Dornier Do.31 to eksperymentalny odrzutowy samolot transportowy VTOL. Maszyna została stworzona w Niemczech przez firmę Dornier. Klientem był wydział wojskowy, który potrzebował taktycznego samolotu transportowego.
W latach 60. wiele krajów koncentrowało się na rozwoju samolotów pionowego startu i lądowania. Na przykład Hawker P.1127 został opracowany w Wielkiej Brytanii. W ten sposób brytyjscy konstruktorzy zademonstrowali możliwość stworzenia myśliwca-bombowca pionowego startu i lądowania. Oczywiście ich sukces umożliwił rozpoczęcie rozważania tego systemu dla pojazdów transportowych. Jedna z tych maszyn została opracowana w Niemczech.
W 1960 roku firma "Dornier" ("Dornier") na zlecenie Ministerstwa Obrony Republiki Federalnej Niemiec w ścisłej tajemnicy zaczęła opracowywać projekt taktycznego wojskowego samolotu transportowego do pionowego lądowania startowego Do.31. Nowa maszyna miała mieć kombinowaną elektrownię silników dźwigowo-podporowych i dźwigowych. Firma Dornier wykonała projekt we współpracy z firmami Focke-Wulf, Weser i Hamburger Flyugzeugbau, które w 1963 roku połączyły się w spółkę lotniczą WFV. Projekt Do.31 jest częścią programu FRG dotyczącego rozwoju samolotów transportowych pionowego startu i lądowania, w którym zrewidowano i uwzględniono wymagania taktyczno-techniczne NATO MBR-4 dla wojskowego samolotu transportowego VVP.
W 1963 roku przy wsparciu Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii i Republiki Federalnej Niemiec podpisano dwuletnią umowę o udziale brytyjskiej firmy Hawker Siddley w projektowaniu samolotu. Wybór ten nie był przypadkowy - brytyjska firma w tym czasie miała już duże doświadczenie w rozwoju samolotów pionowego startu i lądowania - "Harrier". Jednak w 1965 roku, po wygaśnięciu kontraktu, nie został on odnowiony, ponieważ Hawker Siddley zaczął opracowywać własne projekty. Dlatego Dornier zdecydował się zaangażować amerykańskie firmy w projektowanie i budowę Do.31, a w przyszłości uzgodnić z NASA wspólne badania.
W celu określenia optymalnego układu pionowo startującego samolotu transportowego Dornier porównał różne pionowo startujące pojazdy: śmigłowiec, samolot ze śmigłami obrotowymi oraz samolot z podnoszonymi i przelotowymi silnikami turboodrzutowymi. Jako zadanie wstępne podjęli transport 3 ton ładunku na odległość 500 km z powrotem do bazy. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że samolot startujący pionowo z silnikami turbowentylatorowymi podnoszonymi i przelotowymi ma szereg zalet w stosunku do innych typów pojazdów. Firmy „Dornier” dostarczyły również obliczenia dotyczące wyboru najbardziej optymalnego układu elektrowni.
Przed zaprojektowaniem Do.31 przeprowadzono szeroko zakrojone testy modelowe w Niemczech – w Getyndze i Stuttgarcie, a także w Stanach Zjednoczonych – w NASA. Pierwsze modele gondoli z podnoszonymi silnikami turboodrzutowymi nie miały, ponieważ zakładano, że elektrownia będzie składać się tylko z dwóch podnoszących i przelotowych silników turboodrzutowych Bristol Siddley BS.100 (ciąg każdego 16000 kgf) z dopalaczem w obwodzie wentylatora. W 1963 w NASA w Centrum Badawczym. Langley testował modele samolotów i poszczególne elementy konstrukcyjne w tunelach aerodynamicznych. Później model został przetestowany w locie swobodnym.
Na podstawie wyników tych badań opracowano ostateczną wersję samolotu Do.31 VTOL z kombinowanym zespołem napędowym silników podnoszących i podnoszących. Aby zbadać stabilność i sterowność maszyny z kombinowaną elektrownią w trybie zawisu, Dornier stworzył eksperymentalne latające stanowisko testowe kratownicy w kształcie krzyża w planie. Elektrownia stoiska wykorzystywała cztery silniki turboodrzutowe Rolls-Royce RB.108 zamontowane pionowo na poprzecznej kratownicy. Wewnętrzną parę silników zainstalowano nieruchomo (ciąg każdego z nich wynosił 1000 kg). Para zewnętrzna została odchylona w różny sposób względem osi poprzecznej pod kątem +6 stopni, zapewniając w ten sposób kontrolę kierunkową. Ciąg silników zewnętrznych wytworzył 730 kg każdy, pozostała część kolby została wykorzystana do bocznej kontroli trybuny. Sterowanie wzdłużne realizowano za pomocą układu odrzutowego, a sterowanie poprzeczne za pomocą różnicowej zmiany ciągu zewnętrznych silników turboodrzutowych.
Wymiary stanowiska były takie same jak w przypadku samolotu Do.31, masa startowa 2800 kg. Całkowity ciąg silników podczas testów wynosił 3000 kgf, zapewniając stosunek ciągu do masy wynoszący 1,07. Na stoisku do końca 1965 r. wykonano 247 lotów. Do badań układu stabilizacyjno-sterującego wykorzystano inny stojak, osadzony na wsporniku przegubowym, który umożliwiał przemieszczenia kątowe wokół trzech osi.
Opracowano eksperymentalny samolot do testowania konstrukcji, sprawdzania systemów i testowania techniki pilotowania samolotów, który został oznaczony jako Do.31E. Niemieckie Ministerstwo Obrony zamówiło trzy pojazdy. Dwa samoloty przeznaczone były do prób w locie, a trzeci do prób statycznych.
Samolot został wykonany według schematu jednopłatowego, miał kombinowaną elektrownię, składającą się z silników turboodrzutowych typu lift-sustainer i silników turboodrzutowych typu lift-sustainer.
Kadłub - całkowicie metalowy typ półskorupowy. Przekrój jest okrągły, o średnicy 3,2 metra. Na dziobie znajdowała się dwumiejscowa kabina załogi. Za kabiną znajdował się przedział ładunkowy o wymiarach 9200x2750x2200 mm i objętości 50 m3. W kokpicie na rozkładanych fotelach mieściło się 36 spadochroniarzy lub 24 rannych na noszach. Sekcja ogonowa została wyposażona w luk ładunkowy z rampą załadunkową.
Elektrownia samolotu Do.31 jest połączona - silniki wind-cruise i lift. Pierwotny plan zakładał zainstalowanie dwóch silników turbowentylatorowych Bristol Pegasus w każdej z dwóch wewnętrznych gondoli i czterech silników wind Rolls-Royce RB162 w parze zewnętrznych gondoli. Jednak w przyszłości elektrownia została zmieniona.
Dwa silniki turboodrzutowe Rolls-Royce (Bristol) Pegasus BS.53 typu lift-cruise z dyszami obrotowymi (o ciągu 7000 kgf każdy) są zainstalowane pod skrzydłem w gondolach. Nieregulowane osiowe wloty powietrza. Każdy silnik ma cztery obrotowe dysze. Średnica 1220 mm, długość 2510 mm, sucha masa 1260 kg.
Osiem podnoszonych silników turboodrzutowych Rolls-Royce RB. 162-4 (ciąg każdego 2000 kgf) zainstalowano na końcach skrzydła w dwóch gondolach, po cztery w każdej. Silniki były wyposażone w dysze z deflektorami, które odchylają strumień gazu o 15 stopni w tył lub w przód oraz mają wspólne wloty powietrza z klapami w gondoli. Długość 1315 mm, średnica 660 mm, waga 125 kg.
Na pierwszym eksperymentalnym Do.31 zainstalowano tylko silniki Pegasus, wszystkie 10 silników zamontowano tylko na drugiej maszynie.
Paliwo mieściło się w skrzydle w pięciu zbiornikach o pojemności 8000 litrów. Paliwo dostarczane było do silników ze zbiornika centralnego, skąd pochodziło z pozostałych zbiorników.
Skrzydło jest nad głową, ciągłe, proste, trójramienne. U nasady profilu skrzydła NACA 64 (A412) - 412, 5, na końcu skrzydła - NACA64 (A412) - 410. Po każdej stronie skrzydła między silnikiem turboodrzutowym a silnikiem turboodrzutowym znajdują się gondole dwusekcyjne lotki klapowe odchylające się o +25 stopni. Konwencjonalne klapy znajdują się między gondolami silników turboodrzutowych a kadłubem. Klapy i lotki klap są uruchamiane hydraulicznie i nie mają zaczepów trymowania.
Ogon ma kształt strzały. Zakres stabilizatora umieszczonego na stępce wynosi 8 m, powierzchnia 16,4 m2, kąt wychylenia wzdłuż krawędzi natarcia 15 stopni. Kąt skosu stępki (powierzchnia 15,4 m2) wynosi 40 stopni przy 1/4 cięciw. Winda jest czterosekcyjna, każda sekcja posiada osobny napęd hydrauliczny. Każda z dwóch sekcji steru jest również wyposażona w osobny napęd hydrauliczny.
Chowane podwozie trójkołowe ma podwójne koła na każdym stojaku. Główne podpory są cofnięte do tyłu gondoli silnika windy podtrzymującej. Podparcie nosa jest samoorientujące, kontrolowane, również cofa się do tyłu. W podwoziu zastosowano amortyzatory olejowo-pneumatyczne. Wszystkie podpory posiadają pneumatykę niskociśnieniową. Tor - podwozie 7,5 m, podstawa - 8,6 m.
W locie poziomym do sterowania stosowano konwencjonalne stery aerodynamiczne. W trybie zawisu, podczas lotu z małą prędkością i w trybach przejściowych, zastosowano system sterowania odrzutowcem. Sterowanie wzdłużne odbywa się za pomocą dysz umieszczonych w tylnej części kadłuba. Sprężone powietrze pobierano z silnika turboodrzutowego: para dysz kierowała powietrze w górę, druga para w dół. Dla sterowania bocznego zmieniono siłę ciągu silników podnoszenia, sterowanie gąsienicą - dysze prawego i lewego silnika turbowentylatorowego były odchylone w przeciwnym kierunku. Przemieszczenie pionowe w trybie zawisu osiągnięto poprzez zmianę ciągu silnika turboodrzutowego. Określona wysokość lotu była utrzymywana za pomocą systemu autostabilizacji.
Układ hydrauliczny składał się z dwóch niezależnych układów głównych oraz układu awaryjnego. Ciśnienie robocze - 210 kgf / cm2. Pierwszy główny system zapewniał napęd podwozia, rampę ładunkową, klapy, włazy gondoli z silnikami turboodrzutowymi, drzwi luku ładunkowego oraz część siłowników hydraulicznych systemu sterowania. Drugi główny układ zapewniał jedynie napęd siłowników hydraulicznych układu sterowania.
Instalacja elektryczna składa się z 4 alternatorów trójfazowych (każdy o mocy 9 kW, 115/200 V, 400 Hz), montowanych na każdym silniku turboodrzutowym, dwóch oraz 2 przekształtników-prostowników DC (moc 3 kW, 28 V, 50 A).
Kokpit został wyposażony w standardowe wyposażenie wojskowych samolotów transportowych z systemem automatycznej stabilizacji firmy Bodenseeerke.
Jak wspomniano wcześniej, zbudowano trzy Do.31. Pierwszy Do.31E-1 wystartował 10 lutego 1967 roku tylko z silnikami Pegasus. Drugi samochód wystartował 14 lipca 1967 roku, mając już wszystkie 10 silników. W dniu 16 grudnia 1967 roku samolot ten dokonał pierwszego przejścia z pionowego startu do lotu poziomego, a przejście do pionowego lądowania z lotu poziomego nastąpiło pięć dni później. W 1969 roku Do.31 podczas lotu na Paris Air Show z Monachium ustanowił kilka nowych rekordów dla samolotów o pionowym ciągu odrzutowym. W latach 1969-1970 w Stanach Zjednoczonych przetestowano trzecią instancję Do.31E-3, przeznaczoną do testów statycznych. W 1969 roku Do.31 został po raz pierwszy zaprezentowany na targach lotniczych w Paryżu, dzięki czemu stał się pierwszym na świecie odrzutowcem transportowym do pionowego startu i lądowania.
Do.31 był i pozostaje jedynym odrzutowym samolotem transportowym VTOL, jaki kiedykolwiek zbudowano. Program testowy zakończono w kwietniu 1970 roku. Powodem zakończenia programu była stosunkowo niska prędkość, nośność i zasięg pojazdu w porównaniu z tradycyjnymi samolotami transportowymi.
Do chwili obecnej z trzech zbudowanych egzemplarzy Dorniera Do.31 zachowały się dwa - E1 i E3. Pierwsza znajduje się w mieście Friedrichshafen w Dornier Museum, druga w Schleissheim pod Monachium w ekspozycji Deutsches Museum.
Charakterystyka techniczna lotu:
Długość - 20, 88 m;
Wysokość - 8, 53 m;
Rozpiętość skrzydeł - 18, 06 m;
Powierzchnia skrzydła - 57,00 m2;
Masa pustego samolotu - 22453 kg;
Normalna masa startowa - 27442 kg;
Silniki startowe - 8 turboodrzutowych Rolls-Royce RB 162-4D o ciągu 1996 kgf każdy;
Silniki przelotowe - 2 turboodrzutowe Rolls-Royce (Bristol) Pegasus 5-2 7031 kgf ciąg każdy;
Prędkość przelotowa – 644 km/h;
Prędkość maksymalna - 730 km/h;
Pułap serwisowy - 10515 m;
Zasięg - 1800 km;
Pojemność: 24 rannych na noszach lub 36 żołnierzy lub 4990 kg ładunku;
Załoga - 2 osoby.
Opracowano na podstawie materiałów:
