Экспериментальный летательный аппарат Sky Car Дж.У. Питтса (США)

Нестандартная идея

Автором проекта «Сай Кар» был Джон У. Питтс из Детройта. Подробности его биографии неизвестны, но очевидно, что этот человек проявлял большой интерес к новым конструкциям летательных аппаратов. В начале двадцатых годов прошлого века, подобно другим энтузиастам, Дж.У. Питтс занимался проблемой вертикального взлета. Успешное ее решение сулило известные преимущества и выгоды.

Развивая идею «обычного» несущего воздушного винта, Питтс предложил оригинальную конструкцию с большим количеством особых лопастей. По его расчетам, такая система могла бы создавать повышенную подъемную силу. В 1924 г. изобретатель подал заявку на получение патента. Вскоре его идея была закреплена документом US1602778A «Propeller for flying machines».



Оригинальная конструкция воздушного винта предусматривала использование большого количества шарнирно закрепленных треугольных пластин-лопастей малой толщины. Кроме того, предлагалось применять особый редуктор, обеспечивающий вращение и возвратно-поступательное перемещение вала винта.

Вращение винта должно было создавать подъемную силу за счет обтекания лопастей. Кроме того, планировалось создавать дополнительную силу за счет перемещений всего винта. При движении всей конструкции вверх подвижные лопасти должны были поворачиваться вниз, позволяя воздуху пройти через винт. Двигаясь вниз, винт заставлял лопасти вернуться на исходный угол атаки и образовать почти сплошной диск, опирающийся на воздух.

Опытный образец

В 1928 г. Дж. Питтс приступил к строительству опытного образца. В этом деле ему помог другой энтузиаст авиации, У.П. Кайндри. Машина под названием Sky Car строилась буквально в гараже и своими силами. Какие-либо сторонние организации или спонсоры к проекту не привлекались. Впрочем, они могли присоединиться к работам позже, после успешного проведения испытаний.



ЛА строился на основе легкой рамы, на которой поместили все необходимые агрегаты. Раму собрали из металлических труб и дополнили пирамидообразной конструкцией для крепления агрегатов. В передней части машины находился двигатель со вспомогательными устройствами, за ними закрепили редуктор оригинальной конструкции. В хвосте, с выносом за пределы платформы, помещалось сиденье пилота. По углам рамы закрепили автомобильные колеса. Над ЛА возвышался «зонтик» нестандартного воздушного винта. Получившаяся машина не отличалась большими размерами и массой.

ЛА Sky Car оснастили бензиновым двигателем водяного охлаждения мощностью 65 л.с. Двигатель помещался поперек рамы, рядом с ним находился радиатор. При помощи цепной передачи мощность передавалась на редуктор оригинальной конструкции. Внутри выпуклого корпуса помещался достаточно сложный набор зубчатых колес, кривошипов и т.д., за счет которого обеспечивалось вращение винта с одновременным перемещением вверх-вниз. Органы управления силовой установкой вывели к месту пилота.



Воздушный винт для «Скай Кар» основывался на идеях патента. Основу винта составляла рама из двух концентрических колец, соединенных большим числом радиальных лонжеронов. Для компенсации нагрузок использовался набор расчалок над каркасом. На лонжеронах шарнирно крепилось 60 тонких треугольных лопастей. Они могли свободно перемещаться вниз на 90° и возвращаться в исходное положение; перемещение выше исключалось.

Sky Car являлся демонстратором технологии и потому не получил развитых средств управления. По сути, этот ЛА должен был лишь совершить взлет и посадку, подтвердив свои возможности. Либо опровергнуть работоспособность предложенной конструкции. В некоторых источниках упоминается намерение Питтса и Кайндри создать машину с возможностью полета и поездки по автодорогам, но такая информация не выглядит правдоподобной – как минимум, в отношении опытной техники.

Неудачные испытания

В том же 1928 г. энтузиасты провели испытания своего экспериментального аппарата. Машину вывели на открытую площадку, запустили двигатель и увеличили обороты. Согласно базовым идеям, она должна была оторваться от земли и, желательно, зависнуть на небольшой высоте.



Двигатель и редуктор вращали оригинальный винт и заставляли его «прыгать». Винт смог создать некоторую подъемную силу, однако она была недостаточной и непостоянной. В момент перемещения винта вниз и закрытия промежутков между лопастями ЛА немного подпрыгивал, но при его обратном движении возвращался на землю. Кинохроника сохранила попытку взлета необычной машины. На ней видно, как Sky Car подпрыгивала на месте и вращалась вокруг вертикальной оси из-за реактивного момента винта. Есть основания полагать, что такие прыжки негативно сказались на конструкции и привели к мелким поломкам.

Следует отметить, что в контексте кинохроники имеется некоторое недопонимание. По некоторым причинам, кадры с испытаний «Скай Кар» в 1928 г. нередко относят к более ранней эпохе. Саму же машину рассматривают как раннюю и неудачную альтернативу ЛА горизонтального взлета с неподвижным крылом.

Вторая попытка

Питтс и Кайндри не удовлетворились результатами первых испытаний и продолжили работу. Они верили в перспективы необычного винта и решили переработать конструкцию, избавив ее от явных недостатков. В первую очередь, они взялись за силовую установку и другие элементы ЛА.



Раму аппарата переработали для повышения жесткости и прочности во избежание новых поломок. Шасси сделали трехколесным с передней осью и самостоятельным задним колесом. Все колеса получили амортизаторы на вертикальных пружинах. Над местом пилота появилась жесткая крыша, способная защитить человека от винта. Редуктор остался прежним, но с ним теперь соединялся восьмицилиндровый V-образный двигатель Curtiss OX-5 мощностью 90 л.с. Общая масса конструкции выросла до 1200 кг.

Новый вариант ЛП Sky Car построили и вывели на испытания. Несмотря на все доработки конструкции, результаты тестов были прежними. Экспериментальный ЛА весело прыгал по площадке, медленно разворачиваясь вокруг вертикальной оси. Полноценный взлет, не говоря уже об управляемом полете, был невозможен.



История проекта Sly Car завершилась испытаниями второго опытного образца. Однако энтузиасты не отказались от оригинальных идей и продолжили работу. Известно о новых попытках применения патентованного воздушного винта на других летательных аппаратах разного рода. Впрочем, они так и не повлияли на историю развития авиации, что показывает реальные перспективы такой конструкции.

Проблемный винт

Нетрудно догадаться, что неудачи Sky Car и других разработок Дж.У. Питтса были связаны именно с воздушным винтом необычной конструкции. Как показали испытания, он не мог обеспечить требуемую подъемную силу по причине наличия ряда «врожденных» недостатков. Их исправление потребовало бы кардинальной переработки всей конструкции.



«Обычный» воздушный винт создает тягу все время за счет вращения и взаимодействия лопастей с окружающей средой. Винт Питтса тоже создавал некоторую подъемную силу за счет вращения, но она была недостаточной для подъема ЛА в воздух. Эту силу предлагалось дополнить другой, создаваемой при нисходящем движении винта в конфигурации сплошного или почти сплошного диска. Как показывали прыжки летательных аппаратов, эта сила была достаточной для короткого отрыва от земли.

Однако винт Питтса создавал большую тягу только периодически. Частота ее появления оказывалась недостаточной для сколь-нибудь длительного подъема в воздух. Возможно, ситуацию могли бы исправить повышение частоты перемещений винта или рост оборотов. Однако для этого требовались более мощный двигатель, усиленный редуктор и т.д. Ожидаемый рост характеристик при всем этом нивелировался явным увеличением массы.

https://www.youtube.com/watch?v=8PeGszjxpqo

Потенциальные характеристики оригинального винта оказывались недостаточными для практического применения. Для получения оптимальных параметров требовалась кардинальная переработка винта. При этом в конце двадцатых годов уже существовали достаточно эффективные несущие винты традиционной схемы. В соревновании с ними конструкция Дж.У. Питтса не имела никаких шансов.

Экспериментальные летательные аппараты Sky Car не смогли взлететь, а лишь прыгали и крутились. Однако и в этом случае они дали реальный результат. Авиастроители смогли изучить возможности одной из предложенных конструкций и установить ее несостоятельность. Кроме того, разработка Дж.У. Питтса смогла остаться в истории в качестве одной из самых забавных попыток подъема в воздух – уже несколько десятилетий подряд кинохроника испытаний заставляет публику улыбаться.

Автор:

Рябов Кирилл

Использованы фотографии:

Framepool, Myfootage.com