Прозвище «летающий блин» появилось применительно к различным самолетам задолго до того, как «летающими тарелками» стали называть после второй мировой войны реальные или вымышленные аппараты пришельцев из космоса. Прозвище «летающий блин» явилось вполне естественным для самолетов с круглой или близкой к ней формой. С времен братьев Райт различные авиационные конструкторы неоднократно предлагали схемы самолетов с крылом в форме круга. Некоторые из этих самолетов летали, тогда как другие так никогда и не оторвались от земли. Одним из ранних примеров самолетов начала 1900-х гг., название которого, к сожалению, потеряно для истории. Этот аппарат служил в свое время доказательством изобретения Гленом Кертиссом самолёта в ходе проводившегося им процесса против братьев Райт. Пытаясь доказать, что в некоторых построенных до «Флайера» самолетах использовалась (хотя бы частично) система управления, подобная разработанной братьями Райт, Кертисс надеялся добиться признания недействительным полученного ими патента. Биплан с круглым крылом был снабжен поверхностями аэродинамического управления по крену, напоминающими элероны, однако эта и несколько других машин, оснащенных органами управления относительно трех осей, не помогли Кертиссу выиграть судебный процесс у братьев Райт.
Для того чтобы обеспечить условия наибольшего благоприятствования для создания самолетов, во время первой мировой войны группой авиационных предпринимателей был образован патентный пул, включающий патент братьев Райт, а также большое количество патентов Кертисса и других авиационных конструкторов. Судебный иск об авторских правах так и не был разрешен, а в 1923 г. срок действия патента закончился.
Полукруглый «Фарман 1020»
Некоторые «летающие блины» не обладали идеально круглым крылом, а скорее напоминали блин, разрезанный пополам. К числу таких самолетов относится французский самолет «Фарман 1020», созданный в 1934 г. (рис. 1). При разработке машины возникли интересные проблемы с размещением поверхностей аэродинамического управления. Традиционные элероны были установлены на выступающих законцовках крыла, а на задней кромке крыла были размещены закрылки с большой хордой. Традиционное хвостовое оперение располагалось на конце фюзеляжа.
«Нимут Парасол»
Первым самолетом с идеально круглым крылом, который на протяжении достаточно долгого времени летал, был американский «Нимут Парасол», построенный в 1934 г. (рис. 2). Этот самолет представлял собой традиционный подкосный моноплан (крыло располагалось над фюзеляжем на подкосах, аналогично тому, как это делается в традиционных бипланах), если не считать формы крыла. Круглое крыло самолета имело на законцовках элероны.
По мнению разработчиков, главным достоинством этого двухместного самолета, оснащенного радиальным двигателем «Уорнер Чераб» мощностью ПО л. с. (80,8 кВт) являлось то, что малое удлинение крыла позволяло выполнять полет при больших, чем обычные, углах атаки, что, в свою очередь, гарантировало медленное и безопасное снижение, аналогичное снижению на парашюте. Нет нужды говорить, что «Нимут Парасол», построенный студентами университета г. Майами, так никогда и не вышел из статуса опытного самолета.
Летающие крылья «Эрап»
Одним из успешно летающих «блинов», зарекомендовавшим себя столь хорошо, что были построены 4 опытные машины, стал разработанный врачом из Саут-Бенда (шт. Индиана) Клодом Снайдером летательный аппарат «Эрап». На него произвела впечатление очевидная устойчивость полета изготовленной им в 1929 г. модели, имеющей форму каблука. Это навело Снайдера на мысль, что данная форма является подходящей для крыла самолета, вследствие чего он построил несколько летающих моделей такого типа.
Эти модели оказались удачными. Снайдер подал заявку на изобретение и получил патент, а впоследствии и спроектировал пилотируемый планер, в постройке которого ему помогали студенты местного колледжа. Планер имел характерную форму каблука; крыло планера оснащалось рулем высоты по всему размаху закругленной задней кромки. На двух длинных гребнях, расположенных вдоль верхней поверхности законцовок крыла, устанавливались рули направления и элероны (рис. 3). С начала 1932 г. Снайдер выполнил несколько успешных полетов, а затем установил на планер вблизи передней кромки крыла четырехцилиндровый двигатель от мотоцикла мощностью 26 л.с. (19,1 кВт). Летно-технические характеристики самолета оказались неудовлетворительными.
С помощью профессионального инженера Рауля Хофмана Снайдер после этого спроектировал вторую модель, которая отличалась более традиционными «самолетными» формами. Этот самолет получил название «Эрап-2» (название самолета возникло от английских слов air up). Самолет оснащался двигателем «Континенталь А-40» мощностью 37 л.с. (27,2 кВт). Этот самолет успешно летал на протяжении нескольких лет. Размах его крыла составлял лишь 4,88 м, что следует отнести к преимуществам использования крыла малого удлинения, но шарнирно установленные на законцовках элероны привели к увеличению размаха крыла до 5,8 м (рис. 4). На самолете использовались традиционные киль и руль направления, а на задней кромке крыла размещались два руля высоты и большой закрылок в центральной части. С учетом располагаемой мощности силовой установки «Эрап-2» показал великолепные летно-технические характеристики — максимальная скорость полета составляла 156 км/ч, а посадочная скорость — всего 37 км/ч.
После «Эрап-2» был построен «Эрап-3» с силовой установкой мощностью 80 л.с. (58,8 кВт), в котором поверхности горизонтального хвостового оперения были закреплены на верхней части вертикального оперения, что получило впоследствии название «Т-образного хвостового оперения». «Эрап-3» оснащался установленными на внутренней поверхности крыла элеронами. Этот самолет летал не очень хорошо и потерпел аварию до того, как завершились доводочные работы.
«Эрап-4» представлял собой усовершенствованный «Эрап-3» и на протяжении нескольких лет успешно летал, однако доктор Снайдер разорился, и оба «летающих каблука» были проданы с молотка.
V-173/XF5U-1 фирмы «Воут»
До сегодняшнего времени наиболее удачным «летающим блином» является американский самолет V-173 фирмы «Воут» (г. Стретфорд, шт. Коннектикут), построенный в 1942 г. (рис. 5). Этот самолет представлял собой легкомоторную летающую модель предложенного фирмой нетрадиционного истребителя (аналогично тому, как это было сделано с C-W24B).
Уникальный самолет V-173 является детищем Чарльза X. Циммермана, который построил успешно летавшую модель такой схемы в середине 1930-х гг. Впоследствии ему удалось заинтересовать фирму «Воут» в возможности военного использования самолета этой схемы. В нарушение принятой в американской военной промышленности практики одна опытная машина была исследована в аэродинамической трубе NASA в Лэнгли-Филд (шт. Виргиния) для проверки принципиальной возможности выполнять полеты на этом самолете (а не для совершенствования аэродинамики, как это обычно делается).
Секрет успеха V-173 состоял в использовании двух малоскоростных винтов большого диаметра, приводимых в движение двумя двигателями «Континенталь А-80» мощностью 80 л.с. (58,8 кВт), полностью размещенными в крыле. Воздушный поток от пропеллеров, проходящий над крылом, создавал дополнительную подъемную силу, как бы увеличивая эффективное удлинение крыла и снижая индуктивное сопротивление крыла малого удлинения при полете на малых скоростях. V-173 оснащался прикрепленными к горизонтальному оперению элевонами. Эти аэродинамические поверхности выходили из кромки крыла непосредственно перед килями, снабженными рулями направления.
V-173 выполнил первый полет 23 ноября 1942 г. В ходе летных испытаний самолет налетал 131 ч. Максимальная скорость полета составляла 241,5 км/ч. Самолет был способен выполнять посадку со скоростью 56,4 км/ч при очень большом угле атаки — 36°.
Успех V-173 привел к тому, что в 1943 г. ВМС США заключили контракт на разработку двухдвигательного истребителя XF-5 U-1 (рис. 6) (буква X соответствует экспериментальному самолету, F — истребитель, 5 — порядковый номер истребителей ВМС США, разработанных фирмой «Воут», U — обозначение фирмы «Воут» в классификаторе ВМС США). Самолет оснащался двумя двигателями фирмы «Пратт-Уитни» R-2000-7 мощностью 1350 л.с. (992 кВт). Возникшие в процессе разработки трудности и невысокий приоритет программы задержали постройку истребителя до 1948 г. К тому времени авиация ВМС США перешла на реактивные самолеты, a XF-5U-1 был заброшен. Попытки фирмы «Воут» выполнить хотя бы один полет на этом самолете успеха не имели-по сути дела, ВМС запретили проведение такого полета.
Основные данные XF5U-1: силовая установка-два двигателя R-2000-7 мощностью 1350 л.с. (992 кВт) фирмы «Пратт-Уитни», размах крыла 9,9 м; длина самолета 8,7 м; взлетная масса 8453 кг; максимальная скорость (на высоте 4570 м) 624,7 км/ч.
«Боне-Лабранш»
Другой подход к решению аэродинамических проблем крыла малого удлинения для своего «летающего блина» использовал в 1908 г. французский авиатор Боне-Лабранш. Созданный им самолет напоминал «Вуазен» или «Фарман» с толкающим винтом и длинной хвостовой балкой, у которого площадь между верхним крылом и традиционным для того времени бипланным горизонтальным хвостовым оперением была «заполнена» крылом для обеспечения дополнительной несущей поверхности. Этот самолет оснащался также передним горизонтальным оперением, практически никак не связанным с конструкцией крыла (рис. 7). Отметим, что нижний горизонтальный стабилизатор имел вогнутый профиль для обеспечения некоторой подъемной силы, тогда как верхний стабилизатор был плоским и служил в качестве задней кромки крыла.
Тандем Гиводана
Так как переднее и заднее крылья этого созданного в 1909 г. самолета имели одинаковые размеры, его можно классифицировать как самолет с тандемным крылом. В то же время уникальная форма крыла позволяет рассматривать этот летательный аппарат как нетрадиционный самолет с кольцевым круглым крылом (рис. 8).
Трудно понять, для чего изобретатель придал крыльям столь необычную форму — у такого крыла слишком мало горизонтальной поверхности, способной обеспечить достаточную несущую способность, но в то же время имеются значительные вертикальные участки, которые не создают подъемной силы вообще. Так как поверхности крыльев были плоскими, они, очевидно, не создавали подъемную силу так, как это делают обычные профилированные крылья. Внешне самолет Гиводана своими одинаковыми по размерам кольцевыми крыльями напоминал увеличенный коробчатый змей с закругленными краями. Переднее крыло было выполнено подвижным для обеспечения управляемости самолета.
П. Бауэрс. Летательные аппараты нетрадиционных схем. М.; «Мир», 1991 г.