Northrop X-4 Bantam - Northrop X-4 Bantam

X-4 Bantam
Northrop-X4-Bantam.jpg
X-4 Bantam
РольБесхвостый самолет прототип
ПроизводительNorthrop
Первый полет15 декабря 1948 г.
Положение делНа пенсии
Количество построенных2

В Northrop X-4 Bantam был прототип небольшой твинджет самолет производства Корпорация Нортроп в 1948 году. Горизонтальное оперение не имело, вместо этого использовалось комбинированное лифт и элерон поверхности управления (называемые элевоны ) для управления по тангажу и крену, почти точно так же, как у аналогичного формата, с ракетным двигателем. Мессершмитт Me 163 Люфтваффе нацистской Германии. Некоторые специалисты по аэродинамике предположили, что устранение горизонтального оперения также устранит проблемы устойчивости на высоких скоростях (так называемые шоковый срыв ) в результате взаимодействия сверхзвуковой ударные волны от крыльев и горизонтальных стабилизаторов. Идея имела свои достоинства, но системы управления полетом того времени не позволили X-4 добиться успеха.

Разработка

Два X-4 были построены корпорацией Northrop Corporation, но первый оказался механически неисправным, и после десяти полетов он был заземлен и использовался для обеспечения деталей для второго.[1] Во время тестирования от 1950 к 1953 на NACA Станция высокоскоростных летных исследований (ныне База ВВС Эдвардс ), полу-бесхвостая конфигурация X-4 выявила проблемы, присущие продольной устойчивости (морская свинья ) по мере приближения к скорости звука. Был сделан вывод, что (с технологией управления, доступной в то время) бесхвостые летательные аппараты не подходят для околозвукового полета.

В 1940-х годах считалось, что конструкция без горизонтальных стабилизаторов позволит избежать взаимодействия ударных волн между крылом и стабилизаторами. Считалось, что они являются источником проблем со стабильностью на околозвуковых скоростях до 0,9 Маха. Два самолета уже были построены по полу-бесхвостой конструкции: ракета -приведенный Мне 163B Комет летал в бою нацистская Германия с Люфтваффе в Вторая Мировая Война, а турбореактивный Британский de Havilland DH.108 Ласточка построен после войны. В ВВС армии США 11 июня 1946 года подписал контракт с Northrop Aircraft Company на постройку двух самолетов X-4. Компания Northrop была выбрана из-за ее опыта разработки летающих крыльев, таких как Н-9М, XB-35 и YB-49 самолет.

В результате самолет был очень компактным, достаточно большим, чтобы вместить два Westinghouse J30 реактивные двигатели, пилот, приборы и 45-минутный запас топлива. Практически все работы по техническому обслуживанию самолета можно было выполнить без использования лестницы или скамейки для ног. Человек, стоящий на земле, мог легко заглянуть в кабину. Самолет также имел разрезные закрылки, которые выполняли функции скоростных тормозов.

История эксплуатации

Подготовка к полету

Первый Х-4 (заводской номер 46-676) был доставлен в База ВВС Мурок, Калифорния, в ноябре 1948. Он прошел рулежные испытания и совершил первый полет 15 декабря 1948 года на борту самолета Northrop. летчик-испытатель Чарльз Такер на пульте управления. Зимние дожди разлились Роджерс Драй Лейк вскоре после этого, предотвращение дополнительных полетов X-4 до апреля 1949. Первый X-4 оказался механически ненадежным и совершил всего десять полетов. Уолтер К. Уильямс, начальник летно-испытательного подразделения NACA Muroc (ныне Центр летных исследований Драйдена ) назвал самолет "лимоном".[1] Второй Х-4 (серийный номер 46-677) был доставлен во время остановки полетов и вскоре оказался гораздо более надежным. Всего было выполнено 20 подрядных рейсов. Несмотря на это, полетная программа подрядчика затянулась до февраля 1950 г., прежде чем оба самолета были переданы Воздушные силы и NACA. Первый X-4 больше никогда не летал, использовался в качестве запасных частей для второго самолета.

NACA поручило второму X-4 провести короткая серия полетов с пилотами ВВС. К ним относятся Чак Йегер, Фрэнк Кендалл Эверест-младший., Аль Бойд, Ричард Джонсон, Фред Аскани, Артур Мюррей и Джек Ридли. Полеты были выполнены в августе-сентябре 1950 года. Первый полет пилотом NACA совершил Джон Х. Гриффит 28 сентября 1950 г.

Первые полеты NACA X-4, которые продолжались с конца 1950 г. по май 2005 г. 1951, сосредоточился на чувствительности самолета к тангажу. Пилоты NACA Гриффит и Скотт Кроссфилд отметил, что когда скорость X-4 приблизилась к 0,88 Маха, он начал колебаться по тангажу все возрастающей силы, что было похоже на движение по стиральная доска дорога. Увеличение скорости также вызывало явление подгибания носа, при котором нос опускался вниз, что также наблюдалось в Me 163A. Антон прототипы в 1941 году. А если серьезно, то самолет также показал тенденцию «охотиться» по всем трем осям. Это сочетание рыскания, тангажа и крена, которое становилось все более серьезным по мере увеличения скорости, было предшественником инерционная муфта что станет серьезной проблемой в ближайшие годы.

Чтобы исправить плохую устойчивость, инженеры проекта решили увеличить толщину задней кромки закрылка / скоростного тормоза. Бальзовое дерево полосы были добавлены между верхней и нижней шарнирными половинами закрылка / скоростного тормоза в стиле «раскладушка», заставляя их оставаться открытыми под углом 5 °. Первое испытание тупой задней кромки было проведено 20 августа 1951 года пилотом NACA. Уолтер Джонс. Второй тест был проведен Кроссфилдом в октябре. Результаты были положительными, и Джонс отметил, что летные качества X-4 были значительно улучшены, и у самолета не было проблем с управлением по тангажу до скорости 0,92 Маха.

Бальзовые полосы были удалены, и X-4 затем совершил длительную серию полетов для проверки посадочных характеристик. При открытии скоростных тормозов подъемная сила и лобовое сопротивление самолета можно было уменьшить до менее 3: 1. Это были данные о будущих ракетных самолетах. Испытания продолжались до октября 1951 года, пока из-за утечки топлива из крыльевых баков самолет не был заземлен до марта. 1952, когда возобновились посадочные испытания. Пилоты NACA Джо Уокер, Стэнли Бутчард, и Джордж Купер также прошли проверку в самолете.

Испытания утолщенного закрылка / скоростного тормоза были обнадеживающими, поэтому полосы из пробкового дерева были переустановлены как на закрылки / скоростной тормоз, так и на элевоны. Первый полет Джонс совершил 19 мая 1952 года, но один из двигателей был поврежден во время полета, и только в августе удалось найти замену J30. Когда полеты возобновились, они показали, что модификации улучшили устойчивость как по тангажу, так и по рысканью, а также задержали изменение дифферента клевант с 0,74 до 0,91 Маха. Однако при скорости выше 0,91 Маха X-4 все еще колебался.

В мае 1953 года планки из пробкового дерева снова были удалены, и динамическая устойчивость X-4 была исследована в исходной конфигурации с закрылками / скоростным тормозом и элевонами. Эти полеты совершили Кроссфилд и Джон Б. Маккей. Это был последний проект X-4, совершивший свой 81-й и последний полет по NACA 29 сентября 1953 года. Оба самолета прошли программу испытаний. Первый Х-4, серийный номер ВВС 46-676, был передан в Академия ВВС США, Колорадо-Спрингс, Колорадо, прежде чем его вернули на базу ВВС Эдвардс.[1] 46-676 был отреставрирован по состоянию на август 2012 года и в настоящее время хранится в ожидании размещения в музее Эдвардса. Второй Х-4 достался Национальный музей ВВС США в База ВВС Райт-Паттерсон возле Дейтон, Огайо, где он остается на виду.[1]

Первостепенная важность X-4 заключалась в том, чтобы доказать отрицательный результат, поскольку полу-бесхвостая конструкция со стреловидным крылом не подходила для скоростей около 1 Маха, хотя Воут с F7U Cutlass оказался своего рода контрпримером - разработанная версия была первым самолетом, продемонстрировавшим разделение магазинов выше 1 Маха. Таким образом, авиаконструкторам удалось избежать этого тупика. Такие конструкции могли быть практичными только после разработки компьютерных систем с проводным управлением. Полухвостые конструкции появились на Х-36, Иметь синий, F-117, и Хищная птица, хотя все эти самолеты существенно отличались по форме от Х-4. Тенденция во время его программы испытаний уже была направлена ​​на использование самолетов типа "треугольник" и "дельта-треугольник", таких как Douglas F4D, Convair F-102A, созданный на основе XF-92A, и Avro Vulcan.

Технические характеристики (X-4)

Northrop X-4 3-view.png

Данные из X-4 - The Bantam Explorer[2]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 23 футов 3 дюйма (7,09 м)
  • Размах крыльев: 26 футов 10 дюймов (8,18 м)
  • Высота: 14 футов 10 дюймов (4,52 м)
  • Площадь крыла: 200 квадратных футов (19 м2)
  • Аэродинамический профиль: NACA 0010-64[3]
  • Пустой вес: 5,507 фунтов (2,498 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 7,820 фунтов (3,547 кг)
  • Электростанция: 2 × Вестингауз J30-WE-7 / WE-9 турбореактивный двигатели с тягой 1600 фунтов силы (7,1 кН) каждый

Спектакль

  • Максимальная скорость: 625 миль / ч (1006 км / ч, 543 кН)
  • Классифицировать: 420 миль (680 км, 360 миль)
  • Практический потолок: 42,300 футов (12,900 м)
  • Скороподъемность: 7,700 фут / мин (39 м / с)

Самолет на дисплее

Смотрите также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Рекомендации

Примечания

  1. ^ а б c d Уилкинсон, Стефан. «Нортроп Х-4». Смитсоновский институт Air & Space. Том 29 №2. Июнь / июль 2014 г.
  2. ^ Холлион 1977, стр. 23.
  3. ^ Ледничер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля». m-selig.ae.illinois.edu. Получено 16 апреля 2019.
  4. ^ https://www.nationalmuseum.af.mil/Visit/Museum-Exhibits/Fact-Sheets/Display/Article/195768/northrop-x-4-bantam/

Библиография

Эта статья включаетматериалы общественного достояния с веб-сайтов или документов Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.