Jump to content

Локхид XF-104 Звездный истребитель

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

XF-104 Звездный истребитель
Реактивный истребитель в металлической схеме с Т-образным хвостовым оперением и короткими крыльями, летящий над пустыней и черными конструкциями
Первый прототип XF-104 53-7786
Роль перехватчика Прототип
Производитель Корпорация Локхид
Дизайнер Кларенс Л. «Келли» Джонсон
Первый полет 4 марта 1954 г.
Количество построенных 2
Варианты Локхид F-104 Звездный истребитель
Локхид NF-104A
Канадаэр CF-104
Аэриталия F-104S
CL-1200 Лансер/Х-27

Lockheed XF-104 Starfighter представлял собой одномоторный, высокопроизводительный, сверхзвуковой перехватчика прототип для ВВС США серии легких и простых истребителей (USAF). Было построено всего два самолета; один самолет использовался в основном для аэродинамических исследований, а другой служил испытательным стендом для вооружения, оба самолета были уничтожены в результате аварий во время испытаний. [ 1 ] XF-104 были предшественниками более чем 2500 серийных истребителей Lockheed F-104 Starfighter .

Во время Корейской войны летчики-истребители ВВС США уступали советским летчикам, оснащенным МиГами. Инженеры Lockheed под руководством Келли Джонсон разработали и представили ВВС новую конструкцию, отличающуюся обтекаемостью, особенно тонкими крыльями и фюзеляжем в форме ракеты, а также новой системой катапультирования пилота.

Летные испытания XF-104 начались с первого полета в марте 1954 года, когда возник ряд проблем, некоторые из которых были решены; однако характеристики XF-104 оказались лучше, чем предполагалось, и, несмотря на то, что оба прототипа были потеряны в результате аварий, ВВС США заказали 17 сервисных испытаний / предсерийных YF-104A. Серийные истребители Starfighters оказались популярными как в ВВС США, так и за рубежом, обслуживая ряд стран, включая Иорданию , Турцию и Японию.

Разработка

[ редактировать ]

Исходное требование

[ редактировать ]

Кларенс Л. «Келли» Джонсон , главный инженер Lockheed's Skunk Works , посетил Корею в декабре 1951 года и поговорил с летчиками-истребителями о том, какой тип самолета им нужен. В то время пилоты ВВС США противостояли МиГ-15 «Фагот» на своих североамериканских F-86 Sabre , и многие пилоты считали, что МиГи превосходят более крупные и сложные американские конструкции. Пилотам нужен был небольшой и простой самолет с отличными характеристиками. [ 2 ] В частности, одного пилота, полковника Габби Габрески цитировались слова ; «Я бы предпочел видеть с куском жевательной резинки, приклеенным к лобовому стеклу», и сказал Джонсону, что радар «был пустой тратой времени». [ 2 ]

Четыре эскиза самолета
Оригинальный эскиз Джонсона

По возвращении в США Джонсон немедленно приступил к проектированию именно такого самолета, понимая, что вскоре будет опубликовано официальное требование. В марте 1952 года его команда была собрана, и они набросали несколько различных предложений самолетов, от небольших конструкций массой 8 000 фунтов (3,6 т) до довольно крупных - 50 000 фунтов (23 т). L-246, в том виде, в котором его конструкция стала известна, по существу оставался идентичным «Звездному истребителю модели L-083», который в конечном итоге был поставлен. [ 3 ]

Тендер исполнения

[ редактировать ]

Проект был представлен ВВС в ноябре 1952 года, которые были достаточно заинтересованы, чтобы создать новое предложение, пригласив к участию несколько компаний. Были получены три дополнительных конструкции: Republic AP-55, улучшенная версия своего прототипа XF-91 Thunderceptor ; North American NA-212, который в конечном итоге превратился в F-107 ; и Northrop N-102 Fang , новая конструкция с двигателем General Electric J79 .

Выбранный дизайн

[ редактировать ]

Хотя все они были интересными, Lockheed имела непреодолимое преимущество и в марте 1953 года получила контракт на разработку. [ 3 ] Данные испытаний более ранней программы беспилотных прямоточных воздушно-ракетных двигателей Lockheed X-7 оказались неоценимыми для аэродинамических исследований, поскольку XF-104 будет иметь общую конструкцию крыла и хвостового оперения X-7. [ 4 ] [ 5 ] Опыт, полученный при разработке Douglas X-3 Stiletto, также использовался на этапе проектирования XF-104. [ 6 ] Было выпущено более 400 излишков артиллерийских ракет с приборами для испытаний различных профилей и конструкций хвостового оперения; с которого с помощью парашюта были извлечены фотопленка и телеметрия. [ 7 ]

Прототипы

[ редактировать ]

Деревянный макет был готов к проверке в конце апреля, а работа над двумя прототипами началась в конце мая. Двигатель J79 еще не был готов, поэтому оба прототипа были спроектированы для использования Wright J65 , лицензионной версии Armstrong Siddeley Sapphire . Строительство первого прототипа XF-104 ( серийный номер в США 53-7786 , номер FG-786) началось летом 1953 года на Lockheed в Бербанке, штат Калифорния . заводе [ 8 ] Этот самолет был оснащен турбореактивным двигателем Wright J65-B-3, построенным компанией Buick, без форсажа . Первый прототип был завершен к началу 1954 года и начал летать в марте. Общее время от заключения контракта до первого полета составило всего один год, очень короткий срок даже тогда и неслыханный сегодня, когда более типичны 10–15 лет. [ 5 ] Строительство второго прототипа (серийный номер 53-7787 ) шло более медленными темпами. [ 8 ]

Производство Ф-104

[ редактировать ]

Официальное одобрение конструкции XF-104 привело к заключению контракта на поставку 17 самолетов для служебных испытаний YF-104A и серийного производства более 2500 самолетов, построенных как в США, так и по лицензии по всему миру. [ 9 ]

Видимые изменения по сравнению с XF-104 в серийных версиях Starfighter включают более длинный фюзеляж (для размещения двигателя J79 и дополнительного внутреннего топлива) и убирающуюся вперед носовую опору шасси (кроме двухместных версий) для увеличения клиренса при посадке вниз. катапультируемое сиденье. Во время программы испытаний YF-104A был добавлен подфюзеляжный плавник для повышения устойчивости. Дополнительными особенностями были впускные амортизаторы и обтекатель фюзеляжа между фонарем и килем, в котором располагались топливные трубопроводы. [ 3 ] [ 10 ] [ 11 ] Серийный самолет также будет иметь измененную конструкцию киля с использованием из нержавеющей стали лонжеронов , чтобы устранить проблему флаттера. [ 12 ] Поскольку внутренний запас топлива был низким, что ограничивало полезную дальность полета самолета, в более поздних версиях дополнительная емкость была обеспечена за счет удлинения носовой части фюзеляжа. [ 9 ]

Чтобы достичь желаемых характеристик, компания Lockheed выбрала минималистский подход: конструкцию, которая позволила бы достичь высоких характеристик за счет создания самого легкого и наиболее аэродинамически эффективного планера, возможного, вокруг одного мощного двигателя. Акцент был сделан на минимизацию лобового сопротивления и массы . [ 13 ]

Конструкция крыла

[ редактировать ]

XF-104 имел крыло радикальной конструкции. Большинство сверхзвуковых самолетов используют стреловидное или треугольное крыло. Это обеспечивает разумный баланс между аэродинамическими характеристиками, подъемной силой и внутренним пространством для топлива и оборудования. Однако наиболее эффективной формой для высокоскоростного сверхзвукового полета оказалось небольшое прямое трапециевидное крыло, расположенное посередине, с малым удлинением и высокой нагрузкой на крыло . Крыло было чрезвычайно тонким, с соотношением толщины к хорде всего 3,4%. [ 14 ] Передние кромки крыла были настолько тонкими (0,016 дюйма/0,41 мм) и настолько острыми, что представляли опасность для наземных бригад, и во время наземных операций приходилось устанавливать защитные ограждения. Тонкость крыльев означала, что топливные баки и шасси пришлось разместить в фюзеляже. Гидравлические приводившие приводы, в движение элероны, имели толщину всего один дюйм (25 мм), чтобы поместиться в доступное пространство, и были известны как приводы Пикколо из-за их сходства с этим музыкальным инструментом. Крылья имели закрылки передней и задней кромки с электроприводом для увеличения подъемной силы на низкой скорости. XF-104 не имел системы контроля пограничного слоя , как серийный самолет. [ 15 ]

Черно-белая фотография сотрудников мужского пола, работающих над деревянным макетом реактивного самолета.
Деревянный макет

Хвостовой плавник

[ редактировать ]

После обширных в аэродинамической трубе испытаний стабилизатор был установлен в верхней части киля для обеспечения оптимальной устойчивости и контроля по оси тангажа . [ 15 ] Поскольку вертикальный хвостовой киль был лишь немного короче длины каждого крыла и почти столь же аэродинамически эффективен, он мог действовать как крыло при использовании руля направления (феномен, известный как « голландский крен »). Чтобы компенсировать этот эффект, крылья были наклонены вниз, чтобы получить угол наклона 10° . Руль направления имел ручное управление и дополнялся небольшой поверхностью демпфера рыскания, установленной в нижней части киля. [ 15 ]

Фюзеляж . XF-104 имел высокую тонкость , т. е. резко суживался к носу, и небольшую лобовую площадь в 25 кв. футов (2,3 м) 2 ). [ 16 ] Фюзеляж был плотно упакован, в нем находились кабина , авионика , пушка, все внутреннее топливо, шасси и двигатель. [ 13 ] Воздухозаборники, спроектированные Беном Ричем , имели фиксированную геометрию без впускных конусов , поскольку самолет с двигателем J65 был неспособен развивать скорость 2 Маха . Они были похожи на F-94 Starfire , устанавливались немного дальше от фюзеляжа и имели внутреннюю пластину-рассеиватель для отвода воздуха из пограничного слоя . Комбинация этих функций обеспечивала чрезвычайно низкое сопротивление, за исключением большого угла атаки , когда индуцированное сопротивление становилось очень высоким.

Катапультное кресло

[ редактировать ]

XF-104 отличался необычным сиденьем Stanley B , выбрасываемым вниз . Высказывались опасения, что современные конструкции катапультных кресел не будут обладать достаточной взрывной силой, чтобы преодолеть высокое Т-образное хвостовое оперение. В случае, если кресло не сработало, можно было вручную открыть нижний люк фюзеляжа, а затем покинуть самолет под действием силы тяжести. Самолеты серии F-104 позже были переоборудованы в сиденья с катапультированием вверх, но люк в фюзеляже сохранился как полезная функция технического обслуживания. [ 1 ]

Операционная история

[ редактировать ]

Тестирование и оценка

[ редактировать ]
Пилот в черном костюме присел на нос реактивного самолета
Тони Левьер позирует на XF-104. Обратите внимание на баки на законцовках крыльев.

Первые полеты

[ редактировать ]

Первый XF-104 (Lockheed 083-1001, серийный номер 53-7786 ) был доставлен на авиабазу Эдвардс в условиях строгой секретности в ночь с 24 на 25 февраля, где летчик-испытатель Lockheed Тони ЛеВьер должен был провести первоначальные испытания. [ 3 ] 28 февраля 1954 года XF-104 совершил запланированный прыжок на высоту около пяти футов над землей во время высокоскоростного руления, но его первый официальный полет состоялся 4 марта. [ 17 ] Во время этого полета шасси не убиралось, и Левьер приземлился после 20-минутного полета на низкой скорости. [ 8 ] Регулировки и дальнейшие полеты выявили, что проблема заключалась в низком давлении в гидросистеме. [ 8 ] Из-за плохой погоды XF-104 оставался на земле до 26 марта, когда дальнейшие полеты были выполнены с обычным убирающимся шасси. [ 8 ]

Второй прототип (Lockheed 083-1002, серийный номер 53-7787 ), с самого начала оснащенный форсажным двигателем J65, впервые поднялся в воздух 5 октября. Поскольку это должен был быть испытательный стенд вооружения, он был оснащен 20-мм (0,79 дюйма) пушкой M61 Vulcan и системой управления огнем AN / ASG-14T-1. [ 10 ] XF-104 #2 достиг максимальной скорости 1,79 Маха на высоте 60 000 футов (18 000 м) 25 марта 1955 года, пилотируемый летчиком-испытателем Lockheed Дж. Рэем Гуди. Это была самая высокая скорость, достигнутая XF-104. [ 8 ] [ 13 ]

Производительность

[ редактировать ]

XF-104 #1 был дозвуковым в горизонтальном полете с двигателем J65 без форсажа, но скорость 1 Маха можно было легко превысить при небольшом снижении. В июле 1954 года J65-B-3 был заменен форсажным турбореактивным двигателем J65-W-7. С установкой этого двигателя характеристики XF-104 значительно улучшились. Максимальная горизонтальная скорость составляла 1,49 Маха на высоте 41 000 футов (12 000 м), а высота 55 000 футов (17 000 м) могла быть достигнута при наборе высоты с увеличением, а 1,6 Маха можно было достичь при пикировании. Первый XF-104 был принят ВВС США в ноябре 1955 года. [ 8 ]

Семиствольная ротационная пушка на металлической вышке
М61 Вулкан

Стрельбовые испытания

[ редактировать ]

Первоначальные воздушные огневые испытания пушки Vulcan на втором самолете прошли успешно, но 17 декабря во время огневой очереди произошел взрыв. [ 9 ] а в двигателе J65 произошли серьезные остановки компрессора . Тони Левьер немедленно выключил двигатель и полетел назад, чтобы совершить успешную посадку на Роджерс-Драй-Лейк . Позднее расследование показало, что один из снарядов 20-мм пушки взорвался в казенной части , в результате чего затвор вылетел из задней части орудия и прошел через конструкцию в топливный элемент в носовой части фюзеляжа. Реактивное топливо попало в орудийный отсек и вытекло через уплотнители дверей отсека в левый воздухозаборник двигателя. Двигатель сразу же залился топливом, в результате чего компрессор заглох. [ 18 ]

XF-104 53-7786 погиб в результате крушения 11 июля 1957 года, когда у него возникло неконтролируемое флаттер оперения во время погони за летными испытаниями F-104A. Вся хвостовая группа была оторвана от планера, а летчик-испытатель Lockheed Билл Парк был вынужден катапультироваться. Флаттер плавника был известной проблемой, и во время аварии скорость самолета была ограничена не более 0,95 Маха. Тони Левьер пытался вывести самолет из статуса полета и поместить в музей, утверждая, что его характеристики не подходят для целей преследования. [ 9 ] [ 12 ] [ 19 ]

XF-104 53-7787 был потерян 14 апреля 1955 года, налетав более 1000 часов. [ 9 ] [ 20 ] когда летчик-испытатель Герман Сэлмон был вынужден катапультироваться во время стрельбы из орудия на высоте 50 000 футов (15 000 м). Во время испытательных стрельб орудие вышло из строя, началась сильная вибрация, в результате которой вылетел катапультный люк под кабиной. Давление в кабине Сэлмона было потеряно из-за того, что скафандр надулся и закрыл его лицо, так что он ничего не видел. Вспоминая душераздирающий опыт Левье со взорвавшимся снарядом пушки в декабре прошлого года, Сэлмон полагал, что то же самое произошло и с ним, и что у него не было другого выбора, кроме как катапультироваться. Позже он узнал, что мог спасти 53-7787 , спустив его на меньшую высоту и дождавшись, пока спустится его скафандр. С потерей испытательного стенда вооружения инженеры Lockheed были вынуждены искать альтернативу, и испытания вооружения были продолжены на модифицированном Lockheed F-94C Starfire . [ 21 ] Два XF-104 налетали в общей сложности около 2500 часов. [ 8 ]

Выводы по тестированию

[ редактировать ]

Летные испытания показали, что оценки характеристик были точными и что даже с маломощным двигателем J65 XF-104 летал быстрее, чем другие истребители серии Century, разрабатывавшиеся в то время. Потолок XF-104 на высоте 60 000 футов (18 000 м) оказался на 7 000 футов (2 100 м) выше прогнозируемого и превысил расчетные показатели скорости и сопротивления на два-три процента. [ 22 ] Однако было отмечено, что низкая тяга двигателя J65 не позволила полностью реализовать потенциал этого типа. [ 9 ]

Пять самолетов припарковались на трапе для черно-белой фотосессии
XF-104, серийный номер 53-7786, с ранними моделями F-100, F-101, F-102 и F-105.

Всплыл ряд мелких проблем, но они были легко устранены. Демпфер рыскания XF-104 оказался неэффективным, а руль направления не располагался точно по центру; эти проблемы были устранены путем доработки системы управления рулями направления. [ 21 ] Руль направления без привода не обеспечивал адекватного управления по курсу на высоких скоростях полета, и проблема была устранена за счет использования гидравлического привода на всех последующих версиях F-104; и была выражена некоторая обеспокоенность по поводу плохой дозвуковой маневренности на больших высотах. [ 21 ]

Во время более позднего интервью Келли Джонсона спросили его мнение о самолете. «Соответствует ли он моим проектам? С точки зрения производительности — да. Что касается двигателя, мы столкнулись с множеством проблем с двигателем, не с J65, а с J79». [ 23 ] За участие в разработке планера F-104 Джонсон был совместно награжден Collier Trophy в 1958 году, разделив эту награду с General Electric (двигатель) и ВВС США (Flight Records). [ 24 ]

Технические характеристики (XF-104)

[ редактировать ]
Штриховые рисунки, показывающие вид самолета сверху, сбоку и спереди.
XF-104 3-view

Данные Боумана и Дрендела. [ 1 ] [ 25 ]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 49 футов 2 дюйма (14,99 м)
  • Размах крыльев: 21 фут 11 дюймов (6,68 м)
  • Высота: 13 футов 6 дюймов (4,11 м)
  • Площадь крыла: 196 кв. футов (18,2 м 2 )
  • Профиль : двояковыпуклый 3,36% [ 26 ]
  • Пустой вес: 11 500 фунтов (5 216 кг)
  • Полная масса: 15 700 фунтов (7 121 кг)
  • Силовая установка: 1 двигатель Wright J65-W-6 турбореактивный , тяга 7800 фунтов силы (35 кН) всухую, 10200 фунтов силы (45 кН) с форсажной камерой.

Производительность

  • Максимальная скорость: 1324 миль в час (2131 км/ч, 1151 узел)
  • Скорость сваливания: 160 миль в час (260 км/ч, 140 узлов)
  • Диапазон: 800 миль (1300 км, 700 миль)
  • Практический потолок: 50 500 футов (15 400 м)

Вооружение

См. также

[ редактировать ]

Связанные разработки

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Примечания
  1. ^ Jump up to: а б с д Боуман 2000, с. 33.
  2. ^ Jump up to: а б Боуман 2000, с. 26.
  3. ^ Jump up to: а б с д Боуман 2000, с. 32.
  4. ^ Рид 1981, с. 10.
  5. ^ Jump up to: а б Аптон 2003, с. 13.
  6. ^ Боуман 2000, с. 27.
  7. ^ Аптон 2003, с. 14.
  8. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Дженкинс и Лэндис 2008, с. 168.
  9. ^ Jump up to: а б с д и ж Боуман 2000, с. 35.
  10. ^ Jump up to: а б Аптон 2003, с. 38.
  11. ^ Ганстон, WL, изд. «F-104: обладатель абсолютных рекордов скорости и высоты». Flight International, 30 мая 1958 г., с. 743. Дата обращения: 29 июня 2011 г.
  12. ^ Jump up to: а б Аптон 2003, с. 45.
  13. ^ Jump up to: а б с Боуман 2000, с. 29.
  14. ^ «F-104: Обладатель абсолютных рекордов скорости и высоты» . Рейс Интернешнл . 30 мая 1958 года. Архивировано из оригинала 14 мая 2013 года . Проверено 6 июля 2011 г.
  15. ^ Jump up to: а б с Боуман 2000, с. 28.
  16. ^ Аптон 2003, с. 17.
  17. ^ Пейс 1992, с. 17.
  18. ^ Ганстон. ВЛ, изд. «Starfighter: истребитель Lockheed со скоростью 2 Маха для ВВС США» Flight International, 20 апреля 1956 г., стр. 442. Дата обращения: 28 июня 2011 г.
  19. ^ Пейс 1992, с. 22.
  20. ^ Кинзи 1991, с. 6.
  21. ^ Jump up to: а б с Пейс 1992, с. 20.
  22. ^ Кинзи 1991, с. 4.
  23. ^ Рид 1981, с. 13.
  24. ^ Гринфилд, Ст. «Победители Collier Trophy, 1950–1959». Архивировано 11 декабря 2008 года в Wayback Machine Национальной ассоциации аэронавтики . Проверено: 26 июня 2011 г.
  25. ^ Дрендел 1976, с. 10.
  26. ^ Леднисер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля» . m-selig.ae.illinois.edu . Проверено 16 апреля 2019 г.
Библиография
  • Боуман, Мартин В. Lockheed F-104 Starfighter . Рамсбери, Мальборо, Уилтшир, Великобритания: The Crowood Press Ltd., 2000. ISBN   1-86126-314-7 .
  • Дрендел, Лу. F-104 Starfighter в действии (Самолет №27) . Кэрроллтон, Техас: Squadron/Signal Publications, 1976. ISBN   0-89747-026-5 .
  • Дженкинс, Деннис Р. и Тони Р. Лэндис. Экспериментальные и прототипы реактивных истребителей ВВС США. Северный филиал, Миннесота: Specialty Press, 2008. ISBN   978-1-58007-111-6 .
  • Кинзи, Берт Истребитель F-104 в деталях и масштабе . Саммит Блю-Ридж, Пенсильвания: книги TAB, 1991. ISBN   1-85310-626-7 .
  • Пейс, Стив. Звездный истребитель F-104: проектирование, разработка и эксплуатация по всему миру первого действующего истребителя, развивающего скорость 2 Маха . Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1992. ISBN   0-87938-608-8 .
  • Пейс, Стив. X-Fighters: экспериментальные и прототипные истребители ВВС США, от XP-59 до YF-23 . Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1991. ISBN   0-87938-540-5 .
  • Рид, Артур. F-104 Starfighter – современный боевой самолет 9 . Лондон: Ian Allan Ltd., 1981. ISBN   0-7110-1089-7 .
  • Аптон, Джим. Warbird Tech — истребитель Lockheed F-104 Starfighter . Северный филиал, Миннесота: Specialty Press, 2003. ISBN   1-58007-069-8 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 150a61fa6ee0ad84a661d30350f579c7__1707926820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/15/c7/150a61fa6ee0ad84a661d30350f579c7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lockheed XF-104 Starfighter - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)