stringtranslate.com

Дженерал Дайнемикс F-16XL

General Dynamics F-16XL — это производная от F-16 Fighting Falcon с крылом дельтавидной формы с изогнутой стрелой . Он участвовал в конкурсе Enhanced Tactical Fighter (ETF) ВВС США (USAF) в 1981 году, но проиграл F-15E Strike Eagle . Оба прототипа были отложены до тех пор, пока не были переданы NASA для дополнительных авиационных исследований в 1988 году. Оба самолета были полностью сняты с вооружения в 2009 году и хранятся на авиабазе Эдвардс .

Разработка

СКАМП

Команда разработчиков SCAMP в конце 1977 года, слева направо: Гарри Хиллакер, Эндрю Льюис, Кенни Барнс, Джим Гордон.

Вскоре после победы в программе легкого истребителя , General Dynamics Fort Worth начала исследовать возможные производные F-16 с целью улучшения как возможностей миссий воздух-воздух, так и воздух-земля, сохраняя при этом общность деталей с F-16A . [1] Под руководством Гарри Хиллакера (конструктора оригинального F-16 ) был начат проект прототипа сверхзвукового крейсерского и маневренного самолета (SCAMP). Было рассмотрено несколько конструкций крыла, в том числе одно с использованием крыла обратной стреловидности , но большое крыло « изогнутой стрелы » (похожее на крыло Saab 35 Draken ) [примечание 1] было выбрано из-за его гораздо более эффективного отношения подъемной силы к лобовому сопротивлению на сверхзвуковых скоростях. [2]

Компания тесно сотрудничала с Исследовательским центром Лэнгли НАСА [3] и инвестировала значительные средства в НИОКР для испытаний в аэродинамической трубе. В течение нескольких лет конструкция совершенствовалась, что привело к окончательному дизайну F-16XL к концу 1980 года. [4]

Расширенное соревнование по тактическим истребителям

F-16XL и обычный F-16

В 1980 году ВВС США подписали контракт в качестве партнера, [5] предоставив фюзеляжи третьего [примечание 2] и пятого [примечание 3] серийных F-16 для переоборудования. Эти два фюзеляжа стали единственными образцами F -16XL . [6]

В марте 1981 года ВВС США объявили о программе Enhanced Tactical Fighter (ETF) для закупки замены для F-111 Aardvark . [7] Концепция предполагала самолет, способный запускать миссии глубокого пресечения без необходимости дополнительной поддержки в виде истребителей сопровождения или поддержки глушения. General Dynamics представила F-16XL, в то время как McDonnell Douglas представила вариант F-15 Eagle . Хотя два самолета конкурировали за одну и ту же роль, у них были довольно разные подходы к проектированию. F-15E требовал очень мало изменений по сравнению с его базовыми F-15B или D , в то время как F-16XL имел основные структурные и аэродинамические отличия от оригинального F-16 . [8] Таким образом, F-16XL потребовал бы гораздо больше усилий, времени и денег для запуска в серийное производство. [9] Кроме того, у F-15E было два двигателя, что давало ему гораздо более высокий максимальный взлетный вес и избыточность в случае отказа двигателя. [9] [примечание 4]

В феврале 1984 года ВВС США заключили контракт на ETF с McDonnell Douglas. [10] [11] [12] Два F-16XL были возвращены ВВС и помещены на хранение на авиабазу Эдвардс . [13] Если бы General Dynamics выиграла конкурс, F-16XL был бы запущен в производство как F-16E/F (E — одноместный, F — двухместный). [14]

Дизайн

Вид снизу самолета F-16XL с воздуха слева. Самолет вооружен двумя установленными на законцовках крыла ракетами AIM-9 Sidewinder и четырьмя установленными на фюзеляже ракетами AIM-120 AMRAAM, а также 12 500-фунтовыми бомбами Mark 82 .

Крыло и задние горизонтальные поверхности управления базового F-16A были заменены на дельтавидное крыло с изогнутой стрелой, которое на 115% больше исходного крыла. [15] Широкое использование композитов из графита и бисмалеимида позволило сэкономить 595 фунтов (270 кг) веса, [16] но F-16XL-1 и XL-2 были на 4100 фунтов (1900 кг) и 5600 фунтов (2500 кг) тяжелее исходного F-16A соответственно . [17] [примечание 5]

Менее заметным является то, что фюзеляж был удлинен на 56 дюймов (140 см) путем добавления двух секций на стыках основных узлов фюзеляжа. [15] С новой конструкцией крыла хвостовую часть пришлось наклонить на 3,16°, [18] а подфюзеляжные плавники снять, чтобы предотвратить их удар о дорожное покрытие во время взлета и посадки. [19] F -16XL-2 также получил больший входной патрубок, который впоследствии был включен в более поздние варианты F-16 . [20]

Эти изменения привели к 25% улучшению аэродинамического качества в сверхзвуковом полете [21], при этом оставаясь сопоставимыми в дозвуковом полете, [22] и самолету, который, как сообщается, плавно управлялся на высоких скоростях и малых высотах. [23] Увеличения увеличили внутреннюю топливную емкость на 4350 фунтов (1970 кг), или около 65%. [15] [примечание 6] F -16XL мог нести в два раза больше боеприпасов, чем F-16A , и доставлять их на 50% дальше. [26] Увеличенное крыло и усиленные узлы подвески позволяли использовать высококонфигурируемую полезную нагрузку: [27]

Тестирование НАСА

NASA F-16XL №2 проводит исследования ламинарного потока
Пассивные и активные аэродинамические перчатки использовались во время испытаний НАСА
NASA F-16XL №1 летит рядом с NASA SR-71A

В 1988 году оба самолета были переданы в NASA Ames-Dryden Flight Research Facility для исследования сверхзвукового ламинарного потока для программы высокоскоростного гражданского транспорта (HSCT). [28] F-16XL считался идеальным для этих испытаний из-за его изогнутого стреловидного крыла и высокоскоростных высотных возможностей. [29] Испытания проводились командой NASA и промышленности [примечание 10] и были направлены на достижение ламинарного потока над крыльями, проверку методологии проектирования вычислительной гидродинамики (CFD) и испытание активных систем всасывания. [30] Эти испытания включали установку либо пассивных, либо активных всасывающих аэродинамических перчаток. Активная всасывающая перчатка предназначалась для отсасывания турбулентного воздушного потока над крыльями во время сверхзвукового полета, восстановления ламинарного потока и снижения сопротивления . [31] [32] [33] Исследовательский центр NASA Langley разработал и координировал эксперименты F-16XL . [34]

F-16XL-1 был оснащен активной всасывающей перчаткой, охватывающей левое крыло. [35] Разработанный и построенный компанией North American Aviation , он имел вырезанные лазером отверстия, которые были номинальным диаметром 0,0025 дюйма (0,064 мм) с равномерным шагом 2500 на квадратный дюйм (390/см 2 ). [35] Всасывание обеспечивалось турбокомпрессором кондиционера Convair 880 , где находились боеприпасы 20-мм пушки. [31] [35] Перчатка покрывала более 5 квадратных футов (0,46 м 2 ) крыла. В целом, F-16XL-1 выполнил 31 испытательный полет для этих испытаний с мая 1990 года по сентябрь 1992 года. [32] После этого он использовался для проверки взлетных характеристик, шума двигателя и явлений звукового удара. [36]

Двигатель F-16XL-2 был заменен на более мощный General Electric F110-129 . [12] [37] Он достиг ограниченного суперкрейсерского полета , проектной цели F -16XL , которая так и не была достигнута в испытаниях ETF, когда он достиг скорости 1,1 Маха на высоте 20 000 футов (6100 м) на полной военной мощности. [38] Он был установлен с пассивной перчаткой на правом крыле и активной всасывающей перчаткой на левом крыле. [32] Пассивная перчатка была оснащена приборами для измерения характеристик потока над крылом. [39] Активная всасывающая перчатка была разработана и изготовлена ​​Boeing; она была сделана из титана и имела более 12 миллионов вырезанных лазером отверстий, каждое диаметром 0,0025 дюйма (0,064 мм), расположенных на расстоянии 0,010–0,055 дюйма (0,025–0,140 см) друг от друга. [40] [31] [41] Всасывание обеспечивалось турбокомпрессором наддува воздуха в салоне от Boeing 707 , установленным на месте барабана с 20-мм боеприпасами, который выходил над правым крылом. [42] [32] [33] В целом, F-16XL-2 выполнил 45 испытательных полетов с октября 1995 года по ноябрь 1996 года. [43] [31]

Хотя был достигнут «значительный прогресс» в достижении ламинарного потока на сверхзвуковых скоростях, ни один из самолетов не достиг требуемых характеристик ламинарного потока на предполагаемых скоростях и высотах. [44] [45] [46] Тем не менее, должностные лица НАСА посчитали, что программа испытаний была успешной. [32] НАСА провело краткое исследование с использованием Ту-144 , который был бы больше похож на высокоскоростной гражданский транспортный самолет, для продолжения исследований сверхзвукового ламинарного потока, но не стало развивать эту идею из-за ограниченного бюджета. [47]

По завершении своих испытательных программ в 1999 году оба F-16XL были помещены на хранение в NASA Dryden. [12] В 2007 году Boeing и NASA изучали возможность возвращения F-16XL-1 в летное состояние и модернизации его многими усовершенствованиями, найденными в F-16 Block 40 ВВС США , с целью дальнейшего тестирования технологии смягчения звукового удара. [48] F-16XL-1 был испытан на рулежке в Dryden и прошел проверку систем. [48] Однако оба F-16XL были сняты с вооружения в 2009 году и помещены на хранение на авиабазу Эдвардс. [49]

Самолет F-16XL на выставке

Технические характеристики (F-16XL номер 2)

Ортогональная проекция F-16XL
Ортогональная проекция F-16XL
Лазеры освещают воздушный поток над моделью F-16XL в аэродинамической трубе НАСА

Данные Дарлинга, [51] F-16.net, [52] Пикчирильо [53]

Общая характеристика

Производительность

Вооружение

Смотрите также

Сопутствующее развитие

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Ссылки

Цитаты

  1. ^ Piccirillo 2014, стр. 7: «Они были ориентированы на увеличение дальности и полезной нагрузки, расширение основных миссий и разработку усовершенствованных версий или производных конфигураций самолета. Важно то, что они были предназначены для улучшения как возможностей «воздух-воздух», так и возможностей «воздух-земля», сохраняя при этом максимально возможную общность с базовой конструкцией F-16».
  2. ^ ab Piccirillo 2014, с. 7-10.
  3. ↑ Чемберс 2000, стр. 156–158.
  4. ^ Пикчирильо 2014, стр. 34–35, 69–70.
  5. ^ Пиччирилло 2014, Глава 3.
  6. ^ abc Piccirillo 2014, стр. 76–77.
  7. ^ Пиччирилло 2014, стр. 149.
  8. ^ Piccirillo 2014, стр. 159: «...F-16E требовал серьезных изменений в базовом планере F-16. ... Изменения, необходимые для F-15E, не были сочтены GAO такими же значительными, как те, которые требовались для F-16E, и ​​в основном состояли из структурных изменений крыльев, а также усиленного шасси».
  9. ^ abc Piccirillo 2014, стр. 156–157.
  10. ^ Пиччирилло 2014, стр. 161.
  11. ^ "24 февраля 1984 г.: F-15 стал новым истребителем двойного назначения ВВС". www.aftc.af.mil . Летно-испытательный центр ВВС. 24 февраля 2021 г. Архивировано из оригинала 8 марта 2023 г. Получено 8 марта 2023 г.
  12. ^ abc Уолтон, Билл (11.11.2017). «F-16XL: этот усовершенствованный вариант F-16 проиграл F-15E Strike Eagle, но был ли он лучше?». Avgeekery.com . Архивировано из оригинала 12.02.2023 . Получено 12.02.2023 .
  13. ^ Пиччирилло 2014, стр. 169.
  14. ^ Пиччирилло 2014, стр. 143.
  15. ^ abcd Piccirillo 2014, стр. 69
  16. ^ Пиччирилло 2014, стр. 74.
  17. ^ abc Piccirillo 2014, стр. 60–61.
  18. ^ Пиччирилло 2014, стр. 78.
  19. ^ Пиччирилло 2014, стр. 75.
  20. ^ Пикчирилло 2014, стр. 83–84.
  21. ↑ Piccirillo 2014, стр. 116: «По мере приближения скорости к числу Маха 1,0 сравнительная крейсерская эффективность F-16XL улучшалась, а при числе Маха 1,4 у F-16XL было на 25 процентов большее аэродинамическое качество, чем у F-16C».
  22. ^ Piccirillo 2014, стр. 9: «...соотношения длины и диаметра у F-16 с изогнутой стрелой, дельта-уткой и базовой схемой были по существу равны на дозвуковых скоростях...»
  23. ↑ Ф. Клифтон Берри-младший. «Революционная эволюция F-16XL». Журнал Air & Space Forces . Архивировано из оригинала 12 февраля 2023 года . Получено 21 февраля 2023 года .
  24. ^ Пиччирилло 2014, стр. 84.
  25. ^ ab Piccirillo 2014, стр. 116.
  26. ^ Пиччирилло 2014, стр. 291.
  27. ^ abcd Piccirillo 2014, стр. 85–87.
  28. ^ Пикчирильо 2014, стр. 183–184.
  29. ^ Андерс и Фишер 1999, стр. 5.
  30. ^ ab Андерс и Фишер 1999, стр. 2.
  31. ^ abcde Piccirillo 2014, стр. 183–187.
  32. ^ abcde "NASA - NASA Dryden Technology Facts - F-16XL Supersonic Laminar Flow". www.nasa.gov . NASA . Архивировано из оригинала 4 марта 2023 г. . Получено 4 марта 2023 г. .
  33. ^ ab Anderson & Bohn-Meyer 1992, стр. 2–3.
  34. ^ "Past Projects: F-16XL Ship #2 Supersonic Laminar Flow Control". NASA. 10 мая 2017 г. Архивировано из оригинала 26 ноября 2022 г. Получено 5 марта 2023 г.
  35. ^ abc Piccirillo 2014, стр. 199–202.
  36. ^ Пиччирилло 2014, стр. 184.
  37. ^ Пиччирилло 2014, стр. 202.
  38. ^ Piccirillo 2014, стр. 202: «F-16XL-2 также смог продемонстрировать ограниченные характеристики сверхкруизного полета, поддерживая скорость 1,1 Маха на высоте 20 000 футов на полной боевой мощности, не прибегая к использованию форсажа».
  39. ^ Пиччирилло 2014, стр. 206.
  40. ^ Пикчирильо 2014, стр. 209–210.
  41. ^ Андерс и Фишер 1999, стр. 12.
  42. ^ Пикчирилло 2014, стр. 211–214.
  43. ^ Андерс и Фишер 1999, стр. 23.
  44. ^ Пикчирильо 2014, стр. 226–227.
  45. ↑ Андерсон и Бон-Майер 1992, стр. 4–5.
  46. ↑ Андерс и Фишер 1999, стр. 40–42.
  47. ^ Пикчирилло 2014, стр. 227–228.
  48. ^ ab Piccirillo 2014, стр. 281–283.
  49. ^ "F-16XL (Ship #1)". NASA Armstrong Flight Research Center. 19 апреля 2011 г. Архивировано из оригинала 19 июня 2016 г. Получено 31 января 2021 г.
  50. ^ ab "Aircraft Inventory List". The Flight Test Museum Foundation. Архивировано из оригинала 18 марта 2023 года . Получено 6 марта 2023 года .
  51. ↑ Дарлинг 2003, стр. 63, 64, 69.
  52. ^ ab "F-16 XL, Cranked-Arrow Wing", F-16 , архивировано из оригинала 22 апреля 2009 г. , извлечено 18 апреля 2009 г..
  53. ^ Piccirillo 2014, Глава 4: Детали проектирования и строительства.
  54. ^ Пиччирилло 2014, стр. 71.
  55. ^ ab Piccirillo 2014, стр. 203.
  56. ^ Пиччирилло 2014, стр. 123.
  57. ^ Пиччирилло 2014, стр. 303.

Примечания

  1. ^ Треугольное крыло «изогнутой стрелы» впервые появилось на самолете Draken, который изучался инженерами General Dynamics в ходе программы SCAMP. [2]
  2. ↑ Серийный номер 75-0747; впоследствии стал F-16XL-2; был серьезно поврежден в результате авиашоу в октябре 1980 года [6]
  3. ↑ Серийный номер 75-0749; станет F-16XL-1 [6]
  4. ^ F-16E имел бы максимальный взлетный вес 48 000 фунтов (22 000 кг) против 80 000 фунтов (36 000 кг) у F-15E [9]
  5. ↑ Сухой вес: XL-1 весил 19 690 фунтов (8 930 кг); XL-2 весил 21 157 фунтов (9 597 кг); F-16A весил 15 586 фунтов (7 070 кг) [17]
  6. ↑ Чуть меньше 11 300 фунтов (5 100 кг), [24] [25] больше, чем 6 950 фунтов (3 150 кг) у F-16A [15]
  7. ^ Макеты AIM-120, изготовленные из дерева и листового металла, были прикреплены к нижним поверхностям демонстрационных самолетов F-16XL, поскольку ракета AIM-120 еще не была интегрирована в стандартный F-16; включение полупогружного корпуса ракеты с ее связанной эжекторной пусковой установкой потребовало бы отдельных усилий по разработке и интеграции. [27]
  8. ^ Предназначен для 300-галлонного сбрасываемого бака [27]
  9. ↑ Предназначалось либо для 2× 600-галлонных сбрасываемых баков, либо для 4× оружия класса «воздух-земля», но не для того и другого одновременно [27]
  10. ^ Команды НАСА включали Летно-исследовательский центр Эймса-Драйдена и Исследовательский центр Лэнгли ; отраслевыми партнерами были Boeing , McDonnell Douglas и Rockwell International [30]
  11. ^ Число Маха 2,0 было достигнуто только во время испытаний сверхзвукового ламинарного потока примерно в 1990–1992 годах; [55] максимальная скорость до этого была ограничена числом Маха 1,95, хотя, вероятно, были возможны и более высокие скорости. [56]
  12. ^ Отсек для боеприпасов был удален в 1991–1992 годах и заменен турбокомпрессором для обеспечения всасывания для испытаний аэродинамических перчаток [31]

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме F-16XL .