Введение

Dornier Do 31 - экспериментальный реактивный грузовой самолет вертикального взлета и посадки (VTOL), разработанный и произведенный западногерманским производителем самолетов Dornier. Разработка Do 31 была мотивирована главным образом большим интересом, проявленным немецкими ВВС в приобретении самолетов, способных к короткому взлёту и вертикальной посадке (STOVL). Эти амбиции получили дополнительный импульс от выпуска спецификации НАТО NBMR 4, которая требовала создания самолета тактической поддержки с возможностью VTOL, который будет эксплуатироваться совместно с EWR VJ 101, западногерманским ударным самолетом VTOL, разработанным в соответствии с контрактом НАТО с BMR 3. Всего было построено и использовано для испытаний три самолета, два летательных и один статический. 10 февраля 1967 года Do 31 совершил свой первый полет; первый парящий полет этого типа состоялся в июле 1967 года. В дополнение к выполнению тестовых полетов, Дорнье часто демонстрировал прототипы Do 31 официальным лицам и широкой общественности, например, на Парижском авиасалоне 1969 года. Несколько мировых рекордов были установлены типом за его ограниченную летную карьеру. Когда высокая стоимость, технические и логистические трудности эксплуатации такого самолета были реализованы, немецкие ВВС решили прекратить испытания с участием самолетов VTOL, таких как Do 31, VJ101 и более поздний VFW VAK 191B. В условиях ограниченных перспектив продаж и отсутствия государственной поддержки, Do 31 и другие проекты VTOL оставались исследовательскими проектами до того, как их производители прекратили всю деятельность. До 31 остается единственным транспортным самолетом, способным к VTOL, на реактивных двигателях, который когда-либо летал.

Предыстория

В конце 1950-х и 1960-х годов ВВС Германии все больше беспокоились о том, что в случае крупного конфликта с Восточным блоком их аэродромы будут очень уязвимы для атак, быстро предотвращая использование обычных самолетов в любом таком конфликте. Стремясь противостоять этой угрозе, служба активно исследовала возможность рассредоточенных операций; одним из вариантов было использование национальных автомагистралей, что требовало, чтобы такие самолеты обладали возможностями короткого взлета и вертикальной посадки (STOVL). Уже в 1959 году западногерманский производитель самолетов Dornier неофициально работал над несколькими концепциями, связанными с VTOL. Ранняя деятельность была сосредоточена вокруг серии исследований на тему полезных транспортных самолетов, способных к VTOL. Команду дизайнеров Dornier, базирующуюся на предприятии компании в Фридрихсхафене, возглавлял инженер-аэронавт Густав Виланд. На этом этапе Dornier уже сотрудничал с иностранными компаниями, включая британского производителя двигателей Bristol Siddeley, которые уже работали независимо над собственным двигателем, ориентированным на VTOL. Для поддержки программы разработки, специально построенный испытательный прибор управления полетом был построен Dornier, который позволил их команде проектировщиков исследовать и оценить различные законы управления отношением и качества полета. Для решения дифференциальных уравнений, необходимых для детальной моделирования самолета, был разработан гибридный компьютер Dornier DO 960. Несмотря на допуски, чтобы облегчить управление во время вертикального полета, философия управления полетом, используемая на Do 31, была более похожа на обычный самолет, чем на вертолет.

Запуск и разработка программы

В феврале 1962 года официальный запуск программы Do 31 состоялся с выдачей контракта на разработку от правительства Западной Германии. К началу 1964 года Dornier начал строить пару прототипов самолетов; их производство в основном осуществлялось на заводе компании в Оберпфаффенхофене. Всего было построено три тестовых прототипа, E1, E2 и E3, "E" означает Experimentell (экспериментальный). E1 был оснащен только двигателями Pegasus, и был предназначен для испытаний горизонтального полета. E2 был статическим испытательным корпусом, и никогда не летал. E3 был оснащен двигателями Pegasus и RB162, предназначенными для оценки вертикального режима полета. Конструкция До 31 в значительной степени зависела от конфигурации двигателя. Дорнье решил использовать британский двигатель Bristol Pegasus с вектором тяги, существующий двигатель, который был наиболее известным, используемым для питания самолета Harrier. На самолёте Do 31 пара двигателей Pegasus размещалась в каждой из двух внутренних носел; во время вертикальной фазы полета дополнительный подъем обеспечивался с помощью четырех вертикально установленных подъемных двигателей Rolls Royce RB162, расположенных в каждой из внешних носел. Благодаря установке двигателей в капсулах, фюзеляж мог вместить вместительный отсек для хранения груза, к которому в основном можно было получить доступ через задней погрузочный пандус. В ранних конструкциях Do 31 использовалось более четырех Rolls Royce RB162; наличие более мощных версий двигателя Pegasus позволило сократить до четырех дополнительных двигателей подъема. Из-за того, что двигатели размещались в ноцелах, а не внутри фюзеляжа, как на Harrier, Pegasus пришлось специально модифицировать для Do 31. Помимо обеспечения адекватного подъема и управления, на двигательную систему влияли и другие факторы. По словам Dow, шум был серьезной проблемой, особенно потому, что критическая частота корпуса самолета была близка к той, которая естественным образом генерируется двигателями подъемника. Вновь поглощение горячих выхлопных газов было еще одной критической областью, осложненной тем, что во время вертикального парирования было 16 "фонтанов" газа, 12 из которых были горячими. После интенсивного изучения на этапе летных испытаний разработки было установлено, что размещение сопла под углом 85 градусов, а не 90 градусов, было достаточно, чтобы избежать возникновения каких-либо проблем во время взлета, в то время как во время посадки таких проблем вообще не наблюдалось. Было также опробовано несколько различных типов воздухозаборников, как для предотвращения проблем с поглощением, так и для неравномерного запуска двигателей лифта. В качестве меры по решению проблем поглощения воздуха из двигателей Pegasus в двигатели лифта также проводилось исследование, в то время как специальные исследования проводились по воздействию эрозии земли.

В полете

10 февраля 1967 года первый прототип (E1) совершил свой первый полет, приводимый в действие только двумя двигателями Пегаса. В июле 1967 года третий прототип (E3), оснащенный всеми десятью двигателями, совершил первый полет. По мере исследования обзора, летчик-испытатель Дрюри В. Вуд выполнял несколько исследовательских маневров, летя на самолёте До-31, в одном случае намеренно летящим назад, чтобы доказать, что это можно сделать, и выполняя рулон ствола на другом. Стремясь привлечь внимание к своему новому самолету, Дорнье привез один из прототипов на Парижский авиасалон 1969 года, где он был продемонстрирован широкой общественности. Полет на пароме, чтобы добраться до события, установил несколько мировых рекордов Международной федерации аэронавтики (FAI) для этого типа. Общественное признание было особенно ценным в свете долгосрочных амбиций Dornier для Do 31, поскольку компания предусматривала гражданское использование самолета в качестве коммерческого транспорта VTOL. В какой-то момент Dornier вел переговоры с Douglas Aircraft и Ling Temco Vought (LTV) о участии в программе Do 31, даже отвергнув один из подходов, сделанных Douglas. До 31 был первым и пока единственным вертикальным взлётом реактивного транспорта, когда-либо построенным. В апреле 1970 года было объявлено, что проект был прекращен, хотя Do 31 совершил свой последний публичный полет 4 мая 1970 года во время Международной выставки воздуха и космоса (ILA) в Ганновере. Одним из предположительных факторов, способствующих отмене Do 31, был относительно большой сопротивление и вес, налагаемые подъемными двигателями, которые уменьшили полезную нагрузку и дальность полета типа по сравнению с обычными транспортными самолетами. По словам Доу, правительство Германии разочаровалось в отсутствии обязательств со стороны других стран НАТО и не было готово вносить свой вклад в удовлетворение высоких потребностей в финансировании для полномасштабного развития.