Den luftige amerikanske dronedrømmen

Den kalde krigen var godt i gang tidlig på 1950-tallet. Mange var på utkikk etter nye måter å operere på i tilfelle krigstemperaturen skulle ta seg opp.

Mobilitet var et viktig stikkord.

Både hær og marine i USA hadde begynt å bruke helikopteret Sikorsky R-4 under andre verdenskrig. Det var det første serieproduserte helikopteret. Men denne teknologien sto foreløpig litt i stampe.

One Man Show

Så hva med et slags enmannshelikopter? En ganske lett og forholdsvis trygg plattform hvor en fotsoldat kunne sveve raskt av sted over terrenget?

På midten av 1950-tallet konstruerte den amerikanske flyfabrikken Hiller Aircraft flere slike flyvende plattformer som prototyper for hæren og marinen.

Soldaten eller piloten kunne bare lene seg litt i ønsket retning, og så beveget plattformen seg ditover, litt som en Segway.

Svært praktisk, for da kunne soldaten både holde et våpen og sikte og skyte når det trengtes.

Grunnkonstruksjonen var en sirkelrund ramme, en slags kanalvifte. Der hadde Hiller plassert to propeller eller vifter som roterte i hver sin retning i viftehuset.

60 prosent av løftet ble generert av skyvekraften fra de motroterende propellene.

40 prosent av løftet ble generert av luften som beveger seg så raskt over kanten av kanalviften at den skaper undertrykk og løft. Det er Bernoullis prinsipp, slik som vingene på et fly.

Pannekakemannen

Det opprinnelige konseptet ble utviklet av flyingeniøren Charles H. Zimmerman, en kar som ikke var redd for å tenke utenfor boksen.

Han arbeidet lenge for Naca-laboratoriet (National Advisory Committee for Aeronautics), det flytekniske byrået i USA som ble startet i 1915 og som senere ble en del av Nasa.

Like før og under andre verdenskrig jobbet han for flyfabrikken Chance Vought, og der konstruerte han et jagerfly med et uvant utseende.

Modell V-173 ble rimeligvis også kjent som den flyvende pannekaka.

Med et «vingespenn» på drøye sju meter var pannekaka konstruert for å ta av og lande i ekstremt lave hastigheter. Likevel presterte den godt i høye hastigheter i lufta.

En utmerket løsning for hangarskip på denne tiden, med andre ord; marinen var svært interessert. Etter at prototypen hadde fløyet et testprogram på 139 timer i lufta, bestilte forsvaret en ny, oppgradert versjon.

Mye av poenget med hele flyet var det aerodynamiske grepet med å plassere de store propellene ytterst på konstruksjonen.

Like etter satset marinen på turbojetmotorer. Da var pannekaka blitt en blindvei – en løsning på et problem som ikke var like stort lenger, og flyet ble skrinlagt.

Flyvende sko

Tidlig på 1950-tallet og tilbake i Naca skisserte Zimmerman en flyvende plattform som kunne bære en soldat.

Litt tidligere hadde han vært inne på en konstruksjon som kan kalles flyvende sko (!).

Akkurat dét skal ha vært to små dronemotorer montert vertikalt på sidene av en liten stålrørsstolpe. Piloten sto på stolpen og holdt i en festet stang, og kontrollerte innretningen med å forskyve kroppsvekten mot stanga.

Men de flyvende skoene var ustabile fordi motorene ga ujevn skyvekraft.

Så Zimmerman tenkte bredere, men fortsatt utenfor boksen. Han la skoene til side og satset i stedet på en plattform.

Styringen av plattformen var kinestetisk, altså basert på kroppens instinktive muskel- og leddsans. Operatøren lente seg i den retningen han ville bevege både seg og plattformen.

En kropp i balanse

Og en stående menneskekropp er alltid ute etter balanse. Det ville være med på å stabilisere plattformen.

Også dette var et militært konsept. Med plattformen kunne en soldat forflytte seg over ellers vanskelig eller utilgjengelig terreng. Nyttig for rekognosering, for eksempel.

Sammen med en kollega ved forskningssenteret i Langley i Virginia laget Zimmerman en slik plattform.

Og den fløy, i flere tester. Frivillige operatører – uten erfaring med fly – fikk den opp i hastigheter på nærmere 17 knop (drøye 30 km/t). Høyden var ikke like imponerende: 12 fot, eller rundt fire meter over bakken.

Men poenget var at den fløy, og forsvaret var interessert. Nå kom det nye kontrakter med flyindustrien for å konstruere slike plattformer.

Flere prototyper

To av fabrikkene som utviklet flyvende plattformer på 1950-tallet, var Hiller Aircraft og De Lackner Company.

De Lackner laget en løsning hvor piloten sto på toppen av et stort koaksialt rotorsystem. Teknisk fungerte det bra, men pilotene var skeptiske.

Som Smithsonian-museet beskriver det: Å stå oppå den luftbårne versjonen av en foodprosessor uten noe som hindrer ufrivillig kontakt med rotorene, skapte ikke så mye entusiasme.

Hiller hadde vært tidlig ute med innovative løsninger for helikoptre. I 1949 skal en av modellene fra denne fabrikken ha vært det første sivile helikopteret som krysset USA.

Fabrikken laget to modeller av flyvende plattformer. Én het ONR 1031, og den noe større VZ-1 Pawnee var en test for den amerikanske hæren. Tre eksemplarer av hver modell ble bygd som prototyper. Ingen ble satt i produksjon.

Den mindre ONR-modellen brukte to totaktsmotorer på rundt 40 hestekrefter hver, koblet til rotorene gjennom en modifisert helikoptergirkasse.

Diameteren på rotorene var på drøye to meter, og hele greia veide snaue 170 kilo. Topphastigheten holdt seg rundt 26 km/t.

Den tyngre Pawnee-modellen brukte tre av de samme bensindrevne motorene og hadde blant annet en større viftekanal.

Første versjon av modell 1031 var ferdig i september 1954, og den hadde kanal av glassfiber og plattform av stålrør.

Sikret med vaier

Sjeftestpiloten til Hiller fløy den de første gangene, og da var han sikret med en vaierløsning mellom to høye tårn.

Plattformen viste seg å være ganske stabil og enkel å håndtere når den svevde.

Men konstruktørene merket seg at den korrigerte seg selv mens den fløy framover. Den fremre kanten av kanalen genererte mer løft enn bakkanten. Det gjorde plattformen nesten umulig å velte, men begrenset også farten til 26 km/t. Og vind kunne skape problemer.

Og ikke minst: Et havari på en av motorene ville bli katastrofalt. Løsningen ble en ny type girkasse. Hvis en motor havarerte, kunne det nok gå litt fort nedover, men operatøren kunne beholde kontrollen.

Så ble prosjektet mer og mer komplisert, med stadig nye løsninger på nye tekniske problemer. Snart var hele plattformen så stor og tung at den ble vanskelig å styre bare med å lene kroppen fram og tilbake.

Vokste seg for stor

Hæren ville ha noen oppgraderte og større versjoner for egne eksperimenter, det var den såkalte Pawnee-modellen.

Den skulle ha en tredje motor som reserve, plattformen måtte dermed bli større, og rotorene måtte få en diameter på over 2,4 meter.

Dermed fungerte ikke den instinktive styringen lenger. Piloten måtte nå sitte og styre plattformen med vanlige helikopterkontroller.

Denne siste versjonen var raskere, men det var fortsatt problemer med styring og manglende stabilitet. Og det var vel enden på visa, for nå hadde annen teknisk utvikling løpt forbi disse løsningene.

Flyvende jeep

En siste krampetrekning; den amerikanske hæren lyste ut en konkurranse om å konstruere en flyvende jeep, altså en bil.

Hiller meldte seg på. Designet besto i bunn og grunn av fire kanalvifter drevet av en gassturbin, det hele festet til en enkel ramme.

Men ved disse tider kom turbinhelikoptrene, som Bells nye HU-1 Huey.

Dermed ble den flyvende jeepen parkert for godt.

Og omtrent samtidig hadde flyindustrien begynt å utforske VTOL (vertikal takeoff og landing).

Enmannsdronen var aldri i nærheten av å kunne konkurrere med slike konsepter.

Kilder: airandspace.si.edu (Smithsonian National Air and Space Museum), nasa.gov, hiller.org (Hiller Aviation Museum)