Douglas D-558-2 Skyrocket (или D-558-II ) — это ракетный и реактивный исследовательский сверхзвуковой самолет, построенный компанией Douglas Aircraft Company для ВМС США . 20 ноября 1953 года, незадолго до ( 17 декабря ) 50-й годовщины полета с двигателем, Скотт Кроссфилд пилотировал Skyrocket, разогнавшись до скорости 2 Маха, или более 1290 миль в час (2076 км/ч), впервые самолет преодолел скорость звука в два раза .
«-2» в обозначении самолета отсылало к тому факту, что Skyrocket был версией второй фазы того, что изначально задумывалось как трехфазная программа. Самолет первой фазы, D-558-1 , был оснащен реактивным двигателем и имел прямые крылья. Третья фаза, которая так и не была реализована, включала бы постройку макета боевого самолета, воплощающего результаты испытаний самолетов первой и второй фаз. Окончательный проект D-558-3, который так и не был построен, был предназначен для гиперзвукового самолета, похожего на North American X-15 . [1]
Когда стало очевидно, что фюзеляж D558-1 не может быть модифицирован для размещения как ракетных, так и реактивных двигателей, D558-2 был задуман как совершенно другой самолет. [2] Контракт на поставку был изменен 27 января 1947 года, чтобы отказаться от последних трех самолетов D558-1 и заменить их тремя новыми самолетами D558-2. [3]
Skyrocket имел крылья с углом стреловидности 35 градусов и горизонтальные стабилизаторы с углом стреловидности 40 градусов. Крылья и хвостовое оперение были изготовлены из алюминия, а большой фюзеляж был в основном из магния. Skyrocket был оснащен турбореактивным двигателем Westinghouse J34-40 с тягой 3000 фунтов силы (13 кН), подаваемой через боковые воздухозаборники в передней части фюзеляжа. Этот двигатель был предназначен для взлета, набора высоты и посадки. Для высокоскоростного полета был установлен четырехкамерный двигатель Reaction Motors LR8-RM-6 (обозначение ВМС для XLR11 ВВС, используемого в Bell X-1 ). Этот двигатель был рассчитан на статическую тягу 6000 фунтов силы (27 кН) на уровне моря. В фюзеляжных баках перевозилось в общей сложности 250 галлонов США (950 л) авиационного топлива, 195 галлонов США (740 л) спирта и 180 галлонов США (680 л) жидкого кислорода.
Первоначально Skyrocket имел плоский фонарь кабины, но видимость из кабины была плохой, поэтому его переоборудовали в приподнятую кабину с обычными наклонными окнами. Это привело к увеличению площади профиля в передней части самолета, что было сбалансировано 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 отсоединиться от остальной части самолета в аварийной ситуации. После того, как передняя часть фюзеляжа замедлялась, пилот мог покинуть кабину на парашюте.
Пилот Douglas Джон Ф. Мартин совершил первый полет на армейском аэродроме Мьюрок (позже переименованном в авиабазу Эдвардс ) в Калифорнии 4 февраля 1948 года на самолете, оснащенном только реактивным двигателем. Целью программы было исследование характеристик самолетов со стреловидным крылом на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях с особым вниманием к тангажу (неуправляемому повороту носа самолета вверх), проблеме, распространенной в высокоскоростных служебных самолетах той эпохи, особенно на низких скоростях во время взлета и посадки, а также на крутых поворотах.
Три самолета собрали большой объем данных о тангаже и связи боковых (рыскания) и продольных (тангажа) движений; нагрузках на крыло и хвостовое оперение, подъемной силе, лобовом сопротивлении и характеристиках бафтинга самолетов со стреловидным крылом на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях; и влиянии выхлопного факела ракеты на поперечную динамическую устойчивость во всем диапазоне скоростей. (Влияние факела было новым опытом для самолетов.) Самолет номер три также собрал информацию о влиянии внешних запасов (форм бомб, сбрасываемых баков) на поведение самолета в околозвуковой области (примерно от 0,7 до 1,3 скорости звука). В корреляции с данными других ранних околозвуковых исследовательских самолетов, таких как XF-92A , эта информация способствовала решению проблемы тангажа в самолетах со стреловидным крылом.
Его летные исследования проводились в испытательном летном центре Muroc NACA в Калифорнии , переименованном в 1949 году в станцию высокоскоростных полетов (HSFRS). В 1954 году HSFRS стала станцией высокоскоростных полетов и тогда была известна как исследовательский летный центр NASA Dryden. В 2014 году он был переименован в исследовательский летный центр Armstrong в честь Нила Армстронга .
Три самолета совершили в общей сложности 313 полетов — 123 полета самолета номер один (Бюро № 37973 — NACA 143), 103 полета второго Skyrocket (Бюро № 37974 — NACA 144) и 87 полетов самолета номер три (Бюро № 37975 — NACA 145). Skyrocket 143 совершил все свои миссии, кроме одной, в рамках программы подрядчика Douglas по проверке характеристик самолета.
Самолет NACA 143 изначально был оснащен только реактивным двигателем, но позже был оснащен ракетным двигателем. В этой конфигурации он испытывался компанией Douglas с 1949 по 1951 год. После программы испытаний Douglas он был доставлен в NACA, которая хранила его до 1954 года. В 1954–55 годах подрядчик модифицировал его для возможности запуска с воздуха полностью на ракетном топливе со снятым реактивным двигателем. В этой конфигурации исследовательский летчик NACA Джон Маккей совершил на самолете только один ознакомительный полет 17 сентября 1956 года. 123 полета NACA 143 послужили для проверки прогнозов аэродинамической трубы относительно характеристик самолета, за исключением того факта, что самолет испытывал меньшее сопротивление при скорости свыше 0,85 Маха, чем показали аэродинамические трубы.
NACA 144 также начал свою летную программу с турбореактивной силовой установкой. Пилоты NACA Роберт А. Шампайн [4] и Джон Х. Гриффит совершили 21 полет в этой конфигурации для проверки калибровки воздушной скорости и исследования продольной и поперечной устойчивости и управления. В ходе этого процесса в августе 1949 года они столкнулись с проблемами кабрирования, которые инженеры NACA признали серьезными, поскольку они могли создать ограничивающее и опасное ограничение летных характеристик. Поэтому они решили провести полное исследование проблемы.
В 1950 году Дуглас заменил турбореактивный двигатель на ракетный двигатель LR-8, и его пилот Билл Бриджмен семь раз поднял самолет до скорости 1,88 Маха (в 1,88 раза превышающей скорость звука) и высоты 79 494 фута (24 230 м), что на тот момент было неофициальным мировым рекордом высоты, достигнутым 15 августа 1951 года. [5] В ракетной конфигурации самолет был прикреплен под бомбоотсеком военно-морского флота P2B , варианта бомбардировщика B-29 . P2B поднимался на высоту около 30 000 футов (9 100 м), а затем отсоединял ракетный самолет. Во время сверхзвуковых полетов Бриджмена он столкнулся с сильным вращательным движением, известным как боковая неустойчивость. Движение было менее выражено во время полета со скоростью 1,88 Маха 7 августа 1951 года, чем во время полета со скоростью 1,85 Маха в июне, когда он перешел на малый угол атаки .
Инженеры NACA изучали поведение самолета, прежде чем начать собственные летные исследования на нем в сентябре 1951 года. В течение следующих нескольких лет пилот NACA Скотт Кроссфилд совершил на самолете 20 полетов, чтобы собрать данные о продольной и поперечной устойчивости и управляемости, нагрузках на крыло и хвостовое оперение, а также характеристиках подъемной силы, сопротивления и бафтинга на скоростях до 1,878 Маха.
В этот момент подполковник морской пехоты Мэрион Карл 21 августа 1953 года установил на самолете новый (неофициальный) рекорд высоты в 83 235 футов (25 370 м) и максимальную скорость 1,728 Маха. Рекорд высоты не был признан Федерацией международной авиации, поскольку в то время самолеты, совершавшие попытки установить рекорд, должны были взлетать на собственной тяге. [6]
После завершения Карлом этих полетов для ВМС, техники NACA на Исследовательской станции высокоскоростных полетов (HSFRS) около Мохаве , Калифорния, оснастили камеры сгорания двигателя LR-8 удлинителями сопел, чтобы предотвратить воздействие выхлопных газов на рули на сверхзвуковых скоростях. Это дополнение также увеличило тягу двигателя на 6,5 процента при скорости 1,7 Маха и высоте 70 000 футов (21 300 м).
Еще до того, как Мэрион Карл совершила полет на Skyrocket, руководитель HSFRS Уолтер К. Уильямс безуспешно ходатайствовал перед штаб-квартирой NACA о полете самолета на скорости 2 Маха, чтобы собрать исследовательские данные на этой скорости. Наконец, после того, как Кроссфилд получил согласие Бюро аэронавтики ВМС, директор NACA Хью Л. Драйден смягчил обычную практику организации, оставляя установление рекордов другим, и согласился на попытку полета на скорости 2 Маха.
Помимо добавления сопловых удлинителей, летная группа NACA в HSFRS охладила топливо (спирт), чтобы в бак можно было залить больше, и натерла фюзеляж воском, чтобы уменьшить сопротивление. Инженер проекта Герман О. Анкенбрук составил план полета на высоту около 72 000 футов (21 900 м) и перехода в легкое пикирование. Кроссфилд вошел в историю авиации 20 ноября 1953 года, когда он достиг скорости 2,005 Маха, 1291 мили в час (2078 км/ч). Это был единственный полет Skyrocket на скорости 2 Маха.
После этого полета Кроссфилд и пилоты NACA Джозеф А. Уокер и Джон Б. Маккей летали на самолете с целью сбора данных о распределении давления, нагрузках на конструкцию и нагреве конструкции. Последний полет в рамках программы состоялся 20 декабря 1956 года, когда Маккей получил данные о динамической устойчивости и уровнях звукового давления на околозвуковых скоростях и выше.
Тем временем, NACA 145 выполнил 21 контрактный полет пилотами Douglas Юджином Ф. Мэем и Уильямом Бриджменом в ноябре 1950 года. На этом реактивно-ракетном судне Скотт Кроссфилд и Уолтер Джонс начали исследование NACA кабрирования, которое длилось с сентября 1951 года до лета 1953 года. Они летали на Skyrocket с различными конфигурациями крыла-ограждения, крыла-предкрылка и удлинения хорды передней кромки, выполняя различные маневры, а также прямой и горизонтальный полет на околозвуковых скоростях. В то время как ограждения значительно помогали выйти из условий кабрирования, удлинения хорды передней кромки не помогали, опровергая результаты испытаний в аэродинамической трубе об обратном. Предкрылки (длинные, узкие вспомогательные аэродинамические поверхности) в полностью открытом положении устраняли кабрирование, за исключением диапазона скоростей около 0,8–0,85 Маха.
В июне 1954 года Кроссфилд начал исследование влияния внешних подвесок (бомбы и топливные баки) на трансзвуковое поведение самолета. Маккей и Стэнли Бутчарт завершили расследование NACA этого вопроса, и Маккей совершил последний полет 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, контролируемого полета самолета со стреловидным крылом в околозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Собранные ими данные также помогли лучше сопоставить результаты испытаний в аэродинамической трубе с фактическими летными значениями, что расширило возможности конструкторов по созданию более эффективных самолетов для вооруженных сил, особенно со стреловидным крылом. Более того, данные по таким вопросам, как устойчивость и управление, полученные с этого и других ранних исследовательских самолетов, помогли в проектировании истребителей серии Century , все из которых имели подвижные горизонтальные стабилизаторы, впервые примененные на самолетах серий X-1 и D-558.
Все три самолета Skyrocket имели крылья со стреловидностью 35 градусов.
До конфигурации для запуска в воздухе NACA 143 оснащался турбореактивным двигателем Westinghouse J-34-40, рассчитанным на статическую тягу 3000 фунтов силы (13 кН). Он перевозил 260 галлонов США (980 л) авиационного бензина и весил 10 572 фунта (4795 кг) на взлете.
NACA 144 (и NACA 143 после модификации в 1955 году) был оснащен ракетным двигателем LR-8-RM-6, рассчитанным на статическую тягу 6000 фунтов силы (27 кН). Его топливо составляло 345 галлонов США (1310 л) жидкого кислорода и 378 галлонов США (1430 л) разбавленного этилового спирта. В стартовой конфигурации он весил 15 787 фунтов (7161 кг).
NACA 145 имел как ракетный двигатель LR-8-RM-5 с тягой 6000 фунтов (27 кН) статической тяги, так и турбореактивный двигатель Westinghouse J-34-40 с тягой 3000 фунтов (13 кН) статической тяги. 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 для стартового веса 15 266 фунтов (6925 кг).
D-558-2 #1 Skyrocket экспонируется в Музее славных самолетов в Чино, Калифорния . Skyrocket номер два, первый самолет, совершивший полет со скоростью 2 Маха, экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. Третий самолет выставлен на пилоне на территории колледжа Antelope Valley в Ланкастере, Калифорния .
(Сконфигурирован со смешанной тягой)
Данные по самолетам McDonnell Douglas с 1920 года: Том I, [7] [8]
Общая характеристика
Производительность
Сопутствующее развитие
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
