اندکی قبل از شروع ساخت و آزمایش "بال پرنده" اولین مدل، جی نورتروپ شرکت هواپیماسازی خود را تأسیس کرد، اما در سال 1930 مجبور به فروش آن شد. در سال 1932، او شرکت خود را دوباره تأسیس کرد، اما بعداً در یک شرکت دیگر ادغام شد. تا سال 1939 بود که نورتروپ شروع به کار کرد و تا کنون به یکی از پیشروان این صنعت تبدیل شده است. تأسیس شرکت سوم به طراح اجازه داد تا به درستی در توسعه ایده های اصلی غیر استاندارد شرکت کند و آنها را در عمل آزمایش کند.
جک نورتروپ در کنار ساخته خود. عکس Aviadejavu.ru
در ابتدا، جک نورتروپ مسیر امیدوارکننده را به تنهایی یا با کمک همکارانش مطالعه کرد. در اواخر دهه سی، او موفق شد حمایت دانشمندان را جلب کند. تئودور فون کارمن، استاد دانشگاه مینه‌سوتا و شاگردش ویلیام ریس سیرز، علاقه زیادی به "بال پرواز" نشان دادند. آنها شروع به کمک به طراح در مطالعه نظری طرح های جدید کردند و همچنین برخی از نقشه های لازم را تکمیل کردند. با گذشت زمان، تیم الگوریتم کار بهینه را پیدا کرد: J. Northrop ایده هایی را پیشنهاد کرد و طراحی اولیه را انجام داد، T. von Karman درگیر محاسبات بود و W.R. سیرز یک مستندات فنی کامل را آماده کرد.
سه نفر از علاقه مندان با هم ظاهر جدیدی برای هواپیمای ساخته شده بر اساس طرح "بال پرواز" ایجاد کردند. به زودی به عنوان یک مدل مقیاس اجرا شد که پیشنهاد شد در یک تونل باد آزمایش شود. پاکسازی امکان جمع آوری اطلاعات کافی و تصحیح محاسبات نظری موجود را فراهم کرد. علاوه بر این، با توجه به نتایج آن، امکان کار مجدد پروژه قبلاً تکمیل شده یک هواپیمای آزمایشی تمام عیار وجود داشت.
هواپیمای هواپیما. شکل Airwar.ru
در برخی موارد، پروژه هواپیمای آزمایشی جدید نام رسمی N1M را دریافت کرد. حروف مخفف "نورتروپ 1 مدل" - "نورتروپ، اولین مدل" بودند. بعدها، جی نورتروپ و همکارانش تعدادی پروژه جدید توسعه دادند هواپیمایی تکنیک هایی با نام هایی که به روشی مشابه شکل گرفته اند.
هدف اصلی پروژه N1M ایجاد ظاهری جدید برای هواپیما و جمع آوری اطلاعات مختلف در مورد رفتار "بال پرواز" در حالت های مختلف بود. J. Northrop و همکارانش احتمال خطاها را در مرحله طراحی در نظر گرفتند که به دلیل آن هواپیما باید دوباره ساخته شود. برای صرفه جویی در هزینه در تنظیم دقیق طراحی، ساخت هواپیما با پیکربندی متغیر بدنه هواپیما پیشنهاد شد. نسبتاً سریع و آسان، تسترها می‌توانند جاروی بال، زاویه V عرضی، پارامترهای نصب نوک‌ها و غیره را تغییر دهند. وسیله ای برای حرکت مرکز ثقل نیز فراهم شد.
مطابق با پروژه جدید، یک هواپیمای آزمایشی امیدوارکننده قرار بود طراحی ترکیبی بر اساس یک قاب فلزی داشته باشد. بخشی از پوست قرار بود از فلز ساخته شود، عناصر دیگر - از بوم. بر خلاف نمونه اولیه قبلی، N1M جدید قرار بود به یک "بال پرنده" تمام عیار تبدیل شود، بدون اینکه انواع وسایل اضافی روی پرتوها و غیره قرار گیرند. استفاده از نیروگاه دو موتوره و مکانیزاسیون بال پیشرفته ضروری بود.
فضای داخلی کابین. عکس Airwar.ru
بخش مرکزی "بال پرنده" جدید یک ساختار نسبتاً ضخیم با نمایه پشتیبانی بود که در واقع به عنوان بدنه عمل می کرد. لبه جلویی چنین بخش مرکزی دارای یک رفت و برگشت ثابت بود. در قسمت پایین آن روزنه هایی برای تامین هوای بیرون به رادیاتورهای موتور وجود داشت. در محور طولی، در فاصله ای از انگشت پا، کابین خلبان قرار داشت که با یک فانوس قطره ای شکل با یک پرده دراز پوشیده شده بود. در سطح کابین دو موتور پیستونی وجود داشت. J. Northrop پیشنهاد کرد که هواپیمای جدید را به یک محموله متحرک ویژه مجهز کند. با آن، قبل از پرواز، امکان تغییر مرکز دستگاه وجود داشت.
کنسول های متحرک ساخته شده بر اساس یک قاب فلزی به قسمت های جانبی بخش مرکزی متصل می شدند. اسپارهای آنها بر روی لولاها نصب شده بود و حرکت در دو هواپیما را فراهم می کرد. حرکت به صورت افقی امکان تغییر جاروب کنسول، به صورت عمودی - زاویه عرضی V را فراهم می کند. برای به دست آوردن یک پیچ آیرودینامیکی منفی، از نوک بال های یک منطقه نسبتاً بزرگ که به سمت پایین منحرف شده است استفاده می شود. در پیکربندی اولیه، آنها 35 درجه به سمت پایین منحرف شدند، اما این زاویه را می توان برای تغییر ویژگی های آیرودینامیکی هواپیما تغییر داد. به ویژه، در صورت لزوم، نوک را می توان به صورت افقی قرار داد و بال را تکمیل کرد. تمام لولاها باید روی زمین تنظیم شوند و پس از آن هواپیماها باید در یک موقعیت معین ثابت شوند.
Northrop N1M در حال آزمایش عکس jp-petit.org
تمام لبه پشتی کنسول ها به نصب elevon های بزرگ با زبانه های تریم داده شده است. این هواپیماها برای کنترل زمین و چرخش در نظر گرفته شده بودند. کنترل در کانال انحراف باید با کمک ترمزهای هوا روی نوک ها انجام شود. آنها مانند ایلوون ها حداکثر مساحت ممکن را داشتند.
بدنه هواپیما نورثروپ N1M یک زیرانداز تا حدی جمع شدنی دریافت کرد. در کمان بخش مرکزی، مستقیماً زیر فیرینگ گرد، یک طاقچه برای ستون جلو وجود داشت. دومی مجهز به یک چرخ با قطر کوچک بود و در طول پرواز به عقب برگشت. دهانه محفظه با یک پوشش متحرک بسته شد. در قسمت های جانبی بخش مرکزی، نزدیک لبه عقب بال، تکیه گاه های اصلی با چرخ هایی با قطر بیشتر وجود داشت. هنگام تمیز کردن، زهکش ها به سمت داخل چرخید و به داخل بال رفت. سپرهای طاقچه شاسی مستقیماً روی قفسه نصب شده بودند. قفسه چهارم با یک چرخ کوچک در قسمت دم قسمت مرکزی نصب شده بود. او به داخل بدنه عقب ننشست و به یک فیرینگ بزرگ مجهز شده بود. هدف از ساخت این قفسه جلوگیری از آسیب دیدن پروانه ها در هنگام برخاستن و فرود بود.
اولین پرواز باید در فیلم وقایع باقی بماند. عکس Century-of-flight.net
در پروژه اصلی، آزمایشی "بال پرواز" یک جفت موتور هواپیمای پیستونی Lycoming O-145 با قدرت HP 65 دریافت کرد. موتورهای چهار سیلندر با طرح مخالف افقی متمایز می شدند که امکان قرار دادن آنها در بال را بدون هیچ مشکلی فراهم می کرد. موتورها توسط جریان هوای ورودی که از طریق پنجره‌های انگشت بال وارد می‌شد خنک می‌شدند.
محورهای پروانه موازی با محور طولی دستگاه حرکت می کردند و از طریق کانال های افقی روی قفسه های مثلثی به بیرون هدایت می شدند. در پشت لبه انتهایی بخش مرکزی، یک جفت ملخ سه پره با گام متغیر روی شفت ها نصب شده بود.
ماهیت آزمایشی این پروژه امکان استفاده از یک کابین واحد با ابزار دقیق نسبتاً ساده را فراهم کرد. در محل کار خلبان ابزارهای اشاره گر برای نظارت بر عملکرد سیستم ها و همچنین کنترل های ساخته شده بر اساس راه حل های سنتی وجود داشت. در این حالت، به جای فرمان معمول، از یک فرمان استفاده شد و پدال ها به صفحات انتهایی منحرف شده متصل شدند. کابین خلبان با یک سایبان شفاف پوشانده شده بود که دارای یک گیره ساده بود و پوشش اصلی به عقب حرکت می کرد.
N1M در هوا. عکس Airwar.ru
طول کل هواپیمای تمام شده نباید بیشتر از 5,46 متر و حداکثر طول بال (با نوک های برآمده) 1,8 متر باشد. ارتفاع پارکینگ فقط 1,5 متر بود. حداکثر مساحت بال 33 متر مربع بود که حدودا 28 متر مربع بخش مرکزی و کنسول را به خود اختصاص داده است. این هواپیما کاملاً سبک بود: وزن برخاست آن فقط 1360 کیلوگرم بود. طبق محاسبات، او باید حداقل 320 کیلومتر در ساعت سرعت می گرفت. سقف به 1200 متر محدود شد، برد 300 مایل یا 483 کیلومتر بود.
نمونه اولیه مدل جدید توسط Northrop در ژوئن 1940 ساخته شد. پس از اتمام مونتاژ، "بال پرواز" آزمایشی به پایگاه هوایی Myurok فرستاده شد، جایی که یک فرودگاه بزرگ در یک دریاچه خشک ساخته شده بود. آزمایش های هواپیمای آزمایشی با تاکسی و دویدن در امتداد باند آغاز شد. بعد از این همه بررسی، ماشین را می توان به هوا برد. با این حال، برنامه آزمایشی به زودی مجبور به انجام برخی تنظیمات شد.
زمان تست دی جی عکس Aviadejavu.ru
در 3 ژوئیه، ونس بریز، خلبان ارشد نورث روپ، برای یک دویدن سرعت دیگر وارد باند فرودگاه شد. با به دست آوردن سرعت مشخص، هواپیما در امتداد فرودگاه حرکت کرد و دستورات خلبان را انجام داد. ناگهان ارابه فرود دماغه به چاله برخورد کرد، ماشین برگشت و به هوا بلند شد. وی بریز موفق به واکنش شد و به پرواز غیرمنتظره خود ادامه داد. N1M با تجربه چندین صد متر در ارتفاع 5 تا 20 فوتی (1,5-6 متر) پرواز کرد و پس از آن با موفقیت فرود آمد.
پس از فرود، خلبان گفت که هرگز نتوانسته هواپیما را بیش از 5-6 متر بالا بیاورد. جک نورتروپ پس از اطلاع از این موضوع، با طنزی تلخ اشاره کرد که تیمش موفق به ساخت یک هواپیما با سقف 20 فوتی شده است. علل چنین مشکلاتی به زودی شناسایی شد. معلوم شد که یک جفت موتور 65 اسب بخار نیروی رانش کافی برای پرواز عادی را فراهم نمی کند. برای ادامه آزمایشات، پردازش نیروگاه مورد نیاز بود. علاوه بر این، تصمیم گرفته شد که کنترل‌های زمین نیز اصلاح شوند.
به زودی یک جفت موتور Franklin 6AC-264F2 در قسمت مرکزی به جای دو Lycoming نصب شد. آنها همچنین دارای طرح باکسر بودند، اما به شش سیلندر مجهز بودند و تا 117 اسب بخار قدرت داشتند. هر نیروگاه جدید امکان شروع پروازهای تمام عیار در ارتفاعات و سرعت های مختلف را فراهم کرد. با این حال، برخی از مشکلات هنوز پابرجاست. همانطور که معلوم شد، کانال های داخلی بال خنک کننده معمولی موتورها را فراهم نمی کند. برای تامین جریان هوای مورد نظر، باید از دفلکتورهای اضافی استفاده شود.
تنها نورثروپ N1M ساخته شده در موزه. عکس Airandspace.si.edu
موتورهای جدید و خنک کننده موتور بهبود یافته، نمونه اولیه هواپیمای نورثروپ N1M را به یک آزمایشگاه پرنده کامل و مناسب برای استفاده در یک برنامه تحقیقاتی بلندپروازانه تبدیل کرده است. در طی چند ماه آینده، جی نورتروپ و همکارانش پیکربندی های مختلفی از "بال پرواز" را کار کردند. ابتدا نسخه های جدید هواپیما در یک تونل باد آزمایش شد و سپس نمونه اولیه هواپیما بر این اساس تغییر کرد و به پرواز درآمد. برای چندین ماه، حدود دویست پرواز انجام شد که در آن سه دوجین پیکربندی بال آزمایش شد. خواص باربری هواپیماهای با رفت و برگشت مختلف و زوایای مختلف عرضی V مورد مطالعه قرار گرفت. اثر تمرکز هواپیما بر روی داده های پرواز مورد مطالعه قرار گرفت و ویژگی های کنترل ماشین نیز مورد بررسی قرار گرفت.
جالب است که نتایج تحقیقات در یک تونل باد و پروازهای آزمایشی همیشه با هم مطابقت نداشتند. برخی از پیکربندی‌های بال در حین پاکسازی عملکرد خوبی داشتند اما در آزمایش واقعی شکست خوردند. چنین مشکلاتی به دلیل نیاز به تحقیقات جدید منجر به تاخیر در آزمایش شد.
علاوه بر این، در استفاده صحیح از فرصت های موجود نیز مشکلاتی وجود داشت. بنابراین، در حین مطالعه عملکرد کنترل ها، خلبان آزمایشی موی دبلیو استیونسون از پرواز دیگری با خبرهای بد بازگشت. برای تاکسی در یاو در آن زمان از هواپیماهای قابل انحراف در انتها استفاده می شد که هنگام ورود به پیچ استفاده می شد. اما این تکنیک خود را توجیه نکرد: با چرخش بیش از حد پر انرژی، هواپیما به طور مستقل شروع به چرخش کرد. چنین تجمعی به سرعت توسط خلبان خاموش شد، اما همچنان در پرواز اختلال ایجاد کرد و خلبانی را دشوار کرد.
دستگاه به آخرین پیکربندی استفاده شده در آزمایشات بازیابی شد. عکس Airandspace.si.edu
قبلاً در سال 1941، پس از آزمایش دیگری در تونل باد و در هوا، مشخص شد که هواپیمای N1M به سادگی نیازی به نوک خمیده ندارد. صرف نظر از زاویه نصب، این هواپیماها سهم قابل توجهی در پایداری جهت ندارند. به همین دلیل، نوک ها به زودی ثابت شدند و به ادامه بال تبدیل شدند و دهانه و مساحت آن را افزایش دادند. در همان زمان، فلپ های انحرافی با ترمزهای هوای اسپلیت جدید جایگزین شدند که فلپ های آن به سمت بالا و پایین منحرف شدند.
تکنیکی برای تعیین ویژگی های چرخش هواپیما بسیار مورد توجه است. نورتروپ N1M به تنهایی می‌توانست به ارتفاعی بیش از 1200 متر صعود کند که برای ورود و خروج از چرخش کافی نبود. در نتیجه، نمونه اولیه با موتورهای خاموش توسط یک هواپیمای یدک کش به ارتفاع چند کیلومتری منتقل شد، جایی که خلبان آزمایشی پرواز مستقلی را آغاز کرد و به بررسی پرداخت. مشخص شد که "بال پرنده" موجود به راحتی بکسل می شود و بدون مشکل از چرخش خارج می شود.
آزمایشات تنها هواپیمای آزمایشی تا پایان سال 1941 ادامه یافت و جمع آوری اطلاعات زیادی در مورد معماری امیدوار کننده هواپیماها را ممکن ساخت. حجم انباشته داده ها می تواند به توسعه بیشتر یک جهت امیدوارکننده و توسعه انواع جدید تجهیزات هوانوردی کمک کند. به زودی J. Northrop، T. von Karman و W.R. سیرز شروع به طراحی ماشین غیرعادی بعدی کرد. او در پایان سال 1942 برای آزمایش بیرون آورده شد.
نمای بال و دم. عکس توسط Wikimedia Commons
تنها نمونه اولیه هواپیمای نورثروپ N1M به عنوان جایگاه پروازی برای آزمایش راه حل های طراحی جدید و مطالعه رفتار هواپیماهای معماری جدید ساخته شد. با وجود تمام کاستی‌ها و مشکلاتی که مرتباً پیش می‌آمد، از عهده وظایف برآمد و به مهندسان اجازه داد به کار خود ادامه دهند. با این حال، او دیگر مورد نیاز سازندگانش نبود. طی چند سال بعد، هواپیما در انبار باقی ماند، بدون چشم‌انداز واقعی.
در سال 1945، جک نورتروپ یک هواپیمای آزمایشی را به نیروی هوایی ایالات متحده تحویل داد. صاحبان جدید از این هدیه قدردانی کردند و آن را به موزه ملی هوانوردی فرستادند. در اواسط دهه هفتاد، ماشین برای بازسازی فرستاده شد که زمان زیادی را صرف کرد. تنها در آغاز دهه بعد، N1M بازسازی شده به مرکز استفان اودوار-هازی، که بخشی از موزه ملی هوا و فضا است، منتقل شد. در طول بازسازی، آخرین پیکربندی دستگاه مورد استفاده در طی آزمایشات پرواز ذخیره شد.
پروژه Northrop N1M برای مطالعه طرح "بال پرواز" و جمع آوری اطلاعات مختلف در نظر گرفته شده بود. تنها نمونه اولیه ساخته شده و چندین مدل در مقیاس با چنین وظایفی کنار آمدند و به طراحان مشتاق اجازه ادامه کار را داد. تیم جک نورتروپ بر اساس تجربیات به دست آمده در طول مطالعه اولین ماشین، به زودی چندین پروژه جدید ایجاد کرد و همچنین یک هواپیمای آزمایشی N9M ساخت. تحقیقات در مورد معماری امیدوار کننده هواپیما ادامه یافت.
با توجه به مواد:
http://airwar.ru/
http://aviastar.org/
http://aviadejavu.ru/
http://century-of-flight.net/
https://airandspace.si.edu/
https://jp-petit.org/
بال های پرواز می آیند // مکانیک محبوب. مارس 1942.