Dornier Do.31 là một máy bay vận tải phản lực VTOL thử nghiệm. Máy được tạo ra tại Đức bởi công ty Dornier. Khách hàng là bộ quân sự cần máy bay vận tải chiến thuật.
Trong những năm 1960, nhiều quốc gia tập trung phát triển máy bay cất và hạ cánh thẳng đứng. Ví dụ, Hawker P.1127 được phát triển ở Anh. Do đó, các nhà thiết kế Anh đã chứng minh khả năng tạo ra một máy bay chiến đấu-ném bom cất và hạ cánh thẳng đứng. Đương nhiên, thành công của họ khiến họ có thể bắt đầu xem xét hệ thống này cho các phương tiện giao thông. Một trong những máy này được phát triển ở Đức.
Năm 1960, hãng "Dornier" ("Dornier") theo lệnh của Bộ Quốc phòng Cộng hòa Liên bang Đức trong tình trạng bí mật nhất bắt đầu phát triển dự án máy bay vận tải quân sự chiến thuật cất cánh thẳng đứng Do.31.. Chiếc máy mới này được cho là có một nhà máy điện kết hợp giữa động cơ nâng-bền và động cơ nâng. Công ty Dornier đã thực hiện thiết kế này cùng với các công ty Focke-Wulf, Weser và Hamburger Flyugzeugbau, năm 1963 đã hợp nhất thành công ty hàng không WFV. Dự án Do.31 là một phần của chương trình FRG nhằm phát triển máy bay vận tải cất và hạ cánh thẳng đứng, trong đó các yêu cầu kỹ thuật và chiến thuật của NATO MBR-4 đối với máy bay vận tải quân sự VVP đã được sửa đổi và tính đến.
Năm 1963, với sự hỗ trợ của Bộ Quốc phòng Anh và Cộng hòa Liên bang Đức, một thỏa thuận kéo dài hai năm đã được ký kết về sự tham gia của hãng Hawker Siddley của Anh trong việc thiết kế loại máy bay này. Sự lựa chọn này không phải ngẫu nhiên - công ty của Anh vào thời điểm đó đã có nhiều kinh nghiệm trong việc phát triển máy bay cất và hạ cánh thẳng đứng - "Harrier". Nhưng vào năm 1965, sau khi hết hạn hợp đồng, nó đã không được gia hạn, vì Hawker Siddley bắt đầu phát triển các dự án của riêng mình. Do đó, Dornier quyết định mời các công ty Mỹ tham gia thiết kế và xây dựng Do.31, và trong tương lai sẽ thỏa thuận với NASA về nghiên cứu chung.
Để xác định cách bố trí tối ưu của một máy bay vận tải cất cánh thẳng đứng, Dornier đã so sánh các phương tiện cất cánh thẳng đứng khác nhau: máy bay trực thăng, máy bay có cánh quạt quay và máy bay có động cơ phản lực nâng và bay. Nhiệm vụ ban đầu, họ vận chuyển 3 tấn hàng hóa trên quãng đường 500 km với một chuyến trở về căn cứ. Kết quả của cuộc nghiên cứu, người ta thấy rằng máy bay cất cánh thẳng đứng với động cơ phản lực cánh quạt nâng và bay có một số ưu điểm so với các loại phương tiện khác. Hãng “Dornier” cũng đưa ra các tính toán để lựa chọn phương án bố trí nhà máy điện tối ưu nhất.
Trước khi thiết kế Do.31, các cuộc thử nghiệm mô hình rộng rãi đã được thực hiện ở Đức - ở Göttingen và Stuttgart, cũng như ở Hoa Kỳ - tại NASA. Các mô hình nacelles đầu tiên có động cơ phản lực nâng không có, vì người ta cho rằng nhà máy điện sẽ chỉ bao gồm hai động cơ phản lực nâng và hành trình Bristol Siddley BS.100 (lực đẩy mỗi động cơ 16000 kgf) với bộ đốt sau trong mạch quạt. Năm 1963, tại NASA tại Trung tâm Nghiên cứu. Langley đã thử nghiệm các mô hình máy bay và các yếu tố cấu trúc riêng lẻ trong các đường hầm gió. Sau đó, mô hình đã được thử nghiệm trong chuyến bay tự do.
Dựa trên kết quả của những nghiên cứu này, phiên bản cuối cùng của máy bay Do.31 VTOL với nhà máy điện kết hợp động cơ nâng và nâng-bền đã được phát triển. Để nghiên cứu độ ổn định và khả năng điều khiển của một cỗ máy với nhà máy điện kết hợp ở chế độ di chuột, Dornier đã tạo ra một băng thử nghiệm bay thử nghiệm của một giàn hình chữ thập trong kế hoạch. Nhà máy điện của khán đài sử dụng 4 động cơ phản lực Rolls-Royce RB.108 lắp thẳng đứng trên giàn ngang. Cặp động cơ bên trong được lắp đặt bất động (lực đẩy của mỗi động cơ là 1000 kg). Cặp bên ngoài được làm lệch một cách vi sai so với trục ngang ở góc +6 độ, do đó cung cấp khả năng điều khiển hướng. Lực đẩy của các động cơ bên ngoài tạo ra 730 kg mỗi động cơ, phần còn lại được sử dụng để điều khiển bên của giá đỡ. Điều khiển dọc được thực hiện bằng cách sử dụng một hệ thống phản lực, và điều khiển ngang được thực hiện bằng sự thay đổi khác biệt trong lực đẩy của động cơ tuốc bin phản lực bên ngoài.
Kích thước của giá đỡ giống như của máy bay Do.31, trọng lượng cất cánh là 2800 kg. Tổng lực đẩy của các động cơ trong các cuộc thử nghiệm là 3000 kgf, cung cấp tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng là 1, 07. Tính đến cuối năm 1965, 247 chuyến bay đã được thực hiện. Để nghiên cứu hệ thống ổn định và điều khiển, một giá đỡ khác đã được sử dụng, được gắn trên một giá đỡ có bản lề, cho phép dịch chuyển góc về ba trục.
Một máy bay thử nghiệm đã được phát triển để thử nghiệm thiết kế, kiểm tra hệ thống và thử nghiệm kỹ thuật lái máy bay, được đặt tên là Do.31E. Bộ Quốc phòng Đức đã đặt hàng ba chiếc. Hai chiếc được thiết kế để bay thử nghiệm và chiếc thứ ba dùng để thử nghiệm tĩnh.
Máy bay được chế tạo theo sơ đồ một cánh, có một nhà máy điện kết hợp, bao gồm động cơ phản lực nâng và động cơ phản lực nâng.
Thân máy bay - loại bán liền khối hoàn toàn bằng kim loại. Mặt cắt hình tròn, đường kính 3,2 mét. Trong mũi tàu có một khoang phi hành đoàn hai chỗ ngồi. Phía sau ca-bin có một khoang chở hàng kích thước 9200x2750x2200 mm và thể tích 50 m3. Trong buồng lái, trên những chiếc ghế ngả lưng có thể chứa được 36 lính dù hoặc 24 người bị thương trên cáng. Phần đuôi được trang bị một cửa sập chở hàng với một đường dốc xếp hàng.
Nhà máy điện của máy bay Do.31 được kết hợp - động cơ nâng hành trình và động cơ nâng. Kế hoạch ban đầu là lắp đặt hai động cơ phản lực cánh quạt Bristol Pegasus trong mỗi động cơ trong số hai nanô bên trong và bốn động cơ nâng Rolls-Royce RB162 trong một cặp nanô bên ngoài. Tuy nhiên, trong tương lai, nhà máy điện đã được thay đổi.
Hai động cơ tuốc bin phản lực hành trình nâng Rolls-Royce (Bristol) Pegasus BS.53 với các vòi quay (lực đẩy mỗi chiếc 7000 kgf) được lắp đặt dưới cánh của những chiếc gondola. Cửa hút gió hướng trục không điều chỉnh. Mỗi động cơ có bốn vòi phun có thể xoay. Đường kính 1220 mm, dài 2510 mm, trọng lượng khô 1260 kg.
8 động cơ phản lực nâng hàng Rolls-Royce RB. 162-4 (lực đẩy mỗi chiếc 2000 kgf) được lắp ở hai đầu cánh trong hai chiếc gondola, mỗi chiếc có bốn chiếc. Các động cơ được trang bị các vòi phun với bộ làm lệch hướng dòng khí 15 độ về phía sau hoặc về phía trước, và có các cửa hút khí chung với các cánh đảo gió trong các nanô. Chiều dài 1315 mm, đường kính 660 mm, trọng lượng 125 kg.
Trên chiếc Do.31 thử nghiệm đầu tiên, chỉ lắp động cơ Pegasus, cả 10 động cơ chỉ được lắp trên máy thứ hai.
Nhiên liệu được chứa trong cánh trong năm thùng có dung tích 8000 lít. Nhiên liệu được cung cấp cho các động cơ từ thùng trung tâm, nơi nó đến từ các thùng còn lại.
Cánh trên cao, liên tục, thẳng, thiết kế ba cánh. Ở gốc của biên dạng cánh NACA 64 (A412) - 412, 5, ở cuối cánh - NACA64 (A412) - 410. Ở mỗi bên của cánh giữa động cơ tuốc bin phản lực và gondola động cơ tuốc bin phản lực có hai phần vạt ailerons, lệch hướng +25 độ. Các cánh đảo gió thông thường nằm giữa các nanô của động cơ phản lực và thân máy bay. Các cánh tà và cánh tà được kích hoạt bằng thủy lực và không có các mấu cắt.
Bộ phận đuôi có hình mũi tên. Phạm vi đặt ổn định trên ke là 8 m, diện tích 16,4 m2, góc quét dọc mép dẫn là 15 độ. Góc quét của keel (diện tích 15,4 m2) là 40 độ ở 1/4 hợp âm. Thang máy có bốn phần, mỗi phần có một bộ truyền động thủy lực riêng biệt. Mỗi phần trong hai bánh lái cũng được trang bị một bộ dẫn động thủy lực riêng biệt.
Bộ hạ cánh của xe ba bánh có thể thu vào có bánh đôi trên mỗi giá. Các giá đỡ chính được rút vào các nacelles của động cơ nâng-bền trở lại. Nâng mũi tự định hướng, được kiểm soát, cũng tự rút về phía sau. Khung xe sử dụng giảm xóc khí nén dầu. Tất cả các giá đỡ đều có khí nén áp suất thấp. Theo dõi - khung gầm 7, 5 m, cơ sở - 8, 6 m.
Trong chuyến bay ngang, các bánh lái khí động học thông thường được sử dụng để điều khiển. Trong chế độ di chuột, khi bay ở tốc độ thấp và ở chế độ thoáng qua, hệ thống điều khiển phản lực đã được sử dụng. Điều khiển theo chiều dọc được thực hiện bằng cách sử dụng vòi phun tia đặt ở thân máy bay phía sau. Không khí nén được lấy từ động cơ tuốc bin phản lực: một cặp vòi phun hướng không khí lên trên, cặp còn lại hướng xuống dưới. Đối với điều khiển bên, lực đẩy của động cơ nâng đã được thay đổi một cách khác biệt, điều khiển theo dõi - vòi phun của động cơ phản lực cánh phải và trái bị lệch theo hướng ngược lại. Dịch chuyển thẳng đứng ở chế độ di chuột được thực hiện bằng cách thay đổi lực đẩy của động cơ phản lực. Độ cao bay đã chỉ định được duy trì bằng cách sử dụng hệ thống ổn định tự động.
Hệ thống thủy lực bao gồm hai hệ thống chính độc lập và một hệ thống khẩn cấp. Áp suất làm việc - 210 kgf / cm2. Hệ thống chính đầu tiên cung cấp khả năng truyền động của khung gầm, đường dốc chở hàng, cánh đảo gió, cửa sập gondola với động cơ tuốc bin phản lực, cửa hầm hàng và một phần xi lanh thủy lực của hệ thống điều khiển. Hệ thống chính thứ hai chỉ cung cấp sự truyền động của các xi lanh thủy lực của hệ thống điều khiển.
Hệ thống điện bao gồm 4 máy phát điện xoay chiều ba pha (công suất mỗi máy 9 kW, 115/200 V, 400 Hz), được gắn trên mỗi động cơ tuốc bin phản lực, hai và 2 bộ biến đổi-chỉnh lưu DC (công suất 3 kW, 28 V, 50 A).
Buồng lái được trang bị tiêu chuẩn thiết bị cho máy bay vận tải quân sự với hệ thống ổn định tự động của công ty Bodenseeerke.
Như đã đề cập trước đó, ba chiếc Do.31 đã được chế tạo. Chiếc Do.31E-1 đầu tiên cất cánh vào ngày 10 tháng 2 năm 1967 chỉ với động cơ Pegasus. Chiếc thứ hai cất cánh vào ngày 14 tháng 7 năm 1967, có tất cả 10 động cơ. Vào ngày 16 tháng 12 năm 1967, chiếc máy bay này đã thực hiện chuyển đổi đầu tiên từ cất cánh thẳng đứng sang bay ngang, và việc chuyển đổi sang hạ cánh thẳng đứng từ bay ngang được thực hiện 5 ngày sau đó. Năm 1969, chiếc Do.31, trong chuyến bay đến Triển lãm Hàng không Paris từ Munich, đã lập một số kỷ lục mới về máy bay có lực đẩy phản lực thẳng đứng. Năm 1969-1970, phiên bản thứ ba của Do.31E-3, dành cho thử nghiệm tĩnh, đã được đánh giá tại Hoa Kỳ. Năm 1969, Do.31 lần đầu tiên được giới thiệu tại Triển lãm Hàng không Paris, trở thành máy bay phản lực vận tải cất và hạ cánh thẳng đứng đầu tiên trên thế giới.
Do.31 đã và vẫn là máy bay VTOL vận tải phản lực duy nhất từng được chế tạo. Chương trình thử nghiệm đã bị chấm dứt vào tháng 4 năm 1970. Lý do chấm dứt chương trình là tốc độ, khả năng chuyên chở và tầm bay của phương tiện này tương đối thấp so với các máy bay vận tải truyền thống.
Cho đến nay, trong số ba bản sao Dornier Do.31 được chế tạo, hai bản vẫn còn tồn tại - E1 và E3. Cái thứ nhất nằm ở thành phố Friedrichshafen trong Bảo tàng Dornier, cái thứ hai ở Schleissheim gần Munich trong cuộc triển lãm của Bảo tàng Deutsches.
Đặc tính kỹ thuật chuyến bay:
Chiều dài - 20, 88 m;
Chiều cao - 8, 53 m;
Sải cánh - 18, 06 m;
Diện tích cánh - 57, 00 m2;
Trọng lượng máy bay rỗng - 22453 kg;
Trọng lượng cất cánh thông thường - 27442 kg;
Động cơ cất cánh - 8 động cơ phản lực Rolls-Royce RB 162-4D với lực đẩy 1996 kgf mỗi chiếc;
Động cơ bay - 2 động cơ phản lực Rolls-Royce (Bristol) Pegasus 5-2 lực đẩy 7031 kgf mỗi chiếc;
Tốc độ hành trình - 644 km / h;
Tốc độ tối đa - 730 km / h;
Trần dịch vụ - 10515 m;
Tầm bắn - 1800 km;
Sức chứa: 24 người bị thương trên cáng hoặc 36 binh sĩ, hoặc 4990 kg hàng hóa;
Phi hành đoàn - 2 người.
Được chế biến dựa trên các vật liệu:
