الجلوس على الذيل

يمكن أن يُعزى مفهوم الطائرة ذات الذيل إلى المخترع نيكولا تيسلا ، الذي تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع مرتبطة به خلال عام 1928. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، لم تظهر أي محاولة فورية لتطبيق هذا المفهوم في طائرة عملية لما يقرب من عقدين من الزمن.

خلال الحرب العالمية الثانية ، عملت ألمانيا النازية على تطوير مقاتلة فوك-وولف تريبفلوغل ("ذات الجناح الدافع") التي اعتمدت في تصميمها على مفهوم "الجناح الخلفي". تميزت هذه المقاتلة بثلاثة أجنحة مثبتة شعاعيًا كدوار على جزء دوار من جسم الطائرة، وتُدار هذه الأجنحة بواسطة محركات نفاثة صغيرة مثبتة على أطرافها لدفع الطائرة عبر دوران الجناح. عند الإقلاع والهبوط، كانت الطائرة تحلق عموديًا (كالمروحية ) قبل أن تميل أفقيًا لتطير كجناح ذاتي الدفع، مولدةً قوة الرفع والدفع. أما مشروع هاينكل ليرش المعاصر ، فكان يتميز بجناح حلقي يشكل قناة حول مروحة تقليدية، وفي الانتقال من الطيران العمودي إلى الطيران الأمامي، تنتقل قوة الرفع إلى الجناح. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

خلال خمسينيات القرن العشرين، انخرط مصممو الطائرات حول العالم في برامج لتطوير طائرات ثابتة الجناحين قادرة ليس فقط على الإقلاع والهبوط العموديين، بل أيضاً على الانتقال بسلاسة بين وضعيتي الطيران التقليدي والهبوط العمودي. وكما لاحظ كاتب الطيران فرانسيس ك. ماسون، فإن طائرة مقاتلة تتمتع بهذه الصفات كانت ستُغني فعلياً عن الاعتماد التقليدي على مدارج الهبوط المعرضة للخطر نسبياً، وذلك بالإقلاع والهبوط عمودياً بدلاً من الهبوط الأفقي التقليدي. ^{[ 4 ]} وبناءً على ذلك، كان تطوير طائرات قادرة على الإقلاع والهبوط العموديين (VTOL) جذاباً بشكل خاص للمخططين العسكريين في أوائل فترة ما بعد الحرب . ^{[ 5 ]} ومع ازدياد نسبة الدفع إلى الوزن في محركات التوربينات النفاثة بما يكفي لتمكين محرك واحد من رفع الطائرة، بدأ المصممون في البحث عن طرق للحفاظ على استقرار الطائرة أثناء تحليقها في وضعية الإقلاع والهبوط العموديين. ^{[ 6 ]}

كانت شركة SNECMA الفرنسية لتصنيع المحركات إحدى الشركات التي اختارت الانخراط في أبحاث الطائرات ذات الإقلاع والهبوط العمودي ، حيث بدأت عام 1956 ببناء سلسلة من نماذج الاختبار بدون أجنحة تُعرف باسم " أتار فولان" . كانت الأولى منها فقط بدون طيار، بينما حلقت الثانية بحرية، وكلاهما كان مُثبتاً بواسطة نفاثات غازية على أنابيب خارجية. أما الثالثة، فكانت مزودة بمقعد قابل للإمالة يسمح للطيار بالجلوس في وضع مستقيم عندما يكون جسم الطائرة مستوياً، كما احتوت على مداخل هواء جانبية مُصممة للطائرات ذات الطيران الحر، على الرغم من أنها كانت تعمل دائماً مُثبتة على قاعدة متحركة. وكان أوغست موريل هو الطيار الذي قاد هذه التجارب. ومع ذلك، لم تكن "أتار فولان" غاية في حد ذاتها؛ فقد كان هدفها على المدى البعيد أن تكون بمثابة مقدمة لطائرة أكبر ذات أجنحة ثابتة. ^{[ 7 ]} بصرف النظر عن هذا العمل، كان للمهندس النمساوي هيلموت فون زبوروفسكي تأثير كبير على مسار التطوير ، حيث صمم جناحًا حلقيًا مبتكرًا على شكل كعكة يمكن أن يعمل "كمحطة توليد طاقة، وهيكل طائرة ذات جناح طائر، وغطاء لتقليل مقاومة الهواء". وقد طُرحت نظرية مفادها أن مثل هذا الجناح يمكن أن يعمل كمحرك نفاث تضاغطي ويدفع الطائرة بسرعات تفوق سرعة الصوت ، مما يجعله مناسبًا لطائرة اعتراضية . ^{[ 5 ]}

قرر فريق تصميم شركة سنيكما دمج تصميم الجناح السنوي الجذري هذا في جهودهم لتطوير طائرات الإقلاع والهبوط العمودي. وبناءً على ذلك، انبثق من هذا القرار التكوين الأساسي لطائرة كوليوبتير C.450 . ^{[ 5 ]} في ديسمبر 1958، أقلعت طائرة كوليوبتير لأول مرة بقوتها الذاتية، وإن كانت مثبتة على رافعة. ^{[ 6 ]} لوحظت عدة خصائص طيران صعبة، مثل ميل الطائرة للدوران ببطء حول محورها أثناء التحليق العمودي؛ كما لاحظ قائدها أن مؤشر السرعة العمودية غير واقعي وأن أدوات التحكم غير قادرة على توجيه الطائرة بدقة أثناء مرحلة الهبوط الحرجة. واعتُبر الهبوط بدون استخدام عصا التحكم أمرًا مستحيلاً. ^{[ 5 ]} تضمنت إحدى رحلات الطائرة عرضًا عامًا لأدائها في التحليق أمام جمهور. ^{[ 8 ]} سرعان ما أحدث التصميم اللافت للنظر لطائرة كوليوبتير ضجة في الوعي العام، حتى على الصعيد الدولي. لاحظ المؤلف جيريمي ديفيس أن الطائرة قد أثرت حتى على الجهود الدولية، حيث يُزعم أنها حفزت البحرية الأمريكية على التعاقد مع شركة تصنيع المروحيات الأمريكية كامان لتصميم مركبتها ذات الجناح الحلقي، والتي أطلق عليها اسم البرميل الطائر. ^{[ 5 ]}

وبناءً على ذلك، أجرت الولايات المتحدة تجارب على طائراتها ذات الإقلاع والهبوط العمودي، والتي تضمنت عادةً تصميمات تعمل بالمراوح مع أجنحة ثابتة تقليدية نسبيًا. وكانت طائرة كونفير إكس إف واي بوغو إحدى هذه الطائرات، حيث تميزت بجناح دلتا وذيل صليبي الشكل؛ وأُجريت رحلات الاختبار الأولية داخل حظيرة طائرات بحرية في موفيت فيلد بمدينة ماونتن فيو، كاليفورنيا. ^{[ 9 ]} وقد نجحت طائرة إكس إف واي في إثبات الانتقال الكامل بين أوضاع الطيران في 5 نوفمبر 1954. ^{[ 10 ]} وكانت طائرة لوكهيد إكس إف في سالمون مشابهة إلى حد ما ، حيث جمعت بين جناح مستقيم وذيل على شكل حرف X ؛ إلا أن طائرة إكس إف في لم تحقق الانتقال الحاسم في الطيران. ^{[ 11 ]} ومع ذلك، اتضح خلال اختبارات الطيران أن مثل هذه الطائرات ذات الإقلاع والهبوط العمودي لن يقودها إلا الطيارون الأكثر خبرة، حتى لو تم تجاهل جميع المشاكل التقنية؛ وبالتالي، لم يكن من الممكن وضع طائرات مقاتلة ذات إقلاع وهبوط عمودي - كما كان مأمولًا سابقًا - على كل سفينة. كذلك، في حين أن الطائرات المقاتلة النفاثة كانت تتمتع بسرعات قصوى تقارب ضعف سرعة الصوت (ماخ 2)، كانت الطائرة المقاتلة ذات الإقلاع والهبوط العمودي المزودة بمحرك توربيني في وضع غير مواتٍ نظرًا لأن سرعتها القصوى كانت أقل من سرعة الصوت (ماخ 1). ونتيجةً لهذه الظروف، توقف العمل على طائرة XFY. ^{[ 12 ]} خلال عام 1955، بدأت الولايات المتحدة اختبارات طيران لتصميم نفاث، وهو طائرة رايان X-13 فيرتيجيت . تم بناء نموذجين أوليين، حلّق كلاهما بنجاح، ونجحا في الانتقال من وإلى الطيران الأفقي، وهبطا . أُجريت رحلة الاختبار الأخيرة للطائرة X-13 بالقرب من واشنطن العاصمة خلال عام 1957. ^{[ 13 ]}

كانت إحدى المشكلات المتأصلة في جميع هذه التصاميم ذات الذيل المتحرك هي ضعف رؤية الطيار، وخاصة للأرض، أثناء الهبوط العمودي. في نهاية المطاف، تم التخلي عن معظم الجهود المبذولة لتطبيق هذا المفهوم على الطائرات المأهولة عند ظهور شكل أكثر عملية للإقلاع والهبوط العمودي، وهو توجيه الدفع ، كما هو مستخدم في طائرات الإنتاج مثل هوكر سيدلي هارير وياكوفليف ياك-38 . ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} لا تعاني الطائرات بدون طيار من مشكلة وضعية الطيار. تتميز طائرة دورنير إيروداين بتصميم مروحة أنبوبية مشابه للطائرة الخنفساء ، وقد حلقت طائرة تجريبية بدون طيار بنجاح في وضع التحليق الثابت عام 1972، قبل إيقاف تطويرها. ^{[ 17 ]} ومن المشاريع المعاصرة الأخرى للطائرات بدون طيار مشروع NSRDC BQM-108 الذي طورته البحرية الأمريكية ؛ على الرغم من أن العمل عليه توقف فورًا تقريبًا بعد رحلته التجريبية الناجحة الوحيدة. ^{[ 18 ]}

خلال سبعينيات القرن العشرين، أُجريت العديد من الدراسات ونماذج نفق الرياح لنسخة ذات ذيل ثابت من طائرة جنرال دايناميكس إف-16 فايتينغ فالكون ، والتي كان من المقرر استخدامها على متن السفن؛ ومع ذلك، تقرر عدم مواصلة تطوير المفهوم بسبب متطلبات الدفع الكبيرة، فضلاً عن الحاجة إلى معدات واسعة النطاق للتعامل مع الإقلاع والهبوط. ^{[ 19 ]}

في الوقت الحالي، تندرج معظم مشاريع أو مقترحات الطائرات ذات الإقلاع والهبوط العمودي ضمن فئة الطائرات بدون طيار مثل بيل أبت أو نورثروب غرومان تيرن . ويمكن اعتبار طائرة بيفوتال بلاك فلاي الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي ، بتصميمها "الهيكلي القابل للإمالة" ^{[ 20 ]،} نوعًا من الطائرات ذات الإقلاع والهبوط العمودي.