Дуглас D-558-2 Skyrocket - Douglas D-558-2 Skyrocket

D-558-2 Skyrocket
D-558-II-NASA-E-1442.jpg
Дуглас Скайрокет D-558-2
РольЭкспериментальный высокоскоростной исследование самолет
ПроизводительКомпания Douglas Aircraft
Первый полет4 февраля 1948 г.
Основной пользовательВМС США
Количество построенных3
Разработано изДуглас D-558-1 Skystreak

В Дуглас D-558-2 Skyrocket (или же D-558-II) это ракета и струя -силовые исследования сверхзвуковой самолет построенный Компания Douglas Aircraft для ВМС США. 20 ноября 1953 года, незадолго до 50-летия механических полетов, Скотт Кроссфилд пилотировал Skyrocket до 2 Маха, или более 1290 миль в час (2076 км / ч), впервые самолет превысил вдвое скорость звука.

Дизайн и развитие

D-558-2 проходит испытания

«-2» в обозначении самолета означало, что Skyrocket был версией второй фазы того, что изначально задумывалось как трехэтапная программа. Самолет первой фазы, D-558-1, имел реактивный двигатель и прямые крылья. Третий этап, который так и не был реализован, предполагал строительство макет самолета боевого типа по результатам испытаний самолетов первого и второго этапов. Возможный D-558-3 конструкция, которая так и не была построена, была для гиперзвукового самолета, аналогичного Североамериканский X-15.[1]

Когда стало очевидно, что фюзеляж D558-1 нельзя модифицировать для одновременного использования ракетной и реактивной мощности, D558-2 задумывался как совершенно другой самолет.[2] 27 января 1947 года был издан приказ об изменении контракта, согласно которому последние три самолета D558-1 были официально сняты с производства и заменены тремя новыми самолетами D558-2.[3]

Skyrocket отличался крыльями с стреловидностью 35 градусов и горизонтальными стабилизаторами с стреловидностью 40 градусов. Крылья и оперение были изготовлены из алюминия, а большой фюзеляж - из магния. Skyrocket был оснащен Westinghouse J34-40 ТРД питается через боковые воздухозаборники в носовой части фюзеляжа. Этот двигатель предназначался для взлета, набора высоты и посадки. Для скоростного полета четырехкамерный Моторы реакции Двигатель LR8-RM-6 (обозначение ВМФ для ВВС XLR11 используется в Колокол X-1 ), был подогнан. Этот двигатель был рассчитан на статическую тягу 6000 фунтов (27 кН) на уровне моря. В баках фюзеляжа было в общей сложности 250 галлонов США (950 л) авиационного топлива, 195 галлонов США (740 л) спирта и 180 галлонов США (680 л) жидкого кислорода.

Skyrocket был оснащен крышей кабины заподлицо, но видимость из кабины была плохой, поэтому ее переделали на 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 передняя часть фюзеляжа, включая кабину, могла быть отделена от остальной части самолета в аварийной ситуации. После того, как носовая часть фюзеляжа достаточно сильно замедлится, пилот сможет выйти из кабины на парашюте.

История эксплуатации

Дуглас пилот Джон Ф. Мартин совершил первый полет на армейском аэродроме Мюрок (позже переименованный База ВВС Эдвардс ) в Калифорнии 4 февраля 1948 г. на самолете, оборудованном только реактивным двигателем. Целью программы было исследование характеристик самолетов со стреловидным крылом на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях с особым вниманием к подача (неконтролируемое вращение носовой части самолета вверх), проблема, распространенная в высокоскоростных служебных самолетах того времени, особенно на низких скоростях при взлете и посадке, а также в крутых поворотах.

Эти три самолета собрали большой объем данных о продвижении по тангажу и увязке бокового (рыскание) и продольного (тангаж) движений; нагрузки на крыло и хвостовое оперение, подъемную силу, сопротивление и тряска характеристики стреловидного самолета на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях; и влияние струи выхлопных газов ракеты на поперечную динамическую устойчивость во всем диапазоне скоростей. (Эффекты шлейфа были новым опытом для самолетов.) Самолет номер три также собирал информацию о влиянии внешних накопителей (формы бомб, сбрасываемых резервуаров) на поведение самолета в околозвуковой области (примерно в 0,7–1,3 раза выше скорости звука) . В корреляции с данными других ранних околозвуковых исследовательских самолетов, таких как XF-92A Эта информация способствовала решению проблемы тангажа у самолетов со стреловидным крылом.

Его летные исследования проводились в летно-испытательном подразделении NACA Muroc в г. Калифорния, переименованная в 1949 году в Высокоскоростную летную исследовательскую станцию ​​(HSFRS). HSFRS стал высокоскоростной летной станцией в 1954 году и тогда был известен как НАСА Центр летных исследований Драйдена. В 2014 году он был переименован Центр летных исследований Армстронга в честь Нил Армстронг.

B-29 (вариант P2B) на гнездах для установки Skyrocket
Douglas Skyrocket был сброшен с флота Патрульный бомбардировщик P2B

Три самолета совершили в общей сложности 313 облетов: 123 на самолете номер один (номер бюро 37973 - NACA 143), 103 на втором Skyrocket (номер бюро 37974 - NACA 144) и 87 на самолете номер три (номер бюро 37975 - NACA 145). Skyrocket 143 выполнил все свои миссии, кроме одной, в рамках программы подрядчика Douglas по тестированию летно-технических характеристик самолета.

Самолет NACA 143 изначально 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, который хранил его до 1954 года. В 1954–55 подрядчик модернизировал его до возможности запуска ракеты с воздуха. снят реактивный двигатель. В этой конфигурации исследовательский пилот NACA Джон Маккей управлял самолетом только один раз для ознакомления 17 сентября 1956 года. 123 полета NACA 143 служили для проверки прогнозов характеристик самолета в аэродинамической трубе, за исключением того факта, что самолет испытал меньшее сопротивление выше 0,85 Маха, чем было указано в аэродинамических трубах.

NACA 144 также начала свою программу полетов с турбореактивной силовой установки. Пилоты NACA Роберт А. Чампин[4] и Джон Х. Гриффит совершил 21 полет в этой конфигурации для проверки калибровки воздушной скорости и исследования продольной и поперечной устойчивости и управляемости. При этом в августе 1949 года они столкнулись с проблемами по тангажу, которые инженеры NACA признали серьезными, поскольку они могли привести к ограничивающим и опасным ограничениям на летные характеристики. Следовательно, они решили провести полное расследование проблемы.

В 1950 году Дуглас заменил турбореактивный двигатель на ракетный двигатель LR-8, а его пилот, Билл Бриджман, совершил семь полетов на самолете со скоростью 1,88 Маха (в 1,88 раза больше скорости звука) и на высоте 79,494 фута (24230 м), что на тот момент было неофициальным мировым рекордом высоты, установленным 15 августа 1951 года.[5] В конфигурации ракеты самолет крепился под бомбовым отсеком ВМФ. P2B, вариант Бомбардировщик В-29. P2B должен был подняться на высоту около 30 000 футов (9 100 м), а затем высвободить ракетоплан. Во время сверхзвуковых полетов Бриджмена он столкнулся с резким перекатывающимся движением, известным как боковая нестабильность. Движение было менее выраженным во время полета на 1,88 Маха 7 августа 1951 года, чем во время полета на 1,85 Маха в июне, когда он перешел на низкий уровень. угол атаки.

Инженеры NACA изучили поведение самолета перед началом собственных летных исследований на нем в сентябре 1951 года. В течение следующих двух лет пилот NACA Скотт Кроссфилд облетел самолет 20 раз для сбора данных о продольной и поперечной устойчивости и управляемости, нагрузках на крыло и хвостовое оперение, а также характеристиках подъемной силы, лобового сопротивления и вибрации на скорости до 1,878 Маха.

В этот момент подполковник морской пехоты. Марион Карл поднял самолет на новый (неофициальный) рекорд высоты в 83 235 футов (25 370 м) 21 августа 1953 года и развил максимальную скорость 1,728 Маха. Рекорд высоты не был признан Международной авиационной федерацией, потому что в то время самолеты, совершавшие рекордные попытки, должны были взлетать самостоятельно.[6]

После того, как Карл выполнил эти полеты для ВМФ, технические специалисты NACA на высокоскоростной летной исследовательской станции (HSFRS) рядом с Мохаве, Калифорния, оснастили камеры сгорания двигателя LR-8 удлинителями сопел, чтобы выхлопные газы не воздействовали на рули направления на сверхзвуковых скоростях. Это добавление также увеличило тягу двигателя на 6,5 процента на скорости 1,7 Маха и на 21 300 м (70 000 футов).

Еще до того, как Мэрион Карл взлетела на Skyrocket, глава HSFRS Уолтер К. Уильямс безуспешно подал прошение в штаб-квартиру NACA о том, чтобы он довел самолет до скорости 2 Махов, чтобы собрать данные исследования на такой скорости. Наконец, после того, как Кроссфилд заручился согласием Управления аэронавтики ВМФ, директор NACA Хью Л. Драйден смягчил обычную практику организации оставлять установление рекордов другим и согласился на попытку полета до скорости 2 Маха.

В дополнение к добавлению удлинителей форсунок, летная группа NACA в HSFRS охладила топливо (спирт), чтобы можно было налить больше в бак, и натерла фюзеляж воском, чтобы уменьшить сопротивление. Инженер проекта Герман О. Анкенбрук разработал план полета на высоту около 72 000 футов (21 900 м) и плавного погружения. Кроссфилд вошел в историю авиации 20 ноября 1953 года, когда он разогнался до 2,005 Маха, 1291 миль в час (2078 км / ч). Это был единственный полет Skyrocket со скоростью 2 Маха.

После этого полета пилоты Crossfield и NACA Джозеф А. Уокер и Джон Б. Маккей управлял самолетом для таких целей, как сбор данных о распределении давления, нагрузках на конструкции и нагреве конструкции, причем последний полет в программе состоялся 20 декабря 1956 года, когда Маккей получил данные о динамической устойчивости и уровни звукового давления на околозвуковых скоростях и выше. .

Между тем, NACA 145 выполнила 21 контрактный рейс пилотами Douglas. Юджин Ф. Мэй и Уильям Бриджман в ноябре 1950 года. На этом реактивном и ракетном двигателе Скотт Кроссфилд и Уолтер Джонс начали расследование NACA по тангажу, которое длилось с сентября 1951 года до лета 1953 года. Они управляли Skyrocket с различными крыльями. конфигурации ограждения, предкрылка и хорды передней кромки, выполнение различных маневров, а также прямолинейный полет на околозвуковых скоростях. В то время как ограждения значительно способствовали восстановлению после подъема по тангажу, удлинение пояса передней кромки не помогло, что противоречит результатам испытаний в аэродинамической трубе. Предкрылки (длинные, узкие вспомогательные аэродинамические поверхности) в полностью открытом положении исключают подъем по тангажу, за исключением диапазона скоростей от 0,8 до 0,85 Маха.

В июне 1954 года Кроссфилд начал расследование влияния внешних запасов (формы бомбы и топливных баков) на трансзвуковое поведение самолета. Маккей и Стэнли Бутчарт завершил расследование этого вопроса NACA, и Маккей выполнил последнюю миссию 28 августа 1956 года.

Помимо установления нескольких рекордов, пилоты Skyrocket собрали важные данные и понимание того, что будет и что не будет работать 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 показателями полета, расширив возможности конструкторов по созданию более совершенных самолетов для вооруженных сил, особенно со стреловидными крыльями. Более того, данные по таким вопросам, как устойчивость и управляемость этого и других ранних исследовательских самолетов, помогли при разработке конструкции. Серия века истребителей, каждый из которых имел подвижные горизонтальные стабилизаторы, впервые примененные на сериях X-1 и D-558.

Варианты

Все три Skyrockets имели крылья стреловидности 35 градусов.

До конфигурации для запуска с воздуха, NACA 143 был оснащен турбореактивным двигателем Westinghouse J-34-40, рассчитанным на статическую тягу 13 кН. Он нес 260 галлонов США (980 л) авиационного бензина и весил 10 572 фунта (4 795 кг) на взлете.

NACA 144 (и NACA 143 после модификации в 1955 году) оснащался ракетным двигателем LR-8-RM-6, рассчитанным на статическую тягу 6000 фунтов силы (27 кН). Его пропелленты составляли 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, рассчитанный на статическую тягу 6000 фунтов (27 кН), так и турбореактивный двигатель Westinghouse J-34-40, рассчитанный на статическую тягу 3000 фунт-сил (13 кН). Он перевозил 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

  • D-558-2 Skyrocket
    • D-558-2 №1 - # 37973 NACA-143, 123 рейса
    • D-558-2 №2 - # 37974 НАКА-144, 103 рейса
    • D-558-2 №3 - # 37975 NACA-145, 87 рейсов

Выживший самолет

D-558-2 # 1 Skyrocket выставлен на Музей Самолетов Славы, Чино, Калифорния. Skyrocket номер два, первый самолет, летящий со скоростью 2 Маха, выставлен на выставке Национальный музей авиации и космонавтики в Вашингтон, округ Колумбия. Третий самолет установлен на пилоне на территории Колледж Антилопы Вэлли, Ланкастер, Калифорния.

Технические характеристики (D-558-2 Skyrocket)

(Сконфигурирован со смешанной силовой установкой)

Данные из Самолет McDonnell Douglas с 1920 г .: Том I,[7][8]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 42 футов (13 м)
  • Размах крыльев: 25 футов (7,6 м)
  • Высота: 12 футов 8 дюймов (3,86 м)
  • Площадь крыла: 175 квадратных футов (16,3 м2)
  • Аэродинамический профиль: корень: NACA 63-010; кончик: NACA 63-012[9]
  • Только турбореактивный стартовый вес: 10,572 фунтов (4,795 кг)
  • Стартовая масса смешанной мощности: 15,266 фунтов (6925 кг)
  • Только стартовая масса ракеты: 15787 фунтов (7161 кг)
  • Вместимость топливных баков:
  • Запас топлива турбореактивного двигателя: 250 галлонов США (210 имп галлонов; 950 л) Avgas
  • Запас топлива ракеты: 195 галлонов США (162 имп гал; 740 л) Алкоголь
  • Емкость ракетного окислителя: 180 галлонов США (150 имп галлонов; 680 л) LOX
  • Турбонасос H2О2 емкость: 11 галлонов США (9,2 имп гал; 42 л) Высокий тест на перекись водорода (ПВТ)
  • Электростанция: 1 × Вестингауз J34-WE-40 турбореактивный двигатель, тяга 3000 фунтов силы (13 кН)
  • Электростанция: 1 × Моторы реакции XLR8-RM-5 4-камерный жидкостный ракетный двигатель, тяга 6000 фунт-сил (27 кН)

Спектакль

  • Максимальная скорость: 585 миль / ч (941 км / ч, 508 кН) на высоте 20000 футов (6100 м) только на турбореактивном двигателе
720 миль / ч (630 узлов; 1160 км / ч) на высоте 40000 футов (12000 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 ракетной мощности с воздушным запуском
  • Скорость сваливания: 160 миль / ч (260 км / ч, 140 узлов)
  • Скороподъемность: 22400 футов / мин (114 м / с) смешанная мощность
11100 футов / мин (3400 м / мин) только мощность ракеты
  • Нагрузка на крыло: 60,4 фунта / кв. Фут (295 кг / м2) только турбореактивный двигатель
87,2 фунт / кв. Фут (426 кг / м2) смешанная мощность
440 кг / м (90,2 фунт / кв. Фут)2) только ракетный двигатель

Смотрите также

Связанная разработка

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Рекомендации

Примечания
  1. ^ Ханли, J.D., изд. «К скорости 2: Программа Дугласа D558 (НАСА SP-4222)». В архиве 2012-04-05 в Wayback Machine Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, 1999.
  2. ^ "Информационный бюллетень о D-558-II". В архиве 2011-06-03 на Wayback Machine Центр летных исследований Драйдена. Дата обращения: 25 июня 2011.
  3. ^ Франсильон, Рене Дж. McDonnell Douglas Aircraft с 1920 года: Том I. Аннаполис, Мэриленд: издательство военно-морского института, 1988. ISBN  0-87021-428-4.
  4. ^ Гиббс, Ивонн (24 февраля 2016 г.). «Бывшие пилоты: Роберт А. Чампин». nasa.gov. В архиве из оригинала 5 марта 2017 г.. Получено 23 апреля 2018.
  5. ^ «Дуглас Скайрокет». Популярная механика, Сентябрь 1951 г., стр. 124.
  6. ^ «Морской пехотинец поднимает ракетный самолет на высоту почти 10 миль». Популярная механика, Декабрь 1953 г., стр. 127.
  7. ^ Франсильон, Рене Дж. (1988). Самолеты McDonnell Douglas с 1920 г .: Том I. Лондон: Издательство военно-морского института. С. 424–432. ISBN  0870214284.
  8. ^ Heinemann, Edward H .; Рауса, Росарио (1 мая 1980 г.). Эд Хайнеманн, конструктор боевых самолетов. Аннаполис, Мэриленд: издательство военно-морского института. С. 1 мая 1980 г. ISBN  978-0870217975.
  9. ^ Ледничер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля». m-selig.ae.illinois.edu. Получено 16 апреля 2019.
Библиография
  • Бриджмен, Уильям и Жаклин Хазард. Одинокое небо. Нью-Йорк: Генри Холт и Ко, 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 (Военно-морские истребители номер пятьдесят семь). Сими-Вэлли, Калифорния: Ginter Books, 2002. ISBN  0-942612-57-4.
  • Либис, Скотт. Skystreak, Skyrocket и Stiletto: Douglas High-Speed ​​X-Planes. Северное отделение, Миннесота: Specialty Press, 2005. ISBN  1-58007-084-1.

внешняя ссылка