在第二次世界大战期间,直升机技术虽然尚未大规模应用于实战,但已经取得了突破性进展。当时工程师们已经成功攻克了桨毂设计、旋翼控制等核心技术难题。1945年,英国谢尔瓦旋翼机公司启动了一项开创性项目——W.11空天之马重型运输直升机的研发工作。这款直升机采用独特的三旋翼布局,至今仍是航空史上唯一实际建造并试飞过的有人驾驶三旋翼直升机。
设计师选择这种非传统布局是经过深思熟虑的。他们都以为传统单旋翼结构难以提供足够的升力来满足重型运输需求。通过采用呈等边三角形分布的三旋翼系统,不但可以将升力提升一倍,还能巧妙地利用旋翼之间的相互作用来抵消旋转扭矩,从而完全省去了传统直升机必备的尾桨结构。这种设计在理论上可提供更稳定的飞行性能和更简便的操控体验。
W.11拥有一个修长的机身结构,其尾部两侧对称安装着高大的双垂尾,尾舱门采用对开式设计以便于大型货物装卸。驾驶舱位于机身前部上方,这种高位设计为飞行员提供了极佳的前向和侧向视野。标准机组由三人组成:主驾驶员、副驾驶员以及负责监控系统状态的飞行工程师。最引人注目的是其独特的旋翼布局:两个主旋翼分别安装在机背横梁的两端,这个经过特殊设计的扁平横梁可能还兼具固定翼功能,能在前飞时产生额外升力;第三个旋翼则位于机头正上方。所有旋翼均配备直径达14米的三叶螺旋桨,桨叶采用当时先进的树脂浸渍木材工艺制造,旋翼控制管理系统则运用了当时最先进的液压技术。 尽管W.11体型庞大,空重达到5500公斤,但它仅搭载了一台劳斯莱斯梅林24 V-12液冷活塞发动机,最大输出功率为1620马力。这一动力配置实属无奈之举,因为当时更轻便高效的涡轮轴发动机尚处于研发阶段。虽然增加第二台发动机可以显著提升动力,但会导致整机重量、结构难度和燃油消耗大幅度上升,因此单发设计在当时是最合理的选择。
动力系统被巧妙地布置在机背上部,通过精密的分动箱将动力分配给三套旋翼系统,所有传动轴都被精心包裹在支撑结构内部。先进的液压控制管理系统可以同步调节三组旋翼的桨盘角度,以此来实现精确的飞行控制。该机最大平飞速度可达230公里/小时,巡航速度为153公里/小时,实用升限高达7100米,最长续航时间4.3小时。考虑到安全因素,设计师特别为其配备了行程达1.5米的三点式缓冲起落架,以应对可能的紧急迫降情况。
W.11最初的设计定位是满足2270公斤(5000磅)级别的军用物资运输需求。其宽敞的机舱能轻松改装为医疗救护或人员运输等不同任务构型,展现出极大的应用潜力。1946年,英国军方订购了两架原型机,这些飞机在40年代末陆续完工。1947年,公司还专门制作了风洞试验模型,对其独特的气动布局进行了系统验证。
首架原型机于1948年12月成功首飞,并在次年的范堡罗航展上公开亮相。然而在1950年6月的一次例行试飞中,该机不幸坠毁,造成三名机组人员全部遇难。事故调查显示,前旋翼桨毂部件的金属疲劳是导致悲剧的根本原因。第二架原型机在1951年退役前累计飞行时间仅约20小时。尽管设计企业提出了多项改进方案,但军方最终失去了继续投资的兴趣。
深入分析表明,W.11的三旋翼设计存在诸多固有缺陷。除了机体尺寸过大带来的操作不便外,复杂的三旋翼系统大幅度提升了传动机构的复杂度。在实际飞行中,任何一副旋翼发生故障都可能会导致灾难性后果,而冗长的传动轴系统更是进一步提升了机械故障的发生概率。这些技术难题最后导致这个富有创意的设计未能走向实用化。