La dernière fois, nous avons examiné les projets d'avions en forme de disque créés dans l'Allemagne nazie. Aucun d'eux n'a atteint un état plus ou moins raffiné. La conception la plus réussie, l'avion AS-6, a réussi à passer des tests en vol et a même tenté de décoller. Néanmoins, tout cela a été réalisé au prix de plusieurs accidents. En conséquence, l'Allemagne, ayant investi beaucoup d'argent, n'a jamais reçu un seul avion de forme ronde non standard. Quelques années avant les Allemands, des projets similaires ont été lancés par des ingénieurs américains. Et pour diverses raisons, les "disques" des États-Unis se sont avérés beaucoup plus réussis que les allemands, bien qu'ils ne soient pas non plus produits en série.
"Crêpes" de Zimmermann
De tous les ingénieurs américains, Charles Zimmerman a obtenu le premier succès dans le domaine des avions en forme de disque. A noter que l'idée de faire l'aile ronde en plan existait avant. Seules les idées précédentes sont restées au stade d'idées ou d'esquisses préliminaires de l'apparence de l'avion. En 1933, Zimmerman a obtenu un emploi chez Chance Vought et a pu commencer des recherches sur des ailes à rapport d'aspect ultra-faible. Le but de son travail était d'étudier les propriétés d'une aile avec un rapport d'aspect d'environ l'unité, ainsi que diverses formes de bords d'attaque et de fuite de l'aile. Au cours de plusieurs années, Zimmermann a testé diverses configurations aérodynamiques jusqu'à ce qu'il arrive à la conclusion que les caractéristiques de la surface d'appui, qui avait une forme ronde en plan, étaient bonnes.
Vought V-173 "Crêpe volante"
Des études ont montré qu'une aile en forme de disque, malgré la résistance à l'air relativement élevée, a une très bonne portance. De plus, il a été constaté sur des modèles d'essai qu'il n'était possible d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques d'un avion avec une telle aile que par la disposition correcte des moteurs et des hélices. Pour ce faire, ces derniers doivent être placés de manière à ce que le flux créé par eux lave les surfaces supérieures et inférieures de l'aile. En 1939, le projet de Zimmermann avait atteint le stade où il était possible d'arrêter d'expérimenter sur des modèles et de commencer à concevoir un avion à part entière.
L'avion avec l'indice V-173 et le nom non officiel Flying Pancake ("Flying Pancake") a incorporé toutes les nouvelles idées de Zimmermann. L'unité principale de la structure était une coque d'aile, proche de la forme d'un cercle. Dans ce cas, le profil de l'aile était symétrique. Deux hélices de l'avion étaient emportées vers l'avant de l'aile et avaient chacune un diamètre de plus de cinq mètres. Grâce à cela, ainsi qu'à la vitesse de rotation des hélices spécialement sélectionnée, la portance de l'aile était plusieurs fois supérieure à celle des avions à aile droite de même envergure. De plus, les hélices tournaient de sorte que les tourbillons sortant des pales tourbillonnaient dans la direction opposée au mouvement des tourbillons de sillage aux extrémités de l'aile. Cette caractéristique de conception a augmenté l'extension effective du plan de roulement de un à quatre. Dans le même temps, aucun changement dans la taille de l'avion n'était nécessaire.
A l'intérieur de la coque de l'aile ont été placés deux moteurs à piston Continental A80 avec seulement 80 chevaux chacun. Chacun d'eux était relié à sa propre hélice et synchronisé avec l'autre moteur via un arbre supplémentaire. Il est à noter que pour assurer un écoulement efficace autour de l'aile, une boîte de vitesses séparée a dû être introduite dans le mécanisme de synchronisation: un moteur faisait tourner son hélice dans le sens des aiguilles d'une montre et l'autre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Néanmoins, même avec une centrale électrique aussi complexe et inhabituelle, le V-173 ne pesait pas plus de 1400 kg. Au centre de la partie avant de la coque d'aile était placé un cockpit avec une verrière en forme de goutte. Pour la commodité du pilote, le dessous de l'avant de l'aile était en verre. Le fait est que lorsque cette partie de l'avion était scellée avec une toile ou du contreplaqué, le pilote ne pouvait normalement pas regarder vers l'avant et vers le bas, ce qui pouvait avoir un effet extrêmement déplorable sur l'atterrissage de l'avion. L'atterrissage et le décollage devaient s'effectuer de manière traditionnelle, en utilisant la piste. Le V-173 était équipé d'un simple train d'atterrissage non rétractable à jambes de force. Pour un avion purement expérimental, cela a été considéré comme suffisant. Le contrôle de vol devait être effectué à l'aide de deux quilles à gouvernails et de deux stabilisateurs à gouvernails, appelés « élévateurs ». Tels que conçus par Zimmermann, ils jouaient simultanément le rôle d'ailerons et de gouvernes de profondeur. Un peu plus tard, un tel organe directeur sera appelé le terme « Elevon ».
Au début de l'assemblage du prototype, le US Navy Bureau of Aeronautics s'est intéressé au projet. Peu de temps après, ils ont changé leur intérêt pour une attention particulière et ont exigé que le V-173 soit encore développé en tenant compte de l'opération possible sur les porte-avions. Cependant, l'apparence de la machine était si inhabituelle que les autorités navales ont d'abord exigé que le modèle grandeur nature de la "Pancake" soit soufflé dans une soufflerie. C'est arrivé au point que l'un des amiraux a posé une question comme "Est-ce que cette chose peut voler ?" Le 15 septembre 1941, les expériences en soufflerie sont terminées et personne parmi les hautes autorités ne doute plus du potentiel du nouvel avion. Le lendemain de la fin des tests du modèle grandeur nature, la Navy a proposé à Chance Vought un contrat pour développer un chasseur à part entière basé sur un porte-avions.
Au cours de la purge, plusieurs défauts de conception ont été identifiés, qui ont été rapidement corrigés. À l'été 42, un V-173 expérimenté a été testé. Au début, les pilotes d'essai se limitaient au roulage et au jogging. Le premier vol de l'avion n'a eu lieu que le 23 novembre. Dans le même temps, dès les premiers vols, "Flying Pancake" présentait d'excellentes caractéristiques et confirmait pleinement la justesse de son concepteur. Par exemple, la vitesse de décollage lors du décollage ne dépassait pas 45-50 km/h, et deux moteurs seulement 80 ch chacun. l'accéléra à 240 kilomètres par heure. Pour une centrale aussi faible, c'était plus que bien. Non sans accident. Au début de 1943, les deux moteurs ont été éteints sur le prototype d'avion pendant le vol. Le pilote a dû planer jusqu'à la plage la plus proche et effectuer un atterrissage d'urgence. En raison de la résistance insuffisante du "revêtement" sableux, l'avion s'est renversé et a endommagé les hélices. Cependant, la réparation n'a pris que quelques jours.
Au moment où le prototype V-173 a été reconstruit, Zimmerman, en collaboration avec les concepteurs de Chance Vout sous la direction de Y. Greenwood, avait terminé le développement d'une nouvelle version du Flying Pancake. Cette fois, la conception était destinée à un usage militaire. Seuls les militaires, avouons-le, n'ont pas montré beaucoup d'intérêt pour l'avion d'origine. Oui, les performances de décollage et d'atterrissage semblaient prometteuses, mais la nécessité de restructurer la production, d'introduire de nouvelles technologies, etc. n'a manifestement pas ajouté d'optimisme. Par conséquent, la configuration du nouvel avion avec l'indice XF5U n'a été adoptée qu'en juillet 1943 et le contrat pour la construction de deux prototypes a été signé un an plus tard. Le nouveau combattant a reçu le surnom de Skimmer - "Skimmer".
La conception générale du XF5U était similaire à celle du V-173. Cependant, contrairement à la structure en bois de l'ancien avion, il a été proposé de fabriquer le nouveau en métal. Ce matériau était un composite de pièces de balsa recouvertes de tôle d'aluminium. La métalite avait de bonnes valeurs de résistance et était très légère. De plus, il y avait la possibilité de fabriquer des pièces métalliques par emboutissage, ce qui promettait de réduire considérablement le coût de production. Le XF5U est plus grand que son prédécesseur, ce qui n'a cependant aucun impact sur les charges admissibles. Le système de contrôle dans son ensemble est resté le même, mais le cockpit a été considérablement modifié. Grâce à un nouveau cadre en métalite solide, le cockpit a été déplacé vers le haut, ce qui a également permis de retirer la fenêtre sous l'avant de l'aile. Six mitrailleuses Browning M2 12,7 mm ont été placées sur les côtés du cockpit. Sur les côtés du poste de travail du pilote, il y avait deux installations de trois mitrailleuses. Pour le milieu des années 40, de telles armes étaient considérées comme suffisantes, mais à l'avenir, il était prévu de remplacer les mitrailleuses par des canons de 20 mm. En plus de l'armement de barils, l'avion pouvait transporter des missiles non guidés, des bombes, etc. Pour eux, il y avait six pylônes sous la partie médiane de l'avion.
Séparément, il convient de parler de la nouvelle centrale électrique XF5U. Un chasseur à part entière basé sur un porte-avions devait être propulsé par des moteurs à pistons Pratt & Whitney R2000-7 d'une capacité de 1350 ch. Avec les nouveaux moteurs, la "Pancake" mise à jour a reçu de nouvelles hélices. Pour le XF5U, Hamilton Standard a développé une forme d'hélice de pale originale. Par rapport aux anciens, ils étaient plus efficaces à basse et moyenne vitesse. De plus, les nouvelles hélices à quatre pales ont été optimisées pour des performances de régime relativement faibles. La puissance totale de la centrale dépassait les deux mille cinq cents chevaux. En combinaison avec des hélices efficaces et une masse maximale au décollage de 7600 kg, cela a même permis de décoller verticalement. Seulement pour cela, il était nécessaire d'installer l'avion sur une rampe spéciale.
À la mi-juin 1945, le premier prototype de la Shumovka était prêt. La nouveauté du design et même de son concept même a longtemps empêché le début des essais. La direction de la marine américaine a émis de temps à autre de nouvelles interdictions de vols. De ce fait, le premier roulage n'a été possible qu'à la fin du 46e. À son tour, le premier vol a eu lieu le 12 janvier 1947. Par chance, il y avait peu de problèmes avec le soutien des militaires. Au début du 47e, la Marine a également réduit le financement. Pour cette raison, le programme d'essais en vol a dû être raccourci. Néanmoins, tout en maintenant les performances de décollage et d'atterrissage, il a été possible d'accélérer l'avion à plus de 800 kilomètres par heure. Pour 1945, c'était un très bon indicateur, mais pas pour le 48e. À ce moment-là, des chasseurs à réaction ont commencé à entrer dans les troupes et "Shumovka" n'a tout simplement pas trouvé sa place dans la nomenclature des avions de la marine. Au début de 1948, le programme a été gelé, et un peu plus tard, les deux prototypes ont été démontés.
XF5U-1
Théoriquement, l'aérodynamisme du "Flying Pancake" et du "Skimmer" a permis d'effectuer de telles manœuvres dont les autres avions n'étaient tout simplement pas capables. De plus, la disposition du XF5U Skimmer pourrait rendre la vie beaucoup plus facile pour les équipages des porte-avions. Cependant, la nouveauté révolutionnaire de la conception a été le facteur qui a mis fin à l'ensemble du projet. De tous les avions en forme de disque Zimmermann produits, un seul prototype V-173, conservé au Smithsonian Museum, a survécu à ce jour.
La soucoupe volante qui n'a pas volé
Pendant plusieurs années après la clôture des projets de Zimmermann, les idées de mises en page non standard ne sont revenues que de manière scientifique. Il n'est pas arrivé au point de construire des prototypes. Cela a changé en 1952 lorsque l'employé d'Avro Canada, John "Jack" Frost, a lancé le projet Avro VZ-9 Avrocar. Il convient de noter que, contrairement aux conceptions décrites précédemment, l'idée de Frost était tout à fait cohérente avec ce que la plupart des gens imaginent lorsqu'ils disent "avion en forme de disque". Le designer canadien a décidé de ne pas fabriquer l'aile sous la forme d'un disque, mais de se balancer sur une autre idée originale.
L'Avrocar S/N 58-7055 (marqué AV-7055)
Frost a décidé d'utiliser la poussée du jet déjà familière à l'époque en combinaison avec la soi-disant. l'effet Coanda. L'essence de ce phénomène réside dans le fait qu'un flux de liquide ou de gaz, se déplaçant à côté de n'importe quel objet, a tendance à s'en approcher ou même à "coller". Selon l'idée de Frost, ce comportement de l'air était censé faciliter les manœuvres de l'appareil. Tout d'abord, les ingénieurs d'Avro Canada ont fabriqué un petit appareil pour démontrer leurs idées. Le modèle d'un diamètre de seulement 11 centimètres pouvait s'élever dans les airs à une petite hauteur, mais aucun mécanisme de manœuvre ne s'y intégrait. Néanmoins, le département militaire canadien s'est intéressé à l'idée et a alloué environ 400 000 dollars américains pour poursuivre les travaux. Peu de temps après, le projet a reçu l'indice Y2.
A ce stade, le futur Avrocar devient la cible d'un drame d'espionnage. Depuis 1952, la CIA essaie de savoir si certains pays ont de nouvelles conceptions d'avions. Dans le 53e, les scouts ont appris l'existence du projet Y2 et l'ont signalé à leurs supérieurs. Peu de temps après le transfert des documents aux « étages » des messieurs du Pentagone ont contacté les militaires canadiens et les ont invités à poursuivre conjointement la création de Y2. Le Canada a accepté l'offre. Entre autres choses, cela a eu des implications financières agréables. Le chef de la division de recherche de l'US Air Force, le lieutenant-général D. Putt, a levé 2 millions de dollars de financement par an. Très audacieux pour un nouveau projet révolutionnaire. Cependant, l'argent a été alloué et Avro a poursuivi ses recherches. Au milieu de la décennie, le projet VZ-9 était prêt, qui, en fait, est devenu le "chant du cygne" du programme Y2.
Le disque de quinze mètres avec six turboréacteurs, qui éjectait des gaz à travers leurs propres tuyères, et alimentait également une grande turbine, pouvait théoriquement grimper à n'importe quelle hauteur et voler dans n'importe quelle direction. Le client, représenté par l'armée américaine et canadienne, a approuvé le projet, mais a demandé d'abord de tester la nouvelle technologie sur un véhicule habité plus petit. Pour cette raison, la "plaque" a été comprimée à un diamètre d'environ six mètres. La centrale électrique a également été modifiée en conséquence: désormais, seuls trois moteurs étaient placés autour de la turbine centrale. Le système de commandes de vol est intéressant. Pour la montée ou la descente, il était censé changer la poussée de tous les moteurs à la fois, ce qui affectait la vitesse de la turbine de levage. Pour s'incliner dans un sens ou dans l'autre, Avrocar disposait d'un système spécial qui modifiait la poussée des moteurs individuels de sorte que le corps de l'appareil, en raison de sa différence, s'inclinait dans la bonne direction. J'ai dû beaucoup bricoler ce système: il fallait prendre en compte la réponse des gaz des moteurs, la stabilité de l'ensemble de l'appareil et bien d'autres paramètres.
Quelques photos en vol
Au milieu de 1959, le premier prototype de l'Avrocar était prêt. Le moment est venu de tester. Les premières semaines ont été consacrées à l'étude de l'interaction des moteurs et de leurs systèmes de contrôle. C'était une affaire difficile, mais les Canadiens et les Américains l'ont fait. En novembre de la même année, le VZ-9 était prêt pour son vol inaugural. Le 12 novembre, la "soucoupe volante" a décollé du sol et a plané à basse altitude. Au fil du temps, ils ont commencé à ajouter de la traction et à amener l'appareil à des altitudes légèrement plus élevées. À une distance d'environ un mètre du sol, Avrocar était suspendu librement, manœuvrait et pouvait se déplacer dans n'importe quelle direction. Mais lorsqu'il s'agissait de grimper à une hauteur d'au moins quelques mètres, une caractéristique très désagréable du projet est soudainement apparue. La centrale électrique relativement faible du prototype ne pouvait offrir une stabilité et une contrôlabilité satisfaisantes qu'à une hauteur pouvant atteindre un mètre et demi. Avec la montée en puissance de "Avrocar" a dû compter uniquement sur l'effet Coanda. L'effet d'écran, à son tour, a disparu et l'avion a perdu son ancienne stabilité. Après une série de vols d'essai, les ingénieurs d'Avro Canada ont dû retourner derrière les tiroirs. Pendant ce temps, l'armée canadienne, insatisfaite des résultats, est arrivée à la conclusion que le projet était inutile et a refusé de continuer à donner de l'argent.
Au cours des mois suivants, une équipe de concepteurs dirigée par J. Frost a tenté de trouver une solution au problème découvert et d'assurer une bonne stabilité. À ce stade des travaux, plusieurs autres modèles ont été collectés, sur lesquels de nouvelles idées ont été élaborées. Cependant, aucun des modèles n'a été capable de grimper à une hauteur tolérable et de ne toujours pas se retourner. Parmi les raisons de ce comportement des véhicules figuraient le manque de soutien aérien supplémentaire (le même effet de sol), les exigences de conception pour un équilibrage précis et précis, ainsi que la nécessité de synchroniser le fonctionnement des moteurs. Tout cela ne pouvait être corrigé qu'à l'aide d'un changement radical de conception. Fin 1960, Frost a commencé à repenser le projet en fonction de l'expérience qu'il avait acquise. Depuis 1959, le projet Y2 est financé uniquement par les États-Unis. Au fil du temps, les responsables américains responsables du programme ont commencé à douter de son opportunité. Par conséquent, peu de temps après le début de la modernisation cardinale, le financement d'Avrokar a cessé. Le personnel du Pentagone était dur et laconique. Le document sur la fin des travaux indiquait la futilité du projet, ainsi que l'absence de tout résultat satisfaisant pour un coût d'environ douze millions de dollars.
La "soucoupe" incapable de voler a néanmoins été emmenée au musée de l'aérospatiale
Les deux prototypes construits d'Avrocar, qui sont conservés dans les musées de l'aviation des États-Unis, ont survécu jusqu'à nos jours. Il y a une dizaine d'années, plusieurs historiens canadiens ont préconisé le transfert d'un des « Avrokars » entre les mains du Canada. Ils l'ont motivé par la nécessité de reconnaître les mérites de leur pays dans la création du projet. Dans le même temps, le sujet du financement des actions a été en quelque sorte contourné, bien que les États-Unis aient dépensé plus de dix fois plus d'argent pour le programme Y2 que leur voisin du nord. En particulier, et donc, les conversations du début des années 2000 sont restées de simples conversations, et les deux VZ-9 construits sont toujours dans les musées américains.
