W 1952 roku w USA odbył się pierwszy lot eksperymentalnego śmigłowca transportowego XH-17 Flying Crane opracowanego przez Hughes Aircraft. Podczas testów maszyna ta wykazała się wyjątkową jak na owe czasy nośnością, ale jednocześnie miała wiele poważnych niedociągnięć. W efekcie „Latający żuraw” nie trafił do serii – choć posłużył za podstawę nowego projektu.
Życzenia wojskowe
Historia projektu XH-17 sięga połowy lat czterdziestych i początkowo była pisana bez udziału firmy Howard Hughes. Do tego czasu Departament Obrony USA zbadał dostępne śmigłowce i zrozumiał wszystkie perspektywy tego kierunku. Już 31 stycznia 1946 roku pojawiło się zadanie taktyczno-techniczne na obiecujący pojazd transportowy. Jak na ówczesne standardy był to „ciężki” helikopter.
Wojsko poszukiwało helikoptera zdolnego do przenoszenia ładunku o wymiarach 2,44 x 2,44 x 6,1 mi wadze 10 000 funtów. Miał latać z prędkością do 105 km/h, wznosić się na wysokość co najmniej 900 m i mieć promień taktyczny 160 km, z zastrzeżeniem 30-minutowego pobytu w maksymalnej odległości od bazy. Projekt powinien być składany - do transportu sprzętu transportem lądowym.
Organizacje badawcze z Sił Powietrznych USA przeprowadziły badania i doprecyzowały wymagania. Okazało się, że obecny poziom technologii i opanowane rozwiązania nie pozwalają na stworzenie śmigłowca o wymaganych parametrach. Rozpoczęto poszukiwania alternatywnych struktur o pożądanym potencjale. Jeden z nich zasugerował niemiecki specjalista Friedrich von Doblhof. Wymyślił koncepcję helikoptera z wirnikiem napędzanym wirnikiem. Zgodnie z tą ideą silnik w kadłubie miał dostarczać sprężone powietrze do dysz na łopatach, które odpowiadały za obrót śmigła.
Pierwsza próba
Pracę tę podjęło od razu kilka firm budujących samoloty. Na zlecenie MON opracowali kwestię stworzenia stanowiska naziemnego symulującego jednostki śmigłowca o nietypowej architekturze. 2 maja 1946 roku Kellett Autogiro Corporation z Pensylwanii wygrała konkurs na opracowanie prototypowego systemu. Musiała ukończyć badania i projektowanie, na które dawano rok.
Nowe obliczenia pokazały złożoność zadania. Okazało się więc, że żaden z dostępnych silników odrzutowych nie pozwoli na wytworzenie wystarczającego ciągu w dyszach i zapewnienie wymaganej prędkości obrotowej wirnika głównego. W związku z tym konieczne było opracowanie śmigła o większej średnicy z wymaganymi właściwościami łożyskowymi. Ponadto elektrownia została zmuszona do uzupełnienia o drugi silnik.
27 sierpnia 1947 roku podpisano kontrakt na budowę trybuny naziemnej. Dokument ten przewidywał również przyszłą przebudowę jednostek stanowiskowych na pełnoprawny śmigłowiec eksperymentalny - nadano mu robocze oznaczenie XR-17 (później zostanie wprowadzone nowe - XH-17). W ciągu kilku miesięcy Kellett zakończył część prac budowlanych, ale potem sytuacja się zmieniła.
Kellett stanął w obliczu trudności finansowych i projekt musiał zostać sprzedany w 1948 roku. Nabywcą był Hughes Aircraft. Zapłaciła 250 tys. dolarów (ok. 2,75 mln dolarów po cenach bieżących), za co otrzymała całą dokumentację do projektu oraz niezakończone stoisko. Ponadto G. Hughes zwabił do swojej firmy wszystkich odpowiedzialnych uczestników projektu. USAF nie sprzeciwiły się temu, gdyż najważniejszy projekt przeszedł w ręce znanego i rzetelnego wykonawcy.
Stojak i helikopter
Jednostki i dokumenty zostały przetransportowane do zakładu Hughes Aircraft w Kalifornii, po czym budowa została zakończona. W tym czasie stoisko było właściwie pełnoprawnym helikopterem, który nie miał jeszcze zostać wzniesiony w powietrze. Niemniej jednak miał już prawie wszystkie niezbędne do tego komponenty i zespoły.
Podstawą stanowiska śmigłowca była spawana rama charakterystycznego typu. Wyróżniał się wysokimi goleniami podwozia, masywną podstawą pod piastę śmigła oraz długim bomem ogonowym. Aby zaoszczędzić pieniądze, większość jednostek została wypożyczona ze sprzętu seryjnego. Tak więc kokpit został zaczerpnięty z płatowca Waco CG-15. Za nią zainstalowano 2400-litrowy zbiornik paliwa z bombowca B-29. Koła podwozia zapożyczono z samolotów B-25 i C-54.
Po bokach śmigłowca zamontowano silniki General Electric 7E-TG-180-XR-17A, oparte na seryjnym GE J35. Sprężarki silników posiadały system wyciągu sprężonego powietrza. Podawana była rurociągami do głównej piasty wirnika, a następnie przez skomplikowany system rur i ruchomych złączy – wewnątrz łopat. Również w tulei znajdowały się połączenia do przesyłania paliwa do ostrzy.
Dwie łopatki śmigła zbudowano na bazie rurowego dźwigara, który zapewnia dopływ powietrza do końcówek. Na końcu ostrza znajdowały się cztery komory spalania, do których doprowadzano powietrze i paliwo. Ciąg z kamer miał zapewnić obrót śmigła. Ze względu na duże rozmiary i masę łopat konieczne było opracowanie specjalnej piasty wirnika z odpowiednimi środkami mocującymi i wzmocnioną tarczą skośną.
Główny wirnik o rekordowej średnicy 39,62 m miał obracać się z prędkością 88 obr/min. - wolniejszy niż inne śmigłowce tamtych czasów. Łączna moc elektrowni osiągnęła 3480 KM, co zapewniło spełnienie podstawowych wymagań klienta w zakresie ładowności.
Na ziemi i w powietrzu
22 grudnia 1949 r. specjaliści Hughes przeprowadzili pierwsze uruchomienie stoiska XH-17. Mechanizmy potwierdziły swoją skuteczność, ale nie bez „choroby wieku dziecięcego”. Naprawienie zidentyfikowanych niedociągnięć zajęło kilka tygodni. Następnie rozpoczęły się pełnowymiarowe testy naziemne.
W czerwcu 1950 roku podczas kolejnych testów doszło do poważnej awarii tarczy sterującej. Stoisko wymagało kompleksowych napraw, ale klient nie martwił się i był optymistą. Firmie deweloperskiej zalecono naprawę stanowiska, recykling niektórych jednostek - i podniesienie śmigłowca w powietrze. Tym razem jednak lista koniecznych usprawnień była dość długa.
Większość jednostek przeszła taką lub inną modyfikację. Ponadto dla śmigłowca opracowano zupełnie nowy hydrauliczny układ sterowania. Na belce ogonowej umieszczono śmigło ogonowe, zaczerpnięte ze śmigłowca H-19. Dla niego konieczne było opracowanie napędu z przystawką odbioru mocy od silników. Warto zauważyć, że wirnik główny z oryginalnym napędem nie wytwarzał znaczącego momentu reaktywnego, a dzięki temu głównym zadaniem śmigła ogonowego było sterowanie kursem.
Śmigłowiec XH-17 został wyprowadzony do testów dopiero latem 1952 roku. Ponownie przeprowadzono pełny cykl prób naziemnych, po których otrzymali pozwolenie na pierwszy lot. 23 października pilot Gail Moore po raz pierwszy wzbił się w powietrze XH-17. Lot trwał około minuty. Po wystartowaniu pilot zauważył nadmierne obciążenie sterów i natychmiast wylądował.
Po dostosowaniu systemów sterowania kontynuowano loty. Nieustannie demonstrowano nowe możliwości, identyfikowano i natychmiast poprawiano różne niedociągnięcia. Jednocześnie nie udało się pozbyć wibracji wirnika. Mimo to okazało się, że przeprowadzono prawie pełny cykl testowy, m.in. z definicją głównych cech.
Śmigłowiec o długości 16,25 mi wysokości 9,17 m miał suchą masę 12956 kg i mógł unieść wymagany ładunek 1000 funtów. Podczas testów wykonywano lot o masie maksymalnej 19,7 ton i obciążeniu dwukrotnie większym od wymaganego przez klienta. Pomiędzy goleniami podwozia zawieszono różnego rodzaju ładunki. Maksymalna prędkość pojazdu sięgała 145 km/h, zasięg 64 km.
Wynik niejednoznaczny
Na początku 1952 roku Hughes otrzymał zamówienie na opracowanie nowego helikoptera. Bazując na doświadczeniach projektu XH-17, należało stworzyć śmigłowiec XH-28 – pełnoprawną maszynę nadającą się do eksploatacji w wojsku. Prace nad XH-28 trwały do połowy 1953 roku, po czym klient odmówił dalszego wsparcia projektu.
W związku z tym perspektywy istniejącego śmigłowca XH-17 były wątpliwe. Wykorzystano go do badań i doświadczeń w interesie kolejnych projektów, ale teraz cała ta praca właściwie nie miała sensu. Niemniej jednak Hughes Aircraft nie zaprzestał testów i kontynuował prace naukowe, nawet bez prawdziwych perspektyw.
Testy w locie doświadczonego latającego żurawia Hughes XH-17 trwały do końca 1955 roku i zakończyły się w związku z rozwojem żywotności łopat wirnika. Do tego czasu zebrano wszystkie wymagane dane, a projekt stracił swoją prawdziwą przyszłość. Dlatego też produkcję nowych ostrzy uznano za właściwą.
Pod względem osiągów śmigłowiec jako całość spełniał narzucone wcześniej wymagania. Mógł przewieźć cały zaplanowany ładunek - a nawet więcej. Po dopracowaniu śmigłowiec wyróżniał się niskim poziomem drgań w kokpicie oraz skutecznym systemem sterowania opartym na hydraulice.
Jednocześnie pojazd okazał się niewystarczająco zwrotny i wykonywał polecenia z zauważalnym opóźnieniem. Podczas testów pojawił się brak niezawodności niektórych jednostek, dlatego śmigłowiec był regularnie wysyłany do naprawy. Prawdopodobnie głównym problemem było nadmierne zużycie paliwa przez oba silniki. Z tego powodu praktyczny promień został ograniczony do zaledwie 64 km zamiast wymaganych 160 km.
Główne osiągnięcia śmigłowca XH-17 zostały wykorzystane w nowym projekcie XH-28, ale nie został on ukończony. Po zakończeniu testów doświadczony XH-17 udał się na parking bez jasnych perspektyw. Później został zdemontowany jako zbędny. To samo stało się z pełnowymiarową makietą XH-28.
Pomimo braku realnych wyników, „Latający Żuraw” Kelletta i Hughesa pozostał w historii amerykańskiego i światowego przemysłu śmigłowcowego. Wykazał się rekordową wydajnością i wyjątkowymi zdolnościami – jak na standardy swoich czasów. Dalszy rozwój śmigłowców doprowadził do nowych osiągnięć, ale jeden z rekordów XH-17 wciąż pozostaje nienaruszony. Jego główny wirnik to wciąż największy śmigłowiec zbudowany do dziś. Nie pomogło to jednak samochodowi w dotarciu do serii i eksploatacji.
