Короткий SC.1
СК.1 | |
---|---|
![]() Короткий SC.1 XG900 на выставке SBAC в Фарнборо, сентябрь 1958 г. | |
Общая информация | |
Тип | Экспериментальный самолет |
Национальное происхождение | Великобритания |
Производитель | Короткие братья |
Статус | Выведен в отставку и сохранен |
Основной пользователь | Королевское авиационное предприятие |
Количество построенных | 2 |
История | |
Первый полет | 2 апреля 1957 г. (CTOL) [ 1 ] 26 мая 1958 г. (СВВП) [ 1 ] |
Ушедший на пенсию | 1971 |
Short SC.1 вертикального взлета и посадки ( VTOL ) был первым британским реактивным самолетом . Он был разработан компанией Short Brothers . Он был оснащен пятью турбореактивными Rolls-Royce RB.108 двигателями , четыре из которых использовались для вертикального полета, а один - для обычного горизонтального полета. SC.1 отличался тем, что был первым британским самолетом вертикального взлета и посадки и первым самолетом с переходом между вертикальным и горизонтальным режимами полета; это также был первый самолет с возможностью вертикального взлета и посадки и электродистанционной системой управления.
SC.1 был разработан и произведен в ответ на требование Министерства снабжения (MoS) о подходящем самолете для проведения летных исследований по вертикальному взлету и посадке, а также, в частности, по переходу от вертикального к горизонтальному полету. Два прототипа использовались для летных испытаний в период с 1957 по 1971 год. Данные исследований в рамках программы испытаний SC.1 способствовали разработке Hawker Siddeley P.1127 и последующего Hawker Siddeley Harrier , первого действующего самолета вертикального взлета и посадки.
В октябре 2012 года Short SC.1 получил первую в Северной Ирландии премию «Инженерное наследие» как признание ее значительных достижений в инженерной области. [ 2 ]
Разработка
[ редактировать ]В 1940-е годы различные страны заинтересовались разработкой жизнеспособных самолетов, способных осуществлять вертикальный взлет и посадку (СВВП). В 1950-х годах Великобритания провела летные испытания специально построенной установки для измерения тяги Rolls-Royce — грубого, но новаторского самолета вертикального взлета и посадки, который успешно летал, как и предполагалось, продемонстрировав жизнеспособность концепции, а также предоставив полезные данные для дальнейшего развития. [ 1 ] Однако, хотя установка для измерения тяги предоставила ценную информацию для проектирования самолетов вертикального взлета и посадки, например требования к системе автостабилизации, она страдала некоторыми недостатками, которые подрывали ее ценность как платформы для дальнейших детальных исследований, таких как задержка управления и отсутствие аэродинамических поверхностей. Существовала потребность в самолете, который мог бы использовать опыт, полученный на установке для измерения тяги, и исследовать области, выходящие за рамки его ограниченных возможностей. [ 1 ]
SC.1 возник на основе заявки Short Brothers для удовлетворения запроса Министерства снабжения (MoS) на тендер (ER.143T) на исследовательский самолет с вертикальным взлетом, который был объявлен в сентябре 1953 года. 15 октября В 1954 году предложенная конструкция была принята министерством, и был незамедлительно заключен контракт на поставку двух самолетов, соответствующих спецификации ER.143D . По задумке, самолет должен был быть использован для серии летных испытаний с целью изучения его поведения при переходе между вертикальным и горизонтальным режимами полета, определения оптимального и минимального уровня помощи, требуемой от автостабилизатора в переходном процессе, для выявить вероятные эксплуатационные проблемы и разработать соответствующие вспомогательные средства и оборудование для пилота для разработки всепогодного захода на посадку и системы посадки. [ 1 ]
Шорт построил два прототипа, получившие обозначения XG900 и XG905 . [ 1 ]
Дизайн
[ редактировать ]
Short SC.1 представлял собой одноместный бесхвостый низкоплан с треугольным крылом и полной массой около 8000 фунтов (максимум 7700 фунтов для вертикального полета). [ 3 ] Он был оснащен четырьмя вертикально установленными легкими подъемными двигателями Rolls-Royce RB.108 , обеспечивающими общую вертикальную тягу 8600 фунтов, а также одним маршевым двигателем RB.108 в задней части самолета, обеспечивающим тягу для полета вперед. Подъемные двигатели были установлены вертикально парами рядом в центральном отсеке так, чтобы их результирующая линия тяги проходила близко к центру тяжести самолета. Эти пары двигателей могли поворачиваться вперед и назад для создания векторной тяги для ускорения/замедления вдоль продольной оси самолета. [ 3 ]

Во время обычного полета подъемные двигатели отключались; перед началом перехода от горизонтального к вертикальному полету они должны были запускаться с использованием сжатого воздуха от единственного маршевого двигателя. Сжатый воздух обеспечивал начальное вращение двигателя, но также должен был присутствовать перепад давления от впуска к выпуску, поскольку одного только сжатого воздуха было недостаточно для достижения скорости холостого хода. [ 3 ] Требовалась значительная аэродинамическая труба и летное развитие воздухозаборника, так как в начале перехода из горизонтального полета вертикально расположенные двигатели должны выдерживать боковой ветер, равный скорости поступательного полета, без помпажности и чрезмерных вибраций. Требуемая однородность потока достигалась с помощью набора из семи шарнирных жабр, которые открывались вперед и направляли воздух в камеру сгорания, питающую двигатели. Поведение вертикально установленного RB.108 с точки зрения повторного заглатывания и эрозии грунта было исследовано с помощью установки, типичной для SC.1, во время наземной эксплуатации на самолете Meteor на аэродроме Хакнелл . [ 4 ] Первоначально на выходных соплах подъемных двигателей был установлен ряд иллюминаторов для поддержания среды низкого давления под двигателями и обеспечения того, чтобы ротор двигателя вращался в правильном направлении перед подачей сжатого воздуха для запуска; из-за эффективности впуска и изменения конструкции двигателя иллюминаторы стали ненужными. [ 5 ]
Компоновка кабины в основном была традиционной, но усложнялась большим количеством систем, за которыми пилоту приходилось следить. [ 3 ] Для своей роли исследовательского самолета он имел комплексное записывающее оборудование. [ 6 ]
Общий рычаг дроссельной заслонки для четырех двигателей вертикального подъема был единственным дополнительным основным органом управления в кабине; он работал аналогично принципу коллективного шага винтокрылого аппарата. Требовалось два способа управления положением самолета в зависимости от его скорости движения; аэродинамические поверхности использовались при обычном полете, а воздушно-реактивные сопла - для перехода от горизонтального полета, висения и вертикального полета. Отбираемый воздух от четырех подъемных двигателей (примерно 10 процентов от расхода всасываемого воздуха) подавался в регулируемые носовые, хвостовые и законцовочные сопла для управления тангажем , креном и рысканьем на низких скоростях, когда поток воздуха над аэродинамическими элементами был недостаточным. поверхности для обеспечения эффективности обычных средств управления. [ 7 ] [ 5 ]
SC.1 также был оснащен первой взлета и посадки . электродистанционной системой управления, устанавливаемой на самолеты вертикального [ 8 ] Эта система управления с электрической сигнализацией, которая также включала в себя автостабилизатор, не только передавала сигналы от органов управления кабины, такие как положение ручки управления, но также контролировала сигналы обратной связи от сервоприводов, чтобы обеспечить стабильность самих систем. Всего в системе допускалось три режима управления аэродинамическими поверхностями и/или органами управления соплами:
- Аэродинамические поверхности и воздушно-струйные сопла управляются электрически с помощью трех независимых серводвигателей (с отказоустойчивым режимом «трехходовой параллельный» или «триплексный») в сочетании с тремя системами управления автостабилизаторами («полное электродистанционное управление»).
- Гибридный режим, в котором форсунки управлялись серво/автостабилизатором, а аэродинамические поверхности были напрямую связаны с ручным управлением.
- Прямой режим, в котором все элементы управления были связаны с джойстиком управления.

Режимы 1 и 2 были выбраны на земле; Всякий раз, когда использовался автостабилизатор, у пилота был рычаг аварийной блокировки, с помощью которого он мог вернуться в режим прямого управления в полете. [ 9 ] Результаты трех систем управления сравнивались и применялось «правило большинства», гарантирующее, что сбой в одной системе будет преодолен двумя другими (предположительно правильными) системами. Любой сбой в электродистанционном управлении указывался пилоту как предупреждение, которое он мог либо проигнорировать, либо отреагировать переключением на прямое (ручное) управление. [ 10 ]
Как и другие самолеты вертикального взлета и посадки, Short SC.1 страдал от потери вертикальной тяги из-за эффекта земли . Исследования этого вопроса, проведенные на масштабных моделях, показали, что для SC.1 эти потери составят от 15 до 20 процентов по высоте ходовой части . [ 11 ] Топливные баки располагались вдоль передних кромок крыла и в баках-«мешках», установленных между основными лонжеронами крыла. [ 7 ] SC.1 имел трехопорную ходовую часть ; Несмотря на то, что шасси не убиралось, его можно было установить в одно из двух альтернативных положений, подходящих как для обычной, так и для вертикальной посадки. [ 3 ] Неподвижные опоры шасси были разработаны специально для вертикального полета; на каждой стойке было установлено по паре термостойких поворотных колес, а задняя ходовая часть также была оснащена дисковыми тормозами. Олео с длинным ходом использовались для смягчения вертикального приземления. [ 7 ] [ 3 ] Прочное снаряжение могло выдерживать скорость спуска 18 футов (5,5 м) в секунду. [ 12 ]
Тестирование
[ редактировать ]
Шорта в Белфасте , построенный на заводе в Северной Ирландии Первый прототип SC.1, XG900 , впервые провел первоначальные испытания двигателя на этом предприятии. После перевозки морским путем в Англию XG900, который первоначально был оснащен только маршевым двигателем, был доставлен в Королевское авиастроительное предприятие (RAE) в Боскомб-Даун для начала программы летных испытаний. 2 апреля 1957 года прототип совершил первый полет этого типа , который также стал его первым полетом с обычным взлетом и посадкой (CTOL). [ 1 ]
Чуть более года спустя, 26 мая 1958 года, второй прототип совершил первый привязной вертикальный полет. [ 1 ] Первоначальные полеты этого типа выполнялись с прикреплением к специально разработанному порталу , который обеспечивал лишь ограниченную степень свободы: до 15 футов по вертикали и 10 футов со смещением от центра в любом направлении, вертикальная скорость также была ограничена до менее 10 футов. /второй; постепенная остановка самолета происходила за пределами этих ограничений. [ 13 ] Он будет взлетать с решетчатой платформы, расположенной на высоте 6 футов над самой землей, чтобы избежать явления земного эффекта; При разработке подходящей платформы для устранения негативного воздействия эффекта земли были приложены значительные усилия со стороны Шортса, и ее конструкция несколько раз переделывалась. Портал использовался для первоначального обучения и ознакомления первых 8 пилотов, управлявших SC.1. [ 14 ]
25 октября того же года этот тип совершил первый «свободный» вертикальный полет. 6 апреля 1960 года был успешно осуществлен первый переход между вертикальным и горизонтальным полетом. [ 15 ] [ 16 ] Несмотря на успешный переход между двумя режимами, Short SC.1 имел репутацию несколько неуклюжего самолета. [ 15 ]
SC.1 публично демонстрировался на авиашоу в Фарнборо в 1958 и 1960 годах; он также появился на Парижском авиасалоне в 1961 году, на котором совершил демонстрационный полет. [ 1 ] 2 октября 1963 года второй испытательный самолет разбился в Белфасте, в результате чего погиб пилот Дж. Р. Грин; Позже выяснилось, что причиной стала неисправность системы управления. [ 17 ] После аварии самолет был восстановлен и возвращен в полет для дальнейших испытаний, оба продолжали летать до 1967 года. [ 15 ] К 1965 году на этом типе летали в общей сложности 14 различных пилотов. [ 1 ]
В результате испытаний на пригодность земли было установлено, что обычный бетон взлетно-посадочной полосы, покрытие и даже полосы травы подходят для вертикального взлета. и посадка СК.1; однако обломки, которые могут вылететь с несовершенных поверхностей, будут представлять опасность для персонала, но не для самого самолета. [ 18 ] Программа испытаний также позволила приобрести опыт по техническому обслуживанию и работоспособности самолетов вертикального взлета и посадки, хотя это не было основными целями проектирования или исследований; На протяжении всей программы в неделю выполнялось в среднем 2,6 полета. Хотя во время полетов сообщалось о многочисленных ошибках в работе автостабилизатора, ни разу не произошло ни одной неисправности, которая могла бы поставить под угрозу самолет или оказать какое-либо влияние на его управление. [ 19 ]
Испытания выявили значительные трудности с измерением фактической тяги двигателя, что привело к дальнейшим испытаниям с использованием улучшенных воздухозаборников и приборов. [ 20 ] В конечном итоге двигатели оказались гораздо менее проблематичными, чем можно было ожидать, учитывая экспериментальный характер самолета и его силовых установок; а когда в тройном автостабилизаторе возникали неисправности, их было легко обнаружить, отчасти благодаря самоконтролируемому характеру системы. Согласно отчету Министерства авиации , SC.1 был признан эффективным исследовательским аппаратом при эксплуатации в пределах, налагаемых его небольшими размерами и ограниченными возможностями; однако было обнаружено, что для более обширных испытаний приборов и оборудования наведения потребуется самолет большего размера. [ 20 ]
SC.1 летал более десяти лет, в течение которых он предоставил большое количество данных, которые повлияли на более поздние концепции дизайна, такие как управление «реактивным двигателем» на Hawker Siddeley P.1127 , предшественнике Hawker Siddeley Harrier . Работы по летным испытаниям, связанные с методами и технологиями вертикального взлета и посадки, также оказались неоценимыми и помогли Великобритании еще больше укрепить лидерство в этой области. [ 16 ] Short SC.1 в конечном итоге устарел с появлением Harrier, который, среди прочего, доказал, что нет необходимости нести дополнительные четыре двигателя исключительно для целей взлета и посадки. [ 15 ]
Самолет на выставке
[ редактировать ]Первый SC-1 ( XG900 ) стал частью коллекции самолетов Музея науки в Южном Кенсингтоне , Лондон. [ 21 ] Он использовался до 1971 года для исследований вертикального взлета и посадки.
Второй SC-1 ( XG905 ) также сохранился и находится на статической экспозиции на выставке Flight Experience в Ольстерском музее народного творчества и транспорта , Культра, Северная Ирландия . [ 22 ] [ 16 ]
Операторы
[ редактировать ]Технические характеристики
[ редактировать ]
Данные Shorts Aircraft с 1900 года , [ 23 ] Министерство авиации [ 24 ]
Общие характеристики
- Экипаж: 1
- Длина: 25 футов 6 дюймов (7,77 м)
- Размах крыльев: 23 фута 6 дюймов (7,16 м)
- Высота: 10 футов 8 дюймов (3,25 м) [ 25 ]
- Площадь крыла: 211,5 кв. футов (19,65 м ). 2 )
- Соотношение сторон : 2,61:1 [ 25 ]
- Профиль крыла : NACA 0010 [ 25 ]
- Пустой вес: 6260 фунтов (2839 кг)
- Полная масса: 7700 фунтов (3493 кг) ( с вертикальным взлетом и посадкой)
- Максимальный взлетный вес: 8050 фунтов (3651 кг) ( CTOL ) операции
- Силовая установка: 1 Rolls-Royce RB.108 турбореактивный двигатель , тяга 2130 фунтов силы (9,5 кН) (полет вперед).
- Силовая установка: 4 турбореактивных двигателя Rolls-Royce RB.108 с тягой 2130 фунтов силы (9,5 кН) каждый (подъемные двигатели).
Производительность
- Максимальная скорость: 246 миль в час (396 км/ч, 214 узлов)
- Диапазон: 150 миль (240 км, 130 миль)
- Практический потолок: 8000 футов (2400 м) [ 25 ]
- Скорость набора высоты: 700 футов/мин (3,6 м/с) [ 25 ]
- Нагрузка на крыло: 38,1 фунта/кв. футов (186 кг/м). 2 )
- Тяга/вес :
- (CTOL): 0,265
- (СВВП): 1,11
См. также
[ редактировать ]Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Лин и Чинн, 1965, с. 4.
- ^ «SC1 получает первую награду NI за инженерное наследие». BBC News , 4 октября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Лин и Чинн, 1965, с. 5.
- ^ Rolls-Royce Aero Engines, Билл Ганстон, 1989, Патрик Стивенс Лимитед, ISBN 1-85260-037-3 , стр.157.
- ^ Перейти обратно: а б Лин и Чинн, 1965, стр. 5–6.
- ^ Лин и Чинн 1965, с. 10.
- ^ Перейти обратно: а б с Винчестер 2005, с. 223.
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 6–7.
- ^ Лин и Чинн 1965, с. 7.
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 7–8.
- ^ Вятт, Лос-Анджелес. Испытания на потерю вертикальной реактивной тяги из-за воздействия земли на двух простых формах вертикального взлета и посадки, с особым упором на короткий самолет SC1 (R&M № 3313) . Лондон: HMSO . Проверено: 12 декабря 2007 г.
- ^ Винчестер 2005, с. 222.
- ^ Лин и Чинн 1965, с. 8.
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 8–9.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Короткий экспериментальный самолет вертикального взлета SC1, 1956 год». Музей науки , дата обращения: 15 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Короткий самолет вертикального взлета SC1 получает первую награду Северной Ирландии за инженерное наследие». Институт инженеров-механиков , 5 октября 2012 г.
- ^ «Мемориал испытательных полетов» . Архивировано из оригинала 18 июня 2009 года . Проверено 5 октября 2009 г. Мемориал британских летчиков-испытателей и инженеров, погибших во время испытательных полетов (страница 1946–1970 годов).
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 13–14.
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 14–17.
- ^ Перейти обратно: а б Лин и Чинн, 1965, с. 17.
- ^ "Короткий самолет SC 1, 1957 год." Makingthemodernworld.org.uk , дата обращения: 15 января 2017 г.
- ^ «Воздух». Ольстерский музей народного творчества и транспорта , дата обращения: 15 января 2017 г.
- ^ Барнс и Джеймс 1989, с. 465.
- ^ Лин и Чинн 1965, стр. 4–8.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Тейлор 1966, стр. 168–169.
Библиография
[ редактировать ]- Барнс, Швейцария, с поправками Дерека Н. Джеймса. Шорты Самолеты с 1900 года . Лондон: Патнэм, 1989 (переработанный). ISBN 0-85177-819-4 .
- Баттлер, Тони и Жан-Луи Делезен. X-Planes of Europe: Секретные исследовательские самолеты Золотого века 1946-1974 гг . Манчестер, Великобритания: Hikoki Publications, 2012. ISBN 978-1-902-10921-3
- Карбонель, Жан-Кристоф (октябрь 2022 г.). «Французские приключения в вертикальном взлете и посадке: французские испытания шорт SC.1, 1962». Историк авиации (41): 48–56. ISSN 2051-1930 .
- Illingworth JKB и Chinn HW. Испытания переменной устойчивости и управления самолета SC1 в полете на реактивном самолете с особым упором на желаемые летные качества вертикального взлета и посадки (R&M № 3584) . Лондон: HMSO , 1969. Дата обращения: 11 декабря 2007 г.
- Джонс, Барри. «Ранние пташки в шортах». Airplane Monthly , май 1994 г., том 22, № 5, выпуск № 253. Лондон: журналы IPC. стр. 12–19.
- Лин Д. и Чинн Х.В. Обзор общего опыта эксплуатации исследовательского самолета с реактивным вертикальным взлетом и посадкой (краткий SCl) (Текущие документы Совета по авиационным исследованиям CP № 832). Лондон: HMSO, 1965. Дата обращения: 2 декабря 2008 г.
- Тейлор, Джон В.Р. «Все самолеты мира Джейн», 1966–67 . Лондон: Сэмпсон Лоу, Marston & Company, 1966.
- Викери, Адриан. Британский реактивный самолет . Кембридж, Великобритания: Патрик Стивенс Лимитед, 1982. ISBN 0-85059-589-4 .
- Уорнер, Гай (июль – август 2002 г.). «От Бомбея до Bombardier: авиационное производство в Сиденхеме, часть первая». Любитель воздуха . № 100. С. 13–24. ISSN 0143-5450 .
- Винчестер, Джим. Концептуальный самолет: прототипы, X-Planes и экспериментальные самолеты . Рочестер, Великобритания: Grange Books, 2005. ISBN 1-84013-809-2 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Самолет, зависающий под автоматическим управлением», реклама 1959 года в журнале Flight.
- «Испытательный стенд для SC.1», 1961 года. летная статья