O Dornier Do.31 é uma aeronave experimental de transporte a jato VTOL. A máquina foi criada na Alemanha pela empresa Dornier. O cliente era o departamento militar, que precisava de uma aeronave de transporte tático.
Na década de 1960, muitos países se concentraram no desenvolvimento de aeronaves de decolagem e aterrissagem verticais. Por exemplo, o Hawker P.1127 foi desenvolvido no Reino Unido. Assim, os projetistas britânicos demonstraram a possibilidade de criar um caça-bombardeiro vertical de decolagem e pouso. Naturalmente, o seu sucesso permitiu começar a considerar este sistema para veículos de transporte. Uma dessas máquinas foi desenvolvida na Alemanha.
Em 1960, a empresa "Dornier" ("Dornier") por ordem do Ministério da Defesa da República Federal da Alemanha em absoluto sigilo começou a desenvolver um projeto de uma aeronave de transporte militar tático para aterrissagem de decolagem vertical Do.31. A nova máquina deveria ter uma usina de força combinada de motores de levantamento e sustentação. A empresa Dornier realizou o projeto em conjunto com as empresas Focke-Wulf, Weser e Hamburger Flyugzeugbau, que em 1963 se fundiram na empresa de aviação WFV. O projeto Do.31 faz parte do programa FRG para o desenvolvimento de aeronaves de transporte vertical de decolagem e aterrissagem, no qual os requisitos táticos e técnicos da OTAN MBR-4 para a aeronave de transporte militar VVP foram revisados e levados em consideração.
Em 1963, com o apoio do Ministério da Defesa da Grã-Bretanha e da República Federal da Alemanha, foi assinado um acordo de dois anos com a participação da empresa britânica Hawker Siddley no projeto da aeronave. Essa escolha não foi acidental - a empresa britânica à época já possuía vasta experiência no desenvolvimento de aeronaves de decolagem e pouso vertical - "Harrier". Mas em 1965, após o término do contrato, ele não foi renovado, pois a Hawker Siddley começou a desenvolver seus próprios projetos. Portanto, Dornier decidiu envolver empresas americanas no projeto e construção do Do.31 e, no futuro, concordar com a NASA em pesquisas conjuntas.
A fim de determinar o layout ideal de uma aeronave de transporte decolando verticalmente, Dornier comparou vários veículos decolando verticalmente: um helicóptero, uma aeronave com hélices rotativas e uma aeronave com motores turbojato de levantamento e cruzeiro. Como tarefa inicial, levaram em conta o transporte de 3 toneladas de carga em uma distância de 500 km com retorno à base. Como resultado da pesquisa, descobriu-se que uma aeronave decolando verticalmente com motores turbofan de levantamento e cruzeiro apresenta uma série de vantagens em relação a outros tipos de veículos. As empresas "Dornier" também forneceram cálculos para a seleção do layout de usina mais ideal.
Antes do design do Do.31, testes extensivos de modelo foram realizados na Alemanha - em Göttingen e Stuttgart, bem como nos Estados Unidos - na NASA. Os primeiros modelos de nacelas com motores turbojato de levantamento não possuíam, uma vez que se supôs que a usina seria composta por apenas dois motores turbojato de levantamento e cruzeiro Bristol Siddley BS.100 (empuxo de cada 16000 kgf) com pós-combustor no circuito do ventilador. Em 1963, na NASA no Centro de Pesquisa. Langley testou modelos de aeronaves e elementos estruturais individuais em túneis de vento. Posteriormente, o modelo foi testado em vôo livre.
Com base nos resultados desses estudos, a versão final da aeronave Do.31 VTOL com uma usina combinada de motores de levantamento e sustentação de levantamento foi desenvolvida. Para estudar a estabilidade e controlabilidade de uma máquina com uma usina combinada no modo pairar, Dornier criou uma bancada de teste voadora experimental de uma treliça em forma de cruz em planta. A usina do estande usava quatro motores turbojato Rolls-Royce RB.108 montados verticalmente em uma treliça transversal. O par interno de motores foi instalado imóvel (o empuxo de cada um foi de 1000 kg). O par externo foi desviado diferencialmente em relação ao eixo transversal em um ângulo de +6 graus, proporcionando controle direcional. O empuxo dos motores externos gerou 730 kg cada, o estoque restante foi utilizado para o controle lateral do estande. O controle longitudinal foi realizado por meio de um sistema de jato, e o controle transversal foi realizado pela mudança diferencial no empuxo dos motores turbojato externos.
As dimensões do estande foram as mesmas da aeronave Do.31, o peso de decolagem foi de 2.800 kg. O empuxo total dos motores durante os testes foi de 3.000 kgf, proporcionando uma relação empuxo / peso de 1, 07. No estande, no final de 1965, foram realizados 247 voos. Para estudo do sistema de estabilização e controle, foi utilizado outro estande, montado sobre um suporte articulado, que permitia deslocamentos angulares em torno de três eixos.
Uma aeronave experimental foi desenvolvida para testar o projeto, verificar sistemas e testar a técnica de pilotagem da aeronave, que foi denominada Do.31E. O Ministério da Defesa alemão encomendou três veículos. Duas aeronaves foram destinadas para testes de vôo e a terceira para testes estáticos.
A aeronave foi feita de acordo com o esquema de monoplano, tinha uma usina combinada, consistindo de motores turbojato sustentadores de sustentação e motores turbojato de sustentação.
Fuselagem - tipo semi-monocoque todo em metal. A seção transversal é redonda, com diâmetro de 3,2 metros. Na proa havia uma cabine de tripulação de dois lugares. Atrás da cabine havia um compartimento de carga medindo 9200x2750x2200 mm e um volume de 50 m3. Na cabine, em poltronas reclináveis, podiam ser acomodados 36 pára-quedistas ou 24 feridos em maca. A cauda foi equipada com uma escotilha de carga com uma rampa de carregamento.
A usina de força da aeronave Do.31 é combinada - motores de cruzeiro e levantamento. O plano original era instalar dois motores turbofan Bristol Pegasus em cada uma das duas nacelas internas e quatro motores Rolls-Royce RB162 em um par de nacelas externas. No entanto, no futuro, a usina foi alterada.
Dois motores turbojato Rolls-Royce (Bristol) Pegasus BS.53 de cruzeiro e elevador com bicos rotativos (empuxo de 7000 kgf) estão instalados sob a asa nas gôndolas. Entradas de ar axiais não regulamentadas. Cada motor possui quatro bicos giratórios. Diâmetro 1220 mm, comprimento 2510 mm, peso seco 1260 kg.
Oito motores turbojato Rolls-Royce RB de elevação. 162-4 (empuxo de 2.000 kgf a cada) foram instalados nas extremidades da asa em duas gôndolas, quatro em cada. Os motores foram equipados com bicos com defletores que desviam o fluxo de gás 15 graus para trás ou para frente, e possuem entradas de ar comuns com abas nas nacelas. Comprimento 1315 mm, diâmetro 660 mm, peso 125 kg.
No primeiro Do.31 experimental, apenas os motores Pegasus foram instalados, todos os 10 motores foram montados apenas na segunda máquina.
O combustível foi alojado na asa em cinco tanques com capacidade para 8.000 litros. O combustível era fornecido aos motores a partir do tanque central, de onde vinha o restante dos tanques.
A asa é projetada acima da cabeça, contínua, reta, com três longarinas. Na raiz do perfil da asa NACA 64 (A412) - 412, 5, no final da asa - NACA64 (A412) - 410. Em cada lado da asa entre o motor turbojato e as gôndolas do motor turbojato existem duas seções flap ailerons, desviando em +25 graus. Os flaps convencionais estão localizados entre as nacelas do motor turbojato e a fuselagem. Os flaps e ailerons dos flaps são acionados hidraulicamente e não possuem compensadores.
A cauda é em forma de seta. O alcance do estabilizador localizado na quilha é de 8 m, a área é de 16,4 m2, o ângulo de varredura ao longo da borda de ataque é de 15 graus. O ângulo de varredura da quilha (área 15,4 m2) é de 40 graus em cordas de 1/4. O elevador tem quatro seções, cada seção tem um acionamento hidráulico separado. Cada uma das duas seções do leme também é equipada com um acionamento hidráulico separado.
O trem de pouso triciclo retrátil tem rodas gêmeas em cada rack. Os suportes principais são retraídos nas nacelas do motor de sustentação de elevação. O suporte nasal é auto-orientado, controlado, também se retrai para trás. O chassi usa amortecedores óleo-pneumáticos. Todos os suportes possuem pneumáticos de baixa pressão. Trilhos - chassi 7,5 m, base - 8,6 m.
Em vôo nivelado, lemes aerodinâmicos convencionais foram usados para controle. No modo hover, ao voar em baixas velocidades e em modos transitórios, o sistema de controle do jato foi usado. O controle longitudinal é realizado por meio de bicos de jato localizados na fuselagem traseira. O ar comprimido era retirado do motor turbojato: um par de bicos direcionava o ar para cima, o outro par - para baixo. Para o controle lateral, o empuxo dos motores de elevação foi alterado diferencialmente, o controle da esteira - os bicos dos motores turbofan direito e esquerdo foram desviados na direção oposta. O deslocamento vertical no modo de flutuação foi obtido alterando o empuxo do motor turbojato. A altitude de vôo especificada foi mantida usando um sistema de estabilização automática.
O sistema hidráulico incluiu dois sistemas principais independentes e um sistema de emergência. Pressão de trabalho - 210 kgf / cm2. O primeiro sistema principal previa o acionamento do chassi, rampa de carga, flaps, escotilhas de gôndola com motores turbojato, portas de escotilha de carga e parte dos cilindros hidráulicos do sistema de controle. O segundo sistema principal fornecia apenas o acionamento dos cilindros hidráulicos do sistema de controle.
O sistema elétrico inclui 4 alternadores trifásicos (potência de cada 9 kW, 115/200 V, 400 Hz), montados em cada motor turbojato, dois e 2 conversores-retificadores DC (potência de 3 kW, 28 V, 50 A).
A cabine foi equipada com equipamento padrão para aeronaves de transporte militar com sistema de estabilização automática da empresa Bodenseeerke.
Como mencionado anteriormente, três Do.31s foram construídos. O primeiro Do.31E-1 decolou em 10 de fevereiro de 1967 apenas com motores Pegasus. O segundo carro decolou em 14 de julho de 1967, já com todos os 10 motores. Em 16 de dezembro de 1967, esta aeronave fez a primeira transição da decolagem vertical para o vôo horizontal, e a transição para a aterrissagem vertical do vôo horizontal foi feita cinco dias depois. Em 1969, o Do.31, durante um vôo para o Paris Air Show de Munique, estabeleceu vários novos recordes para aeronaves com empuxo vertical a jato. Em 1969-1970, a terceira instância do Do.31E-3, destinada a testes estáticos, foi avaliada nos Estados Unidos. Em 1969, o Do.31 foi apresentado pela primeira vez no Paris Air Show, tornando-se o primeiro jato de transporte vertical de decolagem e aterrissagem do mundo.
O Do.31 foi e continua sendo a única aeronave VTOL de transporte a jato já construída. O programa de teste foi encerrado em abril de 1970. As razões para o encerramento do programa foram a velocidade, capacidade de carga e autonomia relativamente baixas do veículo em comparação com os aviões de transporte tradicionais.
Até o momento, das três cópias construídas do Dornier Do.31, duas sobreviveram - E1 e E3. O primeiro está localizado na cidade de Friedrichshafen, no Museu Dornier, o segundo em Schleissheim, perto de Munique, na exposição do Deutsches Museum.
Características técnicas de voo:
Comprimento - 20,88 m;
Altura - 8,53 m;
Envergadura - 18, 06 m;
Área da asa - 57,00 m2;
Peso da aeronave vazia - 22453 kg;
Peso normal de decolagem - 27.442 kg;
Motores de decolagem - 8 turbojatos Rolls-Royce RB 162-4D com empuxo de 1996 kgf cada;
Motores de cruzeiro - 2 turbojato Rolls-Royce (Bristol) Pegasus 5-2 7031 kgf de empuxo cada;
Velocidade de cruzeiro - 644 km / h;
Velocidade máxima - 730 km / h;
Teto de serviço - 10515 m;
Alcance - 1800 km;
Capacidade: 24 feridos em macas ou 36 soldados, ou 4.990 kg de carga;
Tripulação - 2 pessoas.
Preparado com base em materiais:
