Чанс-Воут XF5U-1 «Скиммер»

Самый, пожалуй, необычный проект палубного истребителя, когда-либо встречавшийся в истории авиастроения, был разработан и воплощен талантливым американским авиаконструктором немецкого происхождения Чарльзом (Карлом) Циммерманом в сотрудничестве с фирмой Чанс-Воут.

Начиная с 1933 г., Ч. Циммерман занимался теоретическими разработками и экспериментами с крылом, чье удлинение было около единицы. После испытания нескольких свободнолетающих моделей с круглым крылом, в 1939 г., Циммерман занялся проектированием легкомоторного самолета-дископлана.

По замыслу своего создателя, самолет должен был иметь два низкоскоростных винта очень большого диаметра, струи от которых омывали бы более 90 процентов площади крыла, формой в плане напоминавшего каблук. Пропеллеры должны были вращаться в сторону, противоположную направлению закручивания спутных вихрей, сходящих с крыла, благодаря чему практически сводилось на нет индуктивное сопротивление системы «крыло-винты», а эффективное удлинение крыла возрастало с 1 до 4. В результате самолет должен был иметь очень малую скорость отрыва от земли, а при сильном встречном ветре он мог взлетать вертикально. В перспективе малое индуктивное сопротивление в сочетании с небольшим миделевым сечением и интегральной компоновкой самолета давали бы большой резерв скорости. Для управления по тангажу и крену на самолете имелся дифференциально отклоняемый стабилизатор («элераторы»), а по курсу управление осуществлялось с помощью обычных рулей поворота.

Построенный в 1941 г., самолет с индексом V-173 имел симметричный профиль крыла корпуса, трехлопастные винты беспрецедентно большого диаметра - 5,03 м - и весьма сложную конструкцию корпуса-крыла, состоявшую из большого количества силовых нервюр и шпангоутов с полотняной обтяжкой. Шасси для простоты было сделано неубирающимся. На самолете были установлены два поршневых двигателя Континентэл (один - правого, другой - левого вращения) мощностью всего по 80 л.с, соединенные синхронизирующим валом. Полетная масса равнялась 1400 кг.

Опытный самолет V-173

Самолет был настолько необычен, что представители ВМС США, в интересах которых строился V-173, настояли на том, чтобы его продули в аэродинамической трубе испытательного комплекса Лэнгли Фил/г для того, чтобы доказать, что «эта штука вообще может подняться в воздух». Результаты продувок показали правильность теоретических выкладок Циммермана, и 16 сентября 1941 г., всего через день после завершения продувок, ВМС заключили с фирмой Чанс-Воут, в сотрудничестве с которой работал Циммерман, контракт на разработку палубного истребителя-дископлана.

23 ноября 1942 г. шеф-пилот фирмы Чанс-Воут Бун Гайтон поднял V-173 в воздух. После решения некоторых технических проблем самолет практически безаварийно налетал несколько сотен часов, демонстрируя невиданные взлетно-посадочные характеристики, в частности скорость отрыва всего в 40 км/ч. На рекордную скорость при столь мизерной мощности двигательной установки расчитывать не приходилось. Единственная авария произошла при аварийной посадке на песчаный пляж при отказе обоих двигателей - самолет зарылся стойками в грунт и скапотировал, сломав деревянные лопасти винтов. Летчик остался цел, а самолет очень скоро восстановили.

Единственная проблема, так и не решенная в процессе испытаний V-173, - плохой обзор вперед - вниз на взлете и посадке. Ведь стояночный угол самолета составлял 40 градусов. На макете нового истребителя, получившего индекс XF5U-1 и неофициальные прозвища «Летающий блинчик» и «Скиммер» («Шумовка»), для улучшения обзора было предусмотрено окошко в нижней части кабины. Макет имел, как и легкомоторный самолет-аналог, трехлопастные винты. Комиссия Бюро по аэронавтике ВМС США приняла макет 7 июня 1943 г. Но из-за низкого приоритета программы и прохладного отношения к самолечу флотского командования контракт на изготовление двух прототипов XF5U-1 подписали лишь 15 июля 1944 г.

Главным конструктором «Скиммера» был Ю. Гринвуд. Он предложил использовать в качестве материала для корпуса самолета мегалит - трехслойный материал, состоявший из внешней и внутренней алюминиевой обшивки, к которой изнутри приклеивались бальзовые панели. В результате конструкция планера сильно упрощалась благодаря отказу от большого количества силовых элементов и перераспределения нагрузки на обшивку. Кабина летчика была приподнята, поэтому от нижнего окошка отказались, так как даже на стоянке обзор вперед - вниз стал вполне удовлетворителен. Летчик имел круговой обзор благодаря каплевидному беспереплетному фонарю, для входа и выхода сдвигавшемуся назад.

В качестве основного вооружения предполагалось использовать шесть пулеметов Кольт-Браунинг калибром 12,7 мм, компактно расположенных в двух вертикальных батареях по бокам гондолы летчика вне дисков винтов. В серии предполагалось заменить их частично или полностью на перспективные скорострельные 20-мм пушки Темко-Форд Mk. 12. что увеличивало мощь залпа до беспрецедентного для американских самолетов того времени значения. Перед кабиной летчика предполагалось разместить антенну РЛС, что делало «Скиммер» всесуточным самолетом. Под фюзеляжем планировалось разместить до шести пилонов для бомб, баков и НАР (только на центральной паре). Правда, на прототипах вооружение не устанавливалось. Самолет имел бронезащиту летчика - передний щиток, поддон и спинку - толщиной 12,7 мм. Бронировались также двигатели, редукторы и главный топливный бак. За бронеспинкой кабины располагалась радиостанция, имевшая антенну-растяжку, натянутую на двух подфюзеляжных мачтах.

Кроме цельноповоротных «элераторов» с весовой балансировкой, самолет имел встроенные в заднюю кромку корпуса закрылки. «Элераторы» и вертикальные кили и рули были целиком выполнены из мегалита. Все поверхности управления были снабжены триммерами.

Высокие стойки шасси консольной схемы со сдвоенными колесами убирались в фюзеляжные колодцы с помощью гидропривода. Аварийный выпуск шасси производился под собственной массой. Хвостовая опора с резиновым сдвоенным литым катком также убиралась в полете. Тормозной крюк имел беспрецедентную конструкцию - он располагался не под, а над корпусом самолета и выдвигался вниз-назад с помощью А-образной поворотной стойки.

«Скиммер» на стоянке

Трехлопастные винты уступили место разработанным фирмой Гамильтон Стэндард четырехлопастным «разгруженным пропеллерам» с деревянными лопастями оптимизированной сложной формы, имеющими во втулках автоматы перекоса наподобие вертолетных для того, чтобы на взлете и посадке компенсировать асимметричность обтекания винтов, работающих в косом потоке при угле атаки в 40 - 45 градусов. Как и на V-173, винты были синхронизированы. Они устанавливались на тонких длинных пилонах, расположенных почти на крайних точках размаха крыла-корпуса.

Высокая энерговооруженность и низкая нагрузка на площадь дисков винтов позволяла самолету взлетать вертикально, по-вертолетному, со специальной рампы. В бою возможность неподвижного зависания также сулила большие тактические преимущества.

В качестве двигательной установки использовались два звездообразных мотора воздушного охлаждения Пратт-Уитни R-2000 максимальной мощностью по 1350 л.с. (с водяным форсированием). На втором прототипе были установлены турбонагнетатели Райт. Двигатели были снабжены разобщительными муфтами, чтобы в случае повреждения или отказа любой из них можно было отключить от синхронизированных винтов. Топливная система была рассчитана на бесперебойную работу на режиме вертикального взлета и висения по-вертолетному. Воздух для охлаждения двигателей поступал через большие круглые лобовые воздухозаборники. За двигателями на корпусе сверху и снизу имелись створки регулирования тока охлаждающего воздуха. Крутящий момент передавался на низкоскоростные винты через пятикратно понижающие редукторы.

Первый прототип самолета был изготовлен на заводе фирмы Чанс-Воут в г. Стратфорд (штат Коннектикут) к 25 июня 1945 г. Приемо-сдаточные испытания должны были проходить на авиабазе Мюрок в Калифорнии. Первый полет долгое время откладывался из-за запретов, исходящих от руководства ВМС. Лишь 12 января 1947 г. Бун Гайтон поднял «Скиммер» в воздух. В ходе заводских испытаний по урезанной из-за недостаточного финансирования программе самолет продемонстрировал отличную управляемость, высокие взлетно-посадочные характеристики, не уступающие показанным V-173, а также рекордную скорость - 811 км/ч на высоте 8808 м. Но к середине 1947 года, когда на вооружение вовсю поступали реактивные самолеты, ВМС США окончательно потеряло интерес к программе, прекратило ее финансировать и даже запретило дальнейшие полеты на самолетах. Весной 1948 г. оба прототипа «Скиммера» были уничтожены.