美國萊特兄弟獲得有動力的、重於空氣的、固定機翼的飛行方式不到24年,德國在1936年試驗具有垂直飛行能力的並列旋翼fockefw61,讓全世界大吃一驚,並使得以前所有受限的垂直領域的飛行嘗試逐漸衰落。
然而,它整體性能是適度的,特別備受關注的是前飛速度。甚至在艾戈爾.西科斯基公司將現在這種一個單個巨大主旋翼帶一個小的反扭距尾槳的構造完美化後,同固定翼飛機對照直升機的速度仍然有限。儘管西科斯基的基本設計經歷了時間的考驗,並成為世界範圍內的占統治地位的直升機(如今將近95%的直升機是這種結構),普遍使用的所有在役直升機經受著一個最主要的局限性:前飛速度未能超過200節(230英里/小時)。儘管直升機的影響巨大,西科斯基認識到這是直升機從開始就固有的速度限制,並預言直升機的速度永遠無法與飛機相匹配。對大多數過去的事例來說他無疑是對的,特別是在一個如此稱謂的術語——「純」直升機領域。然而旋翼機飛行的速度追求驅使設計者考慮另外一種選項:復合直升機。
「復合直升機」的定義還處在公開討論階段(見工具條)。雖然許多人主張增加推進力最必要,此舉將直升機置於「復合」範疇,其他人堅持認為僅僅需要增加升力,或是必須同時進行兩樣。焦點集中在如何稱謂「推進復合」上,下面的章節提供有關不同的直升機一種寬泛的觀點,這些帶有某種輔助的推進裝置(一個或更多個推進螺旋槳或是噴氣引擎)的直升機曾飛過數年,這項調查也給出一個簡要的回顧:不同的製造商選擇不同的方法在保留直升機無以倫比的垂直飛行的優勢同時解決增加前飛速度的問題。
「復合」並不意味著重複以前的歷史,過去的70年中已經看到過超過兩打不同的旋翼同螺旋槳或噴氣發動機的組合方式。如今我們見到眾多「復合直升機」的新概念,既能懸停又具有高速前飛能力。幾年以後,我們將見到增加推進螺旋槳的西科斯基x2,帶有尾噴管的匹而斯凱x-49a,還有噴氣發動機的格隆兄弟「亞當」直升直降飛機,這些飛行器全部開始了飛行測試。此外,貝爾公司成功完成推進式反扭距系統(propulsiveanti-torquesystem,pats)的地面測試,計劃用於現已取消的「無人作戰武裝旋翼飛行器」(unmannedbatarmedrotorcraft,ucar)項目或是其他領域。加之,「復合浪潮」持續不斷在高速旋翼飛機研究領域出現,不管是發起單位——美國陸軍、國家航空航天管理局(nasa),或是國內資金支持,自然會因為增加機翼、推進螺旋槳或噴氣發動機,在自重、載重和燃料消耗方面額外付出。因此設計者必須小心謹慎地考慮任務需求,決定最佳地設計解決方案。所以沒有一架復合直升機曾達到量產規模,而將來也絕不會看到光明前景。
雜交機型浮現
人類的飛行追求導致多數飛行器的結構久經時間考驗,每種結構與其他設計方法相比較都有它自身的優勢和不利的地方,既要克服重力的「下拉」,又要「戰勝」空氣動力學阻力。飛行器展覽有時也很難將他們安排在一個特殊的類別裡。這一種類裡一個很恰當的例子就是傾轉旋翼機,它具有明顯的常規固定翼飛機和直升機的雙重特徵。這種飛行器是無法簡單的分類為「飛機」或是「直升機」的,它可能日益成為突出新技術顯現或是作為一種飛行器繼續發展。工具條顯示,復合直升機可能包括也可能不包括某種增加載重的樣式,比如固定機翼,這依賴於設計者希望達到的效果。當合身的機翼設計用來卸載主旋翼的高速飛行時大部分提供升力作用,同樣,增加的推進裝置也減輕主旋翼的大部分前飛負荷。不管包不包括機翼,復合直升機設計為了一個主要目的:使前飛速度高於那些常規旋翼機成為可能。「純粹」的直升機有兩個特別因素限制了前飛速度。一個是後行槳葉延遲效應,另一個是前行槳葉壓縮效應。復合直升機能夠減小或推遲關聯這兩個問題的消極因素發作,通過限制甚至降低主旋翼的轉速,依靠輔助推進的方法使得飛機獲得前飛速度。這種方式已通過減小供給給主旋翼的動力達到,度數由推進裝置導致的前傾總量決定。同時,通過轉移動力回饋給主旋翼使得垂直飛行性能被保留,可以像航空器一樣減速或者進入盤旋。同時在增加前飛速度允許範圍內,當對照它各自的固定翼與旋翼對照版本時,發現固有的設計結構通常使得帶翼的復合直升機飛行性能效率低下。
儘管復合直升機需固有的額外付出,比如增加了重量和複雜性,設計者在試圖應對速度方面的苛刻要求而又數次回歸這種雜交結構。當某些實例通常是出於實驗目的,這些努力多數是直接回應軍事需求的。另外一些是受到創造一種城市間高速運輸有效方法的指引。
大多數曾經飛行過的復合直升機起源於美國,但也有其他一些在法國、德國、俄羅斯和英國經過試驗。第一架復合直升機建造於奧地利(當時是德國的一部分)。很快發生了第二次世界大戰,德國航空工程師和科學家們熱切地同其他世界各地的人分享他們的知識、專家技術和經驗。結果很快隨著戰爭,復合直升機成就出現在三個主要的同盟每個國家。雖然許多設計僅僅是紙上的構思,唯一比較小數量甚至製造出的來自飛行航線圖畫板,我們先簡要的討論一些他們中的每一類,以及設計他們的原國家。
德國
弗蘭特納(flettner)
上世紀三十年代後期,全世界完全對航空著了迷,許多國家捲入努力設計全新的和創新性飛行器的浪潮之中,德國當然也不例外。特別是一個設計者——安東.弗蘭特納,將他的心血從造船轉向航空,特別是旋翼飛行技術。自從1927年,他的公司-弗蘭特納股份有限公司,已經成為潛心開發了不少於四架飛行器,並設計了其中的兩架。弗蘭特納試飛了這些與眾不同的旋翼飛行器,其中的一架可能被認為是復合直升機的早期版本。這種飛行器,號稱fl185,1936年飛向空中開始它的「處女航行」。(一種前述的設計,根據現存的有限信息推斷:fl184也可以作為一種複合機型,但不清楚它是否具有懸停性能,或者僅僅是有動力的旋翼飛機)
不像同時代裝有推進螺旋槳的自轉旋翼飛機,這是一款真正的直升機,具有垂直起飛、降落和懸停性能。fl185最不同尋常的特徵是克服三片39.3英尺長的主旋翼扭距的方法。它不使用尾槳,該機每一邊安裝了突出的側梁,上面安裝有可變傾角的推進螺旋槳。左舷的螺旋槳推力向後而右舷的螺旋槳推力向前,兩個側螺旋槳協調一致起對抗扭距的作用,並提供方向控制。在巡航飛行期間這兩個螺旋槳同旋翼一起也提供一部分向前的推進力。機身類似旋翼飛機,前緣裝有冷卻風扇,為一台140馬力的布蘭莫sh-14a放射狀活塞發動機降溫。發動機用來為旋翼提供動力,並通過一系列傳動系統、離合器和驅動軸也給螺旋槳提供動力。
旋槳的葉片角度自動調節。這有效地保證了在所有飛行期間用來克服扭距正確的推力,而不需要飛行員的輸入。fl185飛行中超常的穩定性極大地允許它不受陣風的影響。儘管fl185有許多積極的貢獻,弗蘭特納卻在1938年拋棄了這個設計,為了未來飛行器開發轉而支持互相結合雙旋翼,這種機型完全拋棄了克服扭距的設計方案。雖然二次世界大戰期間缺乏德國人的航空記錄,已有的大量數據也僅限制在弗蘭特納的設計內,特別是尊重他們實際的飛行性能,我們所得到的信息顯示,fl185是存在爭議的世界上第一架可以飛行的「復合」直升機。
弗蘭特納fl185.使用在突出的樑上安裝的兩個推進螺旋槳飛行,它們用於克服扭距和獲得前飛的動力。
weinerneustadtflugzeugwerke,wnf
二次世界大戰爆發,德國將每一盎司工業力量和優秀的工程技術用於設計高性能武器,特別是飛行器,下蛋一樣出現了一些最新型的以前世界上從未見過的創新設計。韋納.紐斯坦德.弗拉哥祖格沃克(weinerneustadtflugzeugwerke,wnf)設計的wn342,滿足了空中偵察平台需要,並具有從德國海軍u型潛艇和水面艦艇上起飛作戰能力。雖然它的基本構造很簡單,該機以新穎的帶有三片槳葉的旋翼驅動,並在尾部裝有小的噴氣發動機。這些被稱為「尾噴」的裝置依靠一台阿古斯.阿斯411離心增壓發動機驅動,通過中空的旋翼槳葉抽吸燃料-空氣混合物,在槳葉末端點火,並排出熱空氣導致旋翼旋轉。結果,此舉使得wn342成為世界上第一架使用噴氣推進裝置的直升機。這是幾名設計者的巨大成就,弗裡德裡希.沃.杜伯霍夫,是全面的信用保證。該機另一個獨特的特徵是:從壓縮機排出高壓空氣也用來控制全部槳葉傾角。當壓力不被應用的時候,旋翼槳葉保持自轉角度。
在原型機建造之前,先建造了一系列用於驗證概念的測試平台。多次成功的測試後,四架原型機建造出來了。1942年10月wn342v1(沃沙奇-弗拉哥祖格用「v」表示「試驗機」)在維也納首次飛行。有了v1的示範,第二架原型機——v2也建造出來,試飛中發現「尾噴」的燃料消耗非常高。這個發現導致了在v3中作出如此改變:限定僅在起飛、懸停和降落中使用「尾噴」。起飛後,wn342v3通過兩片槳葉的推進螺旋槳獲得向前推力,這兩台螺旋槳由安裝在飛行員身後的140馬力的sh-14a放射狀槳葉的活塞發動機驅動。在飛行員通過轉換離合器將發動機功率供給推進器後,燃料流動停止,旋翼開始自轉。在測試期間,v3產生了厲害的振動,並最終墜毀。毀壞的飛機被作為v4的機體重新建造,並改裝了尾部部件。該機原定設計用來海上著艦限定了它必須設計簡單並重量輕便。缺少尾槳或傳動裝置使得重量下降。一個固有的缺憾是尾噴產生的噪聲,折衷方案的特性是它的作為觀測平台的任務,並已開始服役。
在wnfwn342v4使用的旋翼「尾噴」技術是當時非常先進的,二次世界大戰後在美國進行了徹底試驗。
上面提到的wn342的四個版本在開發過程中一共完成了測試飛行25小時。然而,在開發停止前這四架原型機沒有一架前飛速度超過25∼30英里/小時。因第二次世界大戰臨近,美**隊獲得了wn342v4並把它運回了美國,在俄亥俄州懷特.菲爾德進行了廣泛測試。測試顯示:飛行器的最大持久飛行時限僅有15分鐘,這是尾噴的極高的燃料消耗率導致的,這被證實近似9倍於懸停時的常規動力直升機。這就是發生在1946年這架飛行器在懷特.菲爾德最後的記錄。然後通用電器(generalelectric,ge)把它改裝為一個測試台,隨後不久認為它無用而被拆毀。
韋納.紐斯坦德.弗拉哥祖格沃克wnf342的三個主要設計者每個人戰後都遷離了居住地到其他國家。沃.杜伯霍夫,wnf34首要的設計者,移民美國並為麥克唐納飛行器有限公司開始工作。這個團隊的另一名成員,阿古斯特.斯坦派重新回到英國,並在那裡開始為菲爾利航空公司效力。這個團隊的第三名成員,瑟朵爾.勞芬,前往法國並受雇於sud-ouest。數年後,這些公司都致力於更先進的尾噴推進和螺旋槳複合機型研究。
vereinigteflugtechnischewerke,vfw
wn342問世20多年後,德國再次試驗復合直升機方案,這一次起初是為了民用和商業市場設計的。1963/54年一個福克-沃夫,威希和海因科的合併版本在佛瑞內特.佛拉格泰克尼斯奇.沃克(vereinigteflugtechnischewerke,vfw)公司誕生。該公司對各種各樣的旋翼機進行了研究,包括復合直升機,早在1963年就開始了研究工作。他們的第一架試驗設計是vfwh2。看上去很像典型的旋翼飛機,但h2實際上是直升機,因為它能垂直起飛和降落,並能夠保持懸停。這架單座的飛行器計劃是用來嚴格測試兩片槳葉的旋翼和推進系統組成部分的。旋翼的推進力主要產生於一台鮑斯格空氣壓縮機,通過葉片輸送壓縮空氣(涼的)並從葉片頂端噴出,以此迫使葉片旋轉。然而,旋翼也安裝了燃燒型的頂端噴氣裝置(類似以前曾在wn342上使用過的裝置),這樣旋翼可在懸停和垂直起飛時獲得額外動力。一個推進螺旋槳裝在飛行員身後,用一台72馬力的麥考輪奇四缸兩沖程水平推進引擎驅動。該引擎也驅使空氣壓縮,因此帶動旋翼旋轉。
在h2真正飛行測試之前,旋翼和控制系統已經過開始於1964年3月廣泛實驗評估。僅僅20小時的測試後,發現在高速旋轉時槳葉出現振動,因此有必要並同其他修正一道增加槳葉的剛性。1965年早期測試結束時共運轉了110小時。同年4月30日,h2首次飛向空中。而燃燒型的尖端噴氣設計第一次飛行中並為使用,於是對h2來說起飛時必然滾轉。h2成為空降型飛行器,並達到22英里/小時的時速。這次測試產生了尖端點火技術;然而,發現滾燙的尖端噴氣裝置產生了額外的噪聲,於是放棄使用該裝置,特別是自從證實旋翼就是一個相當大的噪聲源,甚至在僅僅使用冷的噴氣時。於是在飛行了36小時之後,測試項目在1966年9月完成。
儘管vfwh2類似典型的旋翼飛機,但它仍能夠垂直起飛、降落,也可以懸停。
憑著h2研製過程中獲得的大量數據,公司在1966年開始開發vfwh3。與h2不同,h3原計劃成為一個帶有附加座艙的復合直升機產品,主要用於行政運輸。座艙裡有單個飛行員座位和兩個乘客座位。首次飛行計劃在1968年,但開發遇到了暫停,一直到vfw從德國*得到資金支持重又繼續,作為有可能成功為航空航天高海拔通用直升機。加下來這一年,vfw與荷蘭佛科(fokker)公司結合,一道進行行政運輸用途開發,vfw-fokkerh3預想在幾個其他用途產品,如農業飛行器或兩座的雙控制訓練機(作為軍備供應)研製後實現。h3另一個潛在的角色是空中救護直升機或搜索救援(searchandrescue,sar)直升機,安裝擴大的座艙後用來運送醫療組和必需的設備,並附加一個救援絞盤。沿用h2技術,vfw-fokkerh3的旋翼採用壓縮空氣動力驅動,壓縮空氣順著槳葉流經頂端時再噴出來,推動槳葉旋轉。在h3上沒有採用燃燒型的頂端噴氣方式;僅僅是冷空氣在壓縮機作用下產生流動。垂直起飛後,h3靠兩台七片扇葉的管裝推進裝置獲得前飛,在機身後面左右兩側每側裝有一個。推動這些推進器的動力來自壓縮空氣,它逐漸增加從旋翼到推進器轉移氣體,使得前飛速度提高,在前飛中旋翼進入自轉狀態。整個系統設計減輕領航,低維護,有成本效益並減低噪聲。沒有傳動系統、驅動軸、壓力儀表、離合器和尾槳,當與同檔次的傳統直升機比較時期望這些使得這架飛行器更簡潔並成本更低。
h3造了兩架原型機,並且第三架已開始建造。每架機都裝有370馬力的艾利森c250-c18發動機。首架原型機-h3e1(e代表埃特威克朗斯,意為「開發」或「研究」型)最初的飛行發生在1970年5月,在德國布蘭蒙的vfw製造廠裡。第二架原型機——h3e2的首次飛行發生於8個月以後,換裝一台470馬力的大功率引擎。這架飛機也用於靜態的振動試驗。驅使旋翼以非常低的傾角到最大旋翼轉速旋轉起來後,大量的旋轉能量儲藏在旋轉的槳葉裡。飛行員逐漸增加槳葉傾角隨後作出動態起飛動作,其時存藏在槳葉裡的全部能量可用來提供最大比例的突破每分鐘1,600英尺爬升。雖然儲藏的能量在280英尺高度已完全被消耗,但最初從起飛開始的爬升率還是效果驚人。離開地面如此之快的能力為h3贏得了綽號——「賽跑者」。
兩架原型機總共75%的飛行時間被記錄下來。工藝部門講,h3決不是真正的復合直升機,因為管型推進器以前從來沒有安裝到已取消的項目上。他們做了,然而,在地面進行十分徹底的試驗卻被停止了,起因是這些試驗給「賽跑者」定了一個最大速度約186英里/小時的計劃。「賽跑者」大量並更有能力的版本設計方案研究在繼續,直到vfw公司和fokker公司在1980年相互承認取消分歧,並隨後將vfw的設計吸收進梅塞斯米特-鮑爾考夫-布朗霍姆(mbb)中。
vfwh3為獲得高速飛行使用一套管道噴氣推進方式,它的跳躍起飛能力掙得「賽跑者」綽號。
英國
菲爾利(fairey)
英國在開發復合直升機方面的努力實際上早在wn342問世前就已經著手,但是國家被迫推遲這個項目一直到二戰後。其時在cierva旋翼機公司工作的詹姆斯.a.j.班尼特,應皇家海軍具有能在船上甲板行動能力的旋翼機的需要構思了一款復合直升機。戰後,班尼特受雇菲而利航空有限公司領導旋翼機工作,並從1964年開始全面開發這個概念,他將該機命名為「旋翼式螺旋槳飛機」。兩家原型機建成,第一架在1947年9月完工,三個月後進行首次飛行。在1947年12月7日舉行的這次首飛,使得旋翼式螺旋槳飛機成為英國第一架飛向空中的復合直升機。
因該設計是作為一種既有直升機特徵又有飛機特徵的雜合飛行器,旋翼式螺旋槳飛機有著非常獨特的外形。機身有大量樹脂覆蓋機鼻部位,為並排雙座的機組成員提供了良好的可見度,同時機艙後部長椅型座位能寬敞地安置2∼3名乘客。機身後部逐漸呈錐形收縮為一尖,其上安裝有水平尾翼。水平尾翼末端兩側附有垂直安定面。作為一架直升機來說太多不同尋常的地方了,特別是在當時那個時期,具有一套從機身中部突出的翼,跨度達17英尺。右翼末端裝有一個兩片可變角度的槳葉的推進器,原設計用來克服扭距並提供額外的前飛推力。右翼推進器的重量是經過裝在左邊翼尖的一體成形水滴狀燃料箱統籌規劃的。三片槳葉的旋翼,直徑51.7英尺,安裝在改進的旋翼塔頂上,並由單台525馬力的艾爾維斯.李爾尼茲生產的9缸放射狀活塞發動機提供動力。這台發動機通過一個水平驅動軸也給右邊機翼上的推進器提供動力。一套不可收放的輪式三點起落架只需要簡單的地面處理。
到1948年夏,旋翼式螺旋槳飛機潛心於非常成功的飛行測試項目,證明速度明顯比其他同時期的直升機更快。在1948年1月28日它因直線飛行的速度獲得了國際直升機g級速度記錄,兩套相反的運行規則測出的平均速度是124.3英里/小時;這是英國迄今第一架旋翼飛機記錄。飛行測試小組從中得到靈感,決定翌年試驗閉合回路速度記錄。然而,這次嘗試一悲劇結束。完成16個月的麻煩不斷的飛行測試後,第一架原型機經受了嘗試超越記錄而飛行中的機械失效,並於1949年4月17日墜毀,兩名機組成員全部遇難。結果,第二架原型機取消進行飛行測試,因調查懸而未決且未通過徹底的疲勞測試。調查最終斷定:旋翼槳轂疲勞而導致墜毀。
「菲爾利」旋翼飛機,帶有一個三片槳葉的主旋翼和一個拉力推進器,是在首架英國飛行的復合直升機。
螺旋槳式旋翼機經過廣泛的改造後,現存的旋翼原型機被噴氣式旋翼機取代。在1954年1月,飛行測試範圍使用的新機型開始著手,並且第一架可以隨意飛行機型在這個月底建造完成。雖然它仍保持了同原始機型一樣的基本結構,但噴氣式旋翼機仍集成了許多改進,包括在旋翼兩片59英尺長的槳葉上增加頂端噴氣裝置。直徑這麼長的旋翼降低了25%的有效載荷。頂端噴氣裝置由燃料和壓縮空氣反饋,迫使其通過中空的旋翼槳葉中的管子流動,這樣的設計理念同wn342相同。這架噴氣式旋翼機已被確定為頂端噴氣裝置的測試平台,設計原意是作為大載荷可操作的運輸機。發動機提高功率到550馬力,並是一台勞斯萊斯離心壓縮機為旋翼頂端噴氣系統提供動力。附加一個新的旋翼,噴氣式旋翼機安裝了兩台可變化角度的兩片槳葉的推進螺旋槳,裝在每個機翼的頂端,代替機翼頂端的單個推進螺旋槳和燃油箱。方向控制是通過操縱每個螺旋槳的不同角度來實現的。
雖然這些改良確定了噴氣式旋翼機的高水平性能,但是這些改變對它來說也增加了重量提高了功率損耗。這個事實在1955年3月凸顯,雖成功地轉換到自轉前飛狀態,但此時在這種模式下卻因飛機動力不足難以維持原來的飛行高度。另外,從水平飛行向垂直下降轉換時被證實有特別的危險,因為在頂端噴氣能發揮作用前發動機動力必須轉移給壓縮機。在轉換期間要將動力從螺旋槳分離,迫使飛機進入無動力自轉狀態,直到頂端噴氣裝置發揮作用。在這個節骨眼上,如果頂端噴氣裝置失效,飛行員也只能繼續進入自轉並找一個安全地點降落。
菲爾利噴氣式旋翼機是一種原始旋翼機的改良版本,裝有兩台推動螺旋槳和一個大直徑兩片槳葉的頂端噴氣旋翼,以此增加前飛速度。
到1956年為止,噴氣式旋翼機已完成多種飛行測試,並有將近兩百次轉換到自轉前飛狀態。然而,在完成此種模式飛行時遇到了困難,未能保持該機型進行更深入研究。另外,英國經濟也不景氣,此時政府頒布不適宜的政策,極大的導致了這個概念的終結。幸運地是,這種類型地飛行器今日得以倖存,驕傲地「站在」英格蘭考斯福德皇家空軍基地附近的航空航天博物館裡展出。
菲而利航空忽略導致螺旋槳式旋翼機(gyrodyne)和噴氣式旋翼機(jetgyrodyne)終止更進一步發展的經濟上和政治上困難,繼續不遺餘力追求成功。有效利用收集自先前兩次努力的大量數據,菲而利開發出了旋翼式旋翼機(rotodyne),世界上最大的復合直升機,同時也是世界上最大的真正旋翼機,等到期時開工建造,是一次全部開發新技術的嘗試。旋翼式旋翼機為完成特殊的操作要求從頭設計,而不是嚴格地作為一種試驗性飛行器使用。旋翼式旋翼機的那時的性能是讓人印象非常深刻的,可以運送40名乘客(未經證明)或大約11,000磅貨物。成品型號計劃運送能力更高,可能達到18,000磅或70名乘客。貨物很容易地通過機身後部的一對蚌殼式艙門裝載,並裝卸機動車輛時可以直接把車開進去。
儘管起初的意向是作為一種商業的運輸機,但螺旋槳式旋翼機潛在的多面手能力未引起從開始就捲入的英**方的注意。旋翼式旋翼機的祖先因特徵近似那些已見過的螺旋槳式旋翼機而被清楚地打上印記,而忽視了值得注目的大比例容量。駕駛員座艙的大量玻璃窗被保留,給兩人機組提供了優良的能見度。58.6英尺長的機身有引以為豪的裡艙空間——46英尺長,8英尺寬,6英尺高;表明了一個跡象:旋翼式旋翼機相當大的貨物容量。為提供支撐飛行器和它高速巡航飛行的部分載荷的方式,一套兩端跨度4**英尺的機翼安裝在機身中部高處。這副機翼每一端裝有一台奈皮爾.伊蘭德n.el.3四片槳葉渦輪螺旋槳發動機,額定功率3,000馬力,每台帶有13英尺直徑的四槳葉螺旋槳。每台發動機都裝有輔助壓縮機,它通過90英尺直徑四片槳葉旋翼裡壓縮空氣管道為旋翼頂端安裝的壓力噴氣系統提供空氣,這四槳葉旋翼安裝在機身中部上面流線型平台頂端。該機的尾翼包括一個帶有大的垂直終板的水平安定面。終板頂端等分的地方是可活動的,連接自動向下的尾撐,為下垂的機翼葉片提供一個適當的緩衝空間,防止當槳葉慢速旋轉或安靜時觸及地面。這些終板的下半部分也裝有舵,一套全可收回的輪式三點起落架支撐著地面上的旋翼機,前起落架縮回駕駛艙下面的空間,主起落架縮回發動機艙下半面空間裡。
菲而利旋翼機作出承諾:引領城市間高速運輸方式的「革命」。它的取消對英國航空航天工業來說是個巨大的失策。
優於原型的基本設計型使用1/6和1/15比例的模型進行了非常廣泛的風洞測試。使用這些模型對全尺寸和機械複雜性設計認定是必需的,完成原型機測試後,飛行測試在1957年11月6日進行,原型機第一次飛行在懷特.沃爾瑟姆飛機場上空。三天後,飛行器在風速為23英里/小時陣風超過40英里/小時以前飛速度46英里/小時的速度飛行。
旋翼式旋翼機獨特的設計允許它以直升機模式或旋翼機模式飛行,依賴水平和垂直速度。因利用近似設計使用頂端噴氣系統,旋翼直接被頂端噴氣機推動,允許像常規直升機一樣垂直起飛。一旦達到足夠的前飛速度,而且機翼能夠產生升力,頂端噴氣機熄滅,飛行器繼續作為旋翼機飛行。到了減速階段,頂端噴氣系統再次點火,旋翼重新發揮作用,保證懸停和垂直降落能力。第一次從直升機模式到旋翼機模式完全轉換發生於1958年4月10日,該架旋翼機在1959年1月5日在62英里的閉合回路類別中創下了旋翼機的世界速度記錄——191英里/小時。測試繼續進行,該旋翼機實例證實巡航速度達到186英里/小時,在有效載荷範圍內航程近似450英里。該機能夠起飛的最大重量在測試階段為32,998磅,雖然為軍用結構作出的全重計劃是60,053磅,比測試重量高得多。所有這些性能描述,甚至伴隨著得高得多得乘客容量,都被鋪就了見到在更大的成品飛機方面性能有重大增長的要求。
旋翼機設想以滿足大量運輸的要求並有垂直起飛和降落能力,預想執行多種任務。在國際民用領域,它能用來作為乘客運輸機或貨物運輸機,利用西歐或是英國國內超過250英里遠的主要城市間的直接路線。另外,美國的卡曼飛機公司也表達了對旋翼機作為城市間運輸工具的濃厚興趣,它同菲而利談判並成為北美的合作夥伴。作為軍用飛機,它能以空前的速度橫穿整個戰地範圍內用於快速運送部隊或裝備,或是這兩者的混合。飛行測試日益有利,英國政府發表一項命令,準備某時定購18架機——12架給皇家空軍,6架用於民事行動。在旋翼機設想的這些角色任務重,仍然包含許多可以進行任務擴展的潛能。
然而,這些概念未能實現,旋翼機喧鬧的噪聲使得頂端噴氣裝置改變為低壓設計成為必要,這就使得加大成品機的旋翼也成為必要。更高得多得有效載荷要求被潛在的商業和軍事用戶提出,拋出發動機性能近似幅度的增長要求,還有機身尺寸和機翼面積。最終的產品設計仍是本來的一個全新設計,這就要求一個全新的發動機開發項目。缺乏適當的政府和工業資源支持開發新型飛機和新型發動機,導致了1962年1月該項目官方資金的中止。
同時發生的英國政府部門1959年強行推開的航空工業的「經濟合理化」最終導致了20多家英國飛機公司合併為三家保留下的公司:英國飛機公司、霍克.沙迪利固定翼飛機公司和威士蘭公司,合併了菲而利的活動和與其他旋翼飛機公司。這次被迫的合併的確是中斷項目經營的首因。缺乏一朝許諾的政府部門贊助,維斯蘭取消了旋翼機項目。沙迪利,在建中的單個原型機隨後被分解,大部分賣了廢品。一些倖存的成分,一台納皮爾.伊蘭地發動機,一片旋翼槳葉,旋翼桅桿,一小塊機身部件和幾個頂端噴氣機,在英格蘭韋斯頓-修柏-麥爾地直升機博物館展覽。