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菲尔利fairey
英国在开发复合直升机方面的努力实际上早在wn342问世前就已经着手,但是国家被迫推迟这个项目一直到二战后。其时在cierva旋翼机公司工作的詹姆斯aj班尼特,应皇家海军具有能在船上甲板行动能力的旋翼机的需要构思了一款复合直升机。战后,班尼特受雇菲而利航空有限公司领导旋翼机工作,并从1964年开始全面开发这个概念,他将该机命名为“旋翼式螺旋桨飞机”。两家原型机建成,第一架在1947年9月完工,三个月后进行首次飞行。在1947年12月7日举行的这次首飞,使得旋翼式螺旋桨飞机成为英国第一架飞向空中的复合直升机。
因该设计是作为一种既有直升机特征又有飞机特征的杂合飞行器,旋翼式螺旋桨飞机有着非常独特的外形。机身有大量树脂覆盖机鼻部位,为并排双座的机组成员提供了良好的可见度,同时机舱后部长椅型座位能宽敞地安置23名乘客。机身后部逐渐呈锥形收缩为一尖,其上安装有水平尾翼。水平尾翼末端两侧附有垂直安定面。作为一架直升机来说太多不同寻常的地方了,特别是在当时那个时期,具有一套从机身中部突出的翼,跨度达17英尺。右翼末端装有一个两片可变角度的桨叶的推进器,原设计用来克服扭距并提供额外的前飞推力。右翼推进器的重量是经过装在左边翼尖的一体成形水滴状燃料箱统筹规划的。三片桨叶的旋翼,直径517英尺,安装在改进的旋翼塔顶上,并由单台525马力的艾尔维斯李尔尼兹生产的9缸放射状活塞发动机提供动力。这台发动机通过一个水平驱动轴也给右边机翼上的推进器提供动力。一套不可收放的轮式三点起落架只需要简单的地面处理。
到1948年夏,旋翼式螺旋桨飞机潜心于非常成功的飞行测试项目,证明速度明显比其他同时期的直升机更快。在1948年1月28日它因直线飞行的速度获得了国际直升机g级速度记录,两套相反的运行规则测出的平均速度是1243英里小时;这是英国迄今第一架旋翼飞机记录。飞行测试小组从中得到灵感,决定翌年试验闭合回路速度记录。然而,这次尝试一悲剧结束。完成16个月的麻烦不断的飞行测试后,第一架原型机经受了尝试超越记录而飞行中的机械失效,并于1949年4月17日坠毁,两名机组成员全部遇难。结果,第二架原型机取消进行飞行测试,因调查悬而未决且未通过彻底的疲劳测试。调查最终断定:旋翼桨毂疲劳而导致坠毁。
“菲尔利”旋翼飞机,带有一个三片桨叶的主旋翼和一个拉力推进器,是在首架英国飞行的复合直升机。
螺旋桨式旋翼机经过广泛的改造后,现存的旋翼原型机被喷气式旋翼机取代。在1954年1月,飞行测试范围使用的新机型开始着手,并且第一架可以随意飞行机型在这个月底建造完成。虽然它仍保持了同原始机型一样的基本结构,但喷气式旋翼机仍集成了许多改进,包括在旋翼两片59英尺长的桨叶上增加顶端喷气装置。直径这么长的旋翼降低了25的有效载荷。顶端喷气装置由燃料和压缩空气反馈,迫使其通过中空的旋翼桨叶中的管子流动,这样的设计理念同wn342相同。这架喷气式旋翼机已被确定为顶端喷气装置的测试平台,设计原意是作为大载荷可操作的运输机。发动机提高功率到550马力,并是一台劳斯莱斯离心压缩机为旋翼顶端喷气系统提供动力。附加一个新的旋翼,喷气式旋翼机安装了两台可变化角度的两片桨叶的推进螺旋桨,装在每个机翼的顶端,代替机翼顶端的单个推进螺旋桨和燃油箱。方向控制是通过操纵每个螺旋桨的不同角度来实现的。
虽然这些改良确定了喷气式旋翼机的高水平性能,但是这些改变对它来说也增加了重量提高了功率损耗。这个事实在1955年3月凸显,虽成功地转换到自转前飞状态,但此时在这种模式下却因飞机动力不足难以维持原来的飞行高度。另外,从水平飞行向垂直下降转换时被证实有特别的危险,因为在顶端喷气能发挥作用前发动机动力必须转移给压缩机。在转换期间要将动力从螺旋桨分离,迫使飞机进入无动力自转状态,直到顶端喷气装置发挥作用。在这个节骨眼上,如果顶端喷气装置失效,飞行员也只能继续进入自转并找一个安全地点降落。
菲尔利喷气式旋翼机是一种原始旋翼机的改良版本,装有两台推动螺旋桨和一个大直径两片桨叶的顶端喷气旋翼,以此增加前飞速度。
到1956年为止,喷气式旋翼机已完成多种飞行测试,并有将近两百次转换到自转前飞状态。然而,在完成此种模式飞行时遇到了困难,未能保持该机型进行更深入研究。另外,英国经济也不景气,此时政府颁布不适宜的政策,极大的导致了这个概念的终结。幸运地是,这种类型地飞行器今日得以幸存,骄傲地“站在”英格兰考斯福德皇家空军基地附近的航空航天博物馆里展出。
菲而利航空忽略导致螺旋桨式旋翼机gyrodyne和喷气式旋翼机jetgyrodyne终止更进一步发展的经济上和政治上困难,继续不遗余力追求成功。有效利用收集自先前两次努力的大量数据,菲而利开发出了旋翼式旋翼机rotodyne,世界上最大的复合直升机,同时也是世界上最大的真正旋翼机,等到期时开工建造,是一次全部开发新技术的尝试。旋翼式旋翼机为完成特殊的操作要求从头设计,而不是严格地作为一种试验性飞行器使用。旋翼式旋翼机的那时的性能是让人印象非常深刻的,可以运送40名乘客未经证明或大约11,000磅货物。成品型号计划运送能力更高,可能达到18,000磅或70名乘客。货物很容易地通过机身后部的一对蚌壳式舱门装载,并装卸机动车辆时可以直接把车开进去。
尽管起初的意向是作为一种商业的运输机,但螺旋桨式旋翼机潜在的多面手能力未引起从开始就卷入的英国军方的注意。旋翼式旋翼机的祖先因特征近似那些已见过的螺旋桨式旋翼机而被清楚地打上印记,而忽视了值得注目的大比例容量。驾驶员座舱的大量玻璃窗被保留,给两人机组提供了优良的能见度。586英尺长的机身有引以为豪的里舱空间46英尺长,8英尺宽,6英尺高;表明了一个迹象:旋翼式旋翼机相当大的货物容量。为提供支撑飞行器和它高速巡航飞行的部分载荷的方式,一套两端跨度4英尺的机翼安装在机身中部高处。这副机翼每一端装有一台奈皮尔伊兰德ne3四片桨叶涡轮螺旋桨发动机,额定功率3,000马力,每台带有13英尺直径的四