Опытный истребитель Westland Pterodactyl V. Великобритания

Хотя ранее программа опытно-конструкторских работ по Pterodactyl IV создала самолет с хорошими характеристиками управляемости и трехместной кабиной для багажа, его характеристики с двигателем Gipsy III был хуже, чем у некоторых других присутствующих на рынке типов истребителей, разработанных компаниями или частными владелецами. Имея ввиду этот факт, а также ограниченный гражданский рынок в условиях сложившегося в Великобритантурии депрессивного экономического климата, компания Westland решила не ставить Pterodactyl IV в производство.

Это решение заставило Джеффри Хилла и его команду бесплатно сосредоточить свое внимание на следующем в серии "птеродактилей": боевом самолете с высокими характеристиками — той машины, которую Хилл лелеял еще в 1926 году с представления Министерству авиации двух проектов истребителей. Очевидно, что в конфигурации "птеродактилей" сектор обстрела, предусмотренный для установленных сзади подвижных пулеметов, делал эту машину наиболее подходящий для разработки в качестве двухместного истребителя. Таким образом, это была основа предложений, представленных в 1931 году компанией Westland в Министерство авиации. Под эти предложения была составлена специцикация F.3/32, требования которой касались создания двухместного истребителя с тянущим винтом, вооруженного двумя установленными вперед неподвижными пулеметами Vickers и одним установленным в задней кабине подвижным пулеметом Lewis. В качестве двигателя для самолета был указан Rolls-Royce PV.G — развивавший 600 л.с. вариант двигателя Kestrel с испарительной системой охлаждения, ставший известным как Goshawk. С этим стимулированием технический проект на Pterodactyl V был начат Гербертом Меттэмом, который отвечал за рабочие нагрузки, обнаружил, что это была очень долгая и сложная задача, усугублявшаяся отсутствием данных о безопасных пределах распределения нагрузки на стреловидном крыле с комбинированными изгибающей и скручивающей нагрузками. Испытания в аэродинамической трубе с моделями также выявили областей потенциальных аэродинамических проблем с различными характеристиками сваливания прямолинейного центроплана и консолей крыла со стрловидностью в 47°.

схемы и компоновка истребителя Westland Pterodactyl V

Хотя  Хилл сохранил ту же базовую конфигурацию, что и у предшественника, однако Pterodactyl V имел гораздо более усовершенствованную и абициозную конструкцию для удовлетворения требований на боевой самолет. Для маневренного истребителя, в возможности которого включается и полет на спине, необходимы повышенные прочность и жесткость, которые обеспечиваются принятем конфигурации полутораплана, которая также имела ряд других преимуществ. Из-за малого фюзеляжа с небольшим внутренним пространством для укладки маленькое нестреловидное нижнее крыло могло вмещать боеприпасы, установленные на бомбодержатели для серии мелких бомб. Также это крыло служило для установки на консольных балках балансировочных стоек шасси. Наибольшее значение имела способность нижнего крыла обеспечивать дополнительную подъемную силу без увеличения размаха.

Фюзеляж был изготовлен из дюралевых труб квадратного сечения, соединенных трубчато-клепаными укрепляющими накладками; аналогичным образом двигатель устанавливался на стальные трубы квадратного сечения. Поскольку длина фюзеляжа была только 17 футов 4 дюйма (5,28 м), то было необходимо малое количество шпангоутов или панелей силовой конструкции, которые были, в основном, капот редуктора, задняя перегородка моторного отсека, опорная конструкция приборной панели, передний шпангоут кабины и откидное место. Также как и основная стойка шасси силовые элементы фюзеляжа несли съемные металлические панели: только конденсатор — или радиатор (нижняя часть фюзеляжа) и кабины пилота и стрелка были окружены обшивкой. Первоначально выхлопные газы от обоих блоков цилиндров выходили через патрубки. В кормовой части моторного отсека были крепления для маслобака, радиатора, который выступал из правого борта фюзеляжа, и вертикального топливного бака в форме наперстка. Кабина пилота была расположена позади задней кромки верхнего крыла, благодаря чему он получил прекрасный круговой обзор.

Pterodactyl V в своем первоначальном состоянии. Конденсатор, выхлопные трубы, топливный бак, заднее место стрелка и баленсирные полозья хорошо показаны на этой фотографии

Два пулемета Vickers были установлены с их казенными частями на полпути вниз по сторонам кабины пилота под слегка выпирающими обтекателями; они стреляли через длинные желоба в сторонах фюзеляжа. Пустые стреляные гильзы и звенья должны были выбрасываться через желоба в сторонах фюзеляжа. Округлая задняя часть фюзеляжа понижалась за кабиной пилота и была предназначена для установки разработанной Хиллом электрогидравлической пулеметной башни. Патент №436071 (Patent No.436071) на башню был выдан на имя Capt G T R Hill and Petters Ltd в июне 1935 года. Неподвижное опорное кольцо, являвшееся частью конструкции фюзеляжа, имело внутреннее кольцо, которое вращалось на шариковых подшипниках и несло пулеметную установку, регулируемое сиденье, прицел, все приводные механизмы и механизмы управления,  запасные оружейные барабаны и турель. Одиночный пулемет Lewis был установлен на борту с оружейными барабанами внутри для экономии места и обеспечивает легкий доступ для замены барабана. Считалось, что эта башня, возможно, могла быть "вознесена" на планер, однако  не было найдено никаких документальных или фотографических доказательств, показывающих, что полностью оборудованная рабочая башня была установлена или летала на самолете. Тем не менее, Гаральд Пенроуз четко вспоминает, что летающий Pterodactyl V был оснащен макетом

"аэродинамической формы башни для проверки эффекта обтекания его воздушным потоком".

Два тандемно установленных колеса основной стойки шасси были расположены на поворачавающейся раме, установленной на одиночной опоре с масляным амортизатором. Амортизатор был установлен в скобе над передним колесом, которое могло поворачиваться на небольшой угол; на заднее колесо устанавливался только тормоз. Кислородное и радиооборудование устанавливалось в обеих кабинах.

в виде спереди легко забыть, что Pterodactyl V спроектирован в качестве башенного истребителя

Покрытые полотном профили крыла RAF 34 являлись частями отдельных (правой и левой) консолей верхнего крыла. Консоли имели два I-образных лонжерона, изготовленных из дюралюминиевых балок с ребрами из элементов жесткости из катаных профилей и сборные дюралевые балочные нервюры. В своих "корневых" частях консоли заканчиваются мощными прочными нервюрами, соединенными шарнирно, но на удивление соединение не имело каких-либо поддерживающих стоек. Передняя кромка была целиком из дюралюминия и шла назад до переднего лонжерона, создавая прочную жесткую коробчатую конструкцию. Чтобы добавить прочности на основных несущих силовых элементах нервюры были дублированы: прямой центроплан прекращался у второй нервюры и на его внешних концах находились стенки балок. Дополнительные нервюрынаходились там же , где две пары поддерживающих стоек центроплана от верхних лонжеронов присоединялись к консолям крыла и где соединялись V-образные бипланные стойки. Трубчатые элементы сжатия под углом между передними и задними лонжеронами, связывая усиливающее нервюры. Элевоны подобной конструкции с трубчатыми лонжеронами и нервюрами установлены на внешних сторонах верхнего крыла. Автоматические предкрылки Handley Page изначально были связаны с интерцепторами (spoilers) передней кромки крыла. Овальные кили и рули направления были установлены на законцовках верхнего крыла, рули направления также могут использоваться в качестве воздушных тормозов. Небольшое нижнее крыло было аналогичной конструкции, но не имело управляющих поверхностей. Тем не менее, оно было снабжено прочными точками крепления для балансировочных стоек шасси, которые первоначально состояли из длинных прямых направляющих, прикрепленных к верхним частям V-образных бипланных стоек и к нижнему крылу. Стойки снабжены защитными колодками.

нижнее крыло Pterodactyl V имело прочную конструкцию, к которой были прикреплены различные стойки. На данной фотографии хорошо видны желобы пулеметов пилота

Постройка Pterodactyl V в течение 1932 года продвигалась достаточно быстро и к осени она была завершена. Затем самолет был подготовлен к наземным испытаниям двигателя и рулежечным испытаниям в Йовиле. Гаральд Пенроуз поднял самолет в небо и в первом полете успешно выполнял рулежки, но во время начала второго полета консоль левого крыла разрушилась, когда небольшая стойка между задним лонжероном и балансировочной стойкой шасси вышла из строя. Впоследствии было обнаружено, что была допущена незначительная ошибка  в расчетах эксцентрической нагрузки стойки. По возвращении на завод верхнее крыло было снято, после чего было выполнено несколько испытаний на прочность и было начато общее перепроектирование. Это привело к перестройке верхнего крыла с усиленными балансировочными стойками шасии, а также к некоторым другим небольшим изменениям. Во время работы двигателя и одного пробега при рулении было обнаружено, что испарительная система двигателя Goshawk I была склонна к перегреву. Таким образом, были запланированы большие конденсаторы с некоторой модификацией системы охлаждения. Эта работа заняла около шестнадцати месяцев, после которых Pterodactyl V снова был готов для дальнейших рулежечных испытаний в Йовиле. Рулежки были завершены в мае 1934 года, после чего самолет, пока еще без опознавательных знаков, был отправлен на авиабазу Королевских ВВС в Андовере (RAF Andover) для своего первого полета.

До этого полета Гаральд Пенроуз сделал пять или шесть прямых пробежек почти до точки подъема в воздух, чтобы проверить характеристики самолета на этапе разбега. Затем он вырулил обратно в ангар для некоторых окончательных доработок двигателя и проверки управления движением. После успешно выполненного взлета Пенроуз направил самолет в медленный подъм на высоту 4000 футов (1219,2 м), в ходе которого он обнаружил, что поперечное управление было тяжелым, реакция по тангажу была легкой и быстрой. На этой высоте с брошенным штурвалом он летел прямо и ровно и не показал опасных тенденций. Хотя ранние испытания в аэродинамической трубе показали, что проблемы сваливания были неочевидными, тем не менее элевоны даже при потере равновесия могли легко управляться. После 20-минутного полета Пенроуз приземлился. Позднее в тот же день он вылетел на самолете обратно в Йовил, где программа испытаний была продолжена.

Гаральд Пенроуз в полете на Pterodactyl V

Почти сразу же появились проблемы с силовой установкой: испарительная система двигателя Goshawk требовала еще большего конденсатора с помощью нового шестиугольного воздухозаборника заменившего первоначальное устройство с округлым входом, а на взлете крутящий реактивный момент двигателя наклонял самолет в сторону левой балансировочной стойки шасси. Эта последняя проблема была облегчена смещением основных колес на 2 дюйма (0,051 м) от центральной оси фюзеляжа, добавлением к полозьям изогнутых подкосов и заменой колодок на маленькие колеса. Другие изменения включали перемещение предкрылков Handley Page к внутренним частям консолей крыла. Поскольку интерцепторы были признаны ненужными, то пломбировочной проволокой они были зафиксированы в закрытом положении и крепящимися к сломавшимся в ходе вторых рулежечных испытаний стойкам крыла. Также правому элевону был добавлен триммер. В этой конфигурации Pterodactyl V нес обозначение компании Westland "P8", нанесенное черной краской на сторонах фюзеляжа позади кабины, и 29 августа самолет был доставлен на презентацию авиационной прессы в Йовиле. Позднее P8 было заменено на кокарды и серийный номер Королевских ВВС K2770.

ранними изменениями в Pterodactyl V были большой конденсатор с шестиугольным входом, балансиры с маленькими колесами и перемещенные ближе к фюзеляжу предкрылки

В ходе продолжавшихся летных испытаний было установлено, что в пикировании крылья изгибались из-за отсутствия жесткости при кручении, поэтому внешние части крыльев были перепроектированы и усилены. Когда в октябре Джеффри Хилл покинул Westland ответственность за проект стал нести неопытный Эдвард Петтер (Edward Petter), которому со стороны Герберта Меттэма была поставлена задача наблюдения за текущем развитием Pterodactyl V. Путевая неустойчивость, вызванная взаимодействием между боковым и путевым рысканием, получила наименование "голландский шаг". Проблема частично была разрешена путем установки под углом сходимости больших киля и руля направления. Зимой 1934-35 годов в рамках подготовки к запланированным испытаниям самолета с дополнительным весом установленной башни была проведена вторая программа модификации. Эта программа включала в себя установку более мощного 615-сильного двигателя Goshawk II, который для компенсации веса башни был перенесен на 2 фута  (0,61 м) вперед, создавая дополнительный отсек в передней части фюзеляжа. Выхлопной коллектор был установлен у каждого ряда цилиндров с направленной под углом вниз большой выпускной трубой  и был утоплен в носу фюзеляжа, в то время как носовой воздухозаборник кондерсатора был изменен на грушевидную форму с расположенными ниже корней нижнего крыла утопленными выходными отверстиями. Эти изменения придали фюзеляжу более обтекаемый и гладкий внешний вид. Другие изменения представляли собой две несшие вес планки, которые выступали из задней части фюзеляжа для изменения центра тяжести, противоштопорный парашют в нижней части фюзеляжа и дальнейшие изменения системы охлаждения двигателя. В этом виде летные испытания показали, что увеличенная боковая площадь удлинненного фюзеляжа нарушила продольную устойчивость и два больших подкосных киля были прикреплены под верхним крылом внутри элевонов. В дальнейшем при исследовании пределов диапазона эксплуатационных режимов полёта Пенроуз обнаружил, что в некоторых маневрах управление очень тяжелое, а в петлях Нестерова самолет был очень чувствительным к управлению положениями поверхностей управления. В пикировании на скорости около 170 миль/ч (274 км/ч) элевоны скручивались по длине, серьезно влияя на управляемость. Тем не менее, доводочные летные испытания продолжались и когда "башня" была установлена — хотя, вероятно, были установлены только турель с крепежным кольцом — Гаральд Пенроуз вспоминал о выполнении серии пикирований для проверки ее влияния на управляемость самолета.

с более мощным двигателем Goshawk II были внесены следующие изменения, включавшие удлиненную переднюю часть фюзеляжа, грушевидный воздухозаборник, скрытые выпускные отверстия, утопленная выхлопная система, подкрыльевые кили и рули направления

Летом 1935 года было запланировано отправить K2770 для испытаний в RAE, но через несколько минут после взлета в Йовиле для перегоночного полета в Фарнборо двигатель на высоте около 200 футов (60,96 м) остановился, и с этой высоты Пенроуз совершил умелую

"посадку с неработающим двигателем".

Было обнаружено, что во время руления на разбитом аэродроме переднее колесо шасси задралось и сбило кран охлаждающей жидкости в выключенное положение. Поскольку из общего объема производства компании Rolls-Royce число двигателей Goshawk достигало 24, из которых 12 были выделены для использования на восьми различных прототипов, то не было никакого запасного двигателя доступного в качестве замены для Pterodactyl V, таким образом развитие самолета было прекращено. Тем не менее, 11 декабря 1935 года Комитет по исследованиям в области авиации (ARC — Aeronautical Research Committee) написал в Министерство авиации, что подкомитеты устойчивости и управляемости (ARC's Stability and Control Sub-Committee) рекомендовали отправить Pterodactyl V в A & AEE для

"… обычных испытаний на определение летных характеристик и характеристик управляемости, и что самолет должен храниться, если в позднее на нем понадобятся дальнейшие исследования".

Начальник научно исследовательского управления (Director of Scientific Research) Министерства авиации 20 февраля 1936 года ответил на это письмо, заявив, что из-за трудностей управления на взлете и непригодность аэродрома в Мартлшем-Хите плюс время, необходимое пилотам Королевских ввс для получения достаточного опыта полетов без излишнего риска на самолете K2770, "было решено, что никаких дальнейших летных испытаний или доводки не должны проводиться, однако доклад мистера Пенроуза должен быть принят, поскольку он является наибольшим авторитом с опыт лётной работы на самолетах этого типа". В письме было подтверждено, что самолет будет храниться в RAE, а также будет доступен для любых, необходимых в будущем, дальнейших исследований.

современный рисунок возможного боевого применения истребителя Westland Pterodactyl V

Впоследствии этого сотрудники компании Westland демонтировали последнего из семейства "птеродактилей"  и отправить его на хранение в Фарноборо. Он никогда больше не летал и был окончательно списан в расход  15 июля 1937 года, после чего был разрушен.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 

Тип: двухместный бесхвостый истребитель

Размещение экипажа: пилот в открытой кабине и стрелок в предложенной для установки башни

Силовая установка:

• один 600-сильный двенадцатицилиндровый инвертированный рядный V-образный редукторный двигатель с наддувом Rolls-Royce Goshawk I с испарительным охлаждением, вращающий двухлопастный деревянный винт диаметром 9 фт 6 дйм (2,90 м)
• один 615-сильный двенадцатицилиндровый инвертированный рядный V-образный редукторный двигатель с наддувом Rolls-Royce Goshawk II с испарительным охлаждением, вращающий двухлопастный деревянный винт диаметром 9 фт 6 дйм (2,90 м)

Вооружение: два неподвижных стреляющих вперед синхронизированых 0,303" (7,7-мм) пулемета Vickers и один 0,303" (7,7-мм) пулемет Lewis в задней кабине либо в колецевой установке №19, либо в башне. Четыре 20 фнт ( кг) бомбы на установленных на нижнем крыле 

Размеры:

размах крыла 46 фт 8 дйм (14,22 м)
длина 20 фт 6 дйм (6,248 м)
высота 11 фт 8 дйм (3,56 м)
площадь крыла 396 фт² (36,79 м²).

Вес:

пустого 3534 фнт (1603,02 кг)
с полной нагрузкой 5100 фнт (2313,46 кг)

Летные характеристики:

максимальная скорость на высоте 15000 футов (4572 м) 165 миль/ч (265,5 км/ч)
посадочная скорость 66 миль/ч (106,2 км/ч)
время подъема на высоту 15000 футов (4572 м) 12 мин 45 сек 
практический потолок 30000 фт (9144 м)

Производство: в 1932 года компанией Westland Aircraft Works (Йовил, Сомерсет) был построен один Pterodactyl V

источник: Derek N James "Westland Aircraft since 1915"