Vought XF5U-1 Skimmer — экспериментальный палубный истребитель (СВВП)

[MBA116]

Приветствую Вас форумчане!

 

Самый, пожалуй, необычный проект палубного истребителя, когда-либо встречавшийся в истории авиастроения, был разработан и воплощен талантливым американским авиаконструктором немецкого происхождения Чарльзом Циммерманом в сотрудничестве с фирмой Чанс-Воут.
1. Разработка

В 1933 году видный американский ученый - аэродинамик Чарльз Циммерман провел серию опытов с крылом малого удлинения. Теоретические исследования показали эффективность данной схемы. На концах крыла сверхмалого удлинения предполагалось ставить винты, крутящиеся в сторону, противоположную направлению вращения сходящих с крыла вихрей. Тогда индуктивное сопротивление системы «крыло – винты» падало бы, а аэродинамическое качество возрастало с 1 до 4, то есть можно было построить самолет с огромным диапазоном скоростей. Низкооборотные винты большого диаметра при достаточной энерговооруженности позволят висеть, как вертолету поперечной схемы, и совершать вертикальный взлет, а низкое лобовое сопротивление даст самолетную скорость. В 1935 году Циммерман построил пилотируемую модель с размахом 2 м. Оснастил ее 2x25 л.с. двигателями «Клеон» воздушного охлаждения. Пилот должен был лежать внутри фюзеляжа - крыла. Но модель не оторвалась от земли из-за невозможности синхронизировать вращение винтов. Тогда Циммерман построил резиномоторную модель полуметрового размаха. Она успешно летала.
После поддержки в НАСА, где до этого отвергали изобретения Циммермана, как чересчур современные, конструктора летом 1937 года пригласили работать на фирму Чанс-Воут (генеральный директор Юджин Уилсон). Здесь, пользуясь большим потенциалом лабораторий, Чарльз построил модель - электролет V-162 метрового размаха. Он совершил ряд успешных полетов в ангаре.
В конце апреля 1938-го Циммерман запатентовал свой самолет, рассчитанный на двух пассажиров и пилота. Его разработками заинтересовалось военное ведомство. В начале 1939 года в рамках конкурса на истребитель нетрадиционной схемы, в котором, кроме Чанс-Воута, приняли участие фирмы Кертисс и Нортроп, Чарльз занялся разработкой и постройкой легкомоторного аналога V-173. Работа финансировалась ВМС США. V-173 имел сложную деревянную конструкцию, обтянутую тканью. Два синхронизированных двигателя Континентал А-80 по 80 л.с. вращали через редукторы огромные трехлопастные винты диаметром по 5,03 метра. Размах крыла 7,11 м, его площадь 39,67 м2, длина машины 8,13 м. Шасси для простоты сделали неубирающимся, с резиновой амортизацией. Профиль крыла выбрали симметричным, НАСА — 0015. По курсу самолет управлялся посредством двух килей с рулями направления, а по крену и тангажу — с помощью цельно-поворотных элевонов.
Самолет был настолько необычен, что представители ВМС США, в интересах которых строился V-173, настояли на том, чтобы его продули в аэродинамической трубе испытательного комплекса Лэнгли.

Spoiler

Результаты продувок показали правильность теоретических выкладок Циммермана, и 16 сентября 1941 г., всего через день после завершения продувок, ВМС заключили с фирмой Чанс-Воут, в сотрудничестве с которой работал Циммерман, контракт на разработку палубного истребителя. Начались летные испытания.

2. Испытания

После коротких пробежек и подлетов на аэродроме фирмы в г. Стратфорде (штат Коннектикут), шеф-пилот фирмы Бун Гайтон 23 ноября 1942 года поднял V-173 в воздух. Первый 13-минутный полет показал, что нагрузка на ручку, особенно в канале крена чрезмерно велика. Этот недостаток устранили установкой весовых компенсаторов, подбором шага винтов в зависимости от режима работы двигателей. Самолет стал послушным в управлении. Гайтон констатировал, что ручка без чрезмерных усилий отклоняется в канале тангажа на 45 градусов в обе стороны.
Основным недостатком V-173 Гайтон и присоединившиеся к нему в процессе испытаний знаменитые летчики Ричард Бурове и Чарльз Линдберг признали плохой обзор из кабины вперед при рулежке и на взлете. Причина этого - очень большой стояночный угол. Тогда подняли пилотское кресло, сделали иллюминатор для обзора вниз-вперед. Но и это мало помогло. Разбег самолета составил всего 60 метров. При встречном ветре 46 км/ч он поднимался в воздух вертикально. Потолок машины - 1524 м, максимальная скорость - 222 км/ч. Параллельно с конструированием и испытаниями V-173 фирма Чанс-Воут начала проектировать истребитель. Контракт на его разработку получила от ВМС 16 сентября 1941 года, через день после дачи согласия на продувки V-173 в трубе Лэнгли-Филд. Этот проект имел фирменное обозначение VS-315.
При полетном весе 1400 кг мощности 160 л.с. машине явно не хватало. Несколько раз в результате отказа двигателя V-173 совершал вынужденные посадки. Однажды на песчаном пляже скапотировал, (колеса малого диаметра зарылись в грунт). Но всякий раз очень малая посадочная скорость и прочность конструкции спасали его от серьезных поломок.

Spoiler

К маю 1942-го работа над техническим предложением была завершена. В команду Циммермана пришел молодой талантливый инженер Юджин «Пайк» Гринвуд. Он отвечал за проектирование конструкции нового самолета. В июне техническое предложение передали в Бюро по аэронавтике, будущий самолет получил наименование по системе, принятой в ВМС: XF5U-1. Основной его особенностью стало соотношение между максимальной и посадочной скоростью - около 11, по обычной схеме - 5. Расчетный диапазон скоростей от 32 до 740 км/ч. Для достижения таких характеристик следовало решить множество проблем. Например, на малых скоростях полета угол атаки сильно возрастал. Из-за несимметричности обтекания еще на V-173 отмечали очень сильные вибрации, грозившие прочности конструкции. Чтобы отделаться от этого режима, фирма Чанс-Воут, сотрудничавшая с фирмой Гамильтон Стандард (она производила воздушные винты), разработала движитель под названием «разгруженный пропеллер». Деревянные лопасти очень сложной формы, с широким комлем крепились к стальным проушинам, связанным с автоматом перекоса. С его помощью можно было менять циклический шаг лопастей.
В создании винтомоторной группы приняла также участие фирма Пратт-Уитни. Ею были спроектированы и изготовлены синхронизатор для двигателей R-2000-7, пятикратные редукторы, муфты сцепления, позволявшие любому из двух моторов выключаться в случае повреждения или перегрева.
Специалисты помогли также сконструировать принципиально новую топливную систему, позволявшую питать двигатели при длительном полете на больших углах - атаки (до 90 град. при висении по-вертолетному).
По внешней форме XF5U-1 практически повторял V-173. Той же осталась и система управления. Гондола пилота и крыло - фюзеляж полумонококовой конструкции были выполнены из металита (двухслойной панели из бальзы и алюминиевого листа) весьма прочного и достаточно легкого. Двигатели, утопленные в крыле - фюзеляже, имели хороший доступ.
Деревянный макет XF5U-1 попал на макетную комиссию ВМС 7 июня 1943 года. Он имел трехлопастные винты. После переделок, вызванных замечаниями комиссии, вновь представленный к рассмотрению контракт на изготовление опытных образцов по непонятным причинам подписали лишь 15 июля 1944 года. Первый прототип решили оснастить двигателями Пратт-Уитни R-2000-7 (1100 л.с. - мощность на максимале, 1350 л.с. - на форсаже с впрыском воды), второй - XR-2000-2, с турбогенераторами фирмы Райт. Вооружение на первом прототипе не устанавливалось. Первый прототип XF5U-1 был выкачен из ангара 25 июня 1945 года. К этому времени фирма получила разрешение на проведение летных испытаний на хорошо оборудованном полигоне Мурок Драй Лейк (Калифорния).
Ранее, 24 марта, она обратилась к ВМС с просьбой продолжить финансирование проекта, так как кредит, выделенный на XF5U-1, был уже растрачен. Для экономии средств урезали программу летных испытаний, в частности, ее полетную часть и статические испытания.

3. Закрытие программы

Временно оборудованный 4-лопастными винтами, аналогичными применяемым на истребителе F4U-4 «Корсар» (модель «Хайдроматик» фирмы Гамильтон), XF5U-1 успешно рулил. Второй экземпляр использовался для статических испытаний.
После установки на первый прототип «разгруженных пропеллеров» Бун Гайтан, наконец, поднял самолет в воздух в середине января 1947 года. «Скиммер», как прозвали машину на фирме, с честью прошел программу летных испытаний, достигнув рекордной для того времени скорости в 811 км/ч. Этот неофициальный рекорд принадлежал Ричарду Буровсу. Скорости он достиг на высоте 8808 м на форсажном режиме.
Были продемонстрированы возможности вертикального взлета со специальной трапеции «по-вертолетному», винтами вверх, висение также «по-вертолетному».
«Скиммер» подготовили для перевозки морем через Панамский канал в Калифорнию, но программу внезапно закрыли. Основных причин оказалось две: финансовые затруднения на фирме, причем отказ от «Скиммера» стал самым простым способом сэкономить деньги, и тот факт, что уже шло перевооружение флота США на реактивную технику.
Весной 1948 года согласно инструкции ВМС с самолетов сняли все ценное оборудование, а корпуса превратили бульдозерами в металлолом. V-173 примерно в это же время передали в музей при Смитсоновском институте, где он хранится по сей день.

4. Вооружение

Радиооборудование истребителя состояло из коротковолновой радиостанции и радиокомпаса. Антенны этих устройств находились под фюзеляжем. Это делало «Скиммер» всесуточным самолетом.
На опытные образцы XF5U-1 вооружение не устанавливалось.
Серийные машины предусматривалось вооружать шестью 12,7-мм пулеметами «Browning» с боезапасом по 400 патронов, компактно расположенных в двух вертикальных батареях по бокам гондолы летчика вне дисков винтов. В серии предполагалось заменить их частично или полностью на перспективные скорострельные 4x20-мм пушками «Ford Pontiac M39A». Под фюзеляжем могли устанавливаться два пилона для подвески бомб общей массой до 454 кг или топливных баков емкостью 568 л.
Использование неуправляемых ракет или бомбометание с пикирования полностью исключалось из-за большого диаметра винтов.

5. Конструкция

Истребитель XF5U-1 представлял собой двухкилевой моноплан интегральной компоновки с эллиптическим крылом симметричного профиля NACA 0015 по всему размаху.
Конструктивно самолет состоял из трех основных частей: передней, средней и задней. передней находилась кабина летчика, воздухозаборники с вентиляторами принудительного охлаждения двигателей и отсеки со стрелковым вооружением. Средняя часть фюзеляжа была образована двумя силовыми шпангоутами-лонжеронами, между которыми располагались двигатели, основной и расходные баки, валы и редукторы привода винтов. В нижней ее части к переднему силовому шпангоуту крепились основные стойки шасси. В задней части находились основные органы управления самолетом, хвостовое колесо и тормозной крюк.
Силовой набор конструкции изготавливался из алюминиевых сплавов, а обшивка из нового композиционного материала - металита, запатентованного фирмой Vought и представляющего собой склеенный и сформованный в большом автоклаве сандвич из двух тонких алюминиевых листов, разделенных слоем сверхлегкого дерева - бальзы. Прочность и жесткость полученного материала дала возможность радикально уменьшить число подкрепляющих обшивку самолета шпангоутов и нервюр, сделав конструкцию почти монококовой.
Кабина летчика герметичная, закрытая каплевидным сдвижным фонарем. Привод сдвижной части фонаря электрический. Сиденье летчика - катапультируемое, типа JD-1, производства английской фирмы Martin-Baker. На передней панели приборной доски находились основные пилотажно-навигационные приборы, приборы контроля систем самолета и силовой установки. На левой панели располагались ручки управления двигателем, циклическим шагом винтов, триммерами, шасси и тормозным крюком. Правая панель была занята АЗС и панелью управления радиостанцией.
Силовая установка состояла из двух 14-цилиндровых двухрядных двигателей Pratt & Whitney R-2000-2(D) Twin Wasp мощностью по 1600 л.с. На передней части картера каждого двигателя закреплялся редуктор с коническими шестернями, которые передавали вращающий момент на единый поперечный вал привода винтов. Кроме этого, к редуктору подключали вентилятор охлаждения двигателя. Отработанный горячий воздух выходил через регулируемые створки на нижней и верхней поверхностях фюзеляжа. Выхлопные газы через коллектор и U-образную выхлопную трубу выводились под фюзеляж. В случае отказа одного из двигателей летчик мог отключить его от редуктора, воспользовавшись соответствующей муфтой сцепления. Винты самолета - с изменяемым общим и циклическим шагом. Лопасти винта - деревянные.
Шасси самолета трехстоечные с хвостовым колесом. Все стойки шасси двухколесные. Система уборки гидравлическая. Большой стояночный угол самолета вынудил конструкторов закрепить тормозной крюк на верхней поверхности фюзеляжа. Механизм выпуска и уборки крюка гидравлический, пирамидального типа.
Система управления самолетом механическая, жесткая. По крену и тангажу машина управлялась с помощью дифференциально отклоняемых цельноповоротных стабилизаторов. Стабилизаторы оснащены триммерами и внешними весовыми компенсаторами. Стабилизация летательного аппарата по направлению обеспечивается двумя трапециевидными килями с рулями направления большой площади. В хвостовой части самолета были установлены автоматические закрылки, используемые при посадке для парирования .

6. ЛТХ

Экипаж: 1 чел.
Длина: 8,73м
Размах крыльев: 9,91м
Высота: 4,50м
Площадь крыльев: 44,2м²
Вес пустого: 5968кг
Снаряженный вес: 7600кг
Максимальный взлетный вес: 8533кг
Двигатели: 2 Pratt&Whitney R2000-7 (1350л.с. каждый)
Максимальная скорость: 800км/ч на высоте 8500 м (проектная)
Дальность: 1703км
Максимальная высота полета: 10516м
Скороподъемность: 15,23м/с
Нагрузка на крыло: 172кг/м²

Фото, схемы

[MBA116]

Фото, схемы

Видео

 

Список источников

1. XF5U-1

2. Naval Fighters. #21. Chance Vought V-173 & XF5U-1 Flying Pancakes

3. И. Кудишин. «Палубные истребители Второй мировой войны».

4. http://www.diseno-ar...1_flapjack.html

5. И. Е. Ружицкий «Американские самолеты вертикального взлета и посадки».

Благодарю за внимание!

[HARD_roker]

вот это да, никогда не слышал о таком, реактивный смотрелся бы вообще футуристично

[choock]

О, знаменитая в самолетах "печенька"))

Её в последнем патче вывели из древа развития к сожалению. Очень неплохо летала скажу я вам(в игре конечно).

Может здесь на авианосцах будет? ))

Надеюсь за выложенные скриншоты не закидаете помидорами))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[RenamedUser_20378019]

XAPDPOKEP (22 Сен 2013 - 18:54) писал:

вот это да, никогда не слышал о таком, реактивный смотрелся бы вообще футуристично

Но а как же старый добрый 7 (или 8лвл) палубник США в WoWp? Ныне,его убрали:(

[VauIt]

XAPDPOKEP (22 Сен 2013 - 18:54) писал:

вот это да, никогда не слышал о таком, реактивный смотрелся бы вообще футуристично

Но, без винтов, от потерял бы возможность вертикального взлёта, что, насколько я понимаю, было одним из главных преимуществ.

[MBA116]

VauIt для него да. О реактивных СВВП еще будет

choock сезон не тот :smiles:

[choock]

Если лишнее, удалю) Не проблема)

[MBA116]

choock (22 Сен 2013 - 19:39) писал:

Если лишнее, удалю) Не проблема)

Все в порядке. За скрины +. Если он есть в WoP, как знать может и появиться на авианосцах. В первоначальном виде скрины ты разместил лучше.
Имел ввиду помидоров нет, не сезон уже. :smiles:

[choock]

MBA116 (22 Сен 2013 - 19:43) писал:

Все в порядке. За скрины +. Если он есть в WoP, как знать может и появиться на авианосцах.
Имел ввиду помидоров нет, не сезон уже. :smiles:

Спасибо за поддержку, я скрины немного подредактировал, чтобы увеличение по клику было, они так без искажения будут.
Ходят слухи, что может "печеньку" премиумным самолетом сделают. А летать на ней и правда в удовольствие.

[MBA116]

choock (22 Сен 2013 - 19:46) писал:

Ходят слухи, что может "печеньку" премиумным самолетом сделают.

По твоим скринам видны бомбы, а будут ли ракеты или пушки 4х20мм.

[anonym_HG7DilrO7j1O]

Прикольная тема, и самолёт-НЛОшка :playing:

[RenamedUser_19725482]

E013KX40RUS (22 Сен 2013 - 19:01) писал:

Но а как же старый добрый 7 (или 8лвл) палубник США в WoWp? Ныне,его убрали:(

К сожалению :sad:

[Pa3gibatop_nagibatopov]

Помоему его в самолетах "тарелкой" прозвали! +

[anonym_YunkfcLxxqk6]

Знаю такой. Друг его блинчиком называет.

[Pa3gibatop_nagibatopov]

AngryBird1 (22 Сен 2013 - 20:36) писал:

Знаю такой. Друг его блинчиком называет.

Альфа тестеры самолетов говорят, что на альфе этот "блинчик"  :veryhappy:  рвал всех!
Вооружение у них ( даже судя по игре) мощное, если захватил противника то практически уничтожает! Скорострельность у них хорошая!

[T4_F1]

жаль, что печенюшку из самолетов убрали.

А, кстати, уважаемый, поясните пож-ста данную строчку:

Цитата

Специалисты помогли также сконструировать принципиально новую топливную систему, позволявшую питать двигатели при длительном полете на больших углах - атаки (до 900 при висении по-вертолетному).

900 чего? Градусов? Нолик лишний, мб?

 

Просто не знаю, потому и спрашиваю

[MBA116]

T4_F1 (22 Сен 2013 - 20:55) писал:

900 чего? Градусов? Нолик лишний, мб? Просто не знаю, потому и спрашиваю

должно быть 90 град., только нолик не так расположен. Часто бывают и не такое при создании тем. Исправлю. Благодарю за внимательность

[esoess1]

В большом зимним турнире этот палубник был оченть популярен.

[3BoHuMeHTaM]

На таком бы в wowp полетать :tongue: