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直到1949年4月才还原试飞

归档日期:04-17       文本归类:耳夜鹰      文章编辑:爱尚语录

  原题目:半无尾翼结构毕竟行不可?X4飞机说不!F-117夜鹰隐身攻击机说行!

  1945岁首,美军试飞了天下上第一架火箭动力验证机X-1,X系列从此香火继续,正在随后近七十年的兴盛经过中,美军简直每年都要研发一种以X冠名的试验飞舞器。固然正在70年代因为美邦的策略调节暂停了一段岁月,然则美军新军事故革的崛起又为X系列注入了新的生机,到目前一经兴盛出跨大气层飞舞器、太空拯救体例、无人隐形军械平台等众种型号,成为天下空天军械设备兴盛的风向标。

  本期稿件,咱们厉重先容诺思罗普飞机公司研发的X-4“矮脚鸡”(Bantam),它验证的是半无尾的气动结构。

  X-4“矮脚鸡”(Bantam)验证机由诺思罗普飞机公司研发,是一种小型双喷飞机,厉重用于验证无程度尾翼超声速飞舞的可行性。

  X-4验证机乘员1人,长7.09米,高4.52米,翼展8.18米,机翼面积18.6平方米,弦展比3.6:1,空重2500千克,最大升起重量3550千克。飞机装置了2台威斯汀豪斯电气公司的J30-WE-7/9喷气动员机,推力7.1 kN(725千克),最大飞舞速率1006千米/小时,航程676千米,升限12900米,爬升率39.1米/秒。

  X-4的机体相当紧凑,只可装置2部威斯汀豪斯电气公司的J30动员机,加上飞舞员和仪器仪外,只可搭载45分钟的燃油。简直全体的地面保护使命都能够不必要登机梯或脚凳来实现,地勤职员站正在地面上就能够看到机舱内部的情形。

  X-4没有程度尾翼左右面,不妨起落舵配平与副翼左右面组合的“起落舵补助翼”(elevons)组织完成飞舞左右。“起落舵补助翼”不妨左右飞机的俯仰、滚转形状,与纳粹德邦空军的梅瑟施米特的Me-163和英邦德·哈维兰公司的DH-108“燕子”(Swallow )异常近似,良众氛围动力学家都以为作废程度尾翼左右面不妨肃清高速飞舞时的安宁性题目,即激波失速(shock stall)题目。激波失速的道理厉重是飞机正在超声速飞舞时,机翼和程度尾翼会互相影响,变成超声速激波的题目。虽然策画思绪异常优秀,然则当时的飞舞左右体例阻挠了X-4项目标获胜。

  1946年,美邦陆军航空队与诺思罗普公司缔结合同,策画修制2架X-4验证机。诺思罗普公司之因而不妨入选美邦陆军航空队的X-4验证机项目,厉重是因为美军看中了公司正在N-9M、XB-35和YB-49等飞翼结构的机型上积攒的体味。

  诺思罗普一共修制了2架验证机,第一架 X-4验证机正在美邦空军编号46-676,1948年11月,被交付到穆拉克空军基地,首优秀行了滑行测试,于1948年12月15日由诺思罗普公司的试飞员查尔斯·塔克(Charles Tucker)举办了首飞。试飞刚才先河,罗杰干湖床区域就下起了冬雨,阻挠了试飞布置,直到1949年4月才复兴试飞。

  但因为板滞方面的道理,飞舞形态极担心宁,第一架验证机正在举办10次试飞之后被停飞了,从此再没能飞起来过,只可为第二架验证机供给部件。NACA穆拉克试飞队(现正在的德莱登飞舞钻探中央)主管沃尔特·威廉姆斯(Walter C. Williams)把飞机称为“柠檬”,寄意青涩。美邦空军的埃尔伯特·伯伊德准将负担该项目研发,关于第一架验证机的职能也不中意。

  1950~1953年,NACA正在高速飞舞钻探站(现正在的爱德华兹空军基地)测试了X-4的半无尾组织,美邦空军编号46-677的第二架验证机正在停飞光阴交付,然则很速正在1950年9月28日由NACA的试飞员约翰·格里菲斯(John H. Griffith),说明了具有更高的安宁性。然则,第二架验证机也通常正在0.8马赫速率飞舞时显露机体上下振动的题目,虽然厥后过程纠正X-4一时制胜了偏振的题目,但当速率抵达0.91马赫时又显露了偏振题目。X-4的飞舞试验说明,半无尾翼飞机不适合切近1马赫速率飞舞。

  试飞连续一连到1951年5月,厉重实质是飞机的俯仰安宁性。约翰·格里菲斯和NACA试飞员斯科特·克里斯菲尔德(Scott Crossfield)以为,X-4速率抵达马赫数0.88时,就先河显露俯仰偏向的振动,并且越来越紧要,就像正在搓板途上开汽车相通。速率进一步减少时,飞机先河显露“叩首”形象,机头剧烈下压,与1941年Me-163A原型机显露的题目好似。更为紧要的是,飞机正在三个轴偏向上都有振动趋向,试飞员将其称为“hunt”,速率越高,偏航、俯仰和滚转的担心宁性越紧要,显露惯性耦合的征兆,这是往后众年人类正在氛围动力学上面临的一大寻事。

  为处理安宁性的题目,项目工程师们肯定减少机翼后缘的襟翼/减速板的厚度,正在蛤壳式襟翼/减速板的上下方加装了轻木条(balsa wood strips),使角度连结正在5°。1951年8月20日,NACA试飞员沃尔特·琼斯(Walter Jones)试飞了这种钝后缘组织,10月又正在克罗斯菲尔德举办了第2次测试,功效比力彰彰。沃尔特·琼斯以为飞舞质料大幅提拔,飞机正在马赫数0.92时没有了俯仰左右题目。

  轻木条厥后被移除,X-4举办了相闭着陆特色的一系列试飞。掀开减速板之后,升阻比能够消浸到3:1,为厥后的火箭动力飞机积攒了数据。1951年10月,机翼油箱宣泄,迫使飞机停飞到1952年3月,着陆测试随后不断举办。NACA试飞员乔·沃克(Joe Walker)、斯坦利·布查德(Stanley Butchard)和乔治·库珀(George Cooper )诀别举办了试飞。

  襟翼/减速板加厚测试之后,X-4的起落舵也加装了轻木条,1952年5月19日先河试飞,然则正在试飞中一部动员机损坏,8月调换成J30动员机复兴试飞,说明了改装处理了俯仰和偏航题目,0.74~0.91马赫数飞舞机遇头下压题目取得处理,然则正在0.91马赫数以上仍有振荡的题目。

  1953年,轻木条再次被移除,回到最初的组织钻探X-4的动态安宁性题目。斯科特·克里斯菲尔德和约翰·麦凯(John B. McKay)举办了项目结果的测试。1953年9月,X-4举办了却果一次试飞。

  2架验证机正在项目完了后都保存了下来,第一架送给了位于科罗拉众之春的美邦空军学院,厥后又返还到爱德华兹空军基地,连续保全正在爱德华兹博物馆。2012年8月,爱德华空军基地对第一架验证机举办了光复。第二架验证机送给了俄亥俄州戴顿左近的怀特-帕特森空军基地的美邦空军邦度博物馆,连续正在布列涌现。

  X-4项目标厉重成便是说明了后掠翼飞机的半无尾策画并不成行,正在马赫数1以上的速率异常担心宁,虽然第一种速率超越1马赫的战争机F-7U“短剑”(Cutlass)便是采用了这种组织。飞机策画师仍然正在往后的策画中避开了这种死胡同。厥后,遥控自愿驾驶体例显露,这种氛围动力结构又先河苏醒,X-36验证机、拥蓝(Have Blue)F-117、麦道“食肉鸟”(Bird of Prey)等机型便是源自X-4的半无尾组织,厥后的三角翼飞机比方道格拉斯的F-4D、康韦尔的F-102A(源自XF-92A)和火神轰炸机(Avro Vulcan)也都从X-4项目鉴戒了良众体味。

  图为美邦第一代喷气式飞机验证机大纠合,中央的是道格拉斯X-3“短剑”(Stiletto),从下往上顺时针诀别是贝尔X-1A、道格拉斯D-558-1“天空条纹”(Skystreak)康韦尔XF-92A、贝尔X-5、道格拉斯,“天空火箭”(Skyrocket)和诺思罗普X-4“矮脚鸡”。

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