Республика XF-103 - Republic XF-103

XF-103
Republic XF-103 в полете.jpg
Впечатление художника от XF-103
РольПерехватчик
ПроизводительРеспублика Авиация
ДизайнерАлександр Картвели и Уильям О'Доннелл
Положение делОтменено на стадии макета
Стоимость программыАМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 104 миллиона на программу[1] (эквивалентно 947 миллионам долларов сегодня)

В Республика XF-103 был Американец проект по разработке мощного ракета -вооруженный самолет-перехватчик способный разрушить Советский бомбардировщики при полете со скоростью до Мах 3. Несмотря на длительное развитие, он так и не продвинулся дальше макет сцена.

Разработка

В 1949 г. ВВС США направил запрос на продвинутый сверхзвуковой перехватчик для оснащения Командование ПВО. Официально известная как система вооружения WS-201A, но более известная неофициально как Перехватчик 1954 года, он требовал сверхзвукового самолета с всепогодными возможностями перехвата радар, и ракета класса "воздух-воздух" вооружение. Республика была одной из шести компаний, подавших предложения. 2 июля 1951 года три из этих проектов были выбраны для дальнейшей разработки, увеличенной в масштабе компании Convair. XF-92 которые превратились в F-102, дизайн Lockheed, который привел к F-104, и республиканский AP-57. AP-57 представлял собой передовую концепцию, которая была построена почти полностью из титан и способен Мах 3 на высоте не менее 60 000 футов (18 км).

Полномасштабный макет AP-57 был построен и проверен в марте 1953 года. В июне 1954 года был заключен контракт на изготовление трех прототипов.[2] Работа над прототипами была отложена из-за продолжающихся проблем с титановой конструкцией и, более того, из-за продолжающихся проблем с предлагаемым Райт J67 двигатель. Позже контракт был сокращен до единственного прототипа.[2] В конце концов, J67 так и не поступил в производство, и самолет, для которого он был выбран, были вынуждены перейти на другие конструкции двигателей или были полностью отменены. Republic предложил заменить J67 на Райт J65, гораздо менее мощный двигатель. В конечном итоге 21 августа 1957 года проект был отменен, так как летающие прототипы так и не были построены.[2]

Дизайн получил краткую отсрочку в рамках проекта Long-Range Interceptor - Experimental (LRI-X), который в конечном итоге привел к Североамериканская рапира XF-108. Частью этого проекта была разработка передового Хьюз AN / ASG-18 импульсный доплеровский радар и ГАР-9 ракета. Republic предложила адаптировать F-103 в качестве испытательного стенда для этих систем с дополнительными топливными баками, занимающими большую часть исходного пространства отсека для оружия, хотя он не сможет приблизиться к удовлетворению требований по дальности LRI-X. Была проведена некоторая работа по адаптации макета для размещения 40-дюймовой антенны, что потребовало значительного увеличения носовой части. Из предложения ничего не вышло,[3] и испытания ПГС-18 / ГАР-9 проводились на модифицированном Convair B-58 Hustler вместо.[4]

Дизайн

Макет F-103 был построен на республиканском заводе. На этом изображении капсула пилота показана в опущенном положении.

Движение

В 1950-е годы было трудно достичь скорости 3 Маха. Реактивные двигатели сжимают поступающий воздух, затем смешивают его с топливом и воспламеняют смесь. В результате расширение газов создает тягу. Обычно компрессоры могут поглощать воздух только на дозвуковых скоростях. Для работы на сверхзвуке в самолетах используются усовершенствованные поступления чтобы замедлить сверхзвуковой воздух до приемлемой скорости. Энергия, теряемая в этом процессе, нагревает воздух, а это означает, что двигатель должен работать при все более высоких температурах, чтобы обеспечить чистую тягу. Ограничивающим фактором в этом процессе является температура материалов в двигателях, в частности, лопаток турбины сразу за камерами сгорания. Используя материалы, доступные в то время, было трудно достичь скорости, намного превышающей 2,5 Маха.

Решение этой проблемы - снятие турбины. В прямоточный воздушно-реактивный двигатель Двигатель состоит в основном из большой трубы и относительно легко охлаждается воздухом, нагнетая дополнительный воздух вокруг двигателя. Экспериментальный прямоточный воздушно-реактивный самолет той эпохи, как и Локхид Х-7, достигали скорости 4 Маха. Однако у ПВД есть множество проблем. Экономия топлива, или удельный расход топлива тяги с точки зрения авиации, крайне плохой. Это делает общие операции вроде перелетов с одной авиабазы ​​на другую дорогостоящими. Более проблематичным является тот факт, что ПВРД полагаются на поступательную скорость для сжатия поступающего воздуха и становятся эффективными только при скорости выше 1 Мах.

Александр Картвели Главный конструктор «Республики» придумал решение этих проблем. Он предложил использовать Райт J67 турбореактивный (созданная по лицензии производная от Бристоль Олимп ) с добавлением RJ55-W-1 прямоточный воздушно-реактивный двигатель за этим. Их соединяли подвижные воздуховоды, по которым воздух проходил между двигателями. На низких скоростях самолет будет оснащаться двигателем J67, а RJ55 будет действовать как традиционный форсаж, создавая в общей сложности тягу около 40000 фунтов силы (180 кН). На высоких скоростях, начиная выше 2.2 Маха, реактивный двигатель будет выключен, и воздушный поток из воздухозаборника будет направлен вокруг реактивного двигателя и непосредственно в RJ55. Хотя чистая тяга была уменьшена за счет выключения реактивного двигателя, работа только на ПВРД позволила самолету развивать гораздо более высокие скорости.

Оба двигателя располагались за одним очень большим односторонним воздухозаборником Ferri в брюшной части, который отличался выступающей выступающей кромкой - конструктивная особенность, применявшаяся на модели. Республика RF-84F Thunderstreak и позже F-105 Thunderchief. J67 был установлен сразу за воздухозаборником, расположив его под углом ниже средней линии самолета. RJ55 был установлен на одной линии с фюзеляжем в крайней задней части, как если бы он являлся выхлопом обычной двигательной установки. Над J67 было значительное свободное пространство для воздуховодов.

Крылья и рули

Все рули были чистыми. дельта-крылья. Основное крыло имело стреловидность 55 градусов и могло поворачиваться вокруг лонжерона для обеспечения переменного угла падения. При взлете и посадке крыло было наклонено вверх для увеличения угол падения сохраняя фюзеляж почти горизонтальным. Длина фюзеляжа затрудняла достижение той же цели за счет наклона всего самолета вверх, что потребовало бы очень длинного удлинения корпуса. шасси. Система также позволяла фюзеляжу летать в воздушном потоке с различной скоростью, устанавливая угол дифферента независимо от самолета в целом. Это уменьшило сопротивление дифферента, тем самым увеличив дальность полета.

Крыло было разделено примерно на две трети размаха. Часть вне этой линии может вращаться независимо от остальной части крыла. Эти подвижные части действовали как большие элероны, или как их называла Республика, Тайпероны. Чтобы площадь поверхности перед и за точкой поворота была в некоторой степени похожей, линия разделения была ближе к фюзеляжу перед точкой поворота. Большие обычные закрылки проходили от фюзеляжа к типеронам. Трудные точки для сбросные баки были доступны примерно1⁄3 выхода из корня крыла.

Горизонтальные стабилизаторы были явно занижены и располагались ниже линии крыла. Более крупный вертикальный киль был дополнен подфюзеляжным стабилизатором для устойчивости на высоких скоростях. Этот плавник складывается вправо, если смотреть сзади, во время взлета и посадки, чтобы избежать удара о землю. Два лепестковых воздушных тормоза были установлены непосредственно за горизонтальными поверхностями, открываясь наружу и вверх под углом примерно 45 ° в зазор между горизонтальной и вертикальной поверхностями. Наличие тормозного парашюта не видно ни на макете, ни на различных рисунках, хотя это было обычным явлением для самолетов той эпохи.

Фюзеляж

Фюзеляж был полностью гладким, с высоким коэффициент тонкости для низкого сопротивления на сверхзвуковых скоростях. Дизайн был разработан до открытия правило области, и не имеет характерной для самолетов, разработанных после 1952 года, «осиной талии». Контуры фюзеляжа были в основном цилиндрическими, но сливались с воздухозаборником, начинающимся вокруг основания крыла, придавая ему округлый прямоугольный профиль в середине, прежде чем вернуться к снова чистая форма цилиндра на сопле двигателя.

Кокпит

Первоначально кабина пилота имела фонарь, но требования к низкому сопротивлению на высокой скорости предполагали его удаление. Идея использования перископа для просмотра вперед на высокоскоростных самолетах была тогда модной. Авро 730 выбрав очень похожую систему. ВВС требовали использовать его на F-103. Картвели был против такой схемы и продолжал настаивать на использовании «настоящего» навеса. Проектная документация по всей программе продолжала включать это как дополнительную функцию вместе с оценками производительности, которые предполагали, что разница будет минимальной.[3]

В системе, показанной на макетах, использовались два больших овальных окна по бокам кабины и перископическая система, проецирующая изображение на линза френеля расположение прямо перед пилотом. В 1955 году концепция перископа была испытана на модифицированном F-84G, совершивший длительный перелет по пересеченной местности с заблокированным передним обзором пилота.[2][N 1]

Для XF-103 была разработана уникальная сверхзвуковая спасательная капсула. Кресло пилота располагалось в кожухе с большим подвижным щитом впереди, который обычно сдвигался в область перед ногами пилота. В случае разгерметизации щит сдвинется вверх перед пилотом, запечатывая сиденье в герметичную капсулу. Основные летные приборы внутри капсулы позволяли возвращать самолет на базу, а окно в передней части щита позволяло использовать перископическую систему. В аварийной ситуации вся капсула будет выброшена вниз вместе с небольшой частью фюзеляжа самолета, что обеспечит стабильную аэродинамическую форму. Чтобы войти в самолет и выйти из него, модуль выброса был опущен на рельсы из нижней части самолета, что позволяло пилоту просто зайти в кресло, сесть и поднять модуль в самолет. Капсула была полностью герметизирована, что позволяло пилоту продолжать управлять самолетом без скафандра, когда капсула была заблокирована.[6]

Авионика и вооружение

Вся носовая часть самолета была занята большой радиолокационной станцией Hughes, которая (в то время) обеспечивала большие дальности обнаружения. Наведение и управление огнем должны были обеспечиваться одним и тем же пакетом MX-1179, который разрабатывался для всех конструкций WS-201. Hughes выиграла этот контракт на разработку системы управления огнем Hughes MA-1. Оружие размещалось в отсеках, расположенных по бокам фюзеляжа за кабиной, которая открывалась путем переворачивания вверх, тем самым поворачивая ракеты из отсеков. Он должен был быть вооружен шестью ГАР-1 / ГАР-3 Сокол (тогда известный как MX-904) с вероятным расположением из трех или четырех GAR-1 и GAR-3, стреляющих парами (по одному на каждый радар и с инфракрасным наведением), чтобы повысить вероятность попадания. XF-103 также должен был иметь 36 2,75-дюймовых «Mighty Mouse». FFARs.

Технические характеристики (XF-103, в исполнении)

Общие характеристики

  • Экипаж: один пилот
  • Длина: 77 футов 0 дюймов (23,5 м)
  • Размах крыльев: 34 футов 5 дюймов (10,5 м)
  • Высота: 16 футов 7 дюймов (5,1 м)
  • Площадь крыла: 401 квадратных футов (37,2 м2)
  • Пустой вес: 24,949 фунтов (11317 кг)
  • Вес брутто: 38,505 фунтов (17,466 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 42,864 фунтов (19,443 кг)
  • Электростанция: 1 × Райт XJ67 -W-3 турбореактивный, Тяга 15000 фунтов силы (67 кН)
  • Электростанция: 1 × Райт XRJ55-W-1 прямоточный воздушно-реактивный двигатель, Тяга 18800 фунтов силы (84 кН)

Спектакль

  • Максимальная скорость: 3 Маха (как турбореактивный) / 5 Маха (только ПВРД)
  • Практический потолок: 80000 футов (24,390 м)
  • Скороподъемность: 19000 фут / мин (97 м / с)
  • Нагрузка на крыло: 96 фунтов / кв фут (470 кг / м2)
  • Тяга / вес: 0,57 (только форсаж); 0,95 (форсаж и ПВРД)
  • Боевой радиус: 245 миль (394 км)
  • Перегоночная дальность: 1,545 миль (2,486 км)

Вооружение

  • 36 2,75 дюйма (70 мм) FFAR ракеты

и

или

Смотрите также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Рекомендации

Примечания
  1. ^ Испытательный стенд F-84G (серийный номер 51-843) провел почти 50 часов летных испытаний, пилоты сообщали, что перископическая система работает очень хорошо.[5]
Цитаты
  1. ^ Кнаак, Марсель Размер. Энциклопедия самолетов и ракетных систем ВВС США: Том 1 Истребители после Второй мировой войны 1945–1973 гг.. Вашингтон, округ Колумбия: Управление истории ВВС, 1978. ISBN  0-912799-59-5.
  2. ^ а б c d Баугер, Джо. «Республика XF-103». Энциклопедия американских военных самолетов Джо Баугера, 4 декабря 1999. Дата обращения: 16 февраля 2011.
  3. ^ а б Дженкинс и Лэндис 2004
  4. ^ Крикмор 2004, стр. 87.
  5. ^ Дженкинс 2004, стр. 23.
  6. ^ Pace 1991, стр. 128.
Список используемой литературы
  • Крикмор, Пол, Lockheed Blackbird: За пределами секретных миссий. Оксфорд, Великобритания: Оспри, 2004. ISBN  978-1-84176-694-2.
  • Дженкинс, Деннис Р. «Титановый титан: история XF-103». Airpower, Январь 2004 г.
  • Дженкинс, Деннис Р. и Тони Р. Лэндис. Экспериментальные и прототипы реактивных истребителей ВВС США. Миннесота: Specialty Press, 2008. ISBN  978-1-58007-111-6.
  • Дженкинс, Деннис Р. и Тони Р. Лэндис. Валькирия: североамериканский супербомбардировщик Mach 3. Норт-Бранч, Миннесота: Издатели специальной прессы и оптовые продавцы, 2004. ISBN  1-58007-072-8.
  • Пейс, Стив. X-Fighters: экспериментальные и опытные истребители ВВС США, от XP-59 до YF-23. Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1991. ISBN  0-87938-540-5.

внешняя ссылка