Дуглас D-558-2 Скайрокет
| D-558-2 Скайракет | |
|---|---|
 | |
| Дуглас Скайрокет D-558-2 | |
| Роль | Экспериментальный высокоскоростной исследовательский самолет |
| Производитель | Дуглас Эйркрафт Компани |
| Первый полет | 4 февраля 1948 г. |
| Основной пользователь | ВМС США |
| Количество построенных | 3 |
| Разработано на основе | Дуглас D-558-1 Скайстрик |
Douglas D-558-2 Skyrocket (или D-558-II ) — с ракетным и реактивным исследовательский сверхзвуковой самолёт двигателем, построенный компанией Douglas Aircraft Company для ВМС США . 20 ноября 1953 года, незадолго до ( 17 декабря 50-летия полета с двигателем ), Скотт Кроссфилд пилотировал Skyrocket до скорости 2 Маха, или более 1290 миль в час (2076 км/ч), впервые самолет превысил скорость вдвое . звук .
Дизайн и разработка [ править ]
«-2» в обозначении самолета указывало на тот факт, что Skyrocket представлял собой вторую версию программы, которая изначально задумывалась как трехэтапная. Самолет первой фазы, Д-558-1 , имел реактивный двигатель и прямые крылья. Третий этап, который так и не был реализован, предполагал создание макета самолета боевого типа, воплощающего результаты испытаний самолетов первого и второго этапов. В конечном итоге проект D-558-3 , который так и не был построен, предназначался для гиперзвукового самолета, подобного североамериканскому X-15 . [1]
Когда стало очевидно, что фюзеляж D558-1 не может быть модифицирован для размещения одновременно ракетной и реактивной мощности, D558-2 был задуман как совершенно другой самолет. [2] Контракт на поставку был изменен 27 января 1947 года: последние три самолета D558-1 были заменены тремя новыми самолетами D558-2. [3]
Skyrocket имел крылья со стреловидностью 35 градусов и горизонтальные стабилизаторы со стреловидностью 40 градусов. Крылья и оперение были изготовлены из алюминия, а большой фюзеляж — в основном из магния. Skyrocket был оснащен турбореактивным двигателем Westinghouse J34-40 с тягой 3000 фунтов силы (13 кН), подаваемым через боковые воздухозаборники в носовой части фюзеляжа. Этот двигатель предназначался для взлета, набора высоты и посадки. Для полета на высоких скоростях был установлен четырехкамерный двигатель Reaction Motors LR8-RM-6 (обозначение ВВС XLR11 , используемого в Bell X-1 ). Этот двигатель имел статическую тягу 6000 фунтов силы (27 кН) на уровне моря. Всего в фюзеляжных баках перевозилось 250 галлонов США (950 л) авиационного топлива, 195 галлонов США (740 л) спирта и 180 галлонов США (680 л) жидкого кислорода.
Изначально у Skyrocket был фонарь кабины заподлицо, но видимость из кабины была плохой, поэтому его переконфигурировали, сделав приподнятую кабину с обычными наклонными окнами. Это привело к увеличению площади профиля в передней части самолета, которая уравновешивалась дополнительными 14 дюймами (36 см) высоты, добавленными к вертикальному стабилизатору. Как и его предшественник D558-1, D558-2 был спроектирован таким образом, чтобы носовая часть фюзеляжа, включая кабину, могла отсоединяться от остальной части самолета в аварийной ситуации. Как только носовая часть фюзеляжа замедлилась, пилот смог выбраться из кабины на парашюте.
История эксплуатации [ править ]
Пилот «Дугласа» Джон Ф. Мартин совершил первый полет на армейском аэродроме Мюрок (позже переименованном в базу ВВС Эдвардс ) в Калифорнии 4 февраля 1948 года на самолете, оснащенном только реактивным двигателем. Целями программы было исследование характеристик самолетов со стреловидным крылом на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях, уделяя особое внимание тангажу (неуправляемому повороту носовой части самолета вверх), проблеме, распространенной в высокоскоростных служебных самолетах. той эпохи, особенно на малых скоростях при взлете и посадке, а также на крутых поворотах.
Три самолета собрали большой объем данных о тангаже и сочетании бокового (рыскание) и продольного (тангаж) движений; нагрузки на крыло и хвостовое оперение, характеристики подъемной силы, сопротивления и бафтинга самолетов со стреловидным крылом на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях; и влияние шлейфа выхлопных газов ракеты на боковую динамическую устойчивость во всем диапазоне скоростей. (Эффекты шлейфа были новым опытом для самолетов.) Самолет номер три также собирал информацию о влиянии внешних запасов (формы бомб, сбрасываемых баков) на поведение самолета в околозвуковой области (примерно в 0,7–1,3 раза превышающей скорость звука). . В сочетании с данными других первых трансзвуковых исследовательских самолетов, таких как XF-92A , эта информация способствовала решению проблемы тангажа в самолетах со стреловидным крылом.
Его летные исследования проводились в летно-испытательном подразделении NACA в Мюроке в Калифорнии , переименованном в 1949 году в высокоскоростную летно-исследовательскую станцию (HSFRS). HSFRS стала высокоскоростной летной станцией в 1954 году и тогда была известна как Центр летных исследований Драйдена НАСА . В 2014 году он был переименован в Центр летных исследований Армстронга в честь Нила Армстронга .
Три самолета совершили в общей сложности 313 полетов: 123 на самолете номер один (Бюро № 37973 — NACA 143), 103 на втором Skyrocket (Бюро № 37974 — NACA 144) и 87 на самолете номер три (Бюро № .37975 – НАКА 145). Skyrocket 143 выполнил все свои миссии, кроме одного, в рамках программы подрядчика Douglas по проверке характеристик самолета.
Самолет NACA 143 первоначально оснащался только реактивным двигателем, но позже был оснащен ракетным двигателем. В этой конфигурации он испытывался Дугласом с 1949 по 1951 год. После программы испытаний Дугласа он был доставлен в NACA, где хранился до 1954 года. В 1954–55 годах подрядчик модифицировал его, сделав его полностью ракетным с возможностью воздушного запуска с реактивный двигатель снят. В этой конфигурации пилот-исследователь NACA Джон Маккей управлял самолетом только один раз для ознакомления 17 сентября 1956 года. 123 полета NACA 143 послужили для проверки прогнозов аэродинамической трубы о характеристиках самолета, за исключением того факта, что самолет испытывал меньшее сопротивление выше На 0,85 Маха больше, чем показали аэродинамические трубы.
NACA 144 также начал свою летную программу с турбореактивной силовой установкой. Пилоты NACA Роберт А. Шампин [4] и Джон Х. Гриффит совершил 21 полет в этой конфигурации для проверки калибровки скорости полета и исследования продольной и поперечной устойчивости и управления. При этом в августе 1949 года они столкнулись с проблемами тангажа, которые инженеры NACA признали серьезными, поскольку они могли привести к ограничивающему и опасному ограничению летных характеристик. Поэтому они решили провести полное расследование проблемы.
В 1950 году Дуглас заменил турбореактивный двигатель ракетным двигателем LR-8, а его пилот Билл Бриджман семь раз управлял самолетом до скорости 1,88 Маха (в 1,88 раза превышающей скорость звука) и высоты 79 494 футов (24 230 м). м), последний на тот момент был неофициальным мировым рекордом высоты, достигнутым 15 августа 1951 года. [5] В ракетной конфигурации самолет крепился под бомбовым отсеком военно-морского самолета P2B , варианта бомбардировщика B-29 . P2B должен был подняться на высоту около 30 000 футов (9 100 м), а затем выпустить ракетоплан. Во время сверхзвуковых полетов Бриджмен столкнулся с сильным перекатывающимся движением, известным как боковая неустойчивость. Движение было менее выраженным во время полета на скорости 1,88 Маха 7 августа 1951 года, чем во время полета на скорости 1,85 Маха в июне, когда он перешел на малый угол атаки .
Инженеры NACA изучили поведение самолета, прежде чем начать собственные летные исследования самолета в сентябре 1951 года. В течение следующих нескольких лет пилот NACA Скотт Кроссфилд летал на самолете 20 раз, чтобы собрать данные о продольной и поперечной устойчивости и управлении крылом. и хвостовая нагрузка, а также характеристики подъемной силы, сопротивления и тряски на скоростях до 1,878 Маха.
В этот момент подполковник морской пехоты Мэрион Карл подняла самолет на новый (неофициальный) рекорд высоты 83 235 футов (25 370 м) 21 августа 1953 года и достигла максимальной скорости 1,728 Маха. Рекорд высоты не был признан Международной федерацией аэронавтики, поскольку в то время самолеты, совершавшие рекордные попытки, должны были взлетать собственным ходом. [6]
После завершения Карлом этих полетов для ВМФ технические специалисты NACA на Исследовательской станции высокоскоростных полетов (HSFRS) недалеко от Мохаве , Калифорния, оснастили камеры сгорания двигателя LR-8 удлинителями сопел, чтобы предотвратить воздействие выхлопных газов на рули направления на сверхзвуковых скоростях. скорости. Это дополнение также увеличило тягу двигателя на 6,5 процента на скорости 1,7 Маха и высоте 70 000 футов (21 300 м).
Еще до того, как Мэрион Карл управляла Skyrocket, руководитель HSFRS Уолтер К. Уильямс безуспешно обращался в штаб-квартиру NACA с просьбой запустить самолет на скорость 2 Маха, чтобы собрать исследовательские данные на этой скорости. Наконец, после того, как Кроссфилд заручился согласием Бюро аэронавтики ВМФ, директор NACA Хью Л. Драйден смягчил обычную практику организации, оставляя установление рекордов другим, и согласился на попытку полета на скорости 2 Маха.
В дополнение к установке удлинителей сопел летная группа NACA в HSFRS охладила топливо (спирт), чтобы его можно было заливать в бак, и натерла фюзеляж воском, чтобы уменьшить сопротивление. Инженер-проектировщик Герман О. Анкенбрюк составил план полета на высоту около 72 000 футов (21 900 м) и перехода в небольшое пикирование. Кроссфилд вошел в историю авиации 20 ноября 1953 года, когда он достиг скорости 2,005 Маха, 1291 миль в час (2078 км/ч). Это был единственный полет Skyrocket на скорости 2 Маха.
После этого полета пилоты Кроссфилда и NACA Джозеф А. Уокер и Джон Б. Маккей управляли самолетом с такими целями, как сбор данных о распределении давления, нагрузках на конструкции и нагреве конструкций, причем последний полет в программе состоялся 20 декабря 1956 года. , когда Маккей получил данные о динамической устойчивости и уровнях звукового давления на околозвуковых скоростях и выше.
Между тем, в ноябре 1950 года NACA 145 выполнила 21 полет по контракту пилотов Дугласа Юджина Ф. Мэя и Уильяма Бриджмана. На этом реактивно-ракетном корабле Скотт Кроссфилд и Уолтер Джонс начали расследование NACA по поводу качки, продолжавшееся с сентября. В 1951 году, в самом начале лета 1953 года, они летали на Skyrocket с различными конфигурациями ограждения крыла, предкрылка и удлинения хорды передней кромки, выполняя различные маневры, а также прямой и горизонтальный полет на околозвуковых скоростях. В то время как ограждения значительно способствовали выходу из условий тангажа, удлинения передней кромки хорды этого не сделали, что опровергло результаты испытаний в аэродинамической трубе. Предкрылки (длинные узкие вспомогательные профили) в полностью открытом положении исключали подъем по тангажу, за исключением диапазона скоростей от 0,8 до 0,85 Маха.
В июне 1954 года Кроссфилд начал исследование влияния внешних запасов (формы бомб и топливных баков) на околозвуковое поведение самолета. Маккей и Стэнли Бутчарт завершили расследование NACA по этому вопросу, и Маккей выполнил последнюю миссию 28 августа 1956 года.
Помимо установления нескольких рекордов, пилоты Skyrocket собрали важные данные и понимание того, что будет работать, а что нет для обеспечения стабильного, управляемого полета самолета со стреловидным крылом в околозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Собранные ими данные также помогли обеспечить лучшую корреляцию результатов испытаний в аэродинамической трубе с фактическими летными показателями, что расширило возможности конструкторов по созданию более эффективных самолетов для вооруженных сил, особенно со стреловидным крылом. Более того, данные по таким вопросам, как устойчивость и управляемость этого и других ранних исследовательских самолетов, помогли при разработке серии Century истребителей , все из которых имели подвижные горизонтальные стабилизаторы, впервые использованные на сериях X-1 и D-558.
Варианты [ править ]
Все три Skyrocket имели крылья со стреловидностью 35 градусов.
Пока NACA 143 не был сконфигурирован для запуска с воздуха, он оснащался турбореактивным двигателем Westinghouse J-34-40 со статической тягой 3000 фунтов силы (13 кН). Он нес 260 галлонов США (980 л) авиационного бензина и весил при взлете 10 572 фунта (4795 кг).
NACA 144 (и NACA 143 после модификации в 1955 году) был оснащен ракетным двигателем LR-8-RM-6 со статической тягой 6000 фунтов силы (27 кН). В качестве топлива использовались 345 галлонов США (1310 л) жидкого кислорода и 378 галлонов США (1430 л) разбавленного этилового спирта. В стартовой конфигурации он весил 15 787 фунтов (7 161 кг).
NACA 145 имел как ракетный двигатель LR-8-RM-5 со статической тягой 6000 фунтов силы (27 кН), так и турбореактивный двигатель Westinghouse J-34-40 со статической тягой 3000 фунтов силы (13 кН). Он нес 170 галлонов США (640 л) жидкого кислорода, 192 галлона США (730 л) разбавленного этилового спирта и 260 галлонов США (980 л) авиационного бензина при стартовой массе 15 266 фунтов (6925 кг).
Серийные номера самолетов [ править ]
- D-558-2 Скайракет
- Д-558-2 №1 – №37973 NACA-143, 123 полета.
- Д-558-2 №2 – №37974 NACA-144, 103 полета.
- Д-558-2 №3 – №37975 NACA-145, 87 полетов.
Выжившие самолеты [ править ]
D-558-2 №1 Skyrocket выставлен в Музее самолетов славы в Чино, Калифорния . Skyrocket номер два, первый самолет, летающий со скоростью 2 Маха, выставлен в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне. Третий самолет выставлен на пилоне на территории колледжа Антилопа-Вэлли в Ланкастере, Калифорния .
Технические характеристики (D-558-2 Skyrocket) [ править ]
(Конфигурация со смешанной силовой установкой)
Данные самолетов McDonnell Douglas с 1920 года: Том I, [7] [8]
Общие характеристики
- Экипаж: 1
- Длина: 42 фута (13 м)
- Размах крыльев: 25 футов (7,6 м)
- Высота: 12 футов 8 дюймов (3,86 м)
- Площадь крыла: 175 кв. футов (16,3 м 2 )
- Профиль крыла : корень: NACA 63-010 ; совет: NACA 63-012 [9]
- Стартовая масса только турбореактивного двигателя: 10 572 фунта (4795 кг)
- Стартовая масса смешанной мощности: 15 266 фунтов (6 925 кг)
- Только стартовая масса ракеты: 15 787 фунтов (7 161 кг).
- Запас топлива:
- Запас топлива турбореактивного двигателя: 250 галлонов США (210 имп галлонов; 950 л) Avgas
- Запас ракетного топлива: 195 галлонов США (162 имп галлона; 740 л) Алкоголь
- Емкость ракетного окислителя: 180 галлонов США (150 имп галлонов; 680 л) LOX
- турбонасоса по H 2 O 2 Емкость : 11 галлонов США (9,2 имп гал; 42 л) Высококачественная перекись водорода (HTP)
- Силовая установка: 1 двигатель Westinghouse J34-WE-40 турбореактивный , тяга 3000 фунтов силы (13 кН).
- Силовая установка: 1 Reaction Motors XLR8-RM-5 , тяга 6000 фунтов силы (27 кН). 4-камерный жидкостный ракетный двигатель
Производительность
- Максимальная скорость: 585 миль в час (941 км/ч, 508 узлов) на высоте 20 000 футов (6 100 м) только на турбореактивном двигателе.
- 720 миль в час (630 узлов; 1160 км / ч) на высоте 40 000 футов (12 000 м) на смешанной мощности с обычным взлетом
- 1250 миль в час (1090 узлов; 2010 км / ч) на высоте 67 500 футов (20 600 м) на ракете с воздушным запуском
- Скорость сваливания: 160 миль в час (260 км/ч, 140 узлов)
- Скорость набора высоты: 22 400 футов / мин (114 м / с), смешанная мощность.
- Только мощность ракеты 11 100 футов / мин (3400 м / мин)
- Нагрузка на крыло: 60,4 фунта/кв. футов (295 кг/м). 2 ) только турбореактивный двигатель
- 87,2 фунта/кв. футов (426 кг/м 2 ) смешанная мощность
- 90,2 фунта/кв. футов (440 кг/м) 2 ) только ракетный двигатель
См. также [ править ]
Связанные разработки
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
Ссылки [ править ]
- Примечания
- ^ Ханли, JD, изд. «На пути к 2 Махам: Программа Дугласа D558 (НАСА SP-4222)». Архивировано 5 апреля 2012 г. в Wayback Machine, Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, 1999 г.
- ^ "Информационный бюллетень D-558-II". Архивировано 3 июня 2011 г. в Wayback Machine Центре летных исследований Драйдена . Проверено: 25 июня 2011 г.
- ^ Франсильон, Рене Дж. Макдоннелл Дуглас Самолеты с 1920 года: Том I. Аннаполис, Мэриленд: Издательство Военно-морского института, 1988. ISBN 0-87021-428-4 .
- ^ Гиббс, Ивонн (24 февраля 2016 г.). «Бывшие пилоты: Роберт А. Чампин» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 5 марта 2017 года . Проверено 23 апреля 2018 г.
- ^ "Дуглас Скайрокет". «Популярная механика» , сентябрь 1951 г., с. 124.
- ^ «Морской пехотинец поднимает ракетный самолет на высоту почти 16 миль». «Популярная механика» , декабрь 1953 г., с. 127.
- ^ Франсильон, Рене Дж. (1988). Самолеты McDonnell Douglas с 1920 года: Том I. Лондон: Издательство Военно-морского института. стр. 424–432. ISBN 0870214284 .
- ^ Хайнеманн, Эдвард Х.; Рауса, Росарио (1 мая 1980 г.). Эд Хайнеманн, конструктор боевых самолетов . Аннаполис, Мэриленд: Издательство Военно-морского института. стр. 1 мая 1980 г. ISBN. 978-0870217975 .
- ^ Леднисер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля» . m-selig.ae.illinois.edu . Проверено 16 апреля 2019 г.
- Библиография
- Бриджмен, Уильям и Жаклин Хазард. Одинокое небо . Нью-Йорк: Генри Холт и компания, 1955. ISBN 978-0-8107-9011-7 .
- Халлион, доктор Ричард П. «Сага о ракетных кораблях», AirEnthusiast Five , ноябрь 1977 г. - февраль 1978 г. Бромли, Кент, Великобритания: Pilot Press Ltd., 1977.
- Либис, Скотт. Дуглас D-558-2 Skyrocket (Морские истребители номер пятьдесят семь). Сими-Вэлли, Калифорния: Ginter Books, 2002. ISBN 0-942612-57-4 .
- Либис, Скотт. Skystreak, Skyrocket и Stiletto: высокоскоростные X-самолеты Дугласа . Северный филиал, Миннесота: Specialty Press, 2005. ISBN 1-58007-084-1 .
Внешние ссылки [ править ]
- Веб-страница НАСА Драйдена
- «Игольчатая ракета исследует звуковые скорости», Popular Mechanics, январь 1948 г.
- "Skyrocket" 1948 года. - статья о полете Skyrocket
- Кадр из кинохроники о том, как Дуглас Скайрокет установил мировой рекорд скорости (1953) из британского Пате ( Рекордный номер: 65422 ) на YouTube