Convair XF-92

Convair XF-92
Convair XF-92A в полете
Тип:	Экспериментальный самолет
Страна дизайна:	США США
Производитель:	Consolidated Vultee Aircraft Corporation
Первый полет:	18 сентября 1948 г. или 18 декабря 1948 г.
Введение в эксплуатацию:	Никогда не сдавать в эксплуатацию
Сроки изготовления:	Никогда не производился серийно
Количество штук:	1

Convair XF-92 (завод имени Convair Model 7, Consolidated Vultee Model 115) был экспериментальный самолет , который был первоначально запланирован в качестве прототипа для истребителя защиты собственности. Американский США производителем Convair , сделанные в 1948 году, он представляет собой первый дельта - крыла самолета с реактивным двигателем в USAF . Перед общим переименованием всех USAF самолетов в 1948 году название проекта P-92 .

история

описание

Хотя в литературе этот дизайн обычно упоминается как Convair XF-92 , официальное название компании до 1954 года было Consolidated Vultee Aircraft . Однако Convair использовался в публикациях и пресс-релизах после слияния Consolidated и Vultee в 1943 году. Заводское название было первоначально Model 115, но в конечном итоге было добавлено к серии моделей Convair после Второй мировой войны как Model 7. В одной цитате также упоминается «Модель 1» в качестве названия растения. Вариант треугольного крыла получил номер модели 7-002 (произносится как Seven-Balls-Two ), поэтому широко распространено мнение, что конструкция стреловидного крыла имела номер 7-001. Вместо 7-002 иногда приводится обозначение 7002, используемое на строительных чертежах.

XP-92 (без суффикса) использовался для обозначения не построенного перехватчика, в то время как XP-92A или XF-92A использовался для технологической платформы, которая была фактически построена.

Нежный

В августе 1945 года ВВС США обратились к различным компаниям с просьбой предложить новое поколение высокопроизводительных самолетов, включая истребитель дальнего сопровождения и перехватчик, способный развивать скорость не менее 700 миль в час (1020 км / ч). В первых тендерных документах на истребитель для защиты этого объекта (проект MX-809) ВВС США требовали время набора высоты в четыре минуты на высоту 50 000 футов (15 250 м), после чего необходимо вести бой как с бомбардировщиками противника, так и с «ракетами». Последние, однако, скорее были крылатыми ракетами. Военные спецификации были пересмотрены 23 ноября 1945 г., а затем 5 февраля 1946 г. Окончательная версия Специальных эксплуатационных требований (SOR), наконец, предусматривала 25,5 минут развертывания, разделенных на 2,5-минутный набор высоты до 47 500 футов, 15 минут крейсерского полета на скорости 535 миль в час, 3 минуты боевого времени на скорости 760 миль в час и, наконец, фаза спуска 5 минут. Это были очень высокие требования к доступным в то время техническим возможностям.

USAAF получил проекты проектов от Bell, Consolidated-Vultee, Douglas, North American и Northrop. Поскольку группа разработчиков Vultee в Дауни уже заранее прорабатывала такие концепции, целая серия проектов могла быть представлена Командованию авиационной техники в Райт-Филд в течение короткого времени между октябрем 1945 года и маем 1946 года .

Вариант развития перехватчика ХР-92

Первый вариант со стреловидным крылом и «ПВРД»

Подразделение Vultee Consolidated Vultee использовало конструкцию в виде специального ракетного двигателя с воздухозаборником в носовой части для первого наброска. Для этого планировалось установить ряд небольших ракет, а в воздухозаборник нужно было впрыскивать топливо, чтобы получить своего рода псевдопролетный двигатель. Проект, представленный в армию 13 октября 1945 года, продолжал предусматривать крыло стреловидности 35 градусов и V-образное оперение. Convair описал эту концепцию как «многоразовую пилотируемую ракету, которая наводится на воздушную цель своим пилотом» ( многоразовая обитаемая ракета с пилотом, ведущим ее к воздушной цели ). Помимо ракеты внутри фюзеляжа, на корме вокруг выхлопного сопла располагались еще четыре ракеты для начального разгона с тягой 1200 фунт-сила каждая. Вестингауз 19XB турбореактивный двигатель обеспечивается движение вперед для окончательного подхода к цели и для посадки. Энергия для потребителей электроэнергии также должна вырабатываться в течение всего полета.

Инженеры Consolidated Vultee изначально выбрали для XP-92 ракетный двигатель с «рубашкой», который описывался как ПВРД с внутренней ракетой и камерами сгорания ПВРД. Для увеличения взлетного ускорения предполагалось установить еще шесть жидкостных ракетных двигателей. Кабина была расположена в центре воздухозаборника в конусе диффузора, что сделало необходимые меры предосторожности для возможного аварийного выхода. Эта конструктивная конструкция очень похожа на Miles M.52 .

12 апреля 1946 года армия объявила, что Convair выиграла тендер на перехватчик и 2 мая 1946 года получила контракт на 850 000 долларов США на исследования в аэродинамической трубе в рамках проекта MX-813. 25 июня последовал заказ за 5,3 миллиона долларов на полномасштабный манекен, тормозную ячейку и два прототипа XP-92. В команду разработчиков входили CR "Jack" Ирвин (главный инженер), его помощник Фрэнк Дэвис, а также Ральф Шик (ответственный за аэродинамику) и Адольф Бурштейн (руководитель дизайна).

Дельта-крыло и ПВРД

Макет Р-92 с треугольным крылом и ПВРД

От команды разработчиков Бурштейн предложил использовать треугольное крыло вместо запланированного стреловидного крыла. Первым доказательством этого является служебная записка от 5 июля 1946 г., в которой говорится, что «на этой неделе должно быть исследовано крыло с дельтой 60 °». Разработчики Convair были знакомы с теоретической работой Майкла Глухареффа по треугольным крыльям в Сикорском, а также знали о результатах аэродинамических исследований Александра Липпиша , о которых ВВС США узнали в ходе операции «Lusty» . Данные Lippisch, которые затем использовались при разработке окончательного проекта, в основном касались исследований Lippisch DM-1 в аэродинамической трубе Langley.

Тем временем Ральф Шик узнал, что Липпиш остановился в Райт-Филд, и договорился о встрече с ним в Огайо, за которой в октябре 1946 года последовал Липпиш в Сан-Диего в Convair. Планируемое использование P-92 в значительной степени соответствовало использованию Me 163 , который использовался во время Второй мировой войны и был разработан Липпишем , который должен был взять на себя «точечную оборону» важных промышленных объектов в качестве объекта. истребитель защиты. Для этой задачи планировался проект Lippisch P-13a, из которого только DM-1 летал в качестве немоторизованной испытательной машины до конца войны. Общим для всех конструкций было то, что они были оснащены ракетными двигателями, чтобы они могли быстро подниматься на высоту атаки вражеских бомбардировщиков.

Поправка к контракту от ноября 1946 года после визита Липпиша в Сан-Диего предусматривала, что будущий демонстратор XP-92 должен быть оснащен реактивным двигателем Westinghouse 24C и четырьмя дополнительными ракетными ускорителями. В ретроспективе, опубликованной позже, НАСА описало XP-92 как «управляемую ракету земля-воздух ». Проектная работа, которая первоначально началась на предприятии Vultee в Дауни, была продолжена в Сан-Диего после того, как объект был продан Северной Америке в 1947 году. В 1946 году USAAF заказал два XP-92 и дополнительную тормозную ячейку .

17 апреля 1948 года был осмотрен макет, у которого теперь вместо стреловидного крыла было треугольное крыло. В июне 1948 года ВВС решили отказаться от концепции с ракетным двигателем в фюзеляже, поскольку к тому времени были значительно усовершенствованы традиционные двигательные установки. Кроме того, стоимость всего проекта оценивалась более чем в 16 миллионов долларов США. До окончательного задания проекта и отмены двух введенных в эксплуатацию XP-92 фактические затраты составляли 4,5 миллиона долларов США.

Разработка технологической платформы XF-92

Convair быстро осознал, что конструкция XP-92 поставила перед инженерами две основные задачи, а именно новую аэродинамическую конструкцию, а также новый тип системы привода. Поэтому было решено рассмотреть две задачи по отдельности и, с одной стороны, построить испытательный самолет по аэродинамическим вопросам и, кроме того, исследовать двигательную установку с помощью наземного оборудования. В сентябре 1946 года армия одобрила предложение об испытании аэродинамической конструкции на летном макете с реактивным двигателем. С этой целью ранее введенная в эксплуатацию ячейка разрыва была заменена на носитель аэродинамических испытаний XP-92A с серийным номером USAAF 46-682. Демонстратор использовал крыло и вертикальный стабилизатор, поскольку они также должны быть использованы для планируемого перехватчика. Однако был изменен фюзеляж, который теперь не должен был вмещать ракетные двигатели, поэтому его можно было сделать намного тоньше. В качестве силовой установки планировался двигатель General Electric I-40 (XJ33) с центробежным компрессором.

Даже после отмены проекта XP-92 ВВС по-прежнему были заинтересованы в тестировании характеристик дельта-подводных крыльев и позволили Convair продолжить создание технологической платформы. Сообщается, что Липпиш и другие немецкие ученые также были одолжены на несколько недель, чтобы помочь спроектировать треугольное крыло.

Строительство прототипа

В целях экономии времени и денег было использовано множество деталей от образцов, которые уже были в серийном производстве. Основное шасси взято от North American FJ -1, носовое колесо от Bell P-63 , двигатель J33, тормоза и гидравлическая система от Lockheed P-80 и катапультное сиденье от Convair XP-81 . Большая часть строительства проходила на старом заводе Vultee в Дауни, Калифорния. После закрытия летом 1947 года ячейка, укомплектованная на 75%, была доставлена ​​на завод Consolidated в Сан-Диего, что привело к значительным задержкам в дальнейшем строительстве.

Прототип был завершен в октябре 1947 года и затем отправлен в Сан-Франциско на военном корабле «Титания» (AKA-13). Оттуда он был доставлен грузовиком в авиационную лабораторию NACA Ames для испытаний в аэродинамической трубе без двигателя . Испытания проходили там с 29 ноября по 23 декабря. Результаты в значительной степени подтвердили результаты, ранее полученные с меньшими моделями. Возврат машины в Сан-Диего произошел на авианосце USS Boxer (CV-21) . По прибытии 12 января 1948 г. были установлены ракетные устройства Allison J33-A-21 и JATO, но они, вероятно, не использовались. После доставки в летно-испытательный центр ВВС Мюрок на корабле и грузовике первые рулежные испытания показали, что тормоза необходимо заменить и что машина в целом очень чувствительна к продольным и поперечным осям. Первым пилотом, который управлял самолетом Delta с реактивным двигателем, был Эллис Д. Шеннон, который также совершил первый полет с другими новыми проектами Convair. 9 июня 1948 года он впервые случайно совершил короткий прыжок во время попытки высокоскоростного руления, преодолев около 3 км на высоте 15 футов. Однако самолет показал такие сильные колебания вокруг продольной и поперечной осей, что пилоту Эллису Шеннону пришлось немедленно снова «приземлиться». Пока совершенствовалась система управления, J33-A-21 был заменен на более новый, чуть более мощный вариант A-23 с впрыском воды и спирта.

Летные испытания экспериментального самолета

Посадка XF-92A 14 октября 1953 г.

«Настоящий» первый полет состоялся 18 сентября 1948 года без особых происшествий. Однако вместо Westinghouse 24C они сначала построили Allison J33-A-21 с тягой 18,9 кН (4250 фунтов силы) и, наконец, Allison J33-A-23 с тягой 23,2 кН ​​(5200 фунтов силы), прежде чем начались дальнейшие летные испытания. . К концу года Шеннон выполнил еще девять полетов, которые показали, что машина проста в обращении, но «немного чувствительна к управлению». Вторым пилотом, который пилотировал XF-92 21 декабря 1948 года, был Билл Мартин, также летчик-испытатель Convair.

К моменту окончания «I фазы испытаний» 26 августа 1949 года было выполнено 47 полетов общей продолжительностью 20 часов 33 минуты. Затем ВВС получили машину для проведения «фазы испытаний II». Первым пилотом ВВС США был Чак Йегер , который впервые пилотировал XF-92A 13 октября 1949 года. Испытательный полет 28 декабря 1949 года завершил II этап испытаний, в ходе которого было выполнено 25 полетов общей продолжительностью 17 часов, но летчики ВВС продолжали периодически управлять машиной в течение нескольких лет.

С самого начала конструкторы думали также об использовании XF-92A в сверхзвуковом полете. Согласно расчетам того времени, в горизонтальном полете он должен быть способен превышать 1 Мах. Пилоты, однако, сочли машину несверхзвуковой, поэтому после окончания «фазы II» ее вернули на завод в январе 1950 года для замены двигателя на J33-A-29 с форсажной камерой 33,4 кН. (7500 фунт-сила) тяги стало. Затем был также удлиненный корпус для размещения форсажной камеры. Машина также была полностью выкрашена в белый цвет для лучшего визуального отслеживания. По оценке Convair, максимальная скорость на уровне моря должна увеличиться с 552 до 718 миль в час, а время набора высоты на высоте 30 000 футов должно снизиться с 12,4 до всего 3,4 минуты.

После 14-месячного переоборудования в Сан-Диего машина вернулась в Мурок, после чего Йегер выполнил первый полет с новым двигателем 21 июля 1951 года. Прежде чем XF-92A был передан NACA и стал предметом дальнейших исследований устойчивости треугольного крыла, он совершил еще 21 полет за 11 часов 21 минуту. Результаты программы полета в целом оказались неутешительными, поскольку 1 Маха можно было превзойти только в полете по орбите, что было достигнуто по крайней мере один раз с Эверестом в качестве пилота. В конце 1951 года XF-92A кратко рассматривается как доказательство правильности концепции демонстратора для планируемого F-102 . Однако из-за ожидаемых высоких затрат было решено отказаться от этого дальнейшего использования.

В феврале 1953 года ВВС завершили программу испытаний и передали самолет NACA . Затем Convair снова поменял двигатель и установил J33-A-16, который развивал тягу 37,4 кН (8400 фунт-сил). Последующие полеты, выполненные Скоттом Кроссфилдом с апреля 1953 года, показали тенденцию к подъему носа на быстрых поворотах. В качестве средства правовой защиты были временно установлены ограждения пограничного слоя , но они не могли предложить никакого эффективного решения.

14 октября 1953 года машина получила повреждение из-за отказа стойки переднего колеса при посадке. ВВС и NACA договорились не проводить ремонт, потому что первый полет YF-102 был запланирован только на 10 дней позже. Вывод из эксплуатации после 62 часов налета и 118 полетов был неизбежен; Машина находилась в инвентаре ВВС до марта 1954 года. Стоимость проекта составила 4,5 миллиона долларов США.

Последующий эффект

Задолго до его окончательного вывода из эксплуатации опыт, накопленный с XF-92A, был использован при проектировании истребителей F-102 , F-106 и стратегического бомбардировщика B-58 . Во время летных испытаний XF-92 треугольное крыло было убедительным, демонстрируя исключительно стабильные летные характеристики и добродушное поведение сваливания в диапазоне малых скоростей, особенно в разреженном воздухе . Высокая жесткость крыла в сочетании с тонким поперечным сечением и большим запасом топлива считалась главным преимуществом этой конструкции.

Фрэнк Дэвис, Ральф Шик и Адольф Бурштейн из Американского института аэронавтики и астронавтики получили Национальную премию в области дизайна самолетов в 1981 году за их вклад в разработку треугольного крыла .

Местонахождение

XF-92A изображен как вымышленный МиГ-23 в художественном фильме Jet Pilot

После снятия с эксплуатации в 1954 году XF-92A также использовался в качестве опоры в двух художественных фильмах. Записи, сделанные на авиабазе Эдвардс, впервые были использованы в фильме « К неизвестности» , выпущенном в августе 1956 года с Уильямом Холденом . Годом позже на экраны вышел художественный фильм « Пилот самолета», созданный Говардом Хьюзом . После съемок XF-92A был показан на нескольких выставках ВВС страны. Затем он перешел на несколько лет во владение Южного университета в Севани ( штат Теннесси ) и, наконец, попал в выставку Национального музея ВВС на авиабазе Райт Паттерсон .

Спецификации

литература

• Деннис Р. Дженкинс, Тони Р. Лэндис: экспериментальные и прототипы реактивных истребителей ВВС США , Specialty Press, 2008, ISBN 978-1-58007-111-6 , стр. 122-129
• Билл Йенн: Convair Deltas - от SeaDart до Hustler , Specialty Press, 2009, ISBN 978-1-58007-118-5 , стр. 24-37
• Ганс-Ульрих Майер (ред.): Развитие стреловидного крыла в Германии до 1945 года - Die deutsche Luftfahrt Vol. 33 , Bernard & Graefe Verlag, 2006, ISBN 3-7637-6130-6

веб ссылки

• Фотографии XF-92 на сайте NASA Dryden (по состоянию на 8 февраля 2014 г.)
• Краткая история на nasa.gov (по состоянию на 8 февраля 2014 г.)

Индивидуальные доказательства

1. ^ Билл Yenne: Convair Дельты ., Специальность Пресс, 2009, стр 28
2. ↑ Деннис Р. Дженкинс, Тони Р. Лэндис: Экспериментальные и прототипы реактивных истребителей ВВС США , Specialty Press, 2008, стр. 126
3. ↑ Ханс-Ульрих Майер: Разработка стреловидного крыла в Германии до 1945 г. , Бернар и Грефе Верлаг, 2006 г., стр. 354
4. ↑ Дженкинс / Лэндис с. 124