Military Review

Avión experimental Vanguard Omniplane (USA)

4
A mediados de la última década, los diseñadores de los principales países del mundo se comprometieron en la búsqueda de nuevos esquemas de aeronaves, lo que permitió obtener un alto rendimiento en diferentes modos de vuelo. En particular, se propusieron varias opciones para mejorar las características de despegue y aterrizaje y una expansión correspondiente de la gama de tareas a resolver. Una de las nuevas ideas fue propuesta e implementada de manera relativamente exitosa por la compañía estadounidense Vanguard en el marco del proyecto Omniplane.


Vanguard Air and Marine Corporation, fundada por dos ingenieros de aeronaves, desarrolló una nueva versión de un prometedor avión de despegue vertical / corto. El presidente y el vicepresidente de la pequeña pero ambiciosa corporación fueron Edward J. Vanderlip y John L. Schneider, respectivamente. A principios de los años cuarenta E.J. Vanderlip participó en el desarrollo de sistemas de control para armas de misiles. Más tarde, se mudó a la compañía Piasecki Helicopter, donde hizo una contribución significativa a la creación del primer piloto automático de helicóptero. J.L. Schneider también logró cambiar varios trabajos y participar en la creación de una serie de aviación equipamiento, tanto aviones como helicópteros.


Experto Vanguard Omniplane 2C


A finales de los años cincuenta, E.J. Vanderlip y J.L. Schneider trabajó para la compañía Piasecki Helicopter, pero pronto renunció para organizar su propio negocio. A pesar del pequeño número de empleados y la falta de capacidad de producción desarrollada, la nueva compañía Vanguard Air and Marine Corporation, sin ningún problema, se enfrentó con el diseño y la construcción del avión experimental. El desarrollo del nuevo proyecto se lanzó en febrero, 1959 del año, y tomó solo unos pocos meses. El enfoque característico para dar forma a la apariencia de la tecnología ha simplificado la construcción de un prototipo, que tampoco tomó mucho tiempo.

Para este momento, varios fabricantes de aeronaves en los Estados Unidos y países extranjeros habían propuesto una serie de métodos para mejorar el rendimiento del vuelo básico. En particular, los llamados Alas rotativas: máquinas que tienen rotores y hélices o motores a reacción separados para el movimiento de traslación. Probablemente, los fundadores de la compañía "Vanguard" estudiaron desarrollos similares de otras organizaciones y decidieron crear sobre sus bases una nueva versión de la aeronave.

Los autores del proyecto planearon crear un avión con la capacidad de aviones y helicópteros. Esto puede explicar el nombre del proyecto: Vanguard Omniplane. El nombre del programa se compone de las palabras "omni" - "omnidireccional" y "avión" - "avión". Lo que significan exactamente los diseñadores mediante el uso del término "omni-" no está del todo claro. Probablemente, se trataba de la creación simultánea de empuje, dirigida en dos direcciones. El primer prototipo de un avión prometedor recibió su propia designación 2C. En el futuro, permitió distinguirlo de la versión revisada llamada 2D.

La idea principal del proyecto Vanguard Omniplane fue crear una elevación utilizando alternativamente el ala y un par de rotores. Para optimizar la disposición de la aeronave, se sugirió que los tornillos necesarios para la elevación se instalen en los canales anulares verticales del ala. Para el movimiento hacia adelante debe ser responsable empujar el tornillo de cola, equipado con un conjunto de superficies de control aerodinámico. Simultáneamente con este proyecto, la aeronave debía ser operada exclusivamente "a la manera de una aeronave", para lo cual el ala tenía que estar equipada con cubiertas o solapas de cierre.


Vista superior


Posteriormente, se utilizaron ideas similares en varios proyectos nuevos, que permitieron hablar sobre la aparición de toda una clase de tecnología. En materiales extraños, las aeronaves de una configuración de este tipo suelen denominarse ventilador de elevación ("Ventilador de elevación"). Falta un término completo en idioma ruso y generalmente aceptado en idioma ruso, debido a ciertas circunstancias. En publicaciones en ruso, Omniplane y otros equipos con capacidades similares a menudo se conocen como una clase más amplia de vehículos con despegue vertical / corto.

Con el fin de simplificar y acelerar el desarrollo y la construcción posterior, los ingenieros de Vanguard decidieron utilizar el número máximo de ensamblajes existentes. Por ejemplo, el fuselaje de la máquina experimental se tomó prestado de uno de los aviones de producción. La situación fue similar con algunas otras unidades, aunque una parte significativa de los productos se tuvo que hacer de forma independiente y específicamente para el nuevo prototipo.

La mayoría de los componentes y ensamblajes principales de la aeronave Omniplane 2C tuvieron que colocarse en el fuselaje del tipo de aeronave. Se propuso utilizar un diseño de alargamiento relativamente grande, montado sobre la base de un marco de metal. La nariz del fuselaje recibió un carenado redondeado, detrás del cual había una linterna de visera. En esta área, la altura del fuselaje aumentó considerablemente, formando compartimentos para acomodar a la tripulación y la central eléctrica. El auge de la cola se hizo afilando y elevándose. En las partes centrales y de la cola del fuselaje, se proporcionaron nudos para montar la unidad de ala y cola.

El proyecto Omniplain propuso el uso simultáneo de una versión modificada del ala tradicional y dos rotores. La colocación del tornillo en el canal anular dentro del ala condujo a la formación del diseño característico de este último. Los planos deberían haberse distinguido por su gran tamaño, el grueso perfil NACA 4421 y los contornos de bordes inusuales. Se propuso instalar el ala con una pequeña V transversal y con un cierto ángulo de ataque.


El primer prototipo no tenía un conjunto completo de controles de flujo.


El dedo del pie del ala tenía el perfil curvo deseado, pero se hizo semicircular en el plano. Cerca de la raíz de la punta curvada había una pequeña sección recta de la sección central que proporcionaba la conexión con el fuselaje. La punta exterior, unida suavemente con una punta curvada, estaba situada paralela al eje longitudinal de la máquina. El borde posterior consistía en una sección exterior larga, que tenía una abertura para la instalación de alerones, así como una inclinación interna, conectada al fuselaje. En relación con la instalación de tornillos de elevación, el ala se distinguió por un gran espesor relativo y proporciones correspondientes.

El proyecto preveía el uso de cubiertas deslizantes o persianas que se superponen a los canales anulares durante el vuelo horizontal. Inicialmente, el primer prototipo no tenía tal equipo, pero luego se instalaron persianas. Las aletas móviles se ubicaron en la superficie inferior del ala y, dependiendo del modo de vuelo, podrían instalarse horizontalmente, cerrando la abertura del canal anular o verticalmente. En este último caso, el flujo de aire de los tornillos de elevación podría pasar a través del canal y mantener el automóvil en el aire. La posibilidad de usar cubiertas superiores también se consideró, sin embargo, tales productos no abandonaron la etapa de elaboración de maquetas.

En frente del ala, con un cambio al fuselaje en el ala, había una gran abertura anular, necesaria para la instalación de un ventilador de elevación. Había cuatro vigas radiales de disposición asimétrica, que servían como soporte para la caja de engranajes de tornillo. Para reducir el impacto negativo en el flujo de la viga, se obtuvieron carenados del perfil correspondiente. La cara superior de estos elementos de poder estaba al nivel de la superficie del ala. El carenado del haz ocupó aproximadamente un tercio de la altura del canal anular, debido a que el tornillo se colocó en la parte media de este último.

Machine Vanguard Omniplane 2C recibió una cola inusual, cuyo diseño se debió a la arquitectura específica del grupo de hélices. Se propuso montar una quilla barrida y una cresta ventral de diseño similar en un fuselaje de cola afilada. El peine era más grueso. En la parte inferior de la quilla se barrió el estabilizador. Las partes posteriores de la quilla, la cresta y el estabilizador tenían un recorte rectangular en el que se colocaba el carenado anular de la tercera hélice. Detrás de tal conducto había un gran timón alto y dos ascensores. Las últimas, por razones obvias, se hicieron en forma de partes individuales, y sus caras internas tenían una forma biselada.

Avión experimental Vanguard Omniplane (USA)
Compartimiento del motor del fuselaje


En la parte central del fuselaje, directamente detrás de la cabina y cerca del centro de gravedad, se propuso instalar un motor de avión de gasolina de seis cilindros Lycoming O-540-A1A con una potencia 265 hp. El avión tenía que estar equipado con una transmisión relativamente compleja. Se suponía que la caja de cambios principal debía distribuir el par a tres ejes a la vez. Dos de ellos se colocaron perpendiculares al eje de la máquina y se conectaron a las cajas de engranajes de los tornillos instalados en el centro de los canales anulares del ala. El tercer eje fue a la cola y fue destinado a una hélice de marcha.

Como medio de despegue vertical o corto, el proyecto de Omniplane propuso utilizar dos tornillos de elevación con un diámetro de pies 6,5 (1,98 m). Cada uno de estos tornillos tenía tres hojas rectangulares de 3,75 pulgadas de ancho (95 mm), construidas sobre la base del perfil NACA 0009. Los tornillos se construyeron sobre la base de automáticos de sesgo compactos, con los que el piloto podía controlar su inclinación.

Se propuso que el vuelo horizontal se realizara utilizando una hélice de cola con un diámetro de pies 5 (1,54 m). Estaba ubicado dentro del canal anular, detrás del cual estaban los timones de dirección y altura. Aparentemente, en el modo de despegue y aterrizaje, el tornillo de apoyo, que no proporciona suficiente empuje para la aceleración, podría usarse como un medio para generar empuje para el control de inclinación y giro.

Como modelo experimental, el Omniplane 2C no necesitaba un chasis complejo. Él consiguió un tren de aterrizaje de triciclo con un puntal de la nariz. La recepción con una rueda de diámetro pequeño se colocó debajo de la cabina. En el nivel de la parte trasera del ala se encontraban los soportes principales con ruedas suspendidas de mayor diámetro. No se proporcionaron mecanismos de limpieza.


Cola cola y empujando tornillo


En la parte delantera del fuselaje había una cabina doble abierta. Los pilotos laterales cubrían los lados del fuselaje, en el frente, una visera transparente de un área grande. Faltaban las solapas laterales y el techo de la linterna. El lugar de trabajo izquierdo en la cabina del piloto estaba destinado a un piloto que controlaba completamente todos los procesos. Los controles tenían una conexión con el motor, la transmisión, la inclinación, los timones, etc. Además, el piloto tenía un número significativo de instrumentos de conmutación para monitorear el funcionamiento de los sistemas. En el asiento derecho podría ubicarse un pasajero o un ingeniero que supervisa el curso de la prueba.

Según los informes, los controles permitieron controlar la máquina en todos los modos de vuelo. Así, en vuelo horizontal, la perilla de control era responsable de los alerones y ascensores, y los pedales controlaban el timón. Durante el despegue vertical, el control de balanceo se llevó a cabo debido a un cambio diferenciado en el ángulo de ataque de las cuchillas de los tornillos de elevación, lo que llevó a una cierta diferencia en el empuje. El control de desvío y viraje se llevó a cabo utilizando timones de cola.

La máquina experimental del primer tipo resultó bastante compacta. Su longitud no excedió los pies 25, aproximadamente 7,6 m. El peso de despegue fue de 2600 libras, justo por debajo de 1200 kg. Al mismo tiempo, Omniplane 2C era un demostrador de tecnología de prototipo completo, capaz de mostrar todas las ventajas y desventajas del circuito original con "ventiladores de elevación".

Se asumió que la máquina prometedora, dependiendo de las tareas, podrá despegar con un despegue, con una distancia de despegue más corta o vertical. En este último caso, los tornillos de elevación fueron los responsables del despegue, después de lo cual se activó el ventilador de cola. Escribiendo una cierta velocidad horizontal, el piloto tuvo que cerrar las aberturas de los canales del canal y apagar los tornillos de elevación. Cuando fue necesario el desplazamiento horizontal o vertical, el procedimiento de transición se repitió en el orden inverso.


Experimentado Omniplane 2C en un túnel de viento


En cierta etapa, Vanguard Air and Marine Corporation pudo interesar al ejército y las estructuras científicas, lo que tuvo un impacto positivo en el trabajo futuro. Así, la construcción y prueba del prototipo se llevó a cabo con la asistencia directa de la NASA y el Centro de Desarrollo Aéreo Wright de la fuerza aérea. En el futuro, el control aeroespacial ayudó a realizar pruebas en túneles de viento, lo que aceleró enormemente el trabajo y la mejora de las ideas existentes.

El prototipo de la aeronave Omniplein se construyó en el verano de 1959 y pronto fue a pruebas en tierra. El automóvil terminado fue volado en un túnel de viento, después de lo cual fue posible proceder a pruebas en tierra. Aparentemente, en las primeras etapas de las inspecciones, el prototipo estaba planeado para ser estudiado solo en los modos de despegue y aterrizaje, por lo que no recibió inmediatamente las persianas de los canales circulares. Sin embargo, incluso sin este equipo, podría despegar y aterrizar verticalmente.

Desde agosto, 1959 ha estado atado, durante el cual los evaluadores estudiaron el comportamiento de la máquina y cómo se controlaba, y también buscaron varias fallas. Se sabe que tales pruebas, en general, tuvieron éxito. Al mismo tiempo, se identificaron ciertas deficiencias. Por lo tanto, el control de cabeceo y desvío en el modo de despegue resultó no ser muy conveniente, ya que los timones del diseño tradicional en este caso tenían una eficiencia insuficiente. Además, el motor de gasolina fuerte 265 existente no era lo suficientemente potente y requería un reemplazo.

De acuerdo con los resultados de las pruebas del dispositivo experimental Omniplane 2C, los diseñadores de Vanguard comenzaron a desarrollar un nuevo proyecto. La versión actualizada de "lift-fan" recibió su propia designación 2D. Se propuso construir sobre la base del diseño existente, pero con el uso de varios componentes y ensamblajes nuevos, incluido el cambio significativo del aspecto técnico de la máquina.


Esquema del tipo de aeronave "2D"


En el nuevo proyecto, se propuso reemplazar el fuselaje de la nariz. Ahora debería usar la nueva unidad, extendida por pies 5 (1,54 m). Debería haber colocado un tercer canal anular con un ventilador de elevación adicional. Para introducirlo en la transmisión, fue necesario incluir el cuarto eje y otra caja de cambios. Al igual que los otros dos tornillos, el arco tenía que tener una placa protectora para controlar la carga.

El problema de la potencia insuficiente del motor se resolvió mediante el procesamiento completo de la planta de energía. Ahora el motor Lycoming YT53-L-1 turbo-hp Ly 860 debía ubicarse en la sección central del fuselaje del fuselaje. Se conectó un motor más potente a la caja de engranajes principal rediseñada, que ahora distribuye el par a las cuatro hélices. Detrás de la cabina aparecían tomas de aire. Los gases calientes del motor debían ser expulsados ​​a través de un tubo de escape curvo con una boquilla en la parte inferior de la cola. Además, se propuso el fuselaje para equipar una lámpara cerrada.

Algunas mejoras en el proyecto Omniplane 2D sufrieron ala. Por lo tanto, el borde anterior de la sección central se adelantó, lo que provocó que una parte redondeada en la raíz del ala desapareciera. Se propuso volver a trabajar la mecanización del borde posterior e instalar las cubiertas superiores de los canales anulares. Además, un nuevo proyecto prevé una cierta mejora en los sistemas de gestión.

El desarrollo de un nuevo proyecto con la posterior reestructuración de un prototipo existente duró aproximadamente dos años. Omniplain regresó al túnel de viento solo en 1961 año. Los controles mostraron la corrección de las ideas propuestas. El coche modificado se mostró mejor en los modos de vuelo estacionario y transitorio. Después de las comprobaciones en los complejos de prueba, se permitió que el prototipo volara con una correa.


La disposición de la máquina con tres tornillos de elevación.


Vuelos con cables de seguridad confirmaron conclusiones anteriores. La presencia de un motor más potente y un tercer ventilador de elevación simplificaron el despegue y el aterrizaje verticales. Además, el tornillo de la punta mejoró el control del paso, y también en cierta medida influyó en la capacidad de control en el canal de giro. De acuerdo con los resultados de las pruebas con correa, se podría tomar una decisión sobre el inicio de los vuelos gratuitos, pero nunca apareció.

Al comienzo de 1962 del año, durante el siguiente vuelo de prueba con seguro, ocurrió un incidente, como resultado de lo cual un avión experimentado Omniplane 2D recibió algunos daños. Después de una pequeña reparación, el auto podría ser devuelto a los cheques. Sin embargo, la restauración del prototipo fue considerada poco práctica. Para este momento, Vanguard, la NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos habían recopilado suficiente información para sacar conclusiones y determinar las perspectivas del esquema original. Así, la continuación de las pruebas, en general, no tuvo sentido.

Durante las pruebas en el túnel de viento y en el aeródromo, el único prototipo, tanto en la versión original como en la versión modificada, mostró todo su potencial. Confirmó la posibilidad de despegue y aterrizaje vertical, así como el desempeño de varias maniobras. Además, el potencial de la máquina se determinó en términos de transitorios y vuelo horizontal. En general, la aeronave se veía bien y era interesante, al menos desde un punto de vista científico y técnico.

Sin embargo, no fue sin críticas. Por lo tanto, las hélices de elevación se utilizaron solo en los modos de despegue y aterrizaje o durante el vuelo. Durante el vuelo horizontal, las hélices, sus cajas de engranajes y la parte correspondiente de la transmisión resultaron ser "peso muerto". Además, requerían el uso de tapas o persianas del canal anular, lo que conducía a la complicación y ponderación de la estructura de la aeronave. Finalmente, los tornillos grandes con cajas de engranajes requerían el uso de un perfil de ala gruesa, que impone restricciones notables en las características del vuelo.


Máquina multiusos Vanguard Modelo 30


El proyecto experimental hizo frente por completo a las tareas asignadas y mostró las posibilidades reales del diseño original del ventilador Lift. Como suele ocurrir con las propuestas originales y atrevidas, las perspectivas reales resultaron ser ambiguas. Con todas sus ventajas, la máquina con "ventiladores de elevación" resultó ser difícil de construir y operar, pero no mostró ninguna ventaja notable sobre el equipo de las clases existentes. Como resultado, se cerró el proyecto Vanguard Omniplane una vez finalizada la prueba.

El único prototipo construido, en 1959-61, finalizado bajo el nuevo proyecto, permaneció durante algún tiempo almacenado, luego de lo cual fue enviado para su eliminación. Lamentablemente amantes del original histórico tecnología, ahora solo se puede ver un patrón único en las fotografías.

Cabe señalar que paralelamente a las pruebas de la máquina experimental 2D, se llevó a cabo la aparición de aviones de pasajeros prometedores con un patrón similar. Por lo tanto, la máquina modelo 18 con una longitud de pies 63 (19,2 m) con un alerón 50 (15,2 m) fue planeada para estar equipada con dos motores Allison T-56 turbo-eje. Con un peso de despegue de 13,6, podría llevar a bordo a pasajeros de 40 y alcanzar velocidades de hasta 275 millas por hora (440 km / h).

También se propuso el proyecto Modelo 30, que consideraba la posibilidad de equipar el ala con cuatro tornillos de elevación y un par de góndolas con motores turbohélice al mismo tiempo. Dicho vehículo podría transportar pasajeros 40 o carga equivalente, alcanzando velocidades de hasta 550 millas por hora (885 km / h). Por razones obvias, todos los proyectos nuevos se cerraron en la etapa de desarrollo preliminar.

A pesar del cierre prematuro y la negativa a seguir trabajando en la dirección del ventilador Lift, el proyecto Omniplein puede considerarse parcialmente exitoso. La investigación y las pruebas del prototipo mostraron una proporción específica de cualidades positivas y negativas, lo que permitió evaluar las perspectivas reales de la propuesta original. Sin embargo, la presencia de los menos en la creación de la empresa Vanguard Air and Marine Corporation no es una vergüenza para los especialistas de otras organizaciones. Pronto, se crearon nuevos prototipos con medios similares para el vuelo vertical y horizontal.


Residencia en:
https://vertipedia.vtol.org/
http://xplanes.free.fr/
http://126840.activeboard.com/
Aviones con alas de abanico hacia arriba y hacia abajo // Ciencia popular. 1959, No. 12.
autor:
Fotos utilizadas:
Vertipedia.vtol.org, Xplanes.free.fr
4 comentarios
Anuncio

Suscríbase a nuestro canal de Telegram, regularmente información adicional sobre la operación especial en Ucrania, una gran cantidad de información, videos, algo que no cae en el sitio: https://t.me/topwar_official

información
Estimado lector, para dejar comentarios sobre la publicación, usted debe login.
  1. VladimirZ
    VladimirZ 7 Agosto 2017 06: 10
    +2
    Sin embargo, hubo algunas críticas. Entonces, las hélices de elevación se usaron solo para los modos de despegue y aterrizaje o mientras se colgaba. En vuelo horizontal, las hélices, sus engranajes y la parte correspondiente de la transmisión resultaron ser un "peso muerto". Además, exigieron el uso de cubiertas o rejillas del canal anular, lo que condujo a la complicación y la ponderación de la estructura del avión. Finalmente, los tornillos grandes con engranajes requirieron el uso de un perfil de ala grueso, lo que impuso limitaciones notables en el rendimiento del vuelo. - del artículo

    El proyecto inicial de los nacidos muertos. Un ala con un perfil tan grueso, sin mencionar los tornillos de elevación pesados ​​e inútiles con transmisiones en vuelo, crea una gran resistencia aerodinámica frontal que no puede ser superada por el empuje de un solo motor para un vuelo horizontal efectivo.
    1. Venaya
      Venaya 7 Agosto 2017 15: 04
      +3
      Cita: vladimirZ
      Inicialmente proyecto nacido muerto. Un ala con un perfil tan grueso, sin mencionar las hélices de vuelo pesadas e inútiles con transmisiones, crea una gran resistencia aerodinámica frontal que no puede ser superada por el empuje de un solo motor para un vuelo horizontal efectivo.

      Tratemos de no llegar a los extremos: yo mismo creo que el proyecto no es tan poco prometedor, aunque realmente encuentro una gran cantidad de imperfecciones, causadas principalmente por la falta de experiencia, porque era el año 1959. Acerca de: "Las alas con un perfil tan grueso ... crean una gran resistencia aerodinámica frontal", ¿y dónde está el perfil grueso? A velocidades tan bajas utilizadas por él a 400 km / h, solo un perfil de ala gruesa puede crear la elevación máxima del ala. Otra cosa es que con un alargamiento del ala tan insignificante, las pérdidas inductivas de todo el aparato (LA o LAVVP) no pueden darse cuenta de las ventajas de un perfil grueso debido al flujo de aire que fluye a través de las terminaciones del ala. Por lo tanto, el perfil grueso en este caso no es tanto un inconveniente como una ventaja del proyecto. Además: en cuanto a la transmisión pesada, estoy completamente de acuerdo, porque hoy esto ya es superfluo, es más fácil instalar un motor en cada tornillo. Tenga en cuenta que hay tres de ellos, el número más pequeño para un modo estable de despegue y aterrizaje, a menos que, por supuesto, los tres tornillos sean rotativos (sí, al menos uno trasero), en este caso pérdidas inductivas (y el área útil para lavar los tornillos con agua) en modo de despegue / aterrizaje habría disminuido drásticamente, lo que reduciría la potencia del motor requerida y / o aumentaría el peso de despegue del sistema de propulsión en el aire, además, en un factor de dos. Por lo tanto, mi opinión es que no vale la pena enterrar proyectos sin terminar por adelantado, pero tiene sentido examinar cuidadosamente todas las deficiencias, extraer las conclusiones apropiadas y construir más LAVVP, que excede significativamente el Osprey, o su bajo nivel de desempeño económico similar, o similar. Por lo tanto, creo que es necesario buscar no solo las deficiencias en los proyectos experimentales, sino, en primer lugar, considerar sus perspectivas teóricas para un mayor replanteamiento y la creación real de proyectos más prometedores, por supuesto, con su posterior implementación, al menos en forma de vehículos aéreos no tripulados.
      1. SVVP
        SVVP 13 Agosto 2017 14: 01
        0
        Cita: venaya
        "Las alas con un perfil tan grueso ... crean una gran resistencia aerodinámica frontal", pero ¿dónde está el perfil grueso? A velocidades tan bajas utilizadas por él a 400 km / h, solo un perfil de ala gruesa puede crear la elevación máxima del ala.

        riendoguiño ¡Habrías estado hablando del adorado "alargamiento del ala" que mencionaste! guiñó un ojo ¡Ese sería un "plan"! riendo lengua
  2. Ace Tambourine
    Ace Tambourine 9 Agosto 2017 16: 32
    0
    eso es terrible...
    Doy crédito a los autores, pero ... mirar el MIG-29 o el Su-27 es de alguna manera más agradable ...