Lockheed-yhtiö aloitti vertikaalisen nousun aiheen työskentelyn jo XNUMX-luvun puolivälissä, mutta tiettyyn aikaan se työskenteli oma-aloitteisesti. Vasta vuosikymmenen lopulla armeija kiinnostui aiheesta, minkä seurauksena useat uudet hankkeet saivat valtion tukea, mukaan lukien Lockheed-tutkimusohjelma. Samaan aikaan sen olemassa olevaa hanketta ei pidetty lupaavana keinona ilmavoimien varustamiseen. Sen jatkokehityksen piti johtaa vain yhden olemassa olevan ehdotuksen käytännön tarkistamiseen. Mahdollisuutta käyttää tällaisia ideoita luotaessa uudentyyppisiä varusteita asevoimille ei kuitenkaan suljettu pois.
Lockheed XV-4A suorittaa pystysuoran nousun. Kuva Airwar.ru
Harkittuaan useita vertikaalisen nousun teknologian vaihtoehtoja Lockheedin asiantuntijat valitsivat järjestelmän ns. suihkujen ejektorit. Pystysuoraan suunnatun työntövoiman luomiseksi oli tarpeen käyttää olemassa olevan suihkuturbiinimoottorin kaasuvirtausta, joka oli ohjattu oikeaan suuntaan erityislaitteiden avulla. Tämän ansiosta oli mahdollista suorittaa sekä vaaka- että pystylento ilman erillisiä moottoreita.
Vuonna 1959 Lockheed sai tilauksen kehittää uusi pystysuuntainen lentokone. Koneen, jonka työnimi on Model 330 ja virallinen VZ-10, piti näyttää ejektorijärjestelmän edut ja haitat. Lisäksi sen avulla oli tarkoitus arvioida tällaisten lentokoneiden tulevaisuudennäkymiä niiden todellisen käytön kannalta osana taktista toimintaa. ilmailu.
Lentokoneen ensimmäisen version kaavio. Kuva Airwar.ru
Tiettyyn aikaan asti uusi projekti sai nimen VZ-10. Vuonna 1961 prototyyppien rakentamista koskevan tilauksen ilmestymisen jälkeen lentokone sai uuden nimen. Nyt se nimettiin XV-4:ksi. Lisäksi hänelle annettiin nimi Hummingbird ("Hummingbird"). Kuten samannimisen linnun, lentokoneen oli kyettävä nopeaan pystysuoraan nousuun, nopeaan ohjaukseen ja pystysuoraan laskuun. Jossain vaiheessa olemassa olevaa nimitystä täydennettiin. Projektin ensimmäinen versio nimettiin uudelleen XV-4A:ksi, kun taas sen muunneltu versio oli nimeltään XV-4B.
VZ-10-projekti ehdotti kahden moottorin käyttöä, jotka on suunniteltu käytettäväksi kaikissa tiloissa. Nykytilasta riippuen niistä kaasut piti syöttää pohjaejektoreihin tai pääsuuttimiin. Tällaisella pystysuoralla lentoonlähtöjärjestelmällä oli havaittavissa oleva vaikutus rungon suunnitteluun ja sijoitteluun. Joten moottorit ja niiden konepellit jouduttiin irrottamaan rungosta ja merkittävä osa sen sisätilavuudesta annettiin ejektoreiden ja niihin liittyvien laitteiden alle.
Voimalaitoksen layout, jota täydentävät ejektorilaitteet. Kuva Klassiker-der-luftfahrt.de
Pystysuuntaisen lentokoneen piti saada suhteellisen yksinkertaisen muodon metallirunko, jolle on tunnusomaista suuri poikkileikkaus. Suunnitelmissa oli käyttää pienipituista nokkasuojaa, jonka takana sijaitsi ohjaamo suurella suljetulla kuomulla. Ohjaamon takana sijaitseva rungon keskiosasto sai poikkileikkauksen, joka oli lähellä suorakaiteen muotoista, mikä mahdollisti riittävän sisäisen tilavuuden. Rungon peräosa kaventui jyrkästi ja varustettiin höyhenen asennusyksiköillä. Rungon keskiosan sivuille, siirtämällä ylöspäin, ehdotettiin virtaviivaisilla koteloilla peitettyjä moottoreita. Jokaisessa tällaisessa kotelossa oli etuosan ilmanotto ja peräsuutin.
Jotkut rungon sisäiset tilavuudet, mukaan lukien nokkakartio, sisälsivät joukon polttoainesäiliöitä. Suoraan ohjaamon taakse sijoitettiin suuri yksikkö, jossa oli ejektoreita ja muita pystysuorasta lentoonlähtöä vastaavia laitteita. Vaakalennon aikana tämän lohkon imulaitteet ja suuttimet peitettiin liikkuvilla kansilla. Ylempien kansien ripustussolmut sijaitsivat koneen pituusakselilla, alemmat kiinnitettiin rungon sivuille. Laivassa olevat kotelot sisälsivät moottorit ja osan apulaitteista.
Näkymä lentokoneen pohjasta avoimilla ejektori-ovilla. Valokuva Klassiker-der-luftfahrt.de
Lupaavan lentokoneen omituinen piirre oli siiven pieni koko. Ehdotettiin käytettäväksi puolisuunnikkaan muotoista siipeä, jossa on pyyhkäisy etureuna. Siipi erottui suuresta venymyksestä ja suhteettoman lyhyestä jänteen pituudesta. Siiven mekanisointi sisälsi vain parin siivet, joiden takareunaan oli asennettu trimmerit. Käytettiin pisaran muotoisia päätteitä.
T-häntä oli tarkoitus asentaa rungon peräosaan. Kehitettiin köli, jossa oli pyyhkäisy etureuna. Sen yläosaan, joka oli varustettu sylinterimäisellä kotelolla, kiinnitettiin puolisuunnikkaan muotoinen stabilointilaite. Peräsimet ja hissit varustettiin trimmitasoilla.
Pystylento matalalla. Kuva Globalsecurity.org
Lupaavien VZ-10 / XV-4-lentokoneiden voimalaitoksen piti koostua kahdesta Pratt & Whitney JT12A-3LH -suihkuturbiinimoottorista, joiden kummankin työntövoima oli 1360 kgf. Ne sijoitettiin rungon sivuille ja täydennettiin alkuperäisellä pystysuoralla nousujärjestelmällä. Turbiinin taakse asennettiin moottoriin ohjattu venttiili, joka mahdollisti kaasujen ohjaamisen tavalliseen suuttimeen tai suihkujen ejektoreihin. Ensimmäisessä tapauksessa suihkuvirta virtasi suuttimen läpi ja loi lennolle tarvittavan vaakasuoran työntövoiman "kuin lentokone".
Turbiinin jälkeen reaktiiviset kaasut voidaan siirtää erityisiin ejektorilaitteisiin. Pienelle korkeudelle rungon pohjan yläpuolelle, kahteen ryhmään sivuille, sijoitettiin suuri määrä vaaditun kokoonpanon suuttimia. Suuttimet yhdistettiin pitkittäisiin putkiin, jotka toivat niihin reaktiivisia kaasuja. Pidon lisäämiseksi ehdotettiin joidenkin lisäkeinojen käyttöä. Suuttimista virtaava suihkuvirta veti kylmää ilmakehän ilmaa ylempien ilmanottoaukkojen läpi, mikä johti tiettyyn työntövoiman lisääntymiseen. Laskelmat osoittivat, että olemassa oleva voimalaitos ei pystyisi tuottamaan vaadittua työntövoimaa ilman ilmakehän ilman syöttövälineitä. Välineiden läsnäolo kylmän ilman syöttämiseksi mahdollisti tämän ongelman osittaisen ratkaisemisen. Ejektorilaitteiden syöttöputkista lähti peräkaasuperäisimiin liitetyt putket.
Lockheed XV-4A leijuu. Kuva Airwar.ru
Hyväksyttävien lento-ominaisuuksien saavuttamiseksi kone oli varustettava suurilla polttoainesäiliöillä, joiden kokonaiskapasiteetti oli 740 gallonaa (2800 litraa). Samanaikaisesti yksi suurista säiliöistä sijaitsi eturungossa, mikä johti tiettyihin tasapainotusongelmiin. Eri säiliöistä peräisin olevan polttoaineen epätasaisen tuotannon vuoksi oli olemassa epävakaan lennon riski. Todellinen negatiivinen vaikutus ilmeni kuitenkin vain, jos toisessa säiliössä oli 100 gallonaa (380 litraa) enemmän polttoainetta kuin toisessa.
Lentokoneen kärjessä oli kaksoisohjaamo, jossa työpaikat oli sijoitettu yhteisen kojelaudan taakse. Poistoistuimia käytettiin. Ylhäältä katsottuna hytti peitettiin suurella lyhdyllä, jossa oli kehittynyt lasitus. Lyhdyn takaosat nojasivat taaksepäin ja tarjosivat laskun. Lentäjillä oli lentokonetyyppiset ohjauslaitteet. Nykyisestä lentotilasta riippuen sauvat ohjasivat aerodynaamisia tai kaasuperäisiä.
Auto on vaakatasossa. Kuva Airwar.ru
Lentoonlähtöön ja laskuun käytettiin kolmipistealaista. Vastaanotto oli ohjaamon alla ja saattoi vetäytyä runkoon. Sivugondoleihin, suoraan moottoreiden alle, sijoitettiin päätelineet halkaisijaltaan suuremmilla pyörillä. Nämä telineet vedettiin sisään omiin rakoihinsa kääntymällä eteenpäin.
Ensimmäisen version koekoneen XV-4 Hummingbird pituus oli 9,96 m ja siipien kärkiväli 7,82 m. Pysäköintikorkeus oli 3,26 m. Siipien pinta-ala oli vain 9,66 neliömetriä. Koneen omapaino oli 2,27 tonnia, suurin lentoonlähtö - 3,27 t. Laskelmien mukaan maksiminopeuden tasolennolla olisi pitänyt ylittää 830 km/h, risteilyssä noin 630 km/h. Toimintasäde oli 960 kilometriä. Nousunopeus oli 55-60 m/s.
Toinen koekone XV-4B-projektin rakenneuudistuksen aikana. Photo Xplanes.free.fr
VZ-10 / XV-4-projekti kehitettiin vuonna 1961 ja sai pian asiakkaiden hyväksynnän. Lisäksi allekirjoitettiin sopimus kahden testaukseen tarvittavan prototyypin rakentamisesta. Sen piti tarkistaa laitteet tuulitunnelissa ja lentokentällä. Ensimmäinen prototyyppi Hummingbird lähti kokoonpanopajasta vuoden 1962 puolivälissä. Muutamaa kuukautta myöhemmin toisen koneen kokoonpano saatiin päätökseen.
Ensimmäisen prototyyppikoneen testit tuulitunnelissa osoittivat hyväksyttävän suorituskyvyn. Kaikilla nopeuksilla ja tiloissa purjelentokone käyttäytyi luottavaisesti eikä osoittanut havaittavia puutteita. Tämä mahdollisti lentokokeiden valmistelun aloittamisen. Alustavien tarkastusten aikana havaittiin kuitenkin joitakin teknisiä ongelmia. Kaikista toteutetuista toimenpiteistä huolimatta ejektoreiden työntövoiman ja lentokoneen massan suhde jätti paljon toivomisen varaa. Työntövoima ylitti auton painon vain muutamalla prosentilla, mikä johti ymmärrettäviin rajoituksiin. Tällaistenkin ongelmien kanssa voimalaitos saattoi kuitenkin osoittaa hyväksyttävää suorituskykyä, vaikka se vaati erityisolosuhteita.
XV-4B lähtee liikkeelle valjaiden avulla. Photo Xplanes.free.fr
Heinäkuun alussa 1962 prototyyppi XV-4 -lentokone suoritti ensimmäisen sidotun pystysuoran nousunsa. Auton tarkastaminen näissä tiloissa erilaisilla turvavarusteilla jatkui useita kuukausia. Vasta toukokuussa 1963 Hummingbird sai lentää itsenäisesti. Ilman vakuutusta testilentäjät nousivat lentoonlähdöllä tai pystysuoraan ja suorittivat myös erilaisia laskuja. Muutama kuukausi kului vielä päätilojen lentojen harjoittelemiseen.
Ensimmäinen lento tilasta tilaan siirtymällä suoritettiin vasta 8. marraskuuta 1963. Tämän testin aikana lentokone nousi pystysuoraan, kiihtyi ja suoritti vaakasuoran lennon, jonka jälkeen se hidasti vauhtia ja laskeutui "kuin helikopteri". Pian testaajat suorittivat lisää samanlaisia lentoja, joiden aikana testattiin laitteiden käyttäytymistä eri nopeuksilla, korkeuksilla jne. Yleisesti ottaen tietyistä vaikeuksista huolimatta tämä testausvaihe antoi positiivisia tuloksia.
Tilannekuva muistia varten. Photo Xplanes.free.fr
10. kesäkuuta 1964 ensimmäinen prototyypin XV-4A toinen koelento päättyi tragediaan. Voimalaitoksen ongelmien vuoksi lentokone alkoi menettää korkeutta ja syöksyi maahan. Auto tuhoutui, lentäjä kuoli. Tämän katastrofin jälkeen testiohjelma keskeytettiin. Lockheed ja sotilasasiantuntijat alkoivat analysoida kerättyä tietoa ja määrittää projektin tulevaa kehitystä.
Ensimmäisen prototyypin testeissä osoitettiin selvästi, että ejektoreilla varustettu järjestelmä ei mahdollista haluttujen työntövoimaominaisuuksien saavuttamista. Tämä ongelma ehdotettiin ratkaisemaan voimalaitoksen radikaalilla uudelleenjärjestelyllä. Uuden XV-4B-koneen piti saada kuusi General Electric J85-GE-19 -suihkumoottoria, joiden jokaisen työntövoima oli 1370 kgf. Kaksi niistä olisi pitänyt sijoittaa sivugondoleihin, neljä muuta ehdotettiin asennettavaksi pystysuoraan rungon keskiosaan. Uusien nostomoottoreiden käyttö mahdollisti ilmanottoaukkojen yläkansien luopumisen. Rungon pohjassa oli nyt pari liikkuvaa läppää, jotka oli ripustettu koneen pituusakselille. Nostomoottorit oli varustettu heiluvilla ohjatuilla suuttimilla, jotka mahdollistivat ohjaamisen leijuessa.
Lockheed XV-4B Hummingbird VTOL-kokoonpanossa - nosta moottorin ovet auki. Photo Xplanes.free.fr
Myös siipirakenne, sähkö- ja hydraulijärjestelmät, laskutelineet jne. viimeisteltiin. Kertynyt kokemus huomioon ottaen ja uusien moottoreiden käytön yhteydessä ohjausjärjestelmä suunniteltiin uudelleen. Joten nyt ehdotettiin sähkökäyttöjen käyttöä pääasiallisina. Ohjausjärjestelmän "perinteinen" kaapeli ja jäykkä johdotus oli tarpeeton. Ohjattujen hover-suuttimien lisäksi takarunkoon ehdotettiin kaasuperäsimien käyttöä.
Uuden XV-4B:n piti nousta ja laskeutua pystysuoraan käyttämällä neljää turboreettistä moottoria, joiden kokonaistyöntövoima oli hyväksyttävä. Lentoonlähdön jälkeen koneen piti käyttää sivumoottoreita ja kehittää vaadittua nopeutta. Kun tarvittava nosto siivestä oli saatu, pystyttiin sammuttamaan nostomoottorit ja sulkemaan pohjassa oleva luukku. Siirtyminen leijumiseen laskeutumista varten suoritettiin päinvastaisessa järjestyksessä.
Tasolento toisen lentokoneen saattajana. Photo Xplanes.free.fr
Vuoden 1966 lopulla Lockheed XV-4A Hummingbirdin toinen prototyyppi rakennettiin uudelleen B-malliin. Tämän näytteen tarkastukset aloitettiin jälleen erilaisilla töillä maassa: tuulitunnelissa ja erikoistelineissä. Uuden mallin kehittäminen vei paljon aikaa. Lentolupa myönnettiin vasta kesällä 1968.
Elokuussa 1968 pystysuuntaiset kytketyt lennot ja nousut alkoivat. Vaadittujen ominaisuuksien vahvistamisen jälkeen tehtiin uudet pystylähdöt jo ilman vakuutusta. Päivitetyllä Hummingbird-koneella oli testilennoilla tiettyjä etuja perusversioon verrattuna. Samalla hän osoitti perustavanlaatuisen mahdollisuuden käyttää erillisiä nostoturbimoottoreita käytännössä.
XV-4B lentää kuin lentokone. Valokuva Aviadejavu.ru
Testit XV-4B kestivät noin kuusi kuukautta. Vuoden 1969 alussa tämä näyte putosi ja sai vakavimmat vauriot. Kuten usein kokeellisten koneiden kohdalla, he kieltäytyivät korjaamasta ja jatkamasta tarkastuksia. Tähän mennessä prototyyppi onnistui osoittamaan kykynsä ja antoi myös mahdollisuuden kerätä huomattavan määrän vaadittua tietoa. Tästä syystä päätettiin olla palauttamatta rikkinäistä autoa eikä rakentaa uutta mallia, vaan jatkaa alkuperäisten ideoiden kehittämistä jo uusissa projekteissa.
Osana VZ-10 / XV-4 Hummingbird -projektia rakennettiin kaksi VTOL-lentokoneen prototyyppiä. Molempia koneita käytettiin aktiivisesti maa- ja lentokokeissa, mutta ne katosivat syystä tai toisesta. Aiemmin parannetun projektin mukaan uudelleen rakennetun toisen prototyypin onnettomuus johti kohtalokkaisiin seurauksiin koko ohjelmalle. Pentagonin ja Lockheedin johto päätti olla jatkamatta nykyisen suunnittelun kehittämistä. Samanaikaisesti olemassa olevaa kehitystä voitaisiin soveltaa uusissa, samankaltaisissa hankkeissa.
Lockheed XV-4 -projekti antoi amerikkalaisten asiantuntijoiden mahdollisuuden testata käytännössä alkuperäistä ejektorilaitteisiin perustuvaa pystysuora nousujärjestelmää sekä määrittää sen todelliset ominaisuudet. Myöhemmin saman projektin puitteissa testattiin lentokoneita erillisillä nostoturbimoottoreilla. Kahden prototyypin kuolemasta ja projektin sulkemisesta huolimatta lupaavan suunnan kehittämistä jatkettiin. Joidenkin uusien lentokonemallien suunnittelussa käytettiin tiettyjä ratkaisuja, joita on aiemmin testattu Hummingbird-lentokoneilla. Erityisesti päätettiin jatkaa työntövoiman tuottamiseen tarkoitettujen ejektorilaitteiden kehittämistä.
Sivustojen materiaalien mukaan:
http://airwar.ru/
http://globalsecurity.org/
http://xplanes.free.fr/
https://vertipedia.vtol.org/
http://aviastar.org/
http://aviadejavu.ru/