Campini Caproni N.1

Historie

Reaksjonsdrift var studerte av ulike luftfartøyingeniører helt siden 1908 da franskmannen René Lorin kom på ideen om å bruke komprimerte luft som skyvekraft for et fly. Secondo Campini allerede i 1927 begynte å interessere seg for dette konseptet og startet flere års studier. 
Sammen med sine brødrene startet han V.E.N.A.R. selskapet (Velivoli e Natanti a Reazione - på norsk: Jetdrevne fly og båter) i Milano i 1931, etter å ha produsert en rapport om reaksjonsdrift for bruk på fly til det italienske flyvåpenet Regia Aeronautica. I desember 1931 etter flere måneders arbeid hos båtbyggeren Costruzioni Meccaniche Riva ble to båter sjøsatt med et spesielt drivverksystem som besto av en sekssylindermotor på 90 hk og et sentrifugalt pumperør som tar inn vannet som en vannjetmotor. De to båtene som var levert til V.E.N.A.R., var testet på San Marco-bassenget i Venezia i april 1932 og vekket interesse ved å oppnå stor hastighet på 28 knop. Men til tross for et ønske av den italienske marinen om å bygge en torpedobåt med dette drivverksystemet, nektet marineministeriet å vurdere dette, og hele prosjektet var lagt ned i 1933. 
Deretter konsentrerte Campini seg om flyprosjektet, og de første skissene over det planlagte flyet var utarbeidet i Modell C.S 500-V og Modell C.S 600. Luftministeriet var interessant, og dermed inngikk en avtale med VENAR om at de vil inngå en kontrakt for testing av et forskningsfly, som ble underskrevet 25. mai 1934. Denne kontrakten trukket inn Caproni, som åpnet opp fabrikkene i Taliedo for ham. Som en grundig og nøysom forsker valgt Campini å studere alle aspekter av sitt konsept og deretter startet en lang rekke tester på både flydesign, motorkomponenter og ulike varianter av sitt drivverkssystem i små skala. De første vindtunnelmodeller som var testet i vindtunnelen i Guidonia i året 1935, var helt lik originalflyet med et unntak, disse hadde fast understell.
Det tok uvanlig lang tid for å sette sammen forsøksskroget som skulle gjennomføre bakketest, det var fullført 6. desember 1936 og levert til testingsområdet i våren 1937. De første resultatene var ikke oppmuntrende for Campini som deretter måtte konstruere om hele konstruksjonen for å ha større ytelseskraft. Forsøksskroget som nå er bevart i Leonardi da Vinci-museet i Milano, var «Campini 1», dermed skulle ferdigresultatet i august 1940 kalles «Campini 2». 
Kontrakten fornyes i desember 1937 etter Campini hadde forhandlet med Caproni og luftministeriet om at den første prototypen skal leveres senest 31. oktober 1940. De to prototypene, NC 4849 og NC 4850, var ferdigbygd i 26. juli 1940. Men prosjektet var så kostbart, at man var nødt til å bruke brukte motorer tatt fra Caproni Ca.135, Isotta-Fraschini Asso 121 MC40 som teoretisk sett skulle produsere over 800 hk i ytelseskraft. De to prototypene ble utsatt for statisk test på bakken like etter de var levert, og tillatelsen om å gjennomføre jomfruturen kom så snart luftministeriet ble varslet om at testene hadde gått riktig. Testpiloten Mario de Bernardi tok NC 4850 ut på Forlanini flyplass den 27. august 1940, og lettet i 120 km/t hastighet. Etter åtte minutter flyvning i lav høyde landet De Bernardi flyet på flyplassen, han oppnådde ikke mer enn 220 km/t.

Teknisk beskrivelse

Campini-Caproni N.1 var ikke et typisk jetfly fordi ingeniøren Campini valgt en Isotta-Fraschini radiatorstempelmotor som drivverk, ved å la den drive en kompressor med tretrinns kanalvifte for å komprimere luften inn i dysen. I dysen ble drivstoffet sprøytet inn i den komprimerte luften for å skape skyvekraft, og det var mulig å tenne den i halerøret for større effekt. Motorarrangementet besto av en L.121 MC40 V-stempelmotor plassert like foran cockpiten, med kompressoren med de tre kanalviftene (1,250 m diameter) forut like foran luftinntaket (0,720 m diameter) så luften komprimeres kaldt gjennom skroget som egentlig ikke var annet enn en konstruksjon som minnet om et rør. Cockpiten dels var separat fra resten av skroget ved å være i en kabingondol, bak på denne gondolen satt en viftepropell i kammeret like foran dysen. Der i kammeret var det montert en etterbrenner med tre sirkulære ringer hvor man sprøytet inn drivstoff for antenning. Siden fortsatte den komprimerte luften ut gjennom det todelte eksosrøret med en Doble-Pelton tapp (0,940 m diameter) i enden.  
Prototypene mere beviste det unike fremdriftskonseptet. Skyvekraften var minimal, ettersom oppvarmingen av den komprimerte luften var gjennom den varme radiatormotoren og med etterbrenneren som kun kunne brukes under flyvning, som kan øke temperaturen til 300° C. Skyvekrafteffekten under normal flyvning var med «kald» luft, som kan forstørres til 730 kg med «varm» luft ved bruk av etterbrenneren. Av aerodynamiske grunner var tappen i dysen justerbart, i «varm» luft vil åpningen forstørre seg, det skjedde ved å skyve tappen fram og tilbake. Ifølge data fra testflygningene hadde N.1 flyet 292 km/t uten bruk av etterbrenner og 359,5 km/t med etterbrenner. Man hadde kalkulert at det vil ha 700 kg skyvekraft med «kald» luft og 900 kg med «varm» luft, men i virkeligheten oppnådde flyet bare 650 kg og 730 kg.
Selve flyet, et monoplan, var sirkelrundt i flykroppen med en maks. diameter på 1,570 m som selv var bygd i fire seksjoner som boltes sammen. N.1 flyet var helt bygd som en selvbærende konstruksjon, monocoque, i duraluminium. Vingen besto av en enhetskonstruksjon som monteres med skroget fra undersiden, med opptrekkbar understell og fire drivstofftank med til sammen 628 kg (860 liter) bensin. I tomvekt vil flyet være på 3 640 kg, med en nyttelast på 577 kg, av dette besetningen på 170 kg, bensin på 365 kg (500 liter) og olje på 27 kg samt oksygenstank på 15 kg.

Flyene

Det var bygd to prototyper, NC 4849 og NC 4850 som gjennomgikk en rekke testflygningene i 1940-1942. Jomfruturen den 27. august 1940 var lite annet enn en kort overflyvning ikke høyere enn 100 m med understellet ned, men det forvarslet begynnelsen på testprogrammet som fortsatt til tross for at Italia hadde gått inn i den andre verdenskrigen. Testpilotene som rapporterte om flyets oppførsel under flyvning, notert en tendens mot stup i horisontal flyvning og dermed måtte motarbeides hele tiden. Klatringsevnen var verre enn forventet, først og fremst pga. den lave skyvekraften som var generert av drivverket. Startbanen måtte også være lang, i 27. august 1940 tok det 700 m for De Bernardi å lette fra jorden, i senere tid utvides dette til 840 m. En gang var etterbrenneren brukt for å lette den 5. mai 1941, da tok det meget liten tid for å lette, fra 1,5 m/sek. til 5 m/sek.
NC 4849 kom sent opp i luften i forhold til NC 4850, det hendt først 31. oktober 1941. Ved å bruke etterbrenneren klarte De Bernardi å lette etter bare 630 m, noe som var mulig ved å modifisere etterbrenneren på grunnlag av leksene fra flygningene med NC 4850. Men motortrøbbel oppsto, blant annet alvorlige vibrasjoner. Til tross for dette valgt man å arrangere en langdistanseflygning 30. november 1941 fra Taliedo-Linate ved Milano til Guidonia flyplass i Roma. Annenpiloten, Giovanni Pedace, tok med seg en postbrevsekk og dermed gjort NC.1 NC 4849 til verdenshistoriens første jetfly med frakt. Det tok De Bernardi 2 timer, 15 minutter og 47 sekunder med en gjennomsnittlig hastighet på 209,451 km/t å tilbakelegge seg 474 km til den italienske hovedstaden. 
NC 4849 var et besøksobjekt for ulike delegasjoner mens det oppholdt seg i Guidonia flyplass. Siden var flyet brukt for å teste drivstofforbruk som var blitt viktig etter hvert som tilgangen på brensel for de italienske flystyrkene ble dårlig som følge av krigen. Forbruket vist seg å være meget stor ved bruk av etterbrenner, 26,2 liter per minutt. Interessen fra det italienske flyvåpenet dermed minsket, og etter en sist flygning den 27. august 1942 ble begge flyene satt på bakken pga. brenselsmangel.
I september 1943 ble den italienske halvøya angrepet av de vestallierte, og dette startet en meget turbulent tid for det italienske folket som opplevd total krig, tysk brutalitet, hensynsløshet av de allierte og en meget grufull borgerkrig i egne midte. NC 4849 ble et offer for dette, i oktober 1943 ble Guidonia flyplass tatt av tyske styrker som ranet til seg alt som kunne være verdifull for disses krigsinnsats, og skrapterte alt annet, deriblant prototypen. Da de allierte kom dit i juni 1944, fant de flyet oppdelt i biter spredt rundt omkring i en forlatt hangarbygning, og tok dem med seg til Storbritannia. I slutten ble restene opphugd på Sheiton, Nottingham i 1949. NC 4850 var derimot i trygghet i Taliedo hvor det var overført til et varelokal som ble latt i fred i resten av krigsårene og kunne hentes ut etter krigens slutt. 
I april 1952 ble flyet overført til Aeronautica Militare Italiana som vist det fram i en flyutstilling på Linate flyplass 21. september 1952. Etter dette var flyet sendt videre til Museum Nazionale della Scienza e della Tecnica i Milano, og var deretter hentet ut en rekke gang for ulike flyutstillinger rundt om i Italia. I februar 1976 ble NC 4850 sendt til et nytt museum, denne gang Museo dell´Aeronautica Militare på Vigna di Valle ved Roma. Det ble restaurert i 1982 og deretter utstilt som permanent utstillingsgjenstand.

Prosjektene

Campini røpte i en artikkel for luftfartsmagasinet «L`Ala» i januar 1948 at han hadde flere uferdige prosjekter på en rekke ulike fly og helikoptre basert på hans drivverkkonseptet. Det var utarbeidet utkast for flere fly i samarbeid med Caproni med utgangspunktet i N.1-flyet, blant annet «C.S.2», et tomotors fly med Daimler-Benz DB 605 motorer på 1 300 hk som skulle ha en vekt på 8 400 kg. Artikkelopplysningene røpte at disse prosjektene var utpønsket og studert i tidsrommet 1939-41. I 1942 var det lagt fram et forslag for luftministeriet om et stratosfærisk bombefly med tre L.121 radiatorstempelmotor, kalt «C.S.3» eller «C.S.4». I det samme året utarbeidet Campini også andre forslag om jagerfly og bombefly, «C.S.7», «C.S.8», «C.S.9», «C.S.10» og «C.S.11» med basis i «C.S.2».
Ingen av prosjektene kom videre fra tegnebrettet. Luftministeriet foreslo for Campini om han burde samarbeide med luftfartøyingeniør Zappata som var i gang med å bygge B.Z.301 bombeflyet hos Breda, men det ledet ikke noe sted. Campini fattet interesse for turbojetmotorkonseptet og deretter konsentrerte seg om turbinmotoren, men arbeidet ble suspendert 8. september 1943 da Mussolini ble tatt i arrest. Med dette sluttet hele historien om det unike drivverksystemet som var ineffektiv i sammenligning med andre drivverksystem basert på reaksjonsdrift.