En el curso del desarrollo de la tecnología de la aviación, a menudo se propusieron ideas audaces e inusuales, lo que implicaba el rechazo de los esquemas habituales de aviones. A principios de los años cincuenta, los intentos de crear tecnología con despegue y aterrizaje verticales llevaron a la aparición de aviones de la clase Tailsitter. La prueba de las ideas inusuales detrás de este concepto se planificó a través de dos proyectos piloto de Lockheed y Convair. Este último presentó el avión Convair XFY-1 Pogo para su prueba.
La idea de un avión del tipo Tailsitter ("Sentado en la cola") apareció como resultado de un análisis de la experiencia de utilizar aviones basados en portaaviones y de varios estudios nuevos. A pesar de todas sus ventajas, los aviones de combate y bombarderos basados en portaaviones necesitaban un gran portaaviones y, por definición, no podrían funcionar sin él. A finales de los años cuarenta, se propuso una idea original que hizo posible colocar un caza en casi cualquier barco o embarcación. Se propuso desarrollar y construir un avión de combate de despegue vertical.
Prototipo de Convair XFY-1 durante la prueba. Foto 456fis.org
Tal como lo concibieron los autores del nuevo concepto, en el suelo o en la cubierta del buque portaaviones, el prometedor "tailsitter" debía colocarse verticalmente. Esto le permitió despegar sin correr y luego cambiar al vuelo horizontal "como un avión". Por lo tanto, antes de aterrizar, fue necesario volver al vuelo vertical nuevamente. Sin la necesidad de una gran pista de aterrizaje o cabina de vuelo, una aeronave de este tipo podría basarse en una amplia variedad de barcos con suficiente espacio libre. Como resultado, fue de gran interés para las fuerzas navales.
El programa de creación de un "tailsitter" de combate prometedor se lanzó en 1948. En sus primeras etapas, las organizaciones de investigación se dedicaron a cálculos teóricos y experimentos, cuyos resultados pronto hicieron posible comenzar a crear proyectos completos. El desarrollo de nueva tecnología se confió a dos fabricantes de aviones líderes: Lockheed y Convair. Tenían una amplia experiencia en la creación de tecnología de aviación, incluidos esquemas inusuales. Junto con su experiencia, las empresas contratistas tuvieron que utilizar los datos recopilados de la investigación reciente.
Diagrama de la máquina. Figura Airwar.ru
Inicialmente, los contratistas se enfrentaron a una tarea bastante difícil. Tuvieron que desarrollar aviones de seguimiento de cola adecuados para uso práctico en las fuerzas armadas. Además, el comando de la Armada iba a comparar las dos muestras recibidas y elegir la más exitosa. Se planeó poner en producción este automóvil y enviarlo a las tropas. Sin embargo, pronto quedó claro que tal enfoque para la creación de nuevo equipo militar no se podía poner en práctica. Primero, se requirió probar nuevas ideas originales durante las pruebas, evaluar sus perspectivas y solo después de eso, asumir la creación de un vehículo de combate en toda regla.
En este sentido, en 1950, Lockheed y Convair recibieron una nueva asignación. Ahora se les pidió que crearan aviones experimentales que pudieran usarse para probar el concepto Tailsitter. Con una finalización favorable de esta etapa del proyecto, fue posible asumir la creación de aviones de combate.
Preparación para pruebas en el hangar. Foto 456fis.org
El 19 de abril de 1951, la Marina de los Estados Unidos firmó contratos para la construcción de prototipos. De acuerdo con el acuerdo celebrado, Convair debía construir y someter a prueba dos prototipos. Posteriormente, la empresa decidió de forma proactiva construir tres máquinas, que iban a realizar diferentes tipos de pruebas. El proyecto Convair en esta etapa recibió la designación oficial XFY-1, formada de acuerdo con las reglas de nomenclatura del equipo de aviación de la flota. La primera letra de la designación indicaba la naturaleza experimental del proyecto, la letra "F" relacionaba el avión con los cazas y la letra "Y" designaba a la compañía Convair. En consecuencia, la unidad demostró que se trataba del primer proyecto de su línea.
La operación propuesta en barcos de las fuerzas navales y otros requisitos llevaron a la formación de un diseño inusual de la aeronave. "Tailsitter" Convair XFV-1, en general, se suponía que se parecía a los aviones existentes, pero las principales soluciones técnicas le dieron una apariencia inusual. El proyecto propuso la construcción de un turbohélice de plano medio con un gran ala en flecha, sin cola horizontal. Al mismo tiempo, se utilizaría una gran quilla y una cresta ventral. Para obtener el empuje requerido se utilizaron dos hélices de gran diámetro. Como resultado, el automóvil tenía una apariencia reconocible.
Vuelo con correa. Foto 456fis.org
El avión sin cola recibió un diseño de fuselaje original. Esta unidad tenía una forma aerodinámica con un área de sección transversal variable. Inmediatamente detrás de la ruleta y el cubo de la hélice, el fuselaje aumentó significativamente en altura, manteniendo el ancho original. La parte superior del fuselaje formaba una pronunciada "joroba" necesaria para acomodar la cabina del piloto. Detrás de la linterna había una gargrot de corta longitud, sobre la que se ubicaban los montajes de la quilla. Se utilizó un diseño de fuselaje muy original. La parte de la nariz se colocó debajo del reductor del motor y el cubo de los tornillos coaxiales. El motor estaba ubicado detrás de la caja de cambios arriba de la parte inferior. La cabina del piloto estaba ubicada encima de ella. Los compartimentos de cola del fuselaje albergaban parte de los tanques de combustible, así como el largo tubo de escape del motor. Este último se mostró en la sección de cola del fuselaje.
Se desarrolló una nueva ala de un gran barrido para la aeronave, cuya parte de la raíz ocupaba la mayor parte de los lados del fuselaje. Los elevones se colocaron en el borde de salida de un pequeño barrido. El ala recibió terminaciones de contenedores, en los que había tanques de combustible adicionales. La forma de ala utilizada permitió obtener la máxima superficie posible con unas dimensiones limitadas.
Aviones experimentados en un carro de transporte. Foto Airwar.ru
Un rasgo característico del Convair Tailsitter es su gran quilla y arista ventral. Gracias al uso de un ala grande, fue posible abandonar los estabilizadores del diseño clásico. La estabilidad y la capacidad de control en el modo de despegue vertical y la estabilidad direccional en el vuelo horizontal debían garantizarse, en primer lugar, mediante la cola vertical. Se utilizaron dos planos verticales con un borde de ataque en barrido y una punta redondeada. En el borde de fuga de la quilla y la cresta había timones. Ambos planos eran simétricos con respecto al eje longitudinal de la máquina. En este caso, sin embargo, debido al diseño asimétrico del fuselaje, la quilla que sobresale tenía un área más pequeña y una forma diferente de la parte de la raíz.
Debido a su posición característica en el estacionamiento o durante el despegue, la aeronave "sentada en su cola" recibió un tren de aterrizaje original. Cerca de las puntas de las alas-contenedores del ala y cerca de las puntas de la cola vertical, había carcasas tubulares, en las que había puntales fijos del tren de aterrizaje. El avión tailsitter recibió un tren de aterrizaje de cuatro puntos con amortiguadores y ruedas pequeñas. Los bastidores con ruedas giratorias permitieron que la aeronave tomara una posición vertical, así como maniobrara al remolcar.
Interior de cabina. Foto Airwar.ru
En la parte central del fuselaje, directamente debajo de la cabina, había un motor turbohélice Allison YT40-A-6 con una potencia de 5100 hp. El suministro de aire atmosférico al motor se realizó mediante dos dispositivos de admisión colocados en los laterales delante del borde del ala. Se proporcionó una entrada de aire para radiadores en la parte inferior. Se conectó un tubo al aparato de boquilla del motor, que llegó a la cola del fuselaje y eliminó los gases reactivos del exterior. El avión estaba equipado con dos hélices coaxiales de tres palas con un diámetro de 4,88 m, desarrolladas por Curtiss-Wright. Las palas se montaron en un casquillo común de diseño relativamente complejo. La transmisión por hélice estaba equipada con un freno hidráulico.
Se suponía que un piloto que estaba en la cabina controlaba la máquina. Su lugar de trabajo estaba equipado con un gran panel de instrumentos con relojes comparadores y varios paneles con una variedad de equipos. El control se llevaría a cabo utilizando sistemas estándar de "caza": palancas de control de aviones y motores, así como dos pedales. La cabina recibió un asiento eyectable con medios de montaje inusuales. Para mayor comodidad al trabajar en diferentes modos, la silla podría balancearse dentro de un amplio sector. En caso de un aterrizaje fallido, el piloto podría abandonar el avión y descender al suelo utilizando una cuerda de 25 pies (7,6 m) fijada en la cabina. Una linterna de gran superficie protegía al piloto de la corriente entrante. En su composición había una visera fija y la parte principal, deslizante hacia atrás.
Prueba piloto James F. Coleman. Foto de la Marina de los EE. UU.
El avión experimental no necesitaba un arma, pero este problema aún se estaba resolviendo en la etapa de diseño. Manteniendo las dimensiones y los parámetros de peso existentes, el Convair XFY-1 podría transportar hasta cuatro cañones automáticos de 20 mm o varias docenas de misiles no guiados. Debido a la falta de otros volúmenes libres, se propuso montarlos en contenedores en los extremos del ala.
A pesar de todos los esfuerzos para reducir el tamaño, el prometedor avión tailsitter resultó ser bastante grande. La longitud del vehículo alcanzó los 10, 66 m, la envergadura fue de 8, 43 m, la envergadura vertical de la cola fue de aproximadamente 7 m, la aeronave vacía tenía una masa de 5.33 toneladas, el despegue máximo se determinó en el nivel de 7 Se suponía que el vuelo a nivel de 37 toneladas superaba los 980 km / h. Se planeó obtener características de alta tasa de ascenso: para esto, los tornillos debían realizar las funciones de portadores de carga.
Prueba piloto John Knebel. Foto Thetartanterror.blogspot.fr
Para el transporte de una aeronave con un chasis específico, se ha desarrollado un bogie remolcado especial. Un bastidor con cuatro ruedas albergaba dos vigas oscilantes con cilindros hidráulicos. En los extremos libres de las vigas, utilizando sus propias bisagras y accionamientos separados, se fijaron dispositivos de sujeción más pequeños. Al cargar la aeronave, estos últimos se colocaron debajo de su sección central y se conectaron a ella con candados. El sistema hidráulico hizo posible trasladar la máquina a una posición horizontal y, utilizando un tractor independiente, mover el carro a la posición deseada. En preparación para el despegue, la aeronave fue trasladada a una posición vertical, después de lo cual se desacopló y se colocó sobre sus propias ruedas.
A fines de 1953, Convair comenzó a construir equipos experimentales. Se decidió construir tres máquinas idénticas diseñadas para resolver diferentes problemas como parte de un extenso programa de pruebas. El primer planeador debería haber estado equipado con un grupo propulsado por hélice, un sistema de combustible y controles. Dicho prototipo estaba destinado a controles preliminares de la planta de energía. La tercera muestra se envió para pruebas estáticas. Controlado en el suelo, atado en el aire y el vuelo libre fue seguido por un segundo Tailsitter experimentado.
Preparándose para el despegue, motor en marcha. Foto Airwar.ru
Después de verificar el funcionamiento del motor en el primer prototipo, se obtuvo el permiso para realizar pruebas posteriores con pruebas en tierra del equipo y posterior ascenso en el aire. Como lugar para estos controles, se eligió el aeródromo de Moffett (California), es decir, una de sus gradas, que en un momento fue construida para aeronaves. Bajo el techo del cobertizo para botes, de casi 60 m de altura, había una viga de grúa, que se convertiría en un dispositivo de seguridad. Al preparar el experimentado XFY-1 para vuelos, los especialistas de la empresa desarrolladora desmantelaron el carenado del eje de la hélice, debajo del cual había una estructura de sujeción especial. Con la ayuda de este último, la aeronave debe colgarse del gancho de una viga de grúa. Al seleccionar y soltar la cuerda, el operador de la grúa podría evitar que la aeronave se caiga.
El 29 de abril de 1954, la aeronave debía despegar por primera vez con aseguramiento. El piloto James F. Coleman estuvo a cargo de operar el prototipo. El ingeniero Bob McGreary operó la grúa giratoria y supervisó la longitud del cable libre. Habiendo llevado el motor a la potencia requerida, el piloto de pruebas pudo levantar el automóvil del suelo, pero inmediatamente después de eso, comenzaron los problemas. Una vez en el aire, la aeronave comenzó a girar incontrolablemente alrededor del eje longitudinal. Gracias a la respuesta oportuna del operador de la grúa, la máquina se salvó de caer. Después de completar el primer vuelo de prueba, el automóvil se sentó con cierta dificultad.
El auto está en el estacionamiento. Foto Airwar.ru
Probablemente, fue en esta etapa, debido a las peculiaridades de la amortiguación del resorte del chasis, que el avión recibió el apodo de Pogo (de Pogo-stick, el proyectil deportivo "Grasshopper"). Posteriormente, el nombre no oficial del proyecto se hizo ampliamente conocido y ahora se usa con tanta frecuencia como la designación oficial asignada por el cliente.
La aeronave mostró su capacidad para despegar y aterrizar verticalmente, pero la rotación incontrolada en estos modos no permitió realizar todas las ventajas del esquema original. Era necesario descubrir las causas de tales problemas y eliminarlos. Para ello, se pegaron las superficies exteriores del fuselaje con "hilos de seda", cuya observación permitió identificar problemas de naturaleza aerodinámica. Tales pruebas dieron resultados rápidamente. Resultó que incluso el gran cobertizo para botes existente no era lo suficientemente grande para un vehículo experimental. El flujo de aire de las hélices golpeó el piso de la estructura, se movió hacia los lados, se reflejó en las paredes y regresó. Fueron los numerosos vórtices los que impidieron que el plano del tailsitter mantuviera la posición requerida.
Convair XFY-1 Pogo realiza un despegue vertical, 30 de noviembre de 1954. Foto de la Marina de los EE. UU.
Los evaluadores tuvieron en cuenta este hecho, pero aún así se vieron obligados a continuar probando en una estructura cerrada. La máquina prototipo todavía necesitaba un seguro, que solo podía llevarse a cabo con una grúa de cobertizo para botes. La instalación de dicho equipo en un área abierta no fue posible. En condiciones tan difíciles, J. F. Coleman completó varias docenas de vuelos de prueba con una duración total de aproximadamente 60 horas. Debido al comportamiento inestable de la máquina durante las primeras pruebas y vuelos posteriores, el piloto de pruebas nunca cerró la lámpara. Esto causó algunos inconvenientes, pero Coleman los consideró un precio aceptable por la capacidad de abandonar rápidamente la aeronave.
A mediados de 1954, el prototipo fue llevado a un área abierta para vuelos gratuitos. El primer día de tales pruebas, el piloto de pruebas pudo subir a una altura de 6 my luego superar la barra de 45 m. El control de la máquina no era muy simple, pero la ausencia de paredes y techo. tuvo un efecto positivo en las características del equipo. Aprovechando esto, J. F. Coleman continuó los vuelos verticales con numerosos despegues, maniobras de helicópteros y aterrizajes posteriores.
Vuelo en helicóptero. Foto de la Marina de los EE. UU.
Pronto, un "tailsitter" experimentado fue trasladado a Brown Field (California), donde las pruebas continuarían bajo la supervisión de representantes del departamento militar. En la nueva ubicación se realizaron 70 vuelos verticales más, tras lo cual se decidió probar el prototipo en modos transitorios y en vuelo horizontal.
El 2 de noviembre de 1954, el experimentado XFY-1 despegó verticalmente por primera vez y después de ascender cambió a vuelo horizontal. Después de eso, el automóvil se devolvió a la posición vertical y se plantó. El vuelo duró 21 minutos, de los cuales 7 fueron vuelos similares a aviones. El inicio de tales controles permitió determinar las características reales del vuelo horizontal. Entonces, se encontró que incluso con el empuje mínimo del motor, el avión tailsitter desarrolla una velocidad de más de 480 km / h. La aeronave no estaba equipada con frenos de aire, lo que dificultaba el control de la velocidad. Debido a esto, en repetidas ocasiones adelantó involuntariamente al avión de respaldo que lo acompañaba.
Vuelo nivelado. Foto Airwar.ru
Una vez confirmadas las características calculadas, el prototipo presentaba ciertos inconvenientes. En primer lugar, se descubrió que el XFY-1 es difícil de controlar, especialmente en condiciones transitorias. Para un aterrizaje seguro, el experimentado piloto J. F. Coleman tuvo que mover el automóvil a una posición vertical a altitudes de unos 300 m, y luego bajarlo suavemente al suelo. Los últimos metros del descenso estuvieron asociados a dificultades especiales, ya que numerosos vórtices interfirieron con el aterrizaje, y además, el piloto desde su cabina no pudo monitorear adecuadamente la situación. Para solucionar parcialmente este problema, en una de las etapas de prueba, el prototipo recibió un radioaltímetro con alarmas luminosas: las lámparas verde y naranja indicaban descenso normal y las rojas indicaban un exceso de la velocidad vertical segura.
J. F. Coleman voló un solo Pogo hasta mediados de 1955. Un piloto experimentado logró dominar todas las sutilezas de controlar una máquina de este tipo en modos difíciles. Al mismo tiempo, quedó claro que es poco probable que los pilotos ordinarios de las unidades de combate puedan aprender a pilotar una técnica de este tipo. Además, tales tareas estaban más allá del poder incluso de los probadores profesionales. Entonces, a mediados de mayo de 1955, se suponía que el piloto John Knebel se uniría a las pruebas. En su primer vuelo sin asegurar, no pudo mantener el auto en posición y casi lo choca. Después de eso, todos los vuelos nuevos se asignaron solo a Coleman.
Vista desde atrás. Foto Airwar.ru
16 de junio de 1955 J. F. Coleman envió al experimentado Tailsitter en vuelo libre por última vez. Después de eso, el automóvil fue enviado al hangar mientras estudiaba los resultados de las pruebas, finalizaba el proyecto, etc. En la primavera del próximo año, se decidió realizar nuevas pruebas por parte de las fuerzas navales, para lo cual fueron a estudiar dos pilotos de aviación naval. Sin embargo, nunca pudieron unirse al trabajo.
Durante los vuelos de prueba, el único modelo de vuelo Convair XFY-1 Pogo logró desarrollar la mayor parte del recurso. Durante la siguiente revisión, se encontraron virutas en el aceite de la caja de cambios. El coche necesitaba reparación y restauración antes de nuevas pruebas. Sin embargo, el cliente consideró innecesaria la revisión de la aeronave. El proyecto original ya no le interesaba, lo que hacía que la restauración del prototipo careciera de sentido.
"Pogo" en color. Foto Airwar.ru
Después de examinar los éxitos de dos proyectos piloto de Lockheed y Convair, el Comando Naval de EE. UU. Ha sacado conclusiones sobre los beneficios prácticos de los aviones sentados en la cola. Esta técnica tenía ventajas notables sobre aviones y helicópteros, pero al mismo tiempo no carecía de desventajas características. Las pruebas del prototipo "Pogo" mostraron que una máquina de este tipo es muy difícil de volar y exigente en los lugares de aterrizaje. El control de tal técnica difícilmente podría ser dominado por un piloto promedio. Además, aterrizar en la cubierta oscilante del barco era prácticamente imposible.
Los proyectos inusuales fueron de interés técnico y científico. Mostraron la posibilidad fundamental de crear aviones de despegue vertical no estándar. Al mismo tiempo, estos desarrollos tuvieron una proporción específica de características positivas y negativas. La producción en serie, la operación y el desarrollo masivo de tales equipos no tenían sentido.
Máquina experimental como exhibición, agosto de 1957. Foto de Wikimedia Commons
En 1956, el proyecto XFY-1 se cerró debido a la falta de perspectivas reales. El primer y tercer prototipos, destinados a pruebas estáticas y en tierra, fueron desmantelados por ser innecesarios. El único Pogo volador estuvo durante algún tiempo en la Base de la Fuerza Aérea de Norfolk (California). Más tarde fue donado al Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian. Un equipo único se guarda en la sucursal del museo en la ciudad de Suiteland (Maryland).
El cierre del proyecto experimental Convair XFY-1 supuso la finalización de las obras del avión Tailsitter, realizadas desde finales de los años cuarenta por orden de la Armada de los Estados Unidos. Dos proyectos mostraron la posibilidad fundamental de desarrollar y construir equipos de apariencia inusual, pero al mismo tiempo demostraron la excesiva complejidad de su operación. Originalmente se planeó que el resultado de dos proyectos sería el surgimiento de un caza basado en portaaviones, pero más tarde estos desarrollos se volvieron experimentales. Dos proyectos resolvieron con éxito un problema similar.
