Transcendental Model 1-G: первый летательный аппарат с поворотными пропеллерами (конвертоплан)
Статья Сергея Юферева с сайта TOPWAR.
Содержание:
Не успели еще вертолеты получить должное распространение и стать массовыми летательными аппаратами, как конструкторы и первые эксплуатанты уже начали предъявлять свои претензии к новым аппаратам. В частности, военных устраивали возможность вертолетов зависать в воздухе на одном месте, а также совершать вертикальный взлет и посадку, но наряду с этим они хотели от аппаратов большей дальности полета и горизонтальной скорости. Именно на основании этих запросов конструкторы начали работы по созданию первых конвертопланов (в Советском Союзе они получили обозначение самолетов-вертолетов).
В 1951 году в США специалисты компании Transcendental Aircraft Corporation приступили к изготовлению своего первого летательного аппарата с поворачивающими винтами, который конструкторы компании начали разрабатывать еще в 1945 году. Собственно, летательный аппарат Transcendental Model 1-G и был первым аппаратом подобной схемы, первым конвертопланом. Конвертоплан массой 655 килограммов оснащался шестицилиндровым двигателем Lycoming O-290-A, который развивал мощность 160 л.с. Двигатель приводил во вращение два винта, диаметр каждого составлял 5,18 метра. Винты были расположены на концах небольшого крыла, размах которого составлял 6,4 метра. Для изменения положения винтов были применены два электромотора, развивавшие мощность 120 Вт каждый. С их помощью винты поворачивались из «вертолетного» положения в «самолетное» и обратно.
Управление винтами конвертоплана осуществлялось при помощи автоматов перекоса типа «паук», а также системы управления общим шагом. Наличие двух видов управления — вертолетного и самолетного — создавало ряд трудностей. Так для поперечного и продольного управления на вертолетных режимах полета использовалась ручка циклического шага и рычаг «шаг-газ», расположенный с левой стороны сиденья, для путевого управления — ножные педали. Для поперечного и продольного управления на самолетных режимах полета использовался штурвал. Вертолетное управление было связано с самолетным, что позволяло пилоту сохранять управляемость при переключении с одного режима на другой.
Скорость конвертоплана в разных режимах полета была различной. При самолетном режиме он мог разогнаться до 260 км/ч, а в вертолетном режиме — только до 190 км/ч. При этом использование самолетного режима полета естественным образом увеличивало дальность полета аппарата.
Для начала 50-х годов прошлого века данный летательный аппарат был довольно революционным, поэтому в воздух конвертоплан поднялся далеко не сразу. Первоначально специалисты компании Transcendental длительное время испытывали свое детище на специально построенном стенде (отрабатывался перевод винтов из одного положения в другое). Общая продолжительность стендовых испытаний составила 40 часов. За это время конструкторы смогли убедиться в том, что все узлы и агрегаты конвертоплана, достаточно сложная трансмиссия, система поворота винтов и управления работают штатно и без поломок. Стендовые испытания прошли на удивление гладко. 6 июля 1954 года летательный аппарат, получивший регистрационный номер N2704A, выполнил свой первый свободный полет. Проведение длительных стендовых испытаний на земле дало свой результат. Конвертоплан более года испытывался в воздухе без каких-либо особых проблем и нареканий, совершив за это время более 100 полетов и налетав в общей сложности 23 часа.
Но 20 июля 1955 года во время очередного испытательного полета Transcendental Model 1-G разбился из-за отказа системы управления. Летчик, пилотировавший аппарат, отделался незначительными травмами, а вот сам конвертоплан получил значительные повреждения. Восстанавливать аппарат после катастрофы не стали, полученных в ходе испытаний сведений было достаточно, а выжать что-то большее из этой модели не представлялось возможным. Практически сразу же конструкторы Transcendental с использованием накопленной информации приступили к работе над двухместным конвертопланом Model 2-G.
Работы по созданию Transcendental Model 1-G первоначально финансировались за счет средств частных фондов, но затем деньги стали перечислятся ВВС США. Предполагалось, что опыт проектирования данного летательного аппарата и его последующие испытания будут в дальнейшем использованы при создании двухдвигательных санитарных и спасательных конвертопланов Transcendental Model 3-G. Данные конвертопланы по планам должны были перевозить до 4-х раненых на носилках со скоростью санитарных самолетов на расстояние до 500 километров. Но к тому моменту уже начались испытания летательного аппарата конкурентов Bell XV-3 в интересах армии США, именно ему и было отдано предпочтение, в результате компания Transcendental прекратила работы в этом направлении.
Конструкция и компоновка конвертоплана Transcendental Model 1-G
По компоновке конвертоплан Transcendental Model 1-G представлял собой моноплан с высокорасположенным крылом, на концах крыла были смонтированы два поворотных винта. На вертолетных режимах полета летательный аппарат управлялся, подобно вертолету двухвинтовой поперечной схемы. Фюзеляж конвертоплана ферменной конструкции, обшивка была металлической. В носовой части конструкторы разместили остекленную кабину пилота.
Размах высокорасположенного прямоугольного в плане крыла составлял 6,4 метра, хорда — 0,9 метра. Крыло помогало создать необходимую подъемную силу в горизонтальном режиме полета. Для поперечного управления в самолетном режиме полета на крыле были расположены элероны. Оперение обыкновенное, киль и стабилизатор имеют ферменную конструкцию с металлической обшивкой, тогда как обшивка на рулях полотняная. Шасси конвертоплана трехопорное, носовая опора была выполнена неубирающейся. Все колеса были сделаны самоориентирующимися.
Силовая установка конвертоплана Model 1-G включала в себя всего один поршневой двигатель воздушного охлаждения компании Лайкоминг, развивавший максимальную мощностью 160 л.с. Двигатель был размещен в центральной части фюзеляжа летательного аппарата. Непосредственно на нем был расположен двухскоростной редуктор с муфтами сцепления и свободного хода.
На конвертоплане были использованы трехлопастные винты с цельнометаллическими лопастями. Каждая из лопастей присоединялась к втулке при помощи совмещенного горизонтального и вертикального шарнира, колебания лопасти были ограничены демпферами. При вертолетном режиме полета на максимальной мощности винты вращались со скоростью 708 оборотов в минуту, окружная скорость концов лопастей составляла 192 м/с. При крейсерской скорости полета в самолетном режиме винты вращались со скоростью 613 оборотов в минуту (окружная скорость концов лопастей составляла 176 м/с). При вертолетном режиме полета конвертоплана валы винтов были слегка наклонены вперед — на 6 градусов, а при переходе к горизонтальному режиму полета (по-самолетному) они вместе с редукторами поворачивались на 84 градуса при помощи червячной передачи и электродвигателя. Процесс перехода винтов из одного положения в другое занимал по времени 3-4 минуты. Управление переходом между режимами полета осуществлялось при помощи кнопки включения электродвигателей поворота винтов, которая была расположена на штурвале управления.
Летно-технические характеристики Transcendental Model 1-G
Габаритные размеры: длина — 7,92 м, высота — 2,7 м, размах крыльев — 6,4 м, площадь крыла — 5,9 м2.
Диаметр несущего винта — 2 х 5,18 м.
Вес пустого — 658 кг.
Полный вес — 794 кг.
Запас топлива — 53 л.
Силовая установка — 6-цилиндровый двигатель Lycoming O-290-A воздушного охлаждения, мощность — 160 л.с.
Максимальная скорость — 257 км/ч (самолетный режим), 190 км/ч (вертолетный режим).
Максимальная продолжительность полета — 1,5 часа.
Практический потолок — 1524 м.
Экипаж — 1 человек.
