Впервые практически решить проблему взлета без аэродрома попытались еще в далеком 1911 году французские конструкторы. Для самолета «Блерио-11» они разработали схему старта с каната.
Безаэродромный старт французского самолета «Блерио-11».
Крылатая машина подвешивалась под растянутый горизонтально канат и разгонялась за счет тяги винта. После достижения взлетной скорости происходило отделение самолета от подвески. Низкая нагрузка на крыло и малая дистанция разбега, характерные для самолетов того времени, позволяли использовать сравнительно короткий трос, так что проблем с его провисанием не возникало. Хотя испытания такой системы были весьма успешными, до практического применения дело не дошло.
Эта идея обрела второе рождение во время Второй мировой войны, когда канат натягивали вдоль борта корабля на расстоянии, обеспечивавшем достаточный зазор между бортом и крылом самолета типа «Каб» фирмы «Пайпер». Крылатая машина была оборудована крюком для захвата каната при взлете и посадке. Взлетная дистанция существенно уменьшалась, если судно шло против ветра. К счастью для летчиков союзников, эти работы также не вышли из стадии экспериментов, а с принятием на вооружение более скоростных и тяжелых самолетов были прекращены совсем. В послевоенное время конструкторы, немного поэкспериментировав, окончательно склонились в идее конвертоплана.
Конвертопланы — это аппараты, способные осуществлять не только вертикальный взлет и посадку (как это делают вертолеты), но и длительный высокоскоростной горизонтальный полет, характерный для обычных самолетов. Так как летательные аппараты этого типа не являются в полной мере ни вертолетами, ни самолетами, это сказывается на их облике.
В результате конфигурация таких машин может принимать самый неожиданный и даже парадоксальный вид. Кроме того, так как эти аппараты характеризуются двумя резко различающимися режимами полета, при их проектировании приходится постоянно идти на компромиссные решения, что еще больше добавляет экзотики в их внешний облик. Идея конвертоплана, в общем довольно старая, нашла практическое применение лишь в последнее время, когда двигателестроение достигло такого уровня, что оказалось возможным создать летательные аппараты с тягой силовой установки, превышающей массу самой машины.
По своей схеме конвертопланы можно условно подразделить на два основных класса, каждый из которых характеризуется специфическими для него проблемами. Но главной трудностью в обоих случаях является проблема управляемости при малых или нулевых значениях воздушной скорости. К первому классу относят аппараты с горизонтальным положением при взлете и посадке. Эти машины остаются в одинаковом положении как на взлетно-посадочных режимах, так и, в режиме горизонтального полета, а переход с одного режима на другой осуществляется изменением направления вектора тяги двигателей. Ко второму классу причисляют аппараты с вертикальным положением на взлетно-посадочных режимах. Эти машины взлетают и садятся вертикально, а для перехода к горизонтальному полету совершают поворот на 90 градусов. Многие конвертопланы успешно летали, но мы в этой небольшой статье расскажем только о военных машинах, оставив «за кадром» чисто экспериментальные образцы.
Необходимость поворота аппаратов этого типа при выполнении переходного процесса создает значительные трудности, связанные в первую очередь с проблемами ориентировки летчика в пространстве. Если кресло пилота неподвижно, то во время взлета и посадки он лежит на спине, а управление аппаратом в такой позе очень затруднено (особенно при посадке). Некоторые конструкторы пытались установить кресло летчика на шарнирах, с тем чтобы оно располагалось вертикально относительно линии горизонта вне зависимости от положения летательного аппарата. Было построено всего несколько одноместных самолетов-истребителей, но в серию машины этого класса не пошли.
Первым пригодным к эксплуатации конвертопланом с вертикальным положением корпуса при взлете и посадке стал довольно оригинальный одноместный истребитель, спроектированный вскоре после войны фирмой «Конвэр» по заказу ВМС США.
Конвертоплан фирмы «Конвэр» в полете.
Машина, получившая наименование «Пого», разрабатывалась как истребитель защиты конвоев, т. е. как аппарат, который мог бы применяться с малых свободных площадок на палубе корабля эскорта или даже самого транспорта, не требуя длинных взлетно- посадочных палуб авианосцев. После проведения длительных и тяжелых доводочных работ «Пого» 2 августа 1954 года наконец выполнил самостоятельный полет и стал первым в мире самолетом, совершившим вертикальный взлет и посадку.
Главная особенность этой машины состояла в том, что тяга, создаваемая винтом его 5850-сильного турбовинтового двигателя, была больше взлетного веса. Из-за малых размеров и массы самолета оказалось необходимым установить соосные винты для нейтрализации влияния гироскопического момента, который был непропорционально велик. Силовая установка представляла собой два газотурбинных двигателя Т-38, соединенных редуктором и общим валом с приводами воздушных винтов. Самолет имел крыло, близкое к треугольному, и два больших киля. Вертикальное оперение и крыло имели одинаковый размах, а заканчивались длинноходовыми амортизаторами, на концах которых устанавливались небольшие колеса — шасси самолета. Традиционные по форме, но более крупногабаритные рули направления и элероны были достаточно эффективными даже в режиме висения, так как они располагались в зоне воздушного потока, создаваемого винтом самолета.
Кресло летчика было установлено на карданном подвесе, благодаря чему оно занимало практически одинаковое положение при любых перемещениях аппарата в пространстве. Хотя это и упростило решение некоторых проблем, все же летчик вынужден был выполнять посадку, глядя назад, что крайне затрудняло выполнение этой ответственной операции. Первый полет, в ходе которого отрабатывались переходные режимы полета (от вертикального к горизонтальному и обратно), был проведен 2 ноября 1954 года. Но, несмотря на то что эти полеты прошли в целом успешно, дальнейшая доводка машины была прекращена. Один из двух построенных «Пого» в настоящее время хранится в Музее авиации ВМС США.
Интересным контрастом по сравнению с маленьким «Пого» служит созданный фирмой «Локхид» тяжелый аппарат «Салмон».
Конвертоплан «Салмон» фирмы «Локхид».
Он создавался по тем же требованиям ВМС США к «конвойному» истребителю и получил название «Салмон» в честь летчика-испытателя фирмы Германа Салмона.
Самолет имел прямое крыло и крестообразное оперение, расположенное относительно крыла по системе «X». На концах оперения были установлены амортизаторы и колеса. Для проведения первого этапа испытаний в марте 1954 года конвертоплан был оснащен вторым, традиционным шасси, установленным в передней части самолета, а два нижних из размещенных на оперении колес были модифицированы для обеспечения горизонтального взлета в самолетном режиме. «Салмон» не оправдал возлагавшихся на него надежд: из-за слабого двигателя были выполнены полеты только при взлете с разбегом. Сборка второго из двух заказанных образцов была прекращена, но внушительный внешний вид и шумная рекламная кампания «богатенькой» фирмы сделали эту машину чем-то вроде символа аппаратов с вертикальным взлетом 1950-х годов.
Не остались в стороне и американские ВВС — по их заказу в 1955 году фирма «Райан» построила два самолета с вертикальным положением корпуса на взлетно-посадочных режимах. Эти самолеты с треугольным крылом оснащались реактивными двигателями фирмы «Роллс-Ройс» тягой 45,4 кН. Машина, названная «Вертиджет», получила обозначение Х-13 согласно принятой в США классификации. Так как на этих реактивных самолетах поверхности элементов управления не обдувались сходящими с воздушного винта потоками воздуха, то они не обладали достаточно высокой эффективностью при малых скоростях. Поэтому управление на таких режимах обеспечивалось посредством поворотного сопла. У пилота тоже было как бы два комплекта приборов управления. В декабре 1955-го были начаты летные испытания, но на первом этапе летательный аппарат был оснащен временным трехколесным шасси, которое позволяло проводить взлет и посадку как у самолета.
