Самолет традиционной конструкции имеет жесткий силовой набор, покрытый гибкой обшивкой. Такая конструкция дает ему требуемую прочность, но приводит к известным ограничениям в контексте хранения. В прошлом предпринимались попытки создания совершенно новой конструкции самолета, позволяющей складывать его и хранить в минимальном объеме. Одним из самых успешных проектов такого рода стал американский Goodyear Inflatoplane. На основе оригинальных идей и с применением необычных материалов было создано несколько унифицированных самолетов необычного вида.
Основная идея проекта Inflatoplane заключалась в применении планера, изготовленного из специального мягкого материала. Его предлагалось заполнять атмосферным воздухом под давлением, что должно было обеспечивать требуемую жесткость конструкции. С мягкими элементами планера предлагалось соединять различные жесткие агрегаты, такие как моторама и кабина.
Самолет GA-33 в полете. Фото из отчета компании Goodyear
Следует отметить, что новый проект появился не на пустом месте. Еще в начале тридцатых годов инженер компании Goodyear Тейлор Макдэниел предложил концепцию надувного резинового планера. Были проведены необходимые исследования, и в воздух даже поднялся опытный образец. Однако дальше дело не пошло, и на двадцать с лишним лет о концепции забыли. Следующий проект надувного летательного аппарата разработали только в середине пятидесятых.
В первой половине пятидесятых годов, на фоне развития вооруженных сил, появилась необходимость в создании принципиально новых средств спасения, пригодных для применения в разных сферах. Именно это заставило конструкторов вернуться к уже забытой идее надувного летательного аппарата. При этом до конца не понятно, кто именно был инициатором запуска нового проекта. Согласно одним источникам, компания Goodyear запустила новый проект в инициативном порядке. По другим данным, разработка началась по заказу Управления военно-морских исследований Минобороны США.
Подготовка к полету. Фото Airwar.ru
Возможно, Inflatoplane действительно был инициативной разработкой, но им вскоре заинтересовались военные, в результате чего дальнейшие работы велись при их участии. Армия желала получить легкий и компактный самолет, пригодный для использования в качестве спасательного средства. Машина с возможностью перевозки нескольких людей должна была транспортироваться в контейнере объемом не более 1,25 куб.м и подготавливаться к полету в минимальное время. Требуемый ящик с самолетом можно было бы перевозить всеми доступными видами транспорта и десантировать парашютным способом.
В 1955-56 годах авиастроительная фирма Goodyear Aircraft Company запустила разработку нового проекта и провела основную часть конструкторских работ. Будущий надувной самолет получил подходящее название – Inflatoplane. Впоследствии для разных версий проекта и даже для конкретных образцов техники использовались те или иные дополнительные обозначения или индексы.
***
Разработка базового проекта, на основе которого затем было создано целое семейство летательных аппаратов с разным оснащением и возможностями, заняла всего 12 недель – порядка 3 месяцев. После этого удалось построить и вывести на испытания первые опытные образцы новой техники. Испытания осуществлялись как силами предприятия-изготовителя, так и при прямом участии представителей армии и флота.
Насос придает самолету должный вид. Фото Airwar.ru
Конструкторам Goodyear Aircraft Company предстояло решить несколько основных задач. Главная была связана с архитектурой надувного планера. Это изделие должно было легко складываться для транспортировки, но при этом быстро переводиться в рабочее состояние и в нем отличаться высокой жесткостью. Для решения этой задачи специалисты обратились к идеям Т. Макдэниела, но реализовали их с применением современных технологий и материалов. В основу конструкции самолета лег перспективный композитный материал под названием Airmat.
Материал «Эйрмет» представлял собой композит из нескольких слоев нейлоновой ткани, часть которых имела пропитку из неопрена. Такое сочетание компонентов позволило получить требуемую прочность на разрыв. Из нового материала предлагалось сшивать и склеивать оболочки разных форм, представлявшие собой агрегаты планера. Внутри таких оболочек предусматривались дополнительные перегородки из нейлоновой сетки, выполнявшие функции шпангоутов. Также наиболее нагруженные части планера следовало усиливать металлическими тросиками, внедренными в структуру основного материала.
Кабина одноместного самолета Inflatoplane. Фото Airwar.ru
Планер надувного самолета преимущественно состоял из мягкого композита, но в нем имелись и жесткие металлические детали. Так, часть бортов кабины и некоторые элементы ее пола выполнили из металлических профилей. Оставшаяся часть бортов и носовой обтекатель были мягкими и могли надуваться. Позади кабины предусматривалось посадочное место для крыла, за которым начиналась хвостовая балка. Все эти элементы тоже состояли из надувных оболочек. При этом на центроплане расположили легкую мотораму с двигателем и топливным баком. Моторама не соединялась с металлическими деталями кабины, но фюзеляж все равно показывал требуемую жесткость.
Самолет получил полностью надувное прямое крыло с алюминиевыми законцовками. Механизация включала пару надувных элеронов. Несмотря на мягкую конструкцию крыла, в его внутренней полости разместили тросовую проводку управления. Крыло необычной конструкции соединялось с фюзеляжем мягкими текстильными подкосами. Также предусматривались тросы, связывающие его с моторамой. Надувное хвостовое оперение включало стабилизатор и киль с небольшой стреловидностью передних кромок. Оба элемента оперения оснащались рулями с тросовой проводкой.
Применение особого композиционного материала вместе с особыми внутренними вставками привело к ожидаемым результатам. При внутреннем давлении 170 кПа (1,7 атм) планер имел требуемую жесткость и мог выполнять полет на любых допустимых режимах. Требуемое давление можно было получить при помощи ручных насосов или с использованием любого подходящего компрессора. Для транспортировки самолет можно было «сдуть» и сложить в компактный контейнер. Объем последнего был немного меньше заданного заказчиком.
Опытный образец GA-447. Фото Wikimedia Commons
Изначально в проекте Inflatoplane использовался двухтактный бензиновый двигатель фирмы Nelson мощностью всего 40 л.с. Двигатель оснащался двухлопастным воздушным винтом постоянного шага и при помощи легкой моторамы поднимался над центропланом. Самолет удалось оснастить топливным баком емкостью 76 л, при помощи которого можно было оставаться в воздухе более 6 часов. В дальнейшем силовая установка совершенствовалась. 40-сильный двигатель «Нельсон» заменили мотором мощностью 45 л.с. Позже использовали изделие McCulloch 4318 мощностью 60 л.с., что привело к росту грузоподъемности и летных характеристик.
Инженеры из Goodyear Aircraft Company прорабатывали несколько вариантов кабины, отличавшиеся разными особенностями. Предлагалось строить одноместные и двухместные самолеты. Кабина могла быть полностью открытой, либо иметь козырек или полноценный фонарь. При этом внутреннее оснащение кабины отличалось незначительно. Все предложенные варианты имели пилотское место с необходимым набором оборудования. Самолет имел нужные органы управления и приборную доску с индикаторами. Также предусматривалось использование радиостанции.
Чертеж самолета GA-468 из отчета компании Goodyear
К жесткой части днища фюзеляжа крепилось облегченное трехопорное шасси. На разных прототипах использовались отличающиеся конструкции шасси. Применялись устройства с носовым колесом или с хвостовым костылем. Во всех случаях применялись колеса малого диаметра без каких-либо амортизаторов. Гашение удара происходило только за счет упругости стоек и планера.
***
В самом начале 1956 года был изготовлен первый опытный образец самолета Goodyear Inflatoplane. Этот прототип получил собственное обозначение GA-33. Первые проверки планировалось осуществлять при помощи одноместного самолета с полностью открытой кабиной. Он должен был показать свои основные характеристики, а также подтвердить или опровергнуть правильность примененных конструкторских решений. Испытания стартовали с тестов на земле. Для их проведения планер при помощи набора стоек закрепили на автомобиле и в таком виде возили по взлетной полосе. После подтверждения ожидаемых характеристик самолет допустили к полетам.
Первый полет состоялся 13 февраля на аэродроме Уингфут-Лейк (шт. Огайо) и, в целом, прошел без особых нареканий. Надувные элементы планера справились с нагрузкой и обеспечили стабильный полет. В то же время, существующая конструкция крыла оказалась несовершенной и давала повышенные риски. В связи с этим конструкторам пришлось разработать новый вариант внутренней структуры плоскости. Прочие элементы планера показали себя неплохо.
Статические испытания GA-468, перегрузка 4 ед. Фото из отчета компании Goodyear
Вскоре на испытания подали второй прототип под названием GA-447. Прежде всего, он отличался от предшественника улучшенным крылом. Кроме того, он получил полностью закрытый фонарь облегченной конструкции, улучшивший условия работы летчика. GA-447 продолжил испытания и позволил установить все основные характеристики новой техники. Также второй самолет использовался в экспериментах с шасси. На нем проверяли новые варианты трехколесного шасси, конструкцию с единственным колесом под днищем, а также поплавки для посадки на воду.
Самолеты GA-33 и GA-447 фактически являлись демонстраторами технологии и не в полной мере соответствовали требованиям военных. Однако после их испытаний и подтверждений потенциала предложенной конструкции началась разработка специальных самолетов для армии. Заказчику предложили сразу два самолета с максимальной степенью унификации и некоторыми отличиями в конструкции и возможностях.
Самолет GA-468 в свернутом виде. Фото из отчета компании Goodyear
Изделие GA-468 представляло собой прямое развитие опытных самолетов. Это был одноместный самолет с закрытой кабиной и 40-сильным двухтактным двигателем. В рабочем положении он имел размах крыла 6,7 м при длине 5,97 м. Взлетная масса – 340 кг, из которых 110 кг приходилось на полезную нагрузку, включая пилота. Максимальная скорость полета достигала 115 км/ч, крейсерская – 96 км/ч. Дальность определили в 630 км. Для разбега машине требовалось всего 75 м. Взлетная дистанция с выходом на высоту 15 м – менее 175 м.
Также был создан двухместный самолет под названием GA-466. Он имел размах крыла 8,5 м и был на 50 мм короче одноместного аналога. Масса осталась той же. Над надувным фюзеляжем помещался двигатель McCulloch 4318. Переработка планера позволила брать на борт двух людей – пилота и пассажира. Часть летных характеристик осталась на уровне одноместного образца, но дальность сократилась до 440 км.
GA-468 и GA-466 разрабатывались в соответствии с пожеланиями заказчика и с использованием необходимых компонентов стандартных типов. В ходе испытаний, проходивших под присмотром военных, новая техника носила официальные армейские обозначения. Goodyear Inflatoplane с одноместной кабиной назвали XAO-3-GI, двухместную машину – XAO-2-GI. В дальнейшем, после принятия на вооружение, из таких обозначений должны были пропасть литеры «X» и «GI». Серийную технику планировалось обозначать как AO-2 и AO-3.
Один из построенных AO-3. Фото Wikimedia Commons
В целом, заказчик благосклонно относился к новой технике. Несмотря на специфический технический облик, перспективные самолеты соответствовали всем основным требованиям и вполне могли найти применение в армии. Тем не менее, военные проявляли разумную предосторожность. Резинотканевый планер выглядел не слишком прочным и надежным, хотя испытания прямо говорили об обратном.
Летные испытания перспективной техники продолжались до конца пятидесятых годов, но затем были приостановлены на неопределенный срок. Поводом для остановки работ послужила катастрофа в ходе очередного полета. Из-за неполадок в системе управления произошло крушение, при котором погиб армейский летчик-испытатель лейтенант Уоллес.
Как впоследствии выяснилось при расследовании, во время полета один из тросов управления слетел со шкива и заклинил ручку управления самолетом. Из-за наклона ручки машина стала увеличивать крен. На запредельном режиме одна из плоскостей согнулась в направлении фюзеляжа и попала на воздушный винт. Резинотканевая оболочка была разодрана, а алюминиевая законцовка полетела к пилоту и ударила его по голове. Летчик все же смог выбраться из кабины и выпасть из самолета через нос. Однако ему не удалось открыть парашют и спастись.
Самолет типа GA-468 в Смитсоновском музее. Фото Airandspace.si.edu
К моменту катастрофы компания Goodyear Aircraft успела построить 12 надувных самолетов серии Inflatoplane. В это число входила пара ранних прототипов и десяток машин типа GA-468 и GA-466. Катастрофа на испытаниях заставила Пентагон приостановить программу испытаний до выяснения всех причин и устранения выявленных недостатков. Как стало ясно позже, временная остановка стала началом конца всего проекта.
В течение нескольких следующих лет авиастроители из Goodyear пытались совершенствовать существующие конструкции и предлагали обновленные варианты надувных самолетов. Построенные машины дорабатывались и несколько раз испытывались. Однако теперь они не имели реальных перспектив. Узкая специализация, определенная сложность производства и трагедия на испытаниях сказались на дальнейшей судьбе проекта. Уже в начале шестидесятых военные США перестали рассматривать технику серии Inflatoplane как перспективную и пригодную для внедрения на практике.
В 1962 году военное ведомство отказалось от дальнейшей поддержки проекта, и компания-разработчик была вынуждена окончательно остановить его. По некоторым данным, через несколько лет компания Goodyear попыталась возродить проект. Поводом для этого стало начало войны во Вьетнаме, в ходе которой военно-воздушным силам могли пригодиться особые спасательные самолеты. Однако военные не захотели возвращаться к старому проекту.
Тот же самолет с другого ракурса. Фото Airandspace.si.edu
За все время работ была построена дюжина надувных самолетов семейства Goodyear Inflatoplane. После закрытия проекта компания-изготовитель отправила часть этой техники на хранение, а несколько машин передала музеям. Сейчас в разных авиационных музеях США экспонируется три подобных образца разных моделей. К примеру, музею Смитсоновского института принадлежит одноместный самолет GA-468.
***
Первые опыты Т. Макдэниела, проведенные еще в начале тридцатых годов, показали принципиальную возможность создания легких надувных летательных аппаратов. Однако в то время такая идея никого не заинтересовала и не продвинулась дальше первых исследований. К ней вернулись только в пятидесятых годах, и на этот раз проект оказался более удачливым.
Авиастроители из Goodyear Aircraft Company, используя современные материалы и технологии, смогли создать достаточно удачный образец авиационной техники необычного облика. Новые самолеты серии Inflatoplane имели шанс поступить на вооружение армии США и найти применение в разных сферах. Однако многочисленные сомнения и катастрофа во время испытаний негативно сказались на реальной судьбе проекта. Надувные самолеты остались в истории американского авиастроения, но так и не попали в войска.
По материалам:
https://airandspace.si.edu/
http://stonehengeairmuseum.org/
http://airwar.ru/
https://popmech.ru/
http://dtic.mil/
https://strangernn.livejournal.com/
Final Engineering Report on Modifications and Testing of A One-Place Inflatoplane GA-468 Contract №2368 (00). Goodyear Aircraft Corporation. Akron. Ohio. September 1961.
