Rolls -Royce Thrust Measuring Rig (TMR) был пионером в области вертикального взлета и посадки ( VTOL ), разработанным Rolls-Royce в 1950-х годах. Он имеет честь быть «первым реактивным самолетом, совершившим полет в любой точке мира». [1]
Конструкция TMR уникальна. Он был оснащен парой турбореактивных двигателей Nene , которые были установлены спина к спине горизонтально внутри стального каркаса; в свою очередь, этот каркас был поднят на четырех ногах, оснащенных роликами вместо колес. У TMR не было никаких подъемных поверхностей, таких как крылья ; вместо этого подъемная сила создавалась исключительно за счет тяги, направленной вниз. Из-за своего нетрадиционного внешнего вида он был прозван Летающей кроватью . [ 1]
TMR был задуман специально для проведения исследований, в частности, для изучения потенциальных применений недавно разработанного реактивного движения для выполнения вертикальных полетов. Первый полет состоялся в августе 1954 года, во время серии испытательных полетов были проведены обширные исследования того, как стабилизация может быть выполнена во время зависания самолета. Это способствовало более глубокому пониманию уровня мощности и соответствующих способов стабилизации, используемых в самолете VTOL, а также доказательству осуществимости концепции в целом. [2]
Человеком, в значительной степени ответственным за разработку TMR, был доктор Алан Арнольд Гриффит , который работал над проектированием газовых турбин в Королевском авиационном учреждении (RAE) в 1920-х годах и был пионером технологии реактивного подъема. В 1939 году Гриффит был нанят компанией Rolls-Royce. [3] В 1940-х годах он задумал использовать реактивное движение как метод непосредственного обеспечения вертикальной подъемной силы для создания самолета, который мог бы взлетать вертикально. Строительство такого самолета для исследовательских целей было предложено Гриффитом. [1]
Будучи должным образом впечатлена концепцией Гриффита, а также желая исследовать и использовать возможности своей недавно разработанной линейки реактивных двигателей, Rolls-Royce начала строительство самолета на заводе компании в Hucknall Aerodrome , Ноттингемшир , Англия. [1] Важный автостабилизатор для самолета был разработан и изготовлен Отделом приборов и аэрофотосъемки Королевского авиационного учреждения (RAE). Самолет был обозначен как Thrust Measuring Rig (TMR), два были построены для программы испытаний. [1] [4]
19 августа 1953 года первый TMR совершил свой первый полет на аэродроме Хакнелл. [1] Для выполнения этих полетов в Хакнелле была разработана и собрана специально сконструированная конструкция, похожая на портальную платформу, которая, не ограничивая движение самолета в пределах определенного пространства, не позволяла ему выходить за его пределы; она также предотвращала чрезмерную скорость снижения, допуская максимальную скорость снижения 10 футов в секунду (3 м/с), чтобы избежать повреждений, и позволяла борющимся пилотам легко закрывать дроссели без последующей аварии. [5] В течение первого года полетов самолет оставался привязанным к портальной системе для летных испытаний. 3 августа 1954 года TMR совершил свой первый свободный полет, пилотируемый Рональдом Томасом Шепардом , главным летчиком-испытателем Rolls-Royce. [1]
В конце 1954 года TMR был передан в исследовательские учреждения RAE, сначала в RAE Farnborough . [6] В июне 1956 года он был перемещен в RAE Bedford , Бедфордшир , для проведения дальнейших летных испытаний. В то время как практические вопросы, связанные с управляемостью, рассматривались во время его работы в Hucknall, RAE больше интересовались использованием TMR для определения того, будет ли необходима искусственная стабилизация для таких самолетов, как во время висения, так и на низкоскоростных этапах полета, и для исследования желаемых характеристик для достижения устойчивого вертикального полета. [6]
Информация из типичных полетов в основном была получена из сообщений пилотов. [7] Во время испытаний на устойчивость более количественные данные были получены путем обучения нескольких пилотов следовать той же последовательности маневров, многие из которых были предназначены для того, чтобы быть репрезентативными для самолета VTOL, переходящего в зависший полет; также были задействованы несколько наблюдателей. Испытательные полеты имели несколько ограничений безопасности, наложенных на них: TMR обычно не летал, если скорость ветра составляла 10 узлов или больше, он мог летать только в погодных условиях, в которых самолет мог управляться в случае неисправности. [8] Пилоты могли выполнять взлеты и контролируемые посадки, но обнаружили, что оба подвига были более сложными при наличии ветра, особенно если TMR требовалось наклонять, чтобы противодействовать ветру. [9]
Как сообщается, пилоты обнаружили, что основной первоначальной трудностью при управлении TMR было регулирование высоты самолета; это было частично из-за медленной реакции двигателя на движения дроссельной заслонки, управляемые пилотом. [10] Интервал задержки между дроссельной заслонкой и реакцией двигателя часто составлял около одной-двух секунд; пилоты обычно приспосабливались к этой особенности самолета и становились экспертами в освоении управления высотой. Было предпринято две попытки улучшить управление высотой: добавление упрощенного триммера на дроссельную заслонку для ограничения ее возможной скорости движения и установка «упреждающих устройств дроссельной заслонки», которые не сработали так, как предполагалось. [11] TMR эффективно продемонстрировал, что задержка в реакции управления высотой будет основной трудностью самолета VTOL, и двигатели более поздних самолетов VTOL обычно имели более быстрое время реакции. [11] [12]
Самолет пережил отказ системы управления вектором тяги 16 сентября 1957 года, когда его пилотировал командир крыла Стэн Хаббард из Королевских авианосных войск. [13] 28 ноября 1957 года второй TMR, серийный XK426 , был уничтожен во время испытательного полета, что привело к гибели командира крыла Х. Г. Ф. Ларсена, который пилотировал самолет впервые. [14] [15]
Исследования в рамках программы испытаний TMR имели значительную ценность для будущих самолетов вертикального взлета и посадки, по крайней мере, в некоторых областях: официальный отчет, опубликованный Министерством авиации, резюмировал, что «главный вывод, который следует сделать из этого опыта, заключается в том, что любой практический самолет с реактивной подъемной силой должен иметь некоторую искусственную стабилизацию при зависании, если он должен работать в отличных от очень благоприятных погодных условиях... основная сложность в обучении пилотированию самолета заключалась в контроле высоты; любое уменьшение постоянной времени реакции двигателя облегчило бы проблему обучения пилотированию самолета с реактивной подъемной силой». [16] После относительно успешных испытаний TMR компания Rolls-Royce решила продолжить разработку турбореактивного двигателя Rolls-Royce RB108 с прямым подъемом; пять из этих двигателей использовались для питания первого настоящего британского самолета вертикального взлета и посадки, Short SC.1 . [17]
Rolls-Royce Thrust Measuring Rig (TMR) был самолетом вертикального взлета и посадки, разработанным для изучения практичности, характеристик и требований такого самолета. [2] Он был широко известен под прозвищем Flying Bedstead из-за своего радикально нетрадиционного для самолета внешнего вида, в основном состоящего из прямоугольного трубчатого каркаса, который был построен вокруг двигателей, платформы, размещенной наверху, для размещения одного пилота. Он не имел никакой аэродинамической формы, не имел ни крыльев, ни хвоста; вместо этого он создавал всю свою подъемную силу, направляя тягу своих двигателей прямо вниз. [18] Из-за своего небольшого размера TMR имел максимальную продолжительность полета всего шесть минут. [4]
Он был оснащен парой турбореактивных двигателей Nene , которые были установлены в конфигурации спина к спине. [6] Выход струй был направлен к центру тяжести установки; одна реактивная труба выбрасывала вниз через центральное сопло, в то время как другая струя выбрасывала вниз через два меньших сопла по обе стороны; это было сделано для того, чтобы в случае отказа одного двигателя во время полета не произошло резкого неблагоприятного движения в результате. Были приняты значительные меры предосторожности, чтобы безопасно выдержать такой отказ двигателя; четырехопорное шасси было спроектировано так, чтобы поддерживать вертикальную скорость 34 фута в секунду (10 м/с) и выдерживать посадку с одним двигателем с любой высоты ниже 50 футов (15 м). [6] TMR обладал лишь незначительной избыточной мощностью, что усложняло процесс управления самолетом; это еще больше усугублялось медленным временем реакции двигателей на изменение дроссельной заслонки. Соответственно, существовала значительная степень предвосхищения в использовании мощности двигателя, необходимой для предотвращения превышения желаемой высоты и обеспечения мягкого приземления при посадке. [11]
Всего из установки выдвигалось четыре выносных рычага, по одному с каждой стороны и по одному спереди и сзади, через которые выпускался сжатый воздух для управления креном , тангажем и рысканием во время полета. [19] В то время как управление рысканием и высотой было механическим, управление тангажем и креном осуществлялось с помощью электрических сигналов, без каких-либо возможностей возврата к механическому управлению. Первоначально ключевые компоненты для компонентов электрической системы управления были дублированы; однако, чтобы сделать обнаружение неисправностей безошибочным, для фазы испытаний свободного полета RAE была принята более безопасная частично-триплексная схема. [20] Поскольку TMR не обладал собственной устойчивостью , он включал экспериментальную автоматическую систему стабилизации. [21] Во время его многочисленных испытательных полетов выполнялись различные степени вмешательства стабилизатора, включая несколько, в которых стабилизация вообще не была активна. [22]
Первая машина (серийный номер XJ314 ) сохранилась и выставлена на всеобщее обозрение в Музее науки в Лондоне, Англия. [23] [24]
Общая характеристика
Производительность
Авионика
