Малоизвестные и нереализованные проекты самолётов и другой летающей техники

Опытный конвертоплан Heliconair HC-Ib Convertiplano. Бразилия

byakin 03.09.2020 1

В избранноеВ избранномRemoved 8

Опытный конвертоплан Heliconair HC-Ib Convertiplano. Бразилия

В 1923 году в Бремене Генрих Фокке совместно с Георгом Вульфом основали авиастроительную компанию Focke-Wulf Flugzeugbau (Focke-Wulf). В 1930-х годах Генрих Фокке увлекся вертолетами и другими летательными аппаратами тяжелее воздуха, которые приводятся в движение силовой установкой и которые поддерживаются в полете за счёт реакций воздуха с одним или несколькими несущими винтами. Это увлечение привело к созданию первого полноценного вертолета Focke-Wulf Fw 61, который совершил свой первый полет в 1936 году. В том же году Генрих Фокке покинул компанию Focke-Wulf из-за разногласий относительно распределения ресурсов компании. В следующем 1937 году Генрих Фокке совместно с пилотом и ведущим конструктором вертолета Fw 61 Гердом Анхелисом (Gerd Achgelis) в Хойкенкампе (Hoykenkamp), Нижняя Саксония, основали компанию Focke-Achgelis & Co. Деятельность новой компании была сосредоточена на проектах вертолетов и винтокрылых летательных аппаратов.

В 1941 году Имперское министерство авиации (Reichsluftfahrtministerium – RLM) выдало компании Focke-Achgelis заказ на разработку проекта истребителя, способного выполнять вертикальные взлет и посадку (СВВП). Компания Focke-Achgelis ответила на спецификацию RLM проектом конвертоплана Fa 269, который должен был иметь два несущих винта в толкающей конфигурации, расположенных у законцовок крыла. Размещенный внутри фюзеляжа двигатель посредством редукторов и удлинительных валов приводил несущие винты в движение. Несущие винты и соединенные с угловыми редукторами удлинительные валы были расположены у законцовок крыла и были направлены вниз, чтобы «подбросить» Fa 269 вверх, добиваясь вертикального полета. После набора высоты несущие винты и валы медленно поворачивались на 90° назад в самолетную конфигурацию, когда крыло создает подъемную силу, а пропеллеры обеспечивают поступательное движение. Работы по данной программе продолжались до 1944 года, когда модели, макет и редукторы были уничтожены во время налета бомбардировщиков союзников.

Непосредственно после окончания Второй Мировой войны Германии было запрещено проектировать и производить самолеты. После войны Генрих Фокке жил во Франции и участвовал в разработке вертолетов, а затем вернулся в Германию, где работал в автомобильной компании. Он также провел некоторое время в Нидерландах, где начал проектировать СВВП, способный развивать относительно высокие скорости. В 1952 году Генрих Фокке переехал в Бразилию, где устроился в Технический центр аэронавтики (Centro Técnico de Aeronáutica) для работы в недавно образованном Техническом институте аэронавтики (Instituto Técnico de Aeronáutica – ITA). ITA был первым из четырех институтов, созданных CTA; все эти институты были расположены в Сан-Жозе-дус-Кампус. Бразилия работала над созданием авиационной и аэрокосмической промышленности и активно набирала немецких инженеров. В дополнение к Генриху Фокке были приняты на работу многие из его товарищей и бывших сотрудников.

Руководство CTA было впечатлено проектом СВВП Генриха Фокке и одобрило его изготовление. В CTA считали, что возможности самолета позволят ему достичь отдаленных районов Бразилии. Генрих Фокке приступил к работе над конвертопланом, конструкция которого была частично вдохновлена проектом Fa 269. Летательный аппарат получил обозначение Heliconair HC-I Convertiplano. Фюзеляж, крыло и хвостовое оперение конвертоплана были обычными, но отличием этого летательного аппарата от самолета были две пары несущих винтов. Первая пара несущих винтов была размещена возле носа конвертоплана, а вторая пара была расположена между крылом и хвостовым оперением. Все четыре несущих винта имели тянущую конфигурацию, и поднимались вверх для выполнения перемещений по вертикали, для поступательного движения несущие винты поворачиваются на 90° вперед. Состоящий из двух человек экипаж конвертоплана HC-I должен был размещаться в передней части фюзеляжа, также в фюзеляже находился пассажирский салон, рассчитанный на размещение четырех человек. Расчетные характеристики конвертоплана включали в себя максимальную скорость 500 км/ч и дальность полета 1517 км.

В целях экономии времени и средств было принято решение построить HC-I с использованием крыла и горизонтального оперения истребителя Supermarine Spitfire. Для этих целей 19 декабря 1952 года бразильский военно-воздушный атташе приобрел у Великобритании самолет Spitfire XIVe (RM874); машина была без штатного двигателя Rolls-Royce Griffon 65. Новый фюзеляж был построен для размещения за пассажирским салоном турбовинтового двигателя Armstrong Siddeley Double Mamba мощностью 3000 л.с. (2237 кВт). Однако ни компания Armstrong Siddeley, ни Великобритания как государство не хотели, чтобы один из их новейших двигателей использовался в таком радикальном проекте, и отказались продавать Бразилии двигатель Double Mamba.

Генрих Фокке и возглавляемая им проектная группа изменили конструкцию HC-I для размещения радиального двигателя Wright R-3350 мощностью 2200 л.с. (1641 кВт) и переименовали конвертоплан в HC-Ib. Поршневой двигатель Wright R-3350 был крупнее и мощнее турбовинтового Double Mamba и развивал меньшую мощность. Некоторые источники утверждают, что в конструкции конвертоплана использовался двигатель R-3350-DA3 Turbo Compound (3250 л.с.; 2424 кВт), но изображения показывают, что на двигателе, установленном на испытательном стенде, нет турбин рекуперации мощности. Для размещения двигателя с воздушным охлаждением потребовались значительные изменения фюзеляжа летательного аппарата. Пассажирский отсек был удален, и в средней части фюзеляжа был установлен двигатель R-3350. Для подачи охлаждающего воздуха в двигатель была добавлена кольцевая щель за кабиной пилота. После прохождения через цилиндры двигателя воздух выходил через подобные реактивным воздуховоды в задней части самолета. Чтобы компенсировать массу двигателя R-3350 шасси от истребителя Spitfire было усилено.

чертежи конвертоплана HC-Ib. Несмотря на установку крупногабаритного радиального двигателя R-3350 конвертоплан HC-Ib должен был стать довольно компактным летательным аппаратом. Двигатель R-3350 занимал место, предназначенное для пассажирского салона и турбовинтового двигателя Double Mamba, который должен был стать силовой установкой первоначального варианта HC-I. Двигатель Double Mamba должен был устанавливаться позади пассажирского салона

Редуктор, установленный на передней части R-3350, разделяет мощность двигателя и передает ее на два вала. Передний вал шел от двигателя к переднему угловому редуктору, из выходов которого шли два вала: левый и правый. Передача мощности на задние несущие винты была более сложной по сравнению с передними несущими винтами. Вал шел вертикально от редуктора, установленного в передней части двигателя, к угловому редуктору, расположенному непосредственно над двигателем. От углового редуктора вал шел к заднему редуктору. Задний редуктор также как и передний был угловым с двумя выходами. Система валов и редукторы были разработаны Вилли Буссманном (Willi Bussmann) и изготовлены в Германии компанией BMW. Вилли Буссманн был бывшим сотрудником BMW и работал вместе с Генрихом Фокке над несколькими проектами компании Focke-Achgelis.

Каждый несущий винт был оснащен тремя лопастями. Лопасти были изготовлены в Швеции и представляли собой стельной каркас с деревянной обшивкой. Конвертоплан должен был быть оснащен системой управления шагом лопастей и системой управления циклическим шагом, т.к. шаг лопастей автоматически регулировался. Несущие винты должны были вращаться в противоположные стороны: правые несущие винты против часовой стрелки, а левые несущие винты вращались по часовой стрелке. Размах крыла конвертоплана HC-Ib должен был составить 11,42 метров, а длина – 10,74 метров.

Был изготовлен испытательный стенд, и в конце 1953 года начались испытания двигателя, редукторов, валов, приводов с передачей под прямым углом и несущих винтов. Во время испытаний был обнаружен ряд проблем, источником которых были вызванные радиальным двигателем вибрации. Для решения этих проблем потребовалось некоторое время. В 1955 году планер был почти полностью изготовлен, и его двигатель был установлен в летательный аппарат, но к этому времени программа создания конвертоплана HC-Ib была закрыта. Стоимость машины оказалась дороже, чем предполагалось изначально, и интерес к HC-Ib неуклонно снижался после перехода на двигатель R-3350. Ситуацию усугубил тот факт, что по истечении сроков контрактов большая часть немцев вернулась в Европу или уехала в Соединенные Штаты. Некоторые немецкие специалисты остались и в дальнейшем стали сотрудниками компании Embraer. После того как программа создания конвертоплана была закрыта недостроенный летательный аппарат HC-Ib был отставлен гнить на внешнем хранении и в конечном итоге в начале 1970-х годов он был отправлен на слом. Есть некоторые сообщения, что лопасти несущих винтов являются единственными деталями, которые остались от конвертоплана.

испытательный стенд, предназначенный для тестирования двигателя, трансмиссии, редукторов, валов, угловых редукторов и несущих винтов, иллюстрирует сложность силовой установки конвертоплана HC-Ib. Представленный на фотографии двигатель R-3350 не имеет турбин рекуперации мощности, т.е. это не вариант R-3350-DA3 Turbo Compound

почти достроенный Heliconair HC-Ib Convertiplano в ангаре. Щель за кабиной пилота служила воздухозаборником для охлаждения установленного внутри фюзеляжа двигателя R-3350. Совкообразный воздухозаборник вел к карбюратору двигателя. Обратите внимание на крыло и основные стойки шасси от истребителя Spitfire

на данном снимке на переднем плане находятся передний и задний угловые редукторы с системой валов, а на заднем плане – фюзеляж конвертоплана HC-Ib. На снимке отсутствуют лопасти винтов – единственные детали, сохранившиеся от конвертоплана HC-Ib. Обратите внимание на отверстие в задней части фюзеляжа, которое было выходом для охлаждавшего двигатель воздуха

учитывая состояние планера конвертоплана и неконтролируемый рост растительности вокруг, можно предположить, что на снимке происходит демонтаж двигателя с планера летательного аппарата после закрытия программы конвертоплана HC-Ib. Данный снимок является доказательством того, что двигатель устанавливался в планере в одной точке

В заключение следует сказать, что был разработан проект конвертоплана, получившего обозначение HC-II. Силовая установка HC-II должна была состоять из четырех 1400-сильных турбовинтовых двигателей General Electric T58. К сожалению работы по конвертоплану HC-II, который в своем салоне должен был перевозить 4-6 пассажиров, не пошли дальне стадии проекта.

в проекте конвертоплана HC-II двигатели GE T58 должны были соединяться непосредственно со своими несущими винтами. В противном случае проект сохранил бы конфигурацию оригинального HC-I

источники: