Грумман Х-29

Х-29
	Grumman X-29 в полете
Роль	Экспериментальный самолет
Национальное происхождение	Соединенные Штаты
Производитель	Грумман
Первый полет	14 декабря 1984 г.
Статус	Ушедший на пенсию
Основные пользователи	ВВС США ; НАСА
Количество построенных	2

Grumman X-29 был американским экспериментальным самолетом , на котором были испытаны крыло прямой стреловидности , рулевые поверхности «утка» и другие новые авиационные технологии. При финансовой поддержке НАСА , ВВС США и DARPA , X-29 был разработан компанией Grumman , а два построенных самолета эксплуатировались НАСА и ВВС США. ^[1] Аэродинамическая электродистанционного нестабильность планера Х-29 потребовала использования компьютеризированного управления . Композитные материалы использовались для контроля аэроупругого расходящегося скручивания, испытываемого крыльями стреловидности вперед, а также для снижения веса. Самолет впервые поднялся в воздух в 1984 году, а два Х-29 прошли летные испытания в 1991 году.

Проектирование и разработка

Два X-29A были построены Grumman после того, как это предложение было выбрано вместо конкурирующего предложения с участием General Dynamics F-16 Fighting Falcon . В конструкции X-29 использовались передняя часть фюзеляжа и носовое шасси от двух существующих планеров F-5A Freedom Fighter (63-8372 стал 82-0003, а 65-10573 стал 82-0049). ^[2] Приводы руля и основные стойки шасси были от F-16. Технологическим достижением, сделавшим X-29 убедительной конструкцией, стало использование композитов из углеродного волокна . Крылья Х-29, частично изготовленные из графитовой эпоксидной смолы , были стреловидны вперед более чем на 33 градуса; Крылья прямой стреловидности впервые были опробованы 40 годами ранее на экспериментальных Юнкерсе Ju 287 и ОКБ-1 EF 131 . Внутреннее обозначение Grumman для X-29 было «Grumman Model 712» или «G-712». ^[3]

Трехповерхностная конструкция и присущая ей нестабильность

X-29 описывается как трехнадводный самолет с утком , крылом прямой стреловидности и кормовыми рулевыми поверхностями. ^[4] с использованием трехповерхностного продольного контроля. ^[5] Утка и крылья приводят к уменьшению дифферентного сопротивления и уменьшению волнового сопротивления, в то время как использование стрейков для балансировки в ситуациях, когда центр тяжести смещен, обеспечивает меньшее балансировочное сопротивление, чем компенсация утки. ^[4]

Такая конфигурация в сочетании с расположением центра тяжести значительно позади аэродинамического центра делала корабль нестабильным по своей природе . Устойчивость обеспечивала компьютеризированная система управления полетом, делающая 40 поправок в секунду. Система управления полетом состояла из трех резервных цифровых компьютеров, подкрепленных тремя резервными аналоговыми компьютерами ; любой из троих мог управлять им самостоятельно, но избыточность позволяла им проверять наличие ошибок. Каждый из троих «голосовал» за свои измерения, чтобы можно было обнаружить, если какой-либо из них неисправен. Было подсчитано, что полный отказ системы был так же маловероятен, как и механический отказ в самолете с обычной компоновкой. ^[5]

Высокая нестабильность планера по тангажу привела к широким прогнозам о чрезвычайной маневренности. Это мнение сохранялось и в годы после окончания летных испытаний. Испытания ВВС не подтвердили этих ожиданий. ^[6] Чтобы система управления полетом сохраняла стабильность всей системы, необходимо было ограничить возможность легко инициировать маневр. Это было запрограммировано в системе управления полетом, чтобы сохранить возможность остановить вращение по тангажу и не допустить выхода самолета из-под контроля. В результате всю летающую систему (в том числе и систему управления полетом) нельзя было охарактеризовать как имеющую какую-либо особую повышенную маневренность. Был сделан вывод, что X-29 мог бы иметь повышенную маневренность, если бы у него были более быстрые приводы рулевой поверхности и / или более крупные рулевые поверхности. ^[6]

Аэроупругие соображения

В конфигурации крыла со стреловидностью вперед аэродинамическая подъемная сила создает скручивающую силу, которая поворачивает переднюю кромку крыла вверх. Это приводит к увеличению угла атаки, что увеличивает подъемную силу, еще больше поворачивая крыло. Это аэроупругое расхождение может быстро привести к разрушению конструкции. При использовании традиционной металлической конструкции потребовалось бы очень жесткое на кручение крыло, чтобы противостоять скручиванию; усиление жесткости крыла увеличивает вес, что может сделать конструкцию неосуществимой. ^[7]

В конструкции X-29 использовалась анизотропная упругая связь между изгибом и скручиванием композитного материала из углеродного волокна для устранения этого аэроупругого эффекта. Вместо использования очень жесткого крыла, которое привело бы к увеличению веса даже при относительно легком композитном материале, в X-29 использовалось ламинированное крыло, обеспечивающее связь между изгибом и кручением. По мере увеличения подъемной силы изгибающие нагрузки заставляют законцовки крыла изгибаться вверх. Торсионные нагрузки пытаются повернуть крыло на более высокие углы атаки, но муфта сопротивляется нагрузкам, скручивая переднюю кромку вниз, уменьшая угол атаки и подъемную силу крыла. При уменьшении подъемной силы нагрузки уменьшаются и расхождения удается избежать. ^[7]

Операционная история

Первый X-29 совершил свой первый полет 14 декабря 1984 года с авиабазы Эдвардс, пилотируемый главным летчиком-испытателем компании Grumman Чаком Сьюэллом. ^[2] X-29 был третьим летающим самолетом с реактивным двигателем с крылом прямой стреловидности; двумя другими были немецкий Junkers Ju 287 (1944 г.) и HFB-320 Hansa Jet (1964 г.). ^[8] 13 декабря 1985 года Х-29 стал первым самолетом с крылом прямой стреловидности, совершившим полет со сверхзвуковой скоростью в горизонтальном полете.

X-29 начал программу испытаний НАСА через четыре месяца после своего первого полета. X-29 оказался надежным и к августу 1986 года выполнял исследовательские миссии продолжительностью более трех часов, включающие несколько полетов. Первый Х-29 не был оборудован парашютом для восстановления при вращении, поскольку летные испытания планировались во избежание маневров, которые могли привести к отклонению от управляемого полета , например, к штопору. Второй Х-29 получил такой парашют и участвовал в испытаниях на большие углы атаки. Х-29 номер два был маневренным до угла атаки около 25 градусов с максимальным углом 67 °, достигаемым при мгновенном маневре по тангажу. ^[9]^[10]

С 1984 по 1991 год два самолета Х-29 совершили в общей сложности 242 полета. ^[3]^[11] Центр летных исследований Драйдена НАСА сообщил, что X-29 продемонстрировал ряд новых технологий и методов, а также новое использование существующих технологий, включая использование « аэроэластичной адаптации для контроля структурных расхождений», управление самолетом и управление им в условиях крайней нестабильности, три - надводное продольное управление, «двухшарнирный флаперон с задней кромкой на сверхзвуковых скоростях», эффективное управление большим углом атаки, управление вихрем и демонстрация военной полезности. ^[5]

Самолет на выставке

Первый X-29, 82-003, сейчас выставлен в Галерее исследований и разработок Национального музея ВВС США на базе ВВС Райт-Паттерсон недалеко от Дейтона, штат Огайо . ^[12] Другой корабль выставлен в Летно-исследовательском центре Армстронга на базе ВВС Эдвардс . Полномасштабная модель демонстрировалась с 1989 по 2011 год в здании Национальной аллеи Национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. ^[13] Полномасштабная копия была перенесена в Музей «Колыбель авиации» в Гарден-Сити, штат Нью-Йорк, в 2011 году.

Технические характеристики (Х-29)

Данные Jane's All the World's Aircraft, 1988-89 гг. ^[14] НАСА X-Самолеты, ^[15] Дональд, ^[3] Винчестер ^[11]

Общие характеристики

Экипаж: 1
Грузоподъемность: полезная нагрузка 4000 фунтов (1814 кг).
Длина: 53 фута 11,25 дюйма (16,4402 м), включая носовой зонд

Только фюзеляж 48 футов 1 дюйм (15 м)

Размах крыльев: 27 футов 2,5 дюйма (8,293 м)
Высота: 14 футов 3,5 дюйма (4,356 м)
Площадь крыла: 188,84 кв. футов (17,544 м ). ²)
Соотношение сторон : 3,9
Профиль : корень: Grumman K MOD 2 (6,2%); Совет: Grumman K MOD 2 (4,9%) ^[16]
Пустой вес: 13 800 фунтов (6 260 кг)
Максимальный взлетный вес: 17 800 фунтов (8 074 кг)
Запас топлива: 3978 фунтов (1804 кг) в двух фюзеляжных баках-дозаторах и двух встроенных баках.
Силовая установка: 1 двигатель General Electric F404-GE-400 турбовентиляторный с форсажной камерой , 16 000 фунтов силы (71 кН) с форсажной камерой.

Производительность

Максимальная скорость: 956 узлов (1100 миль в час, 1771 км/ч) на высоте 33 000 футов (10 058 м)
Максимальная скорость: 1,6 Маха.
Дальность: 350 миль (400 миль, 650 км)
Практический потолок: 55 000 футов (17 000 м)

Авионика

Литтон LR-80 AHRS
Магнавокс AN/ARC-164 УВЧ
Teledyne RT-1063B/APX-101V IFF/SIF
Honeywell FCS с тройным резервированием и электронным управлением

Заметные выступления в СМИ

Игра-симулятор полета F29 Retaliator 1989 года была основана на X-29 и представляла будущее, в котором он был превращен в серийный истребитель и оснащен различным современным вооружением. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Список экспериментальных самолетов

Ссылки

Примечания

^ Приско, Якопо (12 июля 2019 г.). «X-29: амбициозный истребитель НАСА 1980-х годов с перевернутыми крыльями» . CNN . Проверено 30 мая 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Герс-Паль, Андреас, изд. (1995). «Самолеты X: от X-1 до X-34» . АИС.орг . Архивировано из оригинала 6 мая 2001 года . Проверено 1 сентября 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дональд 1997 , с. 483.
^ Jump up to: ^а ^б Роскам 1985 , стр. 85–87.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Информационный бюллетень: Самолет-демонстратор передовых технологий X-29» . Центр летных исследований Армстронга НАСА. 28 февраля 2014 года . Проверено 24 августа 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Баттс и Гувер, 1989 .
^ Jump up to: ^а ^б Памади 2004 .
^ Грин 1970 , стр. 493–496.
^ Вебстер и Пурифой, 1991 .
^ Винчестер 2005 , с. 261.
^ Jump up to: ^а ^б Винчестер 2005 , с. 262.
^ «Грумман Х-29А» . Национальный музей ВВС США. 28 мая 2015 года . Проверено 29 августа 2015 г.
^ «За гранью» . Национальный музей авиации и космонавтики. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 года . Проверено 14 октября 2011 г.
^ Тейлор, Джон В.Р., изд. (1988). Jane's All the World's Aircraft 1988–89 (79-е изд.). Лондон: Информационная группа Джейн. стр. 399–400. ISBN 0-7106-0867-5 .
^ Дженкинс, Лэндис и Миллер 2003 , стр. 37.
^ Леднисер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля» . m-selig.ae.illinois.edu . Проверено 16 апреля 2019 г.

Библиография

Баттс, СЛ; Гувер, AD (май 1989 г.). Оценка летных качеств исследовательского самолета Х-29А (Отчет). Летно-испытательный центр ВВС США. AFFTC-TR-89-08.
Дональд, Дэвид, изд. (1997). «Грумман Х-29А». Полная энциклопедия мировой авиации . Нью-Йорк: Barnes & Noble. ISBN 978-0-7607-0592-6 .
Грин, Уильям (1970). Боевые самолеты Третьего Рейха . Нью-Йорк: Даблдей. ISBN 978-0-385-05782-0 .
Дженкинс, Деннис Р.; Лэндис, Тони; Миллер, Джей (июнь 2003 г.). Американские автомобили X: инвентарь — от X-1 до X-50 (PDF) . Монографии по истории аэрокосмической отрасли № 31. НАСА. OCLC 68623213 . СП-2003-4531. Архивировано (PDF) из оригинала 25 апреля 2020 г.
Памади, Банду Н. (2004). Характеристики, устойчивость, динамика и управление самолетами (2-е изд.). Американский институт аэронавтики и астронавтики. дои : 10.2514/4.862274 . ISBN 978-1-56347-583-2 .
Патнэм, Террилл В. (январь 1984 г.). Программа летно-исследовательских работ X-29 (PDF) . 2-я конференция по летным испытаниям AIAA. Лас-Вегас, Невада. 16–18 ноября 1983 г. НАСА. ТМ-86025.
Роскам, Ян (1985). Проектирование самолета, Часть II: Проектирование предварительной конфигурации и интеграция двигательной установки . Оттава, Канзас : Roskam Aviation and Engineering Corporation. ISBN 978-1-88488-543-3 .
Труэльсен, Ричард (1976). История Груммана . Нью-Йорк: Издательство Praeger. ISBN 978-0-275-54260-3 .
Тредуэлл, Терри (1990). Металлургический завод: Боевые самолеты Груммана . Шрусбери, Великобритания: Издательство Airlife. ISBN 978-1-85310-070-3 .
Уорвик, Грэм (16 июня 1984 г.). «Технология прямого хода» . Международный рейс : 1563–1568.
Вебстер, Фредерик Р.; Пурифой, Дана (июль 1991 г.). Летные качества X-29 с большим углом атаки . Летно-испытательный центр ВВС США. AFFTC-TR-91-15. Архивировано из оригинала 26 августа 2014 года . Проверено 24 августа 2014 г.
Винчестер, Джим (2005). «Грумман Х-29». X-самолеты и прототипы . Лондон: Янтарные книги. ISBN 978-1-904687-40-5 .

Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Внешние ссылки

Информационный бюллетень X-29 на сайте NASA.gov
Информационный бюллетень X-29 Национального музея ВВС США.
Фотографии X-29 и видео X-29 на сайте NASA.gov.
«X-29: Самолет с крылом прямой стреловидности», часть 1 , часть 2 на сайте Military.com

[1] Приско, Якопо (12 июля 2019 г.). «X-29: амбициозный истребитель НАСА 1980-х годов с перевернутыми крыльями» . CNN . Проверено 30 мая 2024 г.

[AIS_X-Planes-2] Jump up to: ^а ^б Герс-Паль, Андреас, изд. (1995). «Самолеты X: от X-1 до X-34» . АИС.орг . Архивировано из оригинала 6 мая 2001 года . Проверено 1 сентября 2009 г.

[FOOTNOTEDonald1997483-3] Jump up to: ^а ^б ^с Дональд 1997 , с. 483.

[FOOTNOTERoskam198585–87-4] Jump up to: ^а ^б Роскам 1985 , стр. 85–87.

[NASA_factsheet-5] Jump up to: ^а ^б ^с «Информационный бюллетень: Самолет-демонстратор передовых технологий X-29» . Центр летных исследований Армстронга НАСА. 28 февраля 2014 года . Проверено 24 августа 2014 г.

[FOOTNOTEButtsHoover1989-6] Jump up to: ^а ^б Баттс и Гувер, 1989 .

[FOOTNOTEPamadi2004-7] Jump up to: ^а ^б Памади 2004 .

[FOOTNOTEGreen1970493–496-8] Грин 1970 , стр. 493–496.

[FOOTNOTEWebsterPurifoy1991-9] Вебстер и Пурифой, 1991 .

[FOOTNOTEWinchester2005261-10] Винчестер 2005 , с. 261.

[FOOTNOTEWinchester2005262-11] Jump up to: ^а ^б Винчестер 2005 , с. 262.

[12] «Грумман Х-29А» . Национальный музей ВВС США. 28 мая 2015 года . Проверено 29 августа 2015 г.

[13] «За гранью» . Национальный музей авиации и космонавтики. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 года . Проверено 14 октября 2011 г.

[JAWA88-89-14] Тейлор, Джон В.Р., изд. (1988). Jane's All the World's Aircraft 1988–89 (79-е изд.). Лондон: Информационная группа Джейн. стр. 399–400. ISBN 0-7106-0867-5 .

[FOOTNOTEJenkinsLandisMiller200337-15] Дженкинс, Лэндис и Миллер 2003 , стр. 37.

[Selig-16] Леднисер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля» . m-selig.ae.illinois.edu . Проверено 16 апреля 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]