Нортроп X-21
| Х-21 | |
|---|---|
| |
| Нортроп X-21A | |
| Роль | Экспериментальный самолет |
| Производитель | Нортроп |
| Первый полет | 18 апреля 1963 г. |
| Введение | Экспериментальный |
| Ушедший на пенсию | 1968 |
| Основной пользователь | Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) |
| Количество построенных | 2 |
| Разработано на основе | Эсминец Дуглас Б-66 |
Northrop X-21A — экспериментальный самолет, предназначенный для испытаний крыльев с ламинарным управлением потоком . Он был основан на планере Douglas WB-66D , при этом крыльевые двигатели были перенесены в заднюю часть фюзеляжа, освободив место для воздушных компрессоров. Первый полет самолет совершил 18 апреля 1963 года под НАСА Джека Уэллса. управлением летчика-испытателя [ 1 ] Хотя полезные испытания были проведены, обширные требования к техническому обслуживанию сложной системы ламинарного потока привели к завершению программы.
Проектирование и разработка
[ редактировать ]Управление ламинарным потоком - это технология, которая предлагает потенциал для значительного улучшения коэффициента лобового сопротивления , что обеспечит улучшение расхода топлива, дальности полета или продолжительности полета самолета, которое намного превосходит любую известную отдельную авиационную технологию. В принципе, если 80% крыла ламинарное, общее сопротивление можно уменьшить на 25%. Сила трения между воздухом и поверхностью самолета, известная как вязкое сопротивление, в турбулентном пограничном слое значительно больше , чем в ламинарном. Основным видом активного управления ламинарным потоком является удаление небольшого количества воздуха из пограничного слоя путем отсасывания через пористые материалы, многочисленные узкие поверхностные щели или небольшие перфорации ( отсос пограничного слоя ).
Потребовались две основные модификации: первая заключалась в удалении стандартных с подкрыльевыми гондолами двигателей Allison J71 и замене их парой со статической тягой 9 490 фунтов силы (42 кН), General Electric XJ79-GE-13 турбореактивных двигателей установленных в гондолах, прикрепленных к задняя часть бортов фюзеляжа. Отбираемый воздух от двигателей J79 подавался в пару подкрыльевых обтекателей, в каждом из которых располагалась турбина «отвода-сгорания», которая отсасывала воздух пограничного слоя через прорези крыла.
Испытательные машины X-21A ( 55-0408 и 55-0410 ) также включали сложные системы управления ламинарным потоком, встроенные в совершенно новое крыло увеличенного размаха и площади со стреловидностью, уменьшенной с 35° до 30°. Крыло имело несколько рядов прорезей по размаху (всего 800 000). [ 2 ] через который «засасывался» турбулентный пограничный слой, что приводило к более плавному ламинарному потоку. Теоретически можно было бы достичь снижения лобового сопротивления, лучшей экономии топлива и большей дальности полета. [ 3 ]
В передней кабине находились пилот и два бортинженера, а еще два инженера по летным испытаниям размещались в центральном отсеке фюзеляжа под крылом.
Тестирование
[ редактировать ]
При первоначальном тестировании возникли серьезные проблемы с засорением пористых материалов и щелей на поверхности мусором, насекомыми и даже дождем. В определенных условиях кристаллы льда могут образовываться из-за быстрого охлаждения воздуха над ламинарными поверхностями. Это резко нарушит ламинарный поток, вызывая быстрое плавление и быстрый переход обратно к турбулентному потоку. Было желательно максимально достичь 95% ламинарного потока в этих областях. [ 2 ] Однако проектные работы были отменены из-за проблем с заглушкой.
В рамках программы полета X-21 были получены новаторские данные, включая влияние неровностей поверхности, турбулентность пограничного слоя, вызванную трехмерными эффектами потока по размаху в пограничном слое (так называемое загрязнение по размаху) и ухудшающее воздействие на окружающую среду. например, кристаллы льда в атмосфере. [ 4 ]
Расположение
[ редактировать ]Оба X-21A оказались на хранении на базе ВВС Эдвардс в Калифорнии, где постепенно пришли в негодность и использовались в основном в качестве фотомишеней. Останки все еще можно осмотреть, но не было предпринято никаких усилий по восстановлению ни одного экземпляра для реставрации или демонстрации. [ 2 ] [ 5 ]
Технические характеристики (Х-21А)
[ редактировать ]
Общие характеристики
- Экипаж: пять
- Длина: 75 футов 3 дюйма (22,94 м)
- Размах крыльев: 93 фута 6 дюймов (28,51 м)
- Высота: 25 футов 7 дюймов (7,8 м)
- Площадь крыла: 1250 кв. футов (116,17 м ). 2 )
- Пустой вес: 45 828 фунтов (20 783 кг)
- Полная масса: 83 000 фунтов (37 727 кг)
- Силовая установка: 2 General Electric J79 -GE-13 турбореактивных двигателя с тягой 9400 фунтов силы (42 кН) каждый.
Производительность
- Максимальная скорость: 487 узлов (560 миль в час, 896 км/ч)
- Диапазон: 4156 миль (4780 миль, 7697 км)
- Практический потолок: 42 500 футов (12 957 м)
См. также
[ редактировать ]Связанные разработки
Ссылки
[ редактировать ]- Примечания
- ↑ Американские X-Vehicles: Опись, июнь 2003 г. Дата обращения: 13 февраля 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с Винчестер 2005 с. 297.
- ^ Баугер, Джо. Northrop X-21A Дата обращения: 14 февраля 2007 г.
- ^ Чемберс, Джозеф Р. Управление ламинарным потоком: Святой Грааль аэродинамики НАСА, с. 133–134.
- ^ Дженкинс, Деннис Р. Альбом фотографий X-Planes . Северный филиал, Миннесота: Specialty Press, 2004. ISBN 1-58007-076-0
- Библиография
- Винчестер, Джим. X-самолеты и прототипы . Лондон: Amber Books Ltd., 2005. ISBN 1-904687-40-7 .
- "Подробные данные X-Planes - Northrop X-21A" Дата обращения: 15 ноября 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Globasecurity.org – Управление ламинарным потоком X-21
- aeroweb.brooklyn.cuny.edu — Northrop X-21A
- Платтнер, CM X-21 тестирует теорию управления ламинарным потоком . // Неделя авиации и космической техники , 24 июня 1963, т. 78, вып. 25, стр. 52–62.
