests devaient se poursuivre sous la supervision de représentants du département militaire. Sur le nouvel emplacement, 70 vols verticaux supplémentaires ont été effectués, après quoi il a été décidé de tester le prototype en modes transitoires et en vol horizontal.
Le 2 novembre 1954, l'expérimenté XFY-1 a décollé verticalement pour la première fois et après la montée est passé au vol horizontal. Après cela, la voiture a été remise en position verticale et plantée. Le vol a duré 21 minutes, dont 7 en avion. Le début de telles vérifications a permis de déterminer les caractéristiques réelles du vol horizontal. Ainsi, il a été constaté que même avec la poussée minimale du moteur, l'avion de queue développe une vitesse de plus de 480 km/h. L'avion n'était pas équipé de freins à air, ce qui rendait le contrôle de la vitesse difficile. À cause de cela, il a à plusieurs reprises rattrapé involontairement l'avion de secours qui l'accompagnait.
Vol de niveau. Photo Airwar.ru
Après avoir confirmé les caractéristiques calculées, le prototype a montré certains inconvénients. Tout d'abord, il a été constaté que le XFY-1 est difficile à contrôler, en particulier dans des conditions transitoires. Pour un atterrissage en toute sécurité, le pilote expérimenté J. F. Coleman a dû déplacer la voiture en position verticale à des altitudes d'environ 300 m, puis l'abaisser doucement au sol. Les derniers mètres de la descente étaient associés à des difficultés particulières, car de nombreux tourbillons perturbaient l'atterrissage, et de plus, le pilote depuis son cockpit ne pouvait pas surveiller correctement la situation. Pour résoudre partiellement ce problème, à l'une des étapes d'essai, le prototype a reçu un radioaltimètre avec des alarmes lumineuses: les lampes vertes et oranges indiquaient une descente normale et les rouges indiquaient un excès de la vitesse verticale de sécurité.
J. F. Coleman a piloté un seul Pogo jusqu'à la mi-1955. Un pilote expérimenté a réussi à maîtriser toutes les subtilités du pilotage d'une telle machine dans des modes difficiles. Dans le même temps, il est devenu évident qu'il est peu probable que les pilotes ordinaires des unités de combat soient capables d'apprendre à piloter une telle technique. De plus, de telles tâches dépassaient le pouvoir même des testeurs professionnels. Ainsi, à la mi-mai 1955, le pilote John Knebel devait se joindre aux essais. Lors de son premier vol sans relais, il n'a pas pu maintenir la voiture en position et a failli s'écraser. Après cela, tous les nouveaux vols ont été attribués uniquement à Coleman.
Vue de dessus. Photo Airwar.ru
16 juin 1955 J. F. Coleman a envoyé le Tailsitter expérimenté en vol libre pour la dernière fois. Après cela, la voiture a été envoyée au hangar pendant l'étude des résultats des tests, la finalisation du projet, etc. Au printemps de l'année prochaine, il a été décidé de procéder à de nouveaux tests par les forces navales, pour lesquels deux pilotes d'aéronavale sont allés étudier. Cependant, ils n'ont jamais pu se joindre à l'œuvre.
Lors des vols d'essai, le seul modèle de vol Convair XFY-1 Pogo a réussi à développer la majeure partie de la ressource. Lors du contrôle suivant, des copeaux ont été trouvés dans l'huile de la boîte de vitesses. La voiture avait besoin d'être réparée et restaurée avant de nouveaux tests. Cependant, le client a estimé que la révision de l'avion n'était pas nécessaire. Le projet initial ne l'intéressait plus, ce qui rendait la restauration du prototype facilement vide de sens.
"Pogo" en couleur. Photo Airwar.ru
Après avoir examiné les succès de deux projets pilotes de Lockheed et de Convair, le US Naval Command a tiré des conclusions sur les avantages pratiques des avions à queue. Cette technique présentait des avantages notables par rapport aux avions et aux hélicoptères, mais en même temps elle n'était pas dépourvue d'inconvénients caractéristiques. Les tests du prototype "Pogo" ont montré qu'un tel engin est très difficile à piloter et exigeant sur les sites d'atterrissage. La maîtrise d'une telle technique pouvait difficilement être maîtrisée par un pilote moyen. De plus, l'atterrissage sur le pont basculant du navire était pratiquement impossible.
Les projets inhabituels présentaient un intérêt technique et scientifique. Ils ont montré la possibilité fondamentale de créer des avions à décollage vertical non standard. Dans le même temps, ces évolutions présentaient un ratio spécifique de caractéristiques positives et négatives. La production en série, l'exploitation et le développement de masse de tels équipements n'avaient pas de sens.
Machine expérimentale en tant qu'exposition, août 1957. Photo de Wikimedia Commons
En 1956, le projet XFY-1 est fermé faute de perspectives réelles. Les premier et troisième prototypes, destinés aux essais au sol et statiques, ont été démontés car inutiles. Le seul Pogo volant était pendant un certain temps à la base aérienne de Norfolk (Californie). Il a ensuite été donné au Musée national de l'air et de l'espace de la Smithsonian Institution. Un équipement unique est conservé dans la succursale du musée de la ville de Suiteland (Maryland).
La fermeture du projet expérimental Convair XFY-1 a conduit à l'achèvement des travaux sur l'avion Tailsitter, menés depuis la fin des années quarante sur ordre de l'United States Navy. Deux projets ont montré la possibilité fondamentale de développer et de construire des équipements d'apparence inhabituelle, mais ont en même temps démontré la complexité excessive de son fonctionnement. Il était initialement prévu que le résultat de deux projets serait l'émergence d'un chasseur embarqué, mais plus tard, ces développements sont devenus expérimentaux. Deux projets ont résolu avec succès un problème similaire.
