Первый полет Flying Wing совершил 10 мая 1929 г. под управлением известного летчика Эдди Белланда. Испытания машины показали, что она достаточно устойчива и легко управляема. В ходе доводки в конструкцию вносили изменения. Наиболее существенными стали новая мотоустановка с 95-сильным двигателем Cirrus и тянущим винтом, а также увеличение экипажа до двух человек.
В 1930 г. финансовые проблемы вынудили Нортропа прекратить работу над этим аппаратом и заняться самолетами традиционных схем. Однако он твердо верил, что будущее авиации принадлежит «летающему крылу». В сентябре 1939 г. была организована фирма Northrop Aircraft Inc., и ее основатель посвятил всего себя реализации заветной мечты. Убежденность Джона Нортропа привлекла к сотрудничеству с ним известного ученого-аэродинамика Теодора фон Кармана, в то время преподавателя аэродинамики Калифорнийского технологического института, и одного из самых талантливых его студентов Уильяма Сеарса. С их приходом фирма заработала как четко отлаженный механизм. Нортроп осуществлял общее руководство и занимался эскизным проектированием, Карман делал необходимые расчеты, а Сеарс воплощал идеи в чертежи.
Машина N-1M (Northrop 1 Model) была уже чистым «летающим крылом». Нортроп рассматривал его как пилотируемую модель пассажирского самолета или среднего бомбардировщика. Крыло было оснащено элевонами, имело симметричный профиль и отогнутые вниз на 5' законцовки, повышавшие путевую устойчивость. На них размещались аэродинамические тормоза. Внутри крыла установили два двигателя мощностью по 65 л.е., которые вращали толкающие винты. Чтобы предотвратить касание винтами земли при взлете и посадке, к трехстоечному шасси с носовым колесом добавили четвертую хвостовую опору в обтекателе.
Постройке машины предшествовали исследования продувочных моделей в аэродинамических трубах и математические расчеты. При проектировании самолета Нортроп, хорошо представлявший объем возможных переделок и, соответственно, финансовых расходов, предусмотрел возможность изменения конфигурации крыла без переделки конструкции. Перед очередным полетом на N-1M можно было в определенных пределах увеличить или уменьшить стреловидность консолей крыла, угол их поперечного «V» и углы отклонения законцовок. Можно было также смещать центровку самолета за счет передвижения груза в центроплане.
Авиаконструктор Джон Нортроп
Самолет Avion Model 1 в изначальном и окончательном видах
Экспериментальный самолет N-1M с отогнутыми и выпрямленными законцовками крыла
В июле 1940 г. постройку N-1M завершили. Самолет перевезли на авиабазу Мю- рок, где на дне высохшего озера Роджерс начали его летные испытания. Поднять машину в воздух поручили летчику-испытателю Вэнсу Бризу. Первый полет N-1M произошел независимо от желания пилота. 3 июля во время скоростной пробежки машина попала носовым колесом в выбоину и подпрыгнула. Пролетев несколько сотен метров на высоте 6 м, N-1M благополучно опустился на землю. Однако радость по поводу неожиданного успеха была недолгой. В последующих полетах Бриз пытался поднять самолет выше, но его усилия оказались тщетными. Наблюдая за происходящим, Нортроп печально заметил: «Похоже, что у нас получился самолет с 20-футовым потолком».
N-1M летал подобно экраноплану. Опираясь на воздушную подушку, он легко скользил над земной поверхностью, и летчику казалось, что он едет по пустыне на автомобиле. За это сходство машину окрестили «джипом». И только после установки более мощных 117-сильных моторов самолет смог совершить полноценный полет с набором высоты.
Первые полеты выявили серьезную проблему с охлаждением упрятанных в крыло моторов. Ситуация улучшилась только после установки специальных дефлекторов, направлявших воздушный поток прямо на их цилиндры.
Всего в процессе испытаний было совершено около 200 полетов, в ходе которых удалось исследовать более 30 различных конфигураций самолета. Производился также поиск наилучших способов управления машиной. Основными органами управления были элевоны. Для изменения тангажа их отклоняли одновременно, а для изменения крена – раздельно. Для управления по курсу использовали воздушные тормоза – чтобы довернуть самолет в ту или иную сторону, задействовали тормоз на соответствующей законцовке. Вклад самих отогнутых закон- цовок в путевую устойчивость оказался столь незначительным, что в 1941 г. крыло выпрямили, а воздушные тормоза выполнили в виде раскрывающихся щитков.
Максимальная высота полета N-1М оказалась недостаточной для проверки его штопорных характеристик без опасений за жизнь летчика, и пришлось затаскивать самолет на большую высоту на буксире, как планер. Это позволило провести необходимые испытания, которые показали, что N-1М обладает вполне удовлетворительными штопорными характеристиками.
11 апреля 1941 г. был объявлен конкурс на разработку тяжелого бомбардировщика который мог бы долететь с территории США до Германии или Японии. Компания Нортропа уже занималась созданием большого «летающего крыла» военного назначения, и 27 мая этот проект, имевший внутреннее обозначение NS-9, выдвинули на конкурс. Свои предложения также представили фирмы Consolidated, Boeing и Douglas Участникам конкурса предстояло спроектировать самолет с максимальной дальностью полета 19310 км на высоте 7620 м и крейсерской скоростью 443 км/ч. Максимальная скорость бомбардировщика должна была составлять не менее 724 км/ч, потолок – 13716 м, радиус действия с нагрузкой 4540 кг – 8045 км, максимальная бомбовая нагрузка – 32660 кг. Определялась и максимальная длина взлетно-посадочной полосы – 1524 м.
Опытный самолет N-9M-1 – аэродинамический прототип будущего бомбардировщика
Представленный Нортропом проект явно не дотягивал до этих требований. Так, максимальная расчетная дальность полета NS-9 составляла всего 12960 км с нагрузкой в 1000 кг, а крейсерская скорость – 405 км/ч. Поэтому особого интереса он не вызвал. Но удовлетворить аппетиты военных не смогли и остальные участники конкурса. Для уточнения характеристик будущего бомбардировщика пришлось организовывать специальную конференцию с участием авиастроителей и заказчиков. По ее результатам 19 августа 1941 г. Воздушные силы армии США(6*) объявили о снижении своих требований. Радиус действия с бомбовой нагрузкой 4540 кг уменьшили до 5436 км, нижний предел крейсерской скорости установили в 386,2 км/ч, а потолок ограничили высотой 12200 м. Теперь у Нортропа появился шанс на выигрыш.
В сентябре 1941 г. представительная комиссия, в которую входили помощник военного секретаря Роберт Ливайт, командующий ВВС генерал Генри Арнольд и др., ознакомилась с новейшими разработками в области авиации. Во время посещения фирмы Northrop высокие гости осмотрели самолет N-1M и познакомились с проектом NS-9. Джон Нортроп рассказал о преимуществах «летающего крыла». По сравнению с самолетами традиционных схем близкой размерности NS-9 имел меньшее аэродинамическое сопротивление, более высокое аэродинамическое качество и больший запас топлива. Такая машина получала преимущества в бомбовой нагрузке, дальности и скорости полета. Кроме того, она обещала быть более технологичной, а следовательно, и более дешевой в серийном производстве. Впечатленный увиденным и услышанным генерал Арнольд лично распорядился допустить Northrop к дальнейшему участию в конкурсе.