Вверх и вниз. Экспериментальный реактивный военно-транспортный СКВВП Dornier Do 31. Германия

Статья 1999 года, которая, думаю, заинтересует читателей и коллег.

Содержание:

Предисловие редакции: В 1962 году компания Dornier начала разработку военно-транспортного самолета с вертикальными/короткими взлетом и посадкой, способного действовать в тактической глубине. С технической точки зрения это был большой шаг вперед. Но программа создания самолета потерпела неудачу из-за недостатка финансирования. О программе создания СКВВП Do 31 рассказывает Ганс Редеман.

Прошло уже более 30 лет с тех пор, как первый в мире военно-транспортный самолет с вертикальными/короткими вздетом и посадкой (СКВВП) Do 31, разработанный компанией Dornier, успешно завершил переход от вертикального к горизонтальному полету, которого с нетерпением ждали многие международные эксперты. Ранним днем 16 декабря 1967 года с взлетной полосы заводского аэродрома Оберпфаффенхофен (Oberpfaffenhofen) под управлением летчика-испытателя Друри Вуда (Drury Wood) и второго пилота Франца Рёделя (Franz Rödel) в воздух поднялся 20-тонный самолет Do 31E-3 (D-9531). Сразу после взлета самолет перешел в скоростной крейсерский полет.

Таким образом, был сделан первый и самый важный шаг в испытаниях прототипа Do 31. Однако вернемся к фактической отправной точке данной программы. Техническая концепция Do 31 была разработана в 1959-60 годах. По заказу Федерального министерства обороны Германии в компании Dornier были созданы первые проекты военно-транспортного, в которых было предусмотрено использование как маршевых двигателей с поворотными соплами, так и чистых подъемных двигателей. После представления экспертам министерства чертежей и расчетов летных характеристик в 1960-61 годах компания Dornier получила контракт на проектирование, изготовление и испытания экспериментального самолета. При проектировании Do 31 определяющими были требования к различным вариантам загрузки с экстремальными характеристиками вертикального взлета и вертикальной посадки в сочетании с высокими крейсерскими скоростями с одновременным достижением высокой грузоподъемности.

Обширная программа исследования

В начале разработки единственным доступным маршевым двигателем был Bristol Siddeley Pegasus, который был оснащен четырьмя поворотными соплами и имел относительно большую тягу. Этот маршевый двигатель также устанавливался на британский экспериментальный СВВП Hawker P.1127 Kestrel. Два двигателя, получивших обозначение Pegasus 5-2, были установлены в подкрыльевых гондолах. Дополнительная тяга для перемещений в вертикальной плоскости обеспечивалась восемью подъемными двигателями Rolls-Royce Rb.162-4D, которые были установлены в двух гондолах на законцовках крыла; двигатели устанавливались один за другим с наклоном вперед 15 градусов.

Выбор для СКВВП Do 31 высокорасположенного крыла был обусловлен обеспечением максимально возможного расстояния двигателей от земли, которое было необходимо для выполнения вертикальных взлетов и посадок. Два двигателя с поворотными соплами были перенесены ближе к центральным частям консолей крыла, при этом основные стойки шасси с установленными бок о бок колесами с шинами компании Dowty размещались в задних частях моторных гондол. Как и носовая двухколесная стойка, основные стойки шасси убирались и выпускались с помощью гидравлического привода и их ниши закрывались створками. Шасси СКВВП Do 31 было разработано не только для выполнения вертикальных взлетов и посадок, но и для обычных взлетов и посадок. Планер Do 31 конструктивно во многом соответствовал обычному военно-транспортному самолету с просторным фюзеляжем.

Естественно, что разработка СКВВП Do 31 была связана с рядом технических проблем, которые необходимо было решить в ходе обширных серий испытаний. В нескольких аэродинамических трубах Германии были проведены интенсивные испытания моделей для определения аэродинамически наиболее благоприятной конструкции самолета, характеристик рециркуляции и характеристик всасывания воздуха в подъемные двигатели. Уже на начальной стадии разработки Do 31 на испытательном полигоне НАСА в Лэнгли-Филд, штат Вирджиния, начались исследования устойчивости и управляемости в условиях вертикальных взлета и посадки и на переходных этапах. Для этих целей была использована полномасштабная летающая и управляемая модель с пневматическим приводом.

Следующим шагом на пути к Do 31 стало создание способного зависать в воздухе экспериментального летательного аппарата (Regler-Versuchsgestells – RVG) с силовыми установками и системами управления разрабатываемого СКВВП. Данный летательный аппарат представлял собой сваренную из стальных труб ферму в форме креста длиной 18 метров, шириной 12 метров и высоту 4,50 метра. Он был оснащен четырьмя подъемными двигателями RB-108 и нес 400 кг топлива. Тяжелый 2800-килограммовый экспериментальный летательный аппарат мог совершать «полет» продолжительностью пять минут. В первую очередь он использовался для испытаний трехосевой системы ориентации, разработанной Bodenseewerk и впервые поднявшейся в воздух в апреле 1964 года. А общей сложности данный экспериментальный летательный аппарат участвовал в более чем 630 испытаниях, в том числе были выполнены 243 вертикальных взлетов и посадок.

экспериментальный летательный аппарат RVG. Снимок FR-Dokumentation

Для следующего этапа разработки СКВВП компанией Dornier был создан экспериментальный летательный аппарат (Schwebegestell – SG), который был оснащен двумя маршевыми двигателями Pegasus, шестью подъемными двигателями RB-108 и бортовыми системами Do 31. Как и первый экспериментальный аппарат он мог использоваться для испытаний с привязкой к колонне или в режиме свободного зависания. Основное различие между SG и Do 31 E1/3 заключалось в частично закрытой обшивкой конструкции корпуса, сваренного из стальных труб. Кроме того, отсутствовало хвостовое оперение. Бортовые системы Do 31 были протестированы на SG в основном в условиях, приближенных реальным условиям эксплуатации. Кроме того, были изучены полетные характеристики и характеристики управляемости в режиме зависания и были разработаны соответствующие характеристики вертикального взлета и посадки. 11 января 1967 года экспериментальный летательный аппарат SG впервые поднялся в воздух. Всего было выполнено 346 испытаний, и том числе 31 вертикальные взлет и посадка общей продолжительностью 1 час 34 минуты.

экспериментальный летательный аппарат SG. Снимок FR-Dokumentation

Вследствие объема работ программы создания военно-транспортного СКВВП компания Dornier была вынуждена привлечь к изготовлению планеров Do 31 другие компании. Ими были Vereinigten Flugtechnischen Werke. Бремен, и Hamburger Flugzeugbau, Гамбург. Для каждого из трех заказанных СКВВП Do 31 эти компании изготовили носовые, центральные и хвостовые части фюзеляжей. Два планера – Do 31 E-l и Do 31 E-3 – предназначались для летных испытаний, в то время как второй планер Do 31 E-2 был изготовлен исключительно для статических испытаний. Для подтверждения достаточной прочности этот планер был оснащен более чем 1600 датчиками и был протестирован на все соответствующие варианты нагрузки, отклонения и деформации, величины и последовательности возникающих напряжений на испытательной установке компании Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (IABG), Оттобрунн (Ottobrunn).

схема экспериментального СКВП Do 31 E-1. Схема FR-Dokumentation

Первым полноценным летательным аппаратом стал Do 31 E-1 (номер гражданской регистрации D-9530). 30 ноября 1965 года самолет был выведен из сборочного цеха завода в Оберпфаффенхофен (Oberpfaffenhofen), т свои летные испытания машина начала 10 февраля 1967 года в 14:25. После 20-минутного полета Do 31 Е-1 на скорости 203 км/ч плавно коснулся взлетной полосы аэродрома и с помощью тормозного парашюта остановился после 600 метров пробега. В любом случае он предназначался только для обычных полетов, а его силовая установка состояла всего из двух маршевых двигателей Pegasus. Гондолы подъемных двигателей содержали балласт, эквивалентный массе восьми RB.162. Помимо испытаний различных систем Do 31 Е-1 также использовался для измерения летных характеристик и испытаний маршевых двигателей, а также для измерения распределения давления на крыле и гондолах подъемных двигателей. Хотя Do 31 Е-1 не был оборудован автопилотом, этот прототип сравнительно мог быть легко переоборудован в полноценный СКВВП путем установки необходимых систем. В общей сложности прототип Do 31 Е-1 участвовал в 142 испытаниях, он выполнил 101 испытательный полет и находился в воздухе 59 часов. Знаковыми событиями в карьере Do 31 E-l было участие 27-м авиасалоне в Ле Бурже (1967 год) и в проведенном в Ганновере Международном авиакосмическом салоне (Internationale Luft- und Raumfahrtausstellung 1968 [ILA1968]).

выкатка из сборочного цеха экспериментального СКВП Do 31 E-1. Снимок FR-Dokumentation

Закрытие программы несмотря на рекорды

За Do 31 E-1 последовал Do 31 E-3 (D-9531), который с самого начала был единственной машиной, предназначенной для испытаний в качестве СКВВП. Do 31 E-3 подходил для исследований всего диапазона эксплуатационных режимов полёта и совершил свой первый полет 14 июля 1967 года. Поскольку обычные летные испытания с горизонтальным полетом были выполнены на Do 31 E-1, а режимы висения были достаточно отработаны на экспериментальных летательных аппаратах RVG и SG, то основное внимание во время летных испытаний Do 31 Е-3 уделялось изучению переходов от вертикального полета в горизонтальный и обратно. Помимо отработки взлетно-посадочных переходов, в программу испытаний также были включены исследования выполнения укороченных взлета и посадки со взлетной массой до 24 тонн.

силовая установка СКВВП Do 31 E-3 состояла из десяти двигателей. Восемь подъемных двигателей RB 162 обеспечивали вертикальные взлет и посадку. Снимки FR-Dokumentation

Кроме того, на аэродроме Оберпфаффенхофен были проведены исследования рециркуляции газов и были выполнены вертикальные взлеты с пластиковой плиты площадью 45 м² и посадки на нее. Эта плита была предоставлена компанией Ling-Temco-Vought, и во время тестирования Do 31 зарекомендовала себя не самым лучшим образом. Do 31 Е-3 совершил 154 испытательных полета, включая 65 полетов в режиме СВВП и 15 полетов в режиме СКВП, общей продолжительностью 39 часов. Остальные 74 полета были с обычными взлетами и посадками.

Do 31 E-3 экспонировался на 28-м авиасалоне в Ле Бурже. 27 мая 1969 года во время перелета во Францию этот самолет смог установить несколько мировых рекордов, признанных ФАИ в классе H:

• • • Скорость на маршруте Мюнхен – Париж: 513,96 км/ч;
    • Продолжительность полета: 1 час 19 минут 30 секунд;
    • Расстояние: 681 км;
    • Высота полета: 9100 м.

Во время этого незабываемого полета экипаж самолета состоял из Друри Вуда и Дитера Томаса (Dieter Thomas).

третий прототип военно-транспортного СКВВП Do 31 E-3 вызвал энтузиазм тысяч зрителей на авиашоу Ле Бурже 1969 года и установил четыре мировых рекорда во время перелета во Францию. Снимок FR-Dokumentation

На этом история Do 31, программа испытаний которого должна была привести к созданию тактического военно-транспортного СКВВП для немецких ВВС, подходит к концу. Однако в связи с сокращением финансирования, выделяемого на авиационную промышленность, в октябре 1969 года дальнейшие работы по программе Do 31 были прекращены. С сентября 1969 года по апрель 1970 года Do 31 участвовали в испытаниях собственных систем управления, проводившихся американским аэрокосмическим агентством НАСА. Do 31 E-3 принял участие в проводившейся в Ганновере ILA 1970, но судьба самолета уже была окончательно решена. В настоящее время Do 31 E-3 находится на реставрации в цеху Немецкого музея в Шлайсхайме (Schleißheim). К счастью Do 31 E-l также сохранился для потомков. В настоящее время он находится в Оберпфаффенхофене в собственности компании Fairchild Dornier.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Dornier Do 31 E-3

Назначение: экспериментальный СКВВП

Статус: прототип

Экипаж: 2 человека

Силовая установка: два подъемно-маршевых двигателя Bristol-Siddeley Pegasus 5-2 с тягой по 68,67 кН каждый и восемь подъемных двигателей Rolls-Royce RB.162-4D с тягой по 19,62 кН каждый

Размеры:

размах крыла 18,06 м
длина 20,70 м
высота 8,53 м
ширина колеи 7,50 м
колесная база 8,60 м
площадь крыла 57,00 м²

Масса:

пустого 13870 кг
общая нагрузка 10630 кг максимальная взлетная 24500 кг

Удельная нагрузка на крыло: 429 кг/м²

Летные характеристики:

максимальная крейсерская скорость на высоте 6000 метров 690 км/ч
скороподъёмность у земли (с работающими двумя подъемно-маршевыми двигателями Bristol-Siddeley Pegasus 5-2) 19,2 м/с
посадочная скорость 205 км/ч
практический потолок 10700 м

источник: Hans Redemann «Auf und ab. Dornier Do 31» «Flugzeug Classic» 1999, Seiten 80-83

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-auf-und-ab-dornier-do-31